简述地下水的特点范例6篇

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简述地下水的特点

简述地下水的特点范文1

[关键词]工程地质 水文地质 地质勘查

[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-133-2

在新时代科学技术的作用下,地质勘探学科应用的领域逐渐增加,同时各种勘查技术应用到建筑工程中,并且在发展中不断的创新,更加适应现代化建筑工程的需求,我国的勘察技术得到很大程度的发展和进步,刺激了地质勘探市场的发展,但是根据我国工程地质与水文地质的勘察情况的实际而言,仍然存在具有制约性的问题,影响了工程地质和水文地质勘查的进步。

1工程地质与水文地质勘查的简述

工程地质勘查是一项综合性和系统性比较强的关于地质探索的调研工作,主要目的是明确所建工程的建筑物受外界因素的影响,例如地质结构、地质现象等影响因素,明确工程地质的要求后才可重点实行建筑工程的结构和特点的设计,促进建筑工程与地理环境的相互融合,提供建筑工程项目稳定性和安全性的防护依据。

水文地质是工程地质勘查中一项比较重要的影响因素,同时也是一项非常热门的学科,尤其是在当前能源与资源的相互作用下,促进水文勘查成为建筑工程中比较活跃的影响因素,其主要的研究对象是勘查水文地质条件以及地下水资源的利用,水文地质勘查的环境主要集中在野外,可分为专门性水文地质勘查和综合性水文地质勘查。

工程地质勘查和水文地质勘查统属于地质勘查,都是以国家的经济特点、科学发展以及国防建设的情况为目标,对工程项目区域所涉及到的地层构造、岩石矿产、地貌特征以及水源分布等特点进行研究调查,为工程项目需要提出实际意义的环境依据和地质资料,各种新技术新方法的提出和使用,更是彰显出地质勘查中的工程地质和水文地质勘查的重要性,而且统筹工程地质与水文地质的关系可得,水文地质勘查在工程地质勘查中是具有特殊意义的。

2工程地质中水文地质的勘察评价

水文地质勘查在工程地质勘查中需要进行问题性评价,其主要的影响因素和涉及内容的评价主要有:

(1)地下水的影响。

地下水是工程建筑中岩土体、建筑物的主要影响因素,通过水文地质勘测对建筑工程所属的工程地质环境进行勘察、分析,预测建筑工程或者岩土工程中存在的安全隐患,对此提出预防和防护的措施。

(2)地基类型的影响。

建筑工程地基的基础类型是工程地质勘查联系性比较大的因素,通过对建筑物的地基类型进行分析,选取具有针对性的水文地质材料,明确水文勘查中的地质关系。

(3)基于影响因素提出问题。

结合工程地质勘查与水文勘查的实际勘查中得出的影响因素,对其进行着重分析,针对不同条件的地质问题进行不同的评价。出现的问题包括:

第一是地下水位以下所埋藏的建筑物的基础部分,地下水对基础部分内部的钢筋的腐蚀性和腐蚀程度比较大。

第二是部分建筑场地受地下水活动的影响是非常明显的,对此部分建筑场地应重点分析,例如岩石材料中的软质构造、强度风化岩石、残积土、具备膨胀性土质等等,此类型的岩土体在建筑物中充当基础持力层的角色,通过评价地下水对基础持力层的影响可得,主要受地下水的影响类型有软化、胀缩、崩解,导致岩土体出现的情况有地基松散、粉砂和细砂饱和、对其的水文地质勘查的预测有流砂、管涌和潜蚀。

第三是对地下水的冲压毁坏力进行评价和计算,例如基础层的下部分存在承压式含水层时,需要对基坑实行开挖以便其承受水冲的压力,防止基坑底板在地下水冲击压力的作用下损坏。

第四是试验评价和预测,以防由于人工开挖或人工降水导致土体下沉、边坡稳定性丧失导致周围的建筑物的稳定性变差,主要是进行富水和渗透试验,在地下水位下方部分实行基坑的开挖。

3水文地质中岩土水理的特性

水文地质勘查中岩土水理的特性是极具影响性的因素,因此需要对岩土水理的特性和特征进行主要的分析,依据岩土水理的性质进行水文地质的分类。

(1)地下水的存在形式。

地下水的存在形式分类是依据地下水在岩土中的赋存形式,大致分为结合水、重力水和毛细血管水,其中地下水的结合水存在形式又分为强性结合水和弱性结合水。

(2)岩土层中水理性质的测试方法。

第一是软化性,岩土层的软化性特征是指岩土体遇到地下水后,在力学方面的强度降低的性质,此种特性可以用软化系数表示,岩土体的软化性主要是用来判断岩石的抗水浸和抗风化的能力指标,如果在水文地质勘探中遇到容易软化的岩石层时,在地下水的推动作用中往往会形成软质与弱质的夹层,一般存在软化特性的土层主要有泥质砂岩、页岩、泥岩、粘性上层。

第二是透水性,岩土层的透水性特征是指部分岩土体允许地下水在自身重力的作用下可穿透岩土层,透水性的影响因素主要是岩土体的松软性,比如岩土层的颗粒越细,其在受力方面就表现出不均匀,所以其透水性便会降低,相反若岩土层的岩石比较坚硬,并且其岩石的裂隙和岩溶发育非常快速时,其透水性就非常强。透水性也可采取渗透系数对其性能的强弱进行表示,渗透系数的获取途径为抽水试验。

第三是崩解性,岩土层的崩解性特征是指岩体在经过地下水的浸水后,表现为湿化的特性,再加上土粒连接性上的削弱及被破坏,造成岩土体的崩解的特性,影响其的主要因素即是地下水的周期流动特性,比如部分岩土体接受的地下水的浸泡时间长,或者受地下水水分的影响长期处于潮湿的状态,非常容易引发岩土层的崩解。

第四是胀缩性。岩土层的胀缩性特征是指岩土层吸水地下水分后体积逐渐膨胀,经过失水后岩土层体积收缩的现象,岩土层胀缩性的主要影响因素是岩土层土质的颗粒,其表面的结合水膜会随着水分的变化变厚或者是变薄,岩土层的胀缩性的主要表现形式是地下地基的裂缝或者是基坑隆起,主要影响地基变形和土坡表面的稳定性,岩土的胀缩性的评定指标包括:体缩率、收缩系数、自由膨胀率和膨胀率,岩土水理的表现形式为可塑性、毛细管性、溶水性以及持水性。

第五是给水性。岩土层的给水性特征是指在地下水重力的作用下,水分充足的岩土可以经过自身土层的孔隙、裂隙实现一定程度的水量可流出的性能,其可用给水度参数进行表示,同时水文地质勘测中含水层的给水度是其重要的地质参数,而且岩土层的给水性直接影响到建筑场地的干燥时间,给水度系数的计算是通过实验室的方法测定的。

4工程中存在的水文危害

建筑工程或岩土工程中的水文危害主要来源于地下水的活动,主要源于地下水的流水冲击压力作用和地下水位的上升与下降两方面的作用,尤其是地下水的升降影响是非常明显的,因为地下水的升降主要是来源于人为因素或者是自然因素的影响,不论从哪种影响因素的角度出发,地下水位超过正常承受的能力后,都是会对岩土工程造成一定程度影响的,其表现形式为:

