土木工程地質(zhì)

土木工程地質(zhì)第1頁(yè)/共40頁(yè)第一章緒論一土木工程地質(zhì)的定義二為什么要學(xué)好土木工程地質(zhì)第2頁(yè)/共40頁(yè)一.土木工程地質(zhì)的定義

研究與土木工程建筑有關(guān)的工程地質(zhì)條件的一門學(xué)科。二.為什么要學(xué)好土木工程地質(zhì)

是由土木工程建筑對(duì)地質(zhì)條件的要求和地質(zhì)問題對(duì)土木工程建筑的影響所決定的（一）土木工程與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系（二）地質(zhì)災(zāi)害對(duì)土木工程的主要影響（三）地質(zhì)災(zāi)害與土木工程關(guān)系的展望第3頁(yè)/共40頁(yè)（一）土木工程與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系1.土木工程建筑對(duì)地質(zhì)條件和地質(zhì)環(huán)境的依存關(guān)系2.土木工程建筑對(duì)地質(zhì)條件的改造作用第4頁(yè)/共40頁(yè)（二）地質(zhì)災(zāi)害對(duì)土木工程的影響1.對(duì)橋梁工程的影響2.對(duì)隧道工程的影響3.對(duì)路基工程的影響4.對(duì)房建工程的影響5.對(duì)礦山工程的影響6.對(duì)水壩工程的影響7.對(duì)岸邊工程的影響8.對(duì)機(jī)場(chǎng)工程的影響第5頁(yè)/共40頁(yè)1.對(duì)橋梁工程的影響主要有:1).沖毀橋梁

2).掩埋橋梁

3).墩臺(tái)滑移

4).橋墩不均勻沉降

5).橋墩地基塌陷第6頁(yè)/共40頁(yè)1).沖毀橋梁:

原因：主要有泥石流

成昆鐵路利子依達(dá)溝大橋

1981年7月9日利子依達(dá)溝爆發(fā)泥石流，84萬(wàn)方物質(zhì)沖入120m寬的大渡河，堵斷4小時(shí)。沖毀成端橋臺(tái)，剪斷2號(hào)橋墩，沖毀橋梁2孔。442次客車機(jī)車和兩節(jié)車廂被沖走。后線路內(nèi)移，以隧道形式通過。第7頁(yè)/共40頁(yè)2).掩埋橋梁:成因：主要有泥石流、岸坡坍塌

東川支線大橋河大橋大橋河大橋1959年竣工，原橋高6m，后被泥石流掩埋。1971年在原橋上加修7m高的新橋，1985年凈空僅剩3m。東川支線老干溝大橋老干溝大橋原為3孔12m中橋，1959年泥石流復(fù)活，原橋加長(zhǎng)為7孔12m大橋。后泥石流每年上於1m，使橋梁逐漸變?yōu)槁穳q。1970年改為明洞渡槽，1985年泥石流於滿明洞，凈空僅剩0.5m。

第8頁(yè)/共40頁(yè)3).橋墩不均勻沉降:

成因：主要有河底沖刷

成昆鐵路夾江大橋

1970年通車后因地基為白堊紀(jì)紅色頁(yè)巖，巖性軟弱，河底沖刷導(dǎo)致橋墩傾斜，影響行車安全，被廢棄。第9頁(yè)/共40頁(yè)4).橋墩塌陷:

成因：主要有巖溶洞穴

襄渝鐵路某中橋襄渝鐵路某中橋，為石灰?guī)r地基，橋墩下3米處有一直徑7m的溶洞，墩建成后因安全厚度不夠（一般5-10m），產(chǎn)生橋墩塌陷。第10頁(yè)/共40頁(yè)2.對(duì)隧道工程的影響主要有：1).涌水、突泥

2).瓦斯

3).巖爆、大變形

4).高地溫

5).塌方

6).圍巖等級(jí)劃分

7).地下水侵蝕

8).對(duì)隧道環(huán)境的破壞第11頁(yè)/共40頁(yè)1).涌水、突泥成因：主要有向斜虛脫、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶、儲(chǔ)水溶洞和礦洞。