(1)地下水上升引发工程危害。

地下水位上升的引发原因是多样性的,来自地质方面的影响因素是含水土层结构、整体的岩石形状;来自水文方面的影响因素是气温、降水量;来自人为方面的影响因素是施工、灌溉。在这几种类型影响因素的相互作用下,引起地下水位上升,地下水位上升造成的工程危害主要体现在以下几个方面:

①地下室或地下洞室在充水的作用下淹没,促使地基基础上浮,导致建筑工程、建筑物失去稳定性;

②部分比较特殊的岩土体在结构上受到影响,导致其结构的强度下降并且软化;

③造成岩土层的粉砂、细砂以及粉土的在饱和上出现液化,形成管涌和流砂的现象;

④岩土体以及附近的土壤盐渍化、沼泽化,导致岩土受地下水的侵蚀较强,导致建筑工程、建筑物遭受腐蚀;

⑤水位上升造成部分空间被占用,导致河岸、斜坡的岩土体产生崩塌和滑移的现象。

(2)地下水位下降引发的工程危害。

地下水位下降的主要原因是人为因素的影响,例如地下水被大量的抽取用于灌溉和生活、进行采矿工程时,在工程的上游筑坝以及矿床的疏干或者是进行大型水库修建时需要利用地下水进行截夺补给等等,多种认为原因造成地下水位的下降。地下水位下降的工程危害表现形式为以下几个方面:

①地表开裂、地面下沉以及地面塌陷等地质灾害;

②地下水缺乏或枯竭,地下水质量恶化;

③造成岩土体、建筑工程以及建筑物缺乏稳定性,导致人们居住的环境受到严重的威胁。

(3)地下水压力和动力作用引起的工程危害。

地下水在自然环境中处于天然的状态,此时其动力和压力的作用比较薄弱,基本不会产生危害性,但是趋于外界的工程活动破坏了地下水自然的平衡条件,基于动态的地下水压力下,会引发岩土体的工程危害,比如管涌、流砂以及基坑突起等等。

5工程地质中水文勘查的注意事项

工程地质中的水文勘查是工程中比较注重的部分,所以其在操作上具有诸多的注意事项,其注意事项的划分主要体现在水文地质勘查的基本要求、水文地质勘查的内容分析以及水文地质勘查参数的测定上。

(1)水文地质勘查的基本要求。

水文地质勘查中需要对水文地质条件进行明确,其主要体现在:

①以区域区分的气候材料,例如地下水位的变化(上升、下降)、水位的历史记录、蒸发量以及降水量,同时考虑地下水与排泄之间补给条件的关系;补排关系中的地表水与地下水的关系;地下水位的变化量;

②含水层的影响,含水层的厚度、分布以及下埋深度,比如每项含水层与隔水层的地下埋藏条件、地下水的各种类型、流通方向、水位变化幅度等,通过现场试验测定的方法测量地层的渗透系数;

③建筑工程场地的地质条件致使地下水的赋存状态以及渗透状态的影响;

④水文质地勘测过程中是否会对地表水和地下水造成污染,并且测量污染的程度。

(2)水文地质勘查问题的内容。

工程地质中水文地质勘查问题的评价内容,相比较水文地质勘查的件而言,内容的分析与评价更加复杂多样,其内容的具体体现包括:首先是明确地下水在自然环境中天然分布状态,便于预测其对水文地质勘查的影响,同时以人为的工程活动为依据,进行地下水变化情况的预测以及其对建筑物、岩土体产生的消极影响;然后是根据地下水对建筑工程的大致影响,制定防护措施,依据外界不同条件的影响着重进行地质问题的重点内容分析,比如说地下水对地下建筑物基础的腐蚀程度、建筑工程的建筑场地的基础持力层材质的选取以及在规定标准下地基基础压缩层意外情况的发生概率;最后是依据建筑工程中的施工需求进行相关水文地质问题内容的测定,提供有效的水文地质勘查结果。

(3)水文地质勘查的参数测定

水文地质勘查的参数测定的项目主要包括地下水位测定、地下水流向测定以及渗透系数的应用。

地下水位测定。地下水位的测定主要是针对勘查中的含水层,依据静水水位在稳定时间内的渗透性,统一进行静止水位的测定,其中含水层中的多层含水层的水位测量比较特殊,需要在特定的情况下进行止水措施的使用将其与普通含水层进行分隔。

地下水流向测定。地下水流向的测定选用的是几何法,在进行地下水流向测定时,一同测定各个孔内的水位,以帮助地下水流向的测定,通常使用的地下水流速的测定方法为充电法和批示剂法。

渗透系数的应用。渗透系数的应用主要是抽水试验,用于帮助测量水位的正常恢复。

6结束语

随着人们生活水平的提高,对建筑工程建设中的设计与施工要求越来越高,无形中增加了工程地质与水文地质勘查的工作负担,只有依靠工程地质和水文地质勘探的科学性和合理性,才可为建筑工程的建设提高优质的建设和施工环境,所以我国需要依靠科学技术的发展和进步,加大对工程地质和水文地质的勘察力度,提高对水文地质勘查的重视度,降低建筑工程的危险系数,保护建筑工程涉及的财产。

参考文献

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简述地下水的特点范文2

关键词:喀斯特地貌;隧洞;施工

中图分类号:U455 文献标识码:A

虹溪排洪隧洞工程位于弥勒县虹溪镇东北部,工程区位于东经103°20′~103°22′,北纬24°09′~24°10′。虹溪隧洞所在地具有典型的喀斯特地貌特征,属于四面群山环抱的封闭盆地,无过境河流通过。工程区处于中亚热带半干燥气候区,具有夏秋多雨,冬春干旱的气候特点。隧洞全长4088米,设计流量20m3/s,结构为钢筋砼无压隧洞,洞身断面型式为城门洞型,底宽2.5m,直墙高1.6m,圆弧半径1.25m,底板坡比为1/150。

一、喀斯特地貌简述

喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐岩高原的地名,19世纪末,南斯拉夫学者J.Cvijic研究了喀斯特高原的奇特地貌,并将这种地貌叫做喀斯特。喀斯特即为岩溶地貌。

凡是以地下水为主,地表水为辅,以化学过程(溶解和沉淀)为主,机械过程(流水侵蚀和沉积,重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫做岩溶作用。这种作用产生的地表和地下形态叫做岩溶地貌。岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。

岩溶在我国的分布相当广泛,广西的桂林山水,云南的路南石林,皆闻名于世,广西、贵州和云南及整个西南石灰岩地区连成一片,面积共达550000km2,全国石灰岩分布面积约为1300000 km2,占全国总面积的13.5%。

本工程区的地理位置属于典型的岩溶发育区,实际工程施工中发生的地质情况也说明了岩溶发育的特征,隧洞内的地下溶洞,地表水及地下突水随处可见。

二、虹溪隧洞工程前期地质条件

工程区处于昆明山字型构造弧东翼,位于弥勒——师宗断裂带间,区间构造较为发育,尤以断裂构造为主,褶皱次之。区内断裂无活动迹象,同时无应力集中地带。排洪隧洞全长4088米,围岩由中三叠统个旧组T2gd的硅质、白云质灰岩和下第三系路美邑组E2la的泥岩和粉砂质泥岩,泥岩夹石膏含砂泥质灰岩、砾岩、钙质砂岩组成。洞身基本稳定段(II)~局部稳定性差地段(III)长909m,占全长的22.1%,局部稳定地段(III)长1315m,占全长的32%,局部稳定地段(III)~不稳定地段(IV)长1545m,占全长的37.5%,极不稳定地段(V)长345m,占全长的8.4%。