渝懷鐵路圓梁山隧道突泥

2001年渝懷鐵路圓梁山隧道主洞產(chǎn)生突泥，掩埋洞身200余米，造成32人死亡。四川甘洛埃代礦區(qū)涌水

1995年10月，四川省甘洛縣埃代鉛鋅礦區(qū)一礦洞深90余m，洞口內(nèi)約30m處產(chǎn)生上層舊蓄水礦洞冒頂，將洞灌滿，正在洞底采礦的4名工人遇難。第12頁(yè)/共40頁(yè)2).瓦斯成因：主要有煤系地層、噴出巖地層

都汶高速公路董家山隧道瓦斯爆發(fā)

2006年四川省都文高速公路董家山隧道斷層坍方處瓦斯聚集，因工人點(diǎn)煙發(fā)生爆炸，作業(yè)臺(tái)車被沖出300余m的洞外，14名工人遇難。（瓦斯?jié)舛仍?%以下時(shí)，遇火燃燒，溫度可達(dá)1200℃。瓦斯?jié)舛仍?%-16%時(shí)，易產(chǎn)生爆炸，同時(shí)可產(chǎn)生2150℃-2650℃的高溫。瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí)，既不燃燒，也不爆炸，但使人窒息。）第13頁(yè)/共40頁(yè)3).巖爆、大變形巖爆成因：主要有高地應(yīng)力、完整堅(jiān)硬巖石大變形成因：軟巖、斷層破碎帶、地下水川藏公路二郎山隧道巖爆第14頁(yè)/共40頁(yè)4).高地溫成因：主要有深大斷裂、深埋隧道、巖漿活動(dòng)帶雅西高速公路大相嶺隧道高地溫雅西高速公路大相嶺隧道，總長(zhǎng)9710m，最大埋深近1700m，預(yù)測(cè)地溫高達(dá)35℃。（隧道規(guī)定25℃為高溫）南非金礦巷道深入地下3.5公里，溫度高達(dá)54℃。辛普龍隧道溫度高達(dá)55℃。第15頁(yè)/共40頁(yè)5).塌方成因：主要有斷層破碎帶、節(jié)理密集帶、不利結(jié)構(gòu)面控制、松散巖體四川鄰水公路坍方四川省鄰水公路隧道穿越一斷層破碎帶，產(chǎn)生坍方，洞頂坍塌深度200余m，一直把山頂坍穿。6).圍巖等級(jí)劃分成因：主要有巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況地應(yīng)力、地下水第16頁(yè)/共40頁(yè)7).地下水侵蝕成因：主要有地下水中的侵蝕性成分成昆鐵路百家?guī)X隧道地下水侵蝕成昆鐵路百家?guī)X隧道通過三迭系石灰?guī)r、白云巖，內(nèi)夾硬石膏層，開挖后地表水滲入，硬石膏水化膨脹，將整體道床全部脹裂，石膏產(chǎn)生的硫酸將混凝土腐蝕的像豆腐渣一樣。第17頁(yè)/共40頁(yè)8).對(duì)隧道環(huán)境的破壞成因：主要有泥石流、滑坡、地震成昆鐵路蘇雄電站引水隧道泥石流

1989年，成昆鐵路蘇雄車站的魯姆依達(dá)溝泥石流爆發(fā)，沖出溝口，穿過牛日河，撞擊對(duì)岸山體，將對(duì)岸山體撞成滑坡，滑坡將坡內(nèi)蘇雄電站引水隧道約120m滑入牛日河內(nèi)。第18頁(yè)/共40頁(yè)3.對(duì)路基工程的影響主要有:

1).掩埋和破壞線路

2).路基滑移

3).路基陷穴

4).路基沉降外鼓和道碴槽

5).路基翻漿冒泥第19頁(yè)/共40頁(yè)1).掩埋和破壞線路成因：主要有滑坡、泥石流、崩塌寶成鐵路馬蹄灣隧道進(jìn)口滑坡寶成鐵路馬蹄灣隧道進(jìn)口，該段山坡高300m，坡陡64°，鐵路高出嘉陵江15m，基巖由自留系千枚巖組成。1992年6月25日因降雨崩塌15萬(wàn)方，掩埋線路、棚洞和隧道120m，中斷行車。同年11月9日，崩塌24萬(wàn)方，砸壞棚洞和隧道，中斷行車13天。該處兩處整治費(fèi)4千多萬(wàn)元，改線過嘉陵江4.8公里，改線費(fèi)6.2千萬(wàn)元，共計(jì)1.1億元。1993年7月1日改線通車。

第20頁(yè)/共40頁(yè)2).路基滑移成因：主要有滑坡、路基夯填不密實(shí)寶成鐵路軍師廟滑坡

1981年9月3日，寶成鐵路軍師廟車站北邊20余萬(wàn)方山體發(fā)生順層滑坡，掩埋線路2.5萬(wàn)方，將鋼軌推倒嘉陵江對(duì)岸，截流12分鐘，江水抬高15m，中斷行車12天，傷亡20人。后線路內(nèi)移建隧道1013m通過。第21頁(yè)/共40頁(yè)3).路基陷穴成因：主要有巖溶陷穴、黃土陷穴陜西公路黃土陷穴侯西鐵路黃土陷穴1985年12月2日，K166+916處在連續(xù)10天降雨后產(chǎn)生黃土陷穴，一列貨車機(jī)車剛過，陷穴產(chǎn)生，貨車中段陷落，顛覆車廂21節(jié)。慶陽(yáng)縣西南老公路邊大陷坑

309國(guó)道K2115+100路基陷穴

第22頁(yè)/共40頁(yè)4).路基沉降外鼓和道碴槽成因：主要有路基夯填不密實(shí)、特種土質(zhì)襄渝鐵路翻路基沉降外鼓和道碴槽5).路基翻漿冒泥成因：主要有路基夯填不密實(shí)、特殊土襄渝鐵路翻漿冒泥第23頁(yè)/共40頁(yè)4.對(duì)房建工程的影響主要有:

1).掩埋和破壞房屋

2).地基承載力不足

3).房屋不均勻沉降

4).深基坑坍方

5).侵蝕建筑材料第24頁(yè)/共40頁(yè)1).掩埋和破壞房屋成因：主要有滑坡、泥石流、崩塌、地震如：云南盤河頭寨溝滑坡、四川華云山溪口滑坡

1995年云南省昭通市盤河鄉(xiāng)頭寨溝產(chǎn)生滑坡，1800萬(wàn)方物質(zhì)沖下450余m高的陡壁，然后躍起飛行3.1公里，降落在頭寨村上，將頭寨村掩埋，堆積厚度達(dá)30余m，死亡220人。

1989年7月13日，四川華云山溪口鎮(zhèn)南馬鞍坪青龍咀產(chǎn)生滑坡。當(dāng)日降雨量為233.1mm，滑坡啟動(dòng)僅3分鐘，海拔820m的青龍咀突然崩滑，崩滑物質(zhì)被暴雨組成泥石流，滑坡泥石流總長(zhǎng)1050m，寬400m，總量172萬(wàn)方，沖過馬鞍坪、李家灣溝、石門坎溝等地，將沿線村莊、農(nóng)田掃光，死亡220人。

第25頁(yè)/共40頁(yè)密魯內(nèi)德華魯磁火山泥石流

1853年11月13日，哥倫比亞中部沉睡400余年的內(nèi)華多德魯茲火山爆發(fā)，煙塵柱高達(dá)26公里，因融雪形成泥石流，將距火山50公里外的阿米洛鎮(zhèn)掩埋，死亡2萬(wàn)2千人。菲律賓昆薩胡貢村泥石流