虹溪排洪隧洞工程在开挖进尺过程中,地质条件相当复杂,在进洞的150米的开挖中,地质变动大小有十多次,平均十多米就会有一次大的变动,最短的仅有四~五米就会变动一次。在这种多变的地质条件下,很难掌握岩层的走向、倾角等参数,在指导施工时也较为困难。地质变动的大致情况如下图所示。

以上图中这些地质变化,时好时坏,最后变为纯泥层地质,基本没有规律可言。本排洪隧洞与原来排洪用的原始溶洞的位置趋于平行,相距不到50m,与省级风景名胜区——白龙洞(著名的溶洞博物馆)仅有3km的距离,离著名的石林风景区约为90公里左右。在施工过程中打出来的溶洞,与主洞轴线接近正交,位于底板和边墙的底角上,致使开挖成型的底板基础薄弱,没有承载能力。

三、下面针对喀斯特地貌的具体情况分析其具体的施工方案:

(一)地下水的作用

喀斯特地貌下的地下水属于岩溶水,具有较强的溶蚀能力,水中含有强侵蚀性的化学成份(如:SO42-,HCO3-,Cl-,NH4- NO3-,游离CO2等离子),而且水量大,运动快,在地下各个方向上的分布不均匀,岩溶水会沿着岩层的裂隙而渗透并逐渐溶蚀岩石,流向低处,以大溶洞的形式集中排泄。

虹溪排洪隧洞工程受地下水的影响相当严重。由于隧洞为1/150坡比的下坡洞,所以,地下水会集中在工作面上,在工作面上设置了集水坑配备一台5KW的水泵全天候排水,洞外设置一台水泵转接至排洪沟中。在一般情况下,地下水会沿着地下裂缝渗至底板深处,不会集水,但如果地下裂隙相对较少的地段,水位会很快上涨,而在下雨的时候,洞内水位会直接受到影响,因为地表裂隙与地下裂隙连通,地表水会很快渗到工作面上,所以要常备几台水泵,以防水量过大而影响施工。洞内的底板上时常会出现地下水向上突涌现象,形成一股股泉水,而且水量较大,这种泉水也就是我们常说的承压水,由于履盖层被剥离后,承压水就形成突涌现象,在承压水出现的地方,底板基础都很薄弱,都需要重新进行处理。

对于地下水,在开挖的时候只需人工抽排就行了,但在浇筑砼时,就必须进行慎重的处理:一般采用挖滤水沟的形式进行地下水通道转移(也可以制安排水管等方式)。视地下水量大小,挖设25~30cm见方的断面,其间用碎石做成反滤层,引至低处或地下水主要通道中,尽量不要破坏其主要通道的水循环,每隔20m左右设置一个排水坑(找裂隙相对大的部位),也用碎石充填,然后在反滤层上用彩条布或编织袋进行覆盖,防止浇筑时水泥浆将反滤层堵塞。在进行钢筋制安施工时,由于地下水有较强的溶蚀能力,所以尽量不要让钢筋接触到地下水,在浇筑时,也要加强施工工艺,严禁出现冷缝,振捣要密实,结构缝也要处理妥当,不能使地下水渗透砼体,否则,地下水会侵入其中,产生化学和物理反应,在砼中产生很大的内应力,破坏砼结构。地下水对喷护的砼也产生腐蚀作用(硝化或硫化等),使其体积比原体积增大而破坏砼强度,并在表面析出白色晶体,所以即使是经过强临时支护的洞段,也要在一定的时间内进行及时的永久衬砌施工。

(二)多变的地质处理

喀斯特地貌岩层具有多变的特点,对施工的影响最为突出,一旦处理不好就会出现大的塌方,产生人力,物力和财力上的大量损失,因此,在开挖控制中,要针对掌子面的地质条件,对开挖进尺中的地质进行最坏的分析和估计,然后做出开挖方案。

虹溪排洪隧洞施工过程中地质平均在10m左右变化一次,最小的变化频率在5m左右,所以在推断时要好好把握,对顺利开挖和避免塌方有很大的帮助。超前锚杆在这种破碎或泥夹石的地层情况下是必须要打的;在必要的情况下还要采用超前管棚支护;在极其松散段将断面扩大后采用双层管棚梅花形布置进行超前支护,以增加承压力。在虹溪隧洞施工过程中,有一段地质情况不好,按惯例布置在顶拱上一排超前锚杆进行超前支护,锚杆长度为3m,ф25钢筋制成,间距为20cm,共制安十三根,在人工开挖进尺一米五左右以后,顶拱的松散体经过几个小时的自稳期以后,将十三根锚杆全部压弯、压垮,而且塌顶八米之高,塌方量达150多方。后来经过分析,此段地质属于粉砂质泥夹层,而不是粘土泥层,其粘结能力差,而夹的石头也相对较小,自稳期过后,受自身重力的作用,对锚杆产生的压力远远大于锚杆所能承受的压力,所以造成了塌方。有了这次经验后,针对这种粉砂质夹层的地段,全部采用ф50钢管制成管棚,每根3~5米长,采用矿山煤钻头钻孔后风钻冲击安装,间距15cm,承压效果较好,而且每次进尺较快,也较安全。

对于此种地质的开挖支护除了考虑顶拱安全外,边墙的稳定也是不可忽视的。经过弱爆破作业的振动或风镐的振动,加上地下水的洗刷,原本松散的边墙也会随时间的增长而失稳,对临时钢支撑产生强大的侧压力,有时能将钢支撑顶得变形,而产生“鼓肚”现象,有时会将底脚顶出来,使整个钢支撑出现“夹脚”现象。“鼓肚”和“夹脚”等失稳现象,对整个断面的安全影响甚大。针对于“夹脚”现象的处理,可在支立钢支撑之前在钢支撑底部钻设深孔锚杆,将其位置相对焊接固定;“鼓肚”的处理方法则是加密钢支撑,尽量将钢支撑连成一片,焊接成一个整体,增大抗侧压力的能力。

针对上述喀斯特地貌的地质,尽量按下述原则进行施工:破碎或夹层段超前支护一定要先跟上,边掘边锚,早锚早喷,弱爆破或者不爆破,抓紧循环时间,加强安全防护,做到“先排水,短开挖,弱爆破,强支撑和快衬砌”。

(三)溶洞的处理:

溶洞是喀斯特地貌的一大特征。在喀斯特地貌的洞挖施工中,遇到溶洞也不足为奇了,但溶洞一旦出现,处理溶洞的好坏直接关系到隧洞在雨季施工的安全。因为溶洞是地下水和地表渗水的主要通道,在雨季,地表渗水丰富,地下水位上涨,而承担地下径流的主要通道——溶洞如果被切断的话,大量的水会涌向洞内,一时间可能会造成毁灭性的水灾。

虹溪排洪隧洞就曾因为溶洞处理不到位而遭到过一次水灾。未处理好的溶洞大小为2*3m左右,当时发现溶洞以后,由于有淤泥掩盖,对其大小及走向都没有明确的分析,盲目的将其用浆砌石直接封堵起来,而且将钢支撑直接架立在砌完浆砌石的溶洞外,并且喷护了20cm厚的砼进行了临时支护,看上去是没有太大的问题了,但它却经受不起洪水的考验。在一连几场暴雨过后,洞外的水位急剧上涨,导致了洞内的溶洞位置产生了强大的水压,使原本处理草率的溶洞变得不堪一击。大量的洪水沿着浆砌石的边缘和喷砼的底角向洞内灌,而此时已无法对其进行处理,不到两小时,洞内水位上升到1m左右,增设了大水泵向外排水,但排水根本满足不了向洞内的灌水量,致使整个隧洞被完全淹没,停工达半个月之久,造成了很大的经济损失。被水淹后的隧洞内的钢支撑,普遍出现了“鼓肚”、“弯腰”等现象,增加了洞内的安全隐患,而这一切都是由于溶洞的处理不到位的原因造成的。洪水过后,对此溶洞进行了重新处理,溶洞从隧洞的边墙和底板上通过,将以前的浆砌石挖开后,见到了溶洞的全貌,并分析了其走向,决定浆其扩挖后用钢筋砼封堵,在溶洞的四周加设了锚杆,封堵完后,对其接缝进行了防渗灌浆,并在封堵时,预埋了一根钢管通向溶洞内,使洞内施工期的积水可以通过此洞排出,雨季则将其用阀门关死。通过这次封堵后,成功经受了两次洪水的侵袭,只有少量渗水出现,对隧洞安全没有影响,所以,可以看出,溶洞的处理是尤其重要的,一旦疏忽就会付出惨重的代价,一定要慎之又慎。

(四)隧洞底板沉降及支撑下沉处理

一般情况下来说,喀斯特地貌的隧洞底板会有分段沉降现象的发生,沉降部位就是那些松散破碎地段。经过开挖暴露或地下水的进一步侵蚀后,造成了沉降。在进行临时支护时,在这种地段上往往会出现原本是按设计标准尺寸进行钢支撑支立的,但经过一段时间以后,断面尺寸竟然不够了,以致于钢筋绑扎和模板支立都不能进行, 不得不重新进行处理。这种问题是由于钢支撑下沉造成的。为了预防这种下沉情况的发生,应尽量增大支撑底脚的受力面积(支撑底角用一根槽钢垫平后,将一排钢支撑的底脚全部焊接固定在其上,使各支脚均匀受力,增大受压能力);另外就是人为的加大钢支撑的高度尺寸,比设计断面高10~20cm左右,使其经过沉降后也不致于衬砌的断面尺寸不够;这种地段的临时支护与永久衬砌的时间间隔不宜太长,时间太长的话,以上各种问题都会出现,引起施工的极大不便。底板的沉降还会造成隧洞衬砌完成后,由于受到过水重力作用和砼自身重力的作用产生纵向拉伸而破坏砼结构,甚至造成隧洞不能正常运行。因此在处理沉降段底板时,要得当。首先基础清理时要尽可能的清到完整岩石,若底板属于完全破碎松散段,清不到基岩,则可以采用浆砌大块石回填基础,一般回填在50cm左右,回填完后再进行衬砌施工,衬砌完后,对边墙和底板进行固结灌浆,使隧洞底板与周围松散体连成一个整体,从而增加底板的承载能力。

五、喀斯特地貌(岩溶)施工要注意的主要问题总结

喀斯特地貌一般主要出现在西南地区,针对这种地质条件的施工,应主要控制以下几个问题:

简述地下水的特点范文3

[关键词]高速公路;复杂地质高边坡;滑坡机理

文章编号:2095-4085(2017)01-0128-02

因地质条件的复杂性,存在滑坡和高边坡的高速公路建设一直是高速公路建设中的一个重要问题。加强对高速公路高边坡滑坡问题的重视,对于此类高速公路的建设意义重大,具有一定的灾害预防作用。

1.山体滑坡

根据不同的地质条件和滑坡形成的不同形状和特征量进行分类。滑坡是指斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带(面)作整体向前向下移动的现象。自然坡体在开挖卸载后,坡体应力得以释放,坡体稳定性下降,在不利情况如强降雨等因素诱发下,容易产生工程滑坡,山区高速公路建设中经常遇到此类情况。

2.高速公路复杂地质高边坡滑坡的主要因素

滑坡主要因素由山区滑坡和滑坡的岩土导致,以及地质和水文地质条件等因素的影响。滑坡的物质基础是因为结构松散的特性在水的作用下可以发生变化,软岩、硬岩土斜坡、其他边坡或人工边坡很容易产生滑坡。其内在因素包括地貌,滑坡,地震,暴雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流和不合理的人类工程活动等。

2.1岩土类型及性质

岩石和特性岩石边坡的土壤类型和边坡抗滑力是最关键因素。完整的岩浆岩,灰岩硬质岩质边坡很陡,不稳定,一旦岩石的风化严重,将导致边坡软岩的崩解或均匀的滑坡;土壤的组成,特别是粘土和膨胀土边坡裂缝在连续暴雨或风暴的强烈作用下容易失稳等外部因素。地质特点是:(1)非均质性,红砂岩中分布不均匀。(2)具有软硬相间,多层互动层状结构。(3)倾斜和折叠舒缓,密度小,而长度大。

2.2地质构造

除了地质构造断裂带、采空区对边坡软弱结构面之间的界面的影响,软弱结构面与边坡坡面的表面稳定性也有重要影响。

2.3外因影响

外源性因素尤其是降水、地表水和地下水。降水、地表水和地下水严重影响路基边坡的稳定性,往往会导致边坡塌方。其功能主要用于岩土软化,避免静水和动水压力侵蚀,因此,容易出现大的地质灾害。由于路基排水使地下水位上升,土壤和孔隙水压力以及抗滑稳定性可以提高,可以减少损失。

3.防止高速公路复杂地质高边坡滑坡的原则

公路滑坡机理进行滑坡防治是一个系统,一般在山区公路滑坡的山体滑坡可能或已成为滑坡。一方面,我们必须保护和利用地质环境,防止滑坡;另一方面调查和研究,以治理滑坡。因此,高速公路滑坡治理的控制可以在经济的前提下进行简单和少量的改造,施工方便,采用相应处理的复杂性和技术措施避免大滑坡,应该尽量避免高速公路滑坡的严重影响。

4.设计参数的选择

参数的影响因素:边坡病害变形;边坡的稳定性;调查季节;测试方法的管理;植物病害的影响;治理工程在最不利条件下可能的寿命参数的变化。

(1)对边坡的开挖未完成时,这个时期的地质调查与潜在滑动位置没有完全形成,不确定滑坡的稳定性。

(2)在旱季研究滑坡的稳定性,计算因素时,考虑更高的稳定性时,要考虑雨季。

(3)考虑工程对稳定性的影响。

5.1山区高速公路滑坡体高边坡的防治

5.1滑坡概况

建设高速公路边坡,要对边坡滑线进行选择,由于地质条件不利,陡峭的岩石河床上的岩石发生倾斜,裂缝是常见的,某些部分可能导致山体滑坡,边坡整体滑动。根据调查,在这一部分,岩体部分滑坡改变或变形的发展很快,在强降雨天气下可能很容易再次下滑。

5.2治理对策

可以采取地下排水及抗滑桩治理滑坡的措施。

5.2.1削坡卸载

削坡卸载为促进该滑坡滑动,根据已知的地质,在陡峭的或缓慢的滑坡基岩埋藏深度小,因此,在开挖时要求有一定数量的滑坡或滑体边坡。

5.2.2地表排水

(1)在其境外发展环形截面,设置排水沟拦截地表水对边坡的补给水,设置泄水孔。(2)在体内设置一个特殊的排水系统,利用自然的地形排水,径流引用了滑坡体的消除设施。(3)边坡裂缝的粘土和水泥填充。坡面应平整,不积水坑,可靠确保无倾斜倾向的特定位置,计算水停留时间和坡面入渗率。