2006年2月17日，菲律賓東部萊特島南部山區(qū)泥石流爆發(fā)，掩埋昆薩胡貢村，500余座房屋被毀，1700人被埋，村莊被埋后只能看見樹梢。第26頁(yè)/共40頁(yè)2).房屋不均勻沉降成因：主要有地基土質(zhì)不均、黃土濕陷性大量開采地下水天津、上海等地地基沉降上海每天開采地下水65萬(wàn)噸，導(dǎo)致地面最大下沉2.63m，后不得不抽黃浦江水回灌，以保持地面穩(wěn)定。天津因開采地下水，從1959年到1979年地面下沉1.78m，其塘沽地區(qū)地面標(biāo)高也接近海平面。臺(tái)北市每年開采地下水1.75億噸，導(dǎo)致地面下沉1.7m，現(xiàn)大部分地區(qū)已低于海平面。第27頁(yè)/共40頁(yè)3).深基坑坍方成因：主要有基坑邊坡松散、地下水量大成都天府廣場(chǎng)下穿隧道4).地基承載力不足成因：主要有地基土質(zhì)松軟5).侵蝕建筑材料成因：主要有空氣和地下水中侵蝕性成分、建筑材料中的不穩(wěn)定礦物美國(guó)哥倫比亞大學(xué)古建筑風(fēng)化第28頁(yè)/共40頁(yè)5.對(duì)礦山工程的影響主要有:

1).礦山滑坡和崩塌

2).礦區(qū)泥石流

3).瓦斯

4).巖爆、大變形

5).涌水、突泥

6).坍方

7).高地溫第29頁(yè)/共40頁(yè)1).礦山滑坡和崩塌成因：主要有地震、不利結(jié)構(gòu)面、礦柱預(yù)留不夠四川峨眉水泥廠礦山滑坡

2001年四川峨眉水泥廠石灰?guī)r礦山因采礦人工地震產(chǎn)生順層滑坡，20余萬(wàn)方滑體掩埋6臺(tái)作業(yè)臺(tái)車，死亡4人。第30頁(yè)/共40頁(yè)2).礦區(qū)泥石流成因：主要有礦山棄渣四川瀘沽里格鐵礦礦山泥石流

1986年四川瀘沽里格鐵礦礦山棄渣爆發(fā)泥石流，沖毀成昆鐵路鹽井溝小橋。四川峨眉水泥廠礦山泥石流

1995年四川峨眉水泥廠左側(cè)干溪溝100余萬(wàn)方礦山棄渣有爆發(fā)泥石流的趨勢(shì)，采用二級(jí)攔渣壩和隧洞排洪措施才穩(wěn)住。第31頁(yè)/共40頁(yè)3).瓦斯4).巖爆、大變形5).涌水、突泥6).坍方7).高地溫成因：同前述隧道工程地質(zhì)問題第32頁(yè)/共40頁(yè)6.對(duì)水壩工程的影響主要有:1).庫(kù)岸再造

2).形成突發(fā)性洪流

3).毀壞大壩

4).壩基滑移

5).壩基滲漏第33頁(yè)/共40頁(yè)1).庫(kù)岸再造成因：主要有庫(kù)區(qū)滑坡、崩塌、泥石流如：四川漢源田灣河仁宗海水庫(kù)泥石流長(zhǎng)江新灘滑坡三峽野貓面滑坡

1985年6月12日3點(diǎn)45分，湖北秭歸縣長(zhǎng)江西陵峽西段兵書寶劍峽出口的龍江區(qū)新灘鎮(zhèn)產(chǎn)生滑坡，高速滑動(dòng)的3000多萬(wàn)方土石將新灘鎮(zhèn)全部摧毀，堵塞長(zhǎng)江江面1/3，江中激浪高達(dá)54m，涌浪波及上下游達(dá)42公里。由于預(yù)報(bào)及時(shí)，險(xiǎn)區(qū)內(nèi)457戶，1371人和11艘貨船才幸免于難。第34頁(yè)/共40頁(yè)2).形成突發(fā)性洪流成因：主要有庫(kù)岸滑坡、泥石流意大利里昂水庫(kù)庫(kù)岸滑坡

1963年意大利北部瓦依昂特水庫(kù)右岸產(chǎn)生順層滑坡，近3億方物質(zhì)以25-30m/秒