5.2.3地下排水

由于滑坡地下水位高,描述水和冻水多前壁破裂,再排除隧道的地下水,综合分析水位,具有很好的技术效果。

5.2.4减少人为的影响

禁止在山坡上开挖沟槽,禁止破坏草本植被,禁止砍伐,采矿,进行公路建设项目,并且必须在开挖和施工前采取合理的地质灾害危险性评估,防止人为失误造成或加坡灾害的发生。

简述地下水的特点范文4

关键词:管井降水深基坑应用借鉴

中图分类号:U231文献标识码: A

1、绪论

随着国民经济的飞速发展,我国城市化进入了一个新的发展阶段,城市数量、规模以及城市人口都有了巨大的增长,高层建筑的密集兴建,地下空间资源的开发,使得基坑开挖深度和面积越来越大,对周边建筑环境、人文环境影响也越来越大。然而在我国大部分地下水位较高的城市,基坑的开挖深度往往受到地下水位的限制,根据调查表明,由于地下水的原因导致深基坑工程支护体系失效或部分失效引起的安全问题和环境问题占事故总数的70%—75%。降水工程受土层条件、渗透性能、水位起伏、设备设施等诸多因素影响,是一个涉及多学科、多领域的复合工程,其所具备的复杂性和不确定性使其逐渐成为岩土工程领域的一个新的难题。

尤其是随着基坑深度增加、环境复杂化的程度的提升以及对稳定和位移控制的要求的提高,使得单一的降水方式很难达到设计安全和施工要求。本文健翔大厦降水工程为例,简述了以管井降水为平台,对基坑开挖过程中遇到的槽壁渗水、电梯井渗水、土层剪灭渗水等成功的处理方式,为今后类似工程提供有益的借鉴。

2、工程概况

拟建健翔大厦位于北京市朝阳区祁家豁子8号,健德桥北侧,北临健翔山庄别墅区,南临旭风苑,东临华严北里居民小区,西临德昌高速公路辅路。拟建建筑物地上13层,地下3层,基坑周边长448m,开挖深度17.0m。

基坑周边建筑环境比较复杂,位于基坑东侧的华严北里居民区2号院7#楼距基坑开挖线约8.5m,均为六层砖混结构,基础埋深为2.5m;基坑西侧层高为24层的今典家园商住楼距基坑约13.7m,地下两层,基础埋置深度为-11.7m;北侧东段紧连健翔山庄3层高的别墅群,基础埋深3.0m,北侧西段距开挖线600mm为一条现用高压电缆管沟。

2.1工程地质概况

本工程拟建场区在地貌上位于北京平原区古金沟河、清河、温榆河古道所夹台地的中部,地形基本平坦,自然地面标高约在47.60m左右,拟建场区的第四纪沉积层厚度在80~100m之间。地面以下至基岩顶板之间为第四纪沉积的粘性土、粉土与砂、卵石互层。场区各土层岩性特征见下表:

序号 岩性 层顶

标高 颜色 湿度 稠度 压缩性

① 粉质粘土、粘质粉土填土 47.21~47.89 黄褐 湿~饱和 可塑~软塑 /

①1 碎石填土 杂 稍湿~湿 中下 /

①2 房渣土 杂 湿~饱和 中下 /

② 粘质粉土、砂质粉土 43.61~45.85

褐黄 湿~饱和 可塑~硬塑 中~中低压缩性

②1 粉质粘土、粘质粉土 褐黄 湿~饱和 可塑~硬塑 中高~中压缩性

②2 砂质粉土 褐黄 湿~饱和 硬塑~可塑 中低~低压缩性

③ 粘质粉土、砂质粉土 40.75~42.41

灰~黄灰~灰黄 饱和 可塑~硬塑 中低压缩性

③1 重粉质粘土、粉质粘土 灰~黄灰~灰黄 湿~饱和 可塑~软塑 中高压缩性

③2 粘土、重粉质粘土 灰~黄灰 湿~饱和 可塑~软塑 中高压缩性

④ 细砂、粉砂 35.71~37.54 黄灰~灰黄~褐黄 湿~饱和 密实 低压缩性

④ 粘质粉土、砂质粉土

黄灰 湿~饱和 可塑~硬塑 中低~低压缩性

⑤ 砂质粉土、粘质粉土 32.71~34.65 褐黄 湿~饱和 可塑~硬塑 低压缩性

⑤1 粘土、重粉质粘土 褐黄~棕黄 湿~饱和 可塑~硬塑 中低~中压缩性

⑤2 细砂、中砂 褐黄 湿~饱和 密实 低压缩性

⑤3 粉质粘土 褐黄 湿~饱和 可塑 中~中低压缩性

⑤4 粉砂、细砂 褐黄 饱和 密实 低压缩性

⑥ 细砂、中砂 25.97~27.21 褐黄 稍湿~湿 密实 低压缩性

⑦ 卵石、圆砾 22.29~24.85

杂 稍湿~湿~饱和 密实 低压缩性

⑦1 细砂、中砂 褐黄 稍湿~湿 密实 低压缩性

⑦2 砂质粉土 褐黄 饱和 密实 低压缩性

2.2水文地质概况

拟建场地在36.00m深度范围内分布有5层地下水,地下水类型及钻探期间(2003年9月上旬)实测水位见下表:

水层序号 地下水类型 地下水静止水位

埋深(m) 标高(m)

1 上层滞水 1.40~3.50 44.10~46.35

2 台地潜水 7.20~8.50 39.10~40.01

3 层间潜水 14.30~15.00 32.71~33.49

4 层间水 19.60 28.15~32.71

5 潜水 14.50~30.50 17.27

根据“北京市区浅层地下水长期观测网”资料,拟建场区内地下水历年最高水位包括:1959年接近自然地面,近3~5年为标高46.00m左右。

地下水水质的腐蚀性:第1层地下水(上层滞水)、第2层地下水(台地潜水)、第3层地下水(层间潜水)、第4层地下水(层间水)对混凝土结构均无腐蚀性;第1层地下水(上层滞水)、第3层地下水(层间潜水)、第4层地下水(层间水)在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;第2层地下水(台地潜水)在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

3、降水设计

3.1降水目的

1.确保基槽土方顺利开挖;

2.确保水位在基坑底以下0.5~1.0m,基础施工时干槽作业;

3.2降水分析

根据本工程水文地质条件,基槽开挖深度范围内分布的地下水有三层地下水,第一层为上层滞水,水位埋深1.4~3.5m,含水层主要为粉质粘土①层,渗透系数小,水量相对较小;第二层为台地潜水,水位埋深为7.2~8.5m,含水层主要为粉质粘土、重粉质粘土③1层,渗透系数小,水量较小;第三层为层间潜水,水位埋深14.3~15.0m,含水层主要为细砂、中砂⑤2层,水量较大;基坑中心加深位置深度为19.30m,基坑降水要求水位降到埋深20.30m,在基底以下存第四层和第五层地下水,对基坑开挖及基础施工无影响,第四层水水位距槽底较近,不具备自渗条件,第五层水距槽底距离较大,具备自渗条件,但埋深较大,降水井需要打33m以上,不经济,因此采用管井抽水方案,通过基坑周围管井抽水,形成一定降深,可以有效地降低基坑中心水位。

3.3降水方法

基坑降水方法主要有:明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点水等。 针对该地下水类型,结合场区水文地质条件及降水体系特点,本着安全高效、经济节约的原则,采用管井抽降方案,将第一层至第三层水通过管井疏导进行井底抽水,形成一定降深,达到疏干基槽目的,将地下水位降至槽底以下0.5~1.0m。以利于其他后期基础工程施工。

基坑深度范围内的粘质粉土、粉质粘土地层,含水层由于渗透系数小,影响半径小,且地下水流动速度比较缓慢,降水难度较大,易在坑壁形成一定的悬挂水,呈现出水点及渗水线。因此,基坑周边降水井必须采取合理的井间距,基坑中间设5眼观测井,观测井深度进入卵石层⑦层,土方开挖前可以监测水位,同时起到基坑中间第一层水的引渗作用,可在较短的抽降周期内最大程度的达到疏干效果。

3.4 降水计算

1.计算数据:

根据勘察报告,本场地基坑开挖深度范围内分布有三层地下水,第一层为上层滞水,第二层为台地潜水,第三层为层间潜水,由于第一、二层地下水水量很小,计算时可忽略不计,所以基坑涌水量可采用潜水完整井模型计算。

槽底标高:-19.3m;地面标高:-0.70m;基坑深度:-19.3m;水位埋深:-14.51m

计算模型:潜水完整井

含水层渗透系数 k’=10m/d;含水层厚度 H=4.6m;水位降深 S=4.6m ;井管直径d=600mm;过滤器有效进水长度l’= 0.15m;含水层的经验系数a’=120

2.计算过程

(1)基坑等效半径:

(2)降水井影响半径:

(3)基坑涌水量:

(4)单井出水量:

(5)所需井点数:

(6)井间距:

L=

取L=8m;管井距槽边1.0m布置,实际布管井井数53眼。

(7)井深:

根据含水层情况、要求水位降深、基坑等效半径等取井深为25m 。

3.设计结果

降水井参数 井深 井距 井径 井数 水泵性能

四周管井 25 8 600 53 水泵流量3m3/h、扬程30m潜水泵,下泵深度24.00mm

自 渗 井 25 20 600 5

3.5降水布置

降水井沿基坑周边布置,距开挖上口线1.0m,间距8.00mm,井深25.00m,使之形成一个封闭的井群,形成一定的降深,发挥群井降水效果,控制外来水。土方开挖前为了掌握水位降深情况,在槽内增设5眼自渗井,自渗井位于基坑长轴方向中心线上,且基坑加深处应有观测井。

4、施工殊情况处理

本工程按照管井抽渗结合总的降水原则下,对基坑开挖施工中遇到各种特殊情况作如下处理。

(1).槽壁渗水

由于受场地地下水贮存条件及施工条件制约,以及管井降水的局限性,粉质粘土层与粉砂层、砂质粉土层界面,以及其他粘性土层与粉砂层、粉土层的界面,出现少量滞留部分残留水渗出现象。则开挖支护过程中采用导排措施予以解决,即在桩间土喷护砼面层内用埋塑料花管将渗水导出坡面(如果肥槽区域小的地方则采用软管内接置于支护坡面下直至排水沟),基坑见底时在槽底坡脚处设置排水沟与集水井,用水泵抽排至槽顶排水管网中。排水沟边缘距边坡坡脚不应小于0.30m,排水沟底面应比槽底低0.3~0.4m,集水井底面应比沟底面低0.5m以上。详见附图1

(2).电梯井、集水坑渗水

由于电梯井、集水坑坐落在下卧粘土层中,部分槽壁揭漏粘土层与粉土交界面,在电梯井、集水坑开挖施工中侧壁明显析水、槽底存在难以疏干的残留水,影响其防水施工则采取如下处理方案:电梯井、集水坑侧壁采用Φ10的软塑管导流沿侧壁暗埋,向坑底导水沟汇集;电梯井、集水坑底沿边界线挖导水沟,埋置规格为Φ50的导水花管、沟内充填砂砾石,将水导致坑中心的潜埋井内(潜埋井深1.0m,埋设无砂砼管),井口采用10mm厚的钢板预留孔焊接Φ100钢管的装置,低于电梯井、集水坑垫层30-50mm高度进行封井,采用暗埋潜水泵排水。浇筑底板时,将泵一同封埋,砼达到一定强度时,封堵泵排水管止水。详见附图2

(3)砂槽积水

在基坑开挖到11.3m时,在基坑西南侧出现粘土层突然尖灭砂层突增而形成一条宽约45m,长约95m,厚约4m的富含水砂槽积水带,且局部与西侧支护体系相联局部出现流沙,影响土方开挖和支护体系施工安全。在砂槽中部积水区分层分区采用大口径管井进行大方量强抽明排,以加速上部积水的疏干,由于饱和砂层成井困难且开挖过程形成的流砂危及支护体系的安全同时其他工序施工工期紧张不允许存在大口井降水的抽降周期,在接近支护体系区域采用自吸泵竖向、斜向支管作为花管采用高压水管打入砂层形成横向竖向立体降水体系进行强抽以满足施工开挖需要,反复循环,向基坑四周推进,最终在基槽施工区内形成抽排体系。详见附图3

5、结束语

健翔大厦周边建筑环境复杂,基坑开挖深度较大,在施工中严格按照放线、成孔、清孔、下管、投料、洗井、下泵、抽水的工艺流程采用反循环钻进施工,严格控制各工序施工质量,保证降水井质量。对基坑开挖过程遇到的各种特殊情况积极采取有效的方法进行处理,保证了结构施工的顺利实施,达到了预期设计目的,为同类工程提供了成功经验。降水是一种技术性较强的岩土施工技术,其设计、施工具有一种灵活机动性。因此,应当采取动态设计、信息施工、发现问题,及时解决,保证降水任务的顺利完成

【作者简介】:段石敦(1978—),男,工程师, 硕士研究生,从事岩土工程级地质灾害防治方面工作。

【参考文献】

[1]建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99 建设部,1999

[2]刘建航、候学渊。基坑工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1998

[3]胡春林.深基坑支护工程监测与险情预报.建筑技术开发,1996

[4]吴林高、姜荣祥.基坑工程降水案例.人民交通出版社,2009

简述地下水的特点范文5

工程位于内蒙古呼伦贝尔市工业园区附近,海拉尔河以北,莫勒格尔河东南的楔型地带,区内无河流,区外南有海拉尔河,距本区南部边界约15km,西北有莫勒格尔河,距本区约12km;工程所在地区蕴藏着较为丰富的地下水资源,第四系水埋藏浅,开采方便,可作为饮用水水源。根据水源情况可知,工程所在地地表水距离较远,当地冰封期较长,地表水无法作为稳定的水源;第四系水质较好,且本工程用水量较少,故开采第四系地下水作为供水水源。本工程水处理规模按照10t/h设计,日处理时间为20h。工程针对原水中超标的浑浊度、铁、锰离子、氨氮等进行处理,根据地下水常规处理工艺,结合本项目的实际情况,除铁、锰选用锰砂滤池接触氧化法,除氨氮选用沸石离子交换法,选用原水曝气、除铁、锰过滤、沸石吸附氨氮、消毒工艺流程。原水经深井泵提升进入调节池,在调节池内进行水质、水量调节、并对原水进行曝气氧化。调节池内原水由提升泵增压,进入除铁过滤器、除锰过滤器,先除铁后除锰,使其出水的铁锰含量符合生活饮用水卫生标准要求,过滤器在运行一段时间后,滤料上拦截了悬浮物、浊度、有机物等,需要通过反冲洗来恢复过滤能力,反冲洗用水采用过滤器系统出水,并通过反洗水泵来完成反洗过程,恢复其产水能力。经除铁、除锰过滤器处理后进入沸石吸附装置,沸石吸附装置内装填沸石,对NH4+离子交换。

2主要工艺设备简述

1)调节池。

调节池用来提供进水流量和保证系统平稳运行。调节池中设置曝气装置,曝气是地下水除铁、除锰工艺中的关键环节。其目的是使空气中的氧溶解于水中,还可散除水中部分二氧化碳,提高pH值,为水中低价铁、锰的氧化提供条件。调节池设有旁通,以备检修等状态下使用。调节池由混凝土制作。

2)除铁、除锰过滤器。

除铁、除锰过滤器在工艺中用来过滤及吸附原水中铁、锰离子,使过滤后水中含量达到用户要求。除铁、除锰过滤器设计流速为7~8m/h,过滤器采用活性生物膜接触氧化法,除铁不需要投加任何药剂,运行稳定可靠、对水质适用性强、处理效率高、经济效应显著等特点。过滤器经反洗后,由于表面滤膜被破坏,过滤效率明显降低,固反洗后宜采用低流速运行,以便滤膜的形成,同时提高过滤效率。过滤器反洗周期按设定累积产水量来确定,通过初始运行设置确保出水浊度小于1度,过滤器的反洗采用水擦洗法,水反洗强度为15L/m2•s,反冲洗历时一般为5~7min,滤料反洗膨胀率为30%~40%为宜。

3)沸石吸附装置。

沸石吸附装置采用重力式结构方式,经过除铁、除锰过滤器处理后流入沸石吸附装置。沸石吸附装置在工艺中用来吸附原水中氨氮离子,使过滤后水中含量达到用户要求。沸石吸附装置设计流速为4~10m/h,沸石脱氨氮工艺中,沸石不仅为生物硝化作用提供了附着表面,沸石表面会形成生物膜,沸石吸附的NH4+、微生物、由液相扩散进入以及微生物代谢产物等进行着复杂的反应和传递,生物沸石脱氨氮过程实质是沸石离子交换、化学吸附和生物硝化3个过程。沸石经过长时间使用会失效,此时需经过再生之后才能重新使用。再生工艺采用柱内再生,用浓度为5%NaCl溶液再生液,以氢氧化钠调节pH至11左右,控制流速为2m/h自上而下流过沸石柱,去除沸石表面及部分内部吸附NH4+,检测再生废液氨氮浓度变化,当出水氨氮浓度变化较为缓慢时,采用再生液浸泡一段时间,然后水洗。沸石再生液采用摩尔比2:1的NaCl与NaOH混合液。

4)消毒装置。

水的消毒方法很多,基本上可分为物理和化学2大类:物理方面的有加热至沸腾、紫外线消毒、超声波消毒等方法;化学方面的有氯化消毒、臭氧消毒、重金属离子消毒等方法。本工程消毒设备采用化学法二氧化氯发生器,二氧化氯发生器是目前国内消毒效果好,造价低廉的先进消毒设备。化学法二氧化氯发生器所产的以ClO2为主,混有Cl2、O2、H2O2等多种强氧化剂,具有广泛的氧化和杀菌能力,能杀灭水中各种芽孢病毒。将氯酸钠溶液与盐酸按一定比例通过原料投加系统输送到发生系统中,在特定温度条件下,反应生成二氧化氯和氯气的混合气体,经收集系统收集后,通过抽取系统直接进入消毒系统,投加比例可根据水质的不同,调整投加量。投加量必须保证出厂水中余量≥0.1mg/L,管网末梢水中余量≥0.02mg/L,二氧化氯与水的接触时间至少30min。二氧化氯发生器由原料罐、反应系统、温控系统、投加计量系统、控制系统、及氯气投加系统等组成。

3结语

简述地下水的特点范文6

关键词:公路;标段;工程地质条件

1 沿线工程地质条件

1.1 地理位置

本项目合同段位于贵州省毕节市南部,路线位于毕节市纳雍县境内,东连贵阳,南接六盘水、安顺,西接云南昭通,北临四川。路线所经过区域的行政区划分属于毕节市纳雍县。合同段起点位于纳雍县董地镇以补鲁寨,终点位于纳雍县化作镇,路线全长7.414km。

1.2 地形地貌

区内地处云贵高原东北部、贵州高原地貌三大区域的黔西北山地,地形为波状起伏的欠对称地形。路线走廊的地形地貌受地质构造、岩性和侵蚀强弱的影响较大,山脉走向基本与构造线一致。路线所涉及到的地形地貌为岩溶峰丛沟谷,地形较陡,起伏剧烈,路线经过处海拔最高为1792.0m,最低为1366.0m,相对高差约426m。

本段的地貌类型为溶蚀峰丛沟谷地貌。

该地貌地形起伏剧烈,沟深山高,斜坡陡峻。该段处于维新背斜的核部,地层岩性主要由碳酸盐岩以及残留于山顶的强风化玄武岩构成,岩层产状较为平缓,局部受断裂构造影响产状较陡。该地貌具有坡直峰尖的特点,沟谷及峰丛的延展多受构造线走向的控制,山头多呈尖锥状溶峰,高度100~200m,坡角40~60°,接近河谷地段沟谷深切,谷坡陡峻,坡度可达80°以上。溶洞多在峰脚谷坡残留。落水洞、漏斗等在地下暗河发地段较普遍,洼地则少见。此类地貌形态多为地下水的补给径流区,对路线通过形式影响很大。

1.3 水文气象

1.3.1 水 文

区内河流为山区雨源性河流,属于乌江水系。地表大小冲沟发育,河谷深切,大冲沟常年流水。除此之外,其他一些小溪沟多发育在碳酸盐的峰丛谷地地带短距离径流,一般雨后数天即干涸,对路线方案的影响有限。

1.3.2 气 象

拟设路线所在地区属亚热带至温带云贵高原湿润季风气候区,光照充足,降水量充沛,无霜期长,严寒酷暑时间较短,但常出现干旱、冰雹、低温、绵雨、雪凝等自然灾害。路线所在区域四季分明,春、秋、冬三季较长,夏季较短;四季各有其气候特点。

项目所在地区四季气温变化差异较大,年平均气温11~15℃,年平均最低气温0~4℃,无酷暑严寒,气候温和。

1.4 地层岩性

工作区沿线出露地层岩性较简单,由一套碳酸盐岩夹硅质岩(硅质条带)构成,按地层时代、岩性可划分为覆盖层和下伏基岩两大类别。其中下伏基岩主要为二叠系中统茅口组(P2m)。

1.4.1 第四系(Q)

沿线大部分地段基岩,第四系土层分由也比较普遍。沿线第四系土层多为残坡积成因的粘性土、碎石类土;在冲沟、岩溶洼地和槽谷的阶地上有冲洪积成因的卵石土、角砾土及溶蚀沟谷地带崩坡积成因的碎石土等。沿线残坡积碎石土较普遍,骨粒成份主要为硅质岩,含量一般70%左右,稍密-中密状态,常具有一定厚度,但厚薄极不均匀,平面上数米内厚薄相差可达10数倍。此类地层在较陡斜坡上有分布,厚度可达10m左右。缓坡上分布更为普遍,且厚度最大超过50m。

1.4.2 峨眉山玄武岩(P3β)

零星出露于斜坡各山头上。岩性为层集块岩、层火山角砾岩、块状玄武岩、火山角砾岩、凝灰岩等。地表为全-强风化状,呈半岩半土状,对开挖路基边坡稳定性有一定影响。

1.4.3 二叠系中统茅口组(P2m)

分布于全线,是全线主要地层。灰色厚层、中厚层夹薄层灰岩、燧石结核灰岩、燧石条带灰岩,为硬质岩,力学强度高,是各类构筑物良好地基持力层。主要不良地质为岩溶、卸荷裂隙、崩塌和岩堆等。岩溶主要表现形式有溶蚀槽谷、溶洞、漏斗、岩溶洼地、落水洞、暗河等,在一些地段陡壁上层间溶洞呈串珠状发育。

1.5 地质构造

1.5.1 区域地质构造背景

设计线路区域上位于川滇经向构造带和川黔经向构造带之间,近东西向构造体系向近南北向构造体系过渡地带,工作区内褶皱、断层发育,构造形迹定形于燕山期,沿线构造以北东向和东西向的褶皱为主,发现2条断裂构造,大多数构造走向与路线大角度斜交,未发现活动性断裂构造。

1.5.2 褶 皱

路线从起点到终点主要经过维新背斜,其特征简述如下:

总体呈北东45°展布,中段局部呈南北向和东西向,背斜平面上略呈“S”形。设计路线大致沿背斜西翼通过,与背斜轴呈大角度相交。该背斜核部宽缓,地层由二叠系中统茅口组组成,倾角多在10~15°左右;两翼地层为二叠系上统和三叠系下统。

1.5.3 断 裂

该设计路线沿线共发现董地断层、曾家寨断层等2条主要断裂,其特征分述如下:

(1)董地断层:走向近东西,倾向北,倾角60°,延伸长约19km,断层走向与地层走向平行。断层影响带有东西向的裂面发育和陡倾的节理裂隙发育,岩溶的发育强度明显强于周边。推测在路线K116+626处断层与路线近于垂直相交,设计路线以路基形式通过,对路线影响小。

(2)曾家寨断层:走向近东西,倾向北,倾角60~80°,延伸长度57km。北盘相对下降,断层影响带岩层产状陡倾甚至直立或倒转。断层破碎带及节理裂隙密集发育带,岩石破碎,岩溶较为发育。受断层影响,在曾家大寨隧道出口一带产状为170~180°∠56~66°的裂隙较发育,岩石大多呈裂隙块状结构,边坡的稳定性稍差,对隧道出口段围岩完整性与坡体稳定性有一定影响。

2 水文地质条件

2.1 地下水类型及含水岩组特征

地表水系总体不发育,地表水贫乏,局部地表水系较发育,地表水体较丰定,如董地及花厂一带。由于沿线多为碳酸盐岩石,岩溶发育,多形成岩溶洼地、溶洞、落水洞、地下暗河,其地下水较贫乏,埋深较大。沿线泉点流量均较小,多数泉点流量在0.01~0.5L/s之间。全线的地下水类型主要有:第四系土层孔隙水、岩溶水二种类型。现分述如下:

2.1.1 第四系孔隙水

为第四系松散层孔隙潜水含水岩组,主要分布于沟谷、洼地、坡脚局部松散土层中,接受大气降水及地表水的补给;潜水的埋深、径流条件因地而异,排泄条件和水位变化受大气降水影响较大。含水层厚度整体不大,无统一地下水位,季节性显著,但在溶蚀盆地及宽大槽谷内该类地下水较丰富,水位埋深较浅,对公路建设施工及营运有一定影响。

2.1.2 岩溶水

属可溶岩含水岩组,赋存于二叠系中统茅口组(P2m)碳酸盐岩岩石的岩溶裂隙溶洞中。此类地下水埋藏深度较大,多大于50m,沿线除总溪河外,为补给区及径流区,降雨形成的地表水通过洼地、落水洞、岩溶裂隙直接向地下补给,导致地表水体贫乏,在地势很低的地方排泄。该类地下水对路线影响较小。

2.2 地下水补迳排条件及动态变化特征

区内岩溶水、岩溶裂隙水的主要补给来源为大气降水,通过洼地、漏斗、天窗、落水洞等直接补给。区内地形切割深,迳流较短,以岩溶泉或地下河形式排泄于地表,排泄区多位于河谷、槽谷两侧及盆地边缘,汇集总溪河及其支流。

2.3 水质特征及腐蚀性

沿线环境水水质类型以HCO3-Ca型为主,对混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋总体为无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。

3 不良地质现象及特殊性岩土

沿线主要不良地质现象及特殊性岩土有岩溶、崩塌与岩堆等,以岩溶最为突出。

3.1 岩 溶

对路线影响最大的是第四系土层下的溶沟(槽)、石牙及隐伏溶洞,地表出露的溶洞、洼地、落水洞对路线影响不大,隐伏溶洞对桥涵地基及隧道施工影响很大。

3.1.1 溶 洞

按影响控制因素可分为层间控制型、构造控制型两类,以层间控型溶洞为主。其中层间控制型溶洞的底板与岩层产状一致,洞口多呈方形、半圆形或扁豆状,洞体较宽敞,溶洞顶板及洞壁较为完整。裂隙对溶洞的发育起导向作用,个体溶洞串珠在裂隙上,此类溶洞洞体的延伸与岩层产状的关系密切,一般倾角较陡处的溶洞规模比倾角缓的地段大、延伸长;在岩层产状平缓的崖壁上,由于受平行于陡壁裂隙较发育而层间裂隙不发育的限制,该类溶洞发育规模一般较小。

3.1.2 岩溶洼地

沿线路及其附近岩溶洼地较发育,对线路有一定影响,主要是隧道地表洼地雨期汇集地表水并渗入地下,对隧道产生充水危害。

3.1.3 溶沟、溶槽

沿线碳酸盐岩石广泛分布,受区域构造影响,由于垂直型的构造节理裂隙发育和后期沿裂隙的溶蚀作用不断加强,形成纵横交错的溶沟、溶槽,对地基连续性影响较大。在路基地段的溶沟、溶槽需将其中的第四系土层清理干净,采用换土的方式来处理;在桥梁通过地段的溶沟、溶槽宜采用清理、换填或跨越的方式处理。

3.1.4 岩溶漏斗、落水洞

区内岩溶漏斗、落水洞较发育,对线路有一定影响。路基通过时要采取跨越或回填处理,回填处理时要保持原有泄水功能。岩溶漏斗、落水洞是地表水补给地下的最直接的通道,雨水通过它直接向地下灌入,如果隧道洞身处于其下方时,雨期隧道突水突泥危害很大,一定要加强排水泄洪能力。

3.2 崩塌与岩堆

沿设计路线上崩塌与岩堆较为少见,对线路影响不大。

4 结 论

综上所述,本标段地形地貌条件复杂,地层岩性较简单,地质构造中等复杂,水文地质条件较简单,岩溶不良地质作用较强烈,工程地质条件为复杂,对公路建设影响较大。

参考文献

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