工程地質(zhì)學學習報告

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《工程地質(zhì)學》讀書報告

專業(yè)采礦工程

班級1102姓名學號

2023年1月

號3道路工程勘察

一、概述

道路是一種延伸長度極大的線形建筑物，是陸地交通運輸?shù)母删€，由馬路和鐵路共同組成運輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。馬路與鐵路在結(jié)構(gòu)上雖各有其特點，但兩者卻有大量相像之處：

（1）都是線型工程，往往要穿過大量地質(zhì)條件繁雜的地區(qū)和不同地貌單元，

使道路的結(jié)構(gòu)繁雜化；

（2）在山區(qū)線路中，崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象都是道路的主要要挾，

而地形條件又是制約線路的縱向坡度和曲率半徑的重要因素。

（3）都有三類建筑物：第一類為路基工程，它是線路的主體建筑物(包括路堤

和路塹)；其次類為橋隧工程(如橋梁、隧道、涵洞等)，它們是為了使線路跨越河流、深谷、不良的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件地段，穿越高山峻嶺或使線路從河、湖、海底以下通過等；第三類是防護建筑物(如明硐、擋土墻、護坡、排水盲溝等)。在不同線路中上述各類建筑物的比例也不同，主要決定于線路所經(jīng)地區(qū)工程地質(zhì)條件的繁雜程度。

馬路與鐵路的工程地質(zhì)問題大體相像，但鐵路比馬路對地質(zhì)和地形的要求更高。高等級馬路比一般馬路對地質(zhì)條件的要求高。

當鋪設(shè)軌道或路面的路基面低于自然地面時，路基以開挖方式構(gòu)成，這種路基為路塹。其作用是緩和道路縱坡或越嶺線穿越嶺口控制標高，危害主要表現(xiàn)在破壞了厚地層的自然平衡狀態(tài)，不利于排水，通風。在施工的時候應注意其邊坡穩(wěn)定性要好，須設(shè)置邊溝，必要時還須設(shè)置截水溝以利排水。

二、主要工程地質(zhì)問題

(一)路線選擇工程地質(zhì)論證路線選擇是由多種因素決定的，地質(zhì)條件是其中的一個重要的因素，也是控制性的因素。路線方案有大方案與小方案之分，大方案是指影響全局的路線方案，如

越甲嶺還是越乙?guī)X，沿A河還是沿B河，一般是屬于選擇路線基本走向的問題；小方案是指局部性的路線方案，如：走埡口左邊還是右邊，沿河右岸還是左岸，一般是屬于線位方案。工程地質(zhì)因素不僅影響小方案的選擇，有時也影響大方案的選擇。

路線選擇：大方案-路線基本走向、小方案-線位。

線路類型及特點:河谷線、跨谷線、越嶺線、山坡線、山脊線。

1.河岸選擇：山麓緩坡、低階地、陽坡、逆向坡、避免斷層破碎帶、避免山區(qū)滑坡等災難。

2.路線高度

?高線:路線曲折，旋繞余地小。

?低線:邊坡常受洪水要挾，最好利用一級階地。越嶺線

越嶺方案:路塹、隧道

以下狀況可考慮隧道:縮短路線長度、高寒山區(qū)、滑坡或崩塌地段。1.越嶺線布局:

?標高較低的埡口選擇:

?寬厚的埡口宜淺挖低填;瘠薄的埡口宜深挖?斷層破碎帶埡口、易風化巖層埡口不宜深挖

2.展線山坡選擇:坡度平緩切割少的山坡、逆向坡

平原區(qū)應選擇:地勢較高處、地下水位較深處、土質(zhì)較好的地帶、砂石材料豐富的地段。

（二）路基主要工程地質(zhì)問題

道路路基包括路堤、路塹和半路堤、半路塹式等。在平原地區(qū)修建道路路基比較簡單，工程地質(zhì)問題較少，但在丘陵區(qū)，特別是在地形起伏較大的山區(qū)修建鐵路時，路基工程量較大，往往需要通過高填或深挖才能滿足線路最大縱向坡度的要求。因此，路基的主要工程地質(zhì)問題是：路基邊坡穩(wěn)定性、路基基底變形與穩(wěn)定性、道路凍害、建筑材料。（1）路基邊坡穩(wěn)定性問題

路基邊坡的滑塌是最常見的路基病害之一，根據(jù)邊坡土質(zhì)類別、破壞

原因和規(guī)模不同，主要破壞形式為溜方、滑坡、剝落和碎落崩塌四種。溜方是由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動所形成，即邊坡上薄的表層土下溜，尋常是由于降水、降雨等滾動水沖刷邊坡或施工不當而引起的?；率侵敢徊糠滞馏w在重力作用下沿邊坡的某一滑動面滑動，主要是因土體的穩(wěn)定性不足引起的。路堤邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡坡度過陡或坡腳被挖空，或填土層次安排不適合等；路塹邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡高度和坡度與自然巖土層次的性質(zhì)不相適應。剝落和碎落是指邊坡風化巖層表面，在各種外界環(huán)境的影響下使表層巖石從坡而上剝落下來的破壞形式。崩塌尋常是指較大的石塊脫離邊坡表面沿坡而滾落下來。主要防護方法有植草防護、工程防護、干砌片石、漿砌片石、拱式或網(wǎng)格防護、預制塊鋪砌防護、噴射混凝土防護等。（2）路基基底變形與穩(wěn)定性問題

路基基底穩(wěn)定性多發(fā)生于填方路堤地段，其主要表現(xiàn)形式為滑移、擠

出和塌陷。一般路堤和高填路堤對路基基底的要求是要有足夠的承載力，它不僅承受列車在運營中產(chǎn)生的動荷載，而且還承受很大的填土壓力，因此，基底土的變形性質(zhì)和變形量的大小主要決定于基底土的力學性質(zhì)、基底面的傾斜程度、軟層或柔弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與產(chǎn)狀等。此外，水文地質(zhì)條件也是促進基底不穩(wěn)定的因素，它往往使基底發(fā)生巨大的塑性變形而造成路基的破壞。如路基底下有柔弱的泥質(zhì)夾層，當其傾向與坡向一致時，若在其下方開挖取土或在上方填土加重，都會引起路堤整個滑移；當高填路堤通過河漫灘或階地時，若基底下分布有飽水厚層淤泥，在高填路堤的壓力下，往往使基底產(chǎn)生擠出變形；也有的由于基底下巖溶洞穴的塌陷而引起路堤嚴重變形，如成昆線南段就有路堤塌陷的實例。路基基底若為軟粘土、淤泥、泥炭、粉砂、風化泥巖或柔弱夾層所組成，應結(jié)合巖土體的地質(zhì)特征和水文地質(zhì)條件進行穩(wěn)定性分析，若不穩(wěn)定時，可選用以下措施進行處理：①放緩路堤邊坡，擴大基底面積，使基底壓力小于巖土體的允許承載力；

②在通過淤泥軟土地區(qū)時路堤兩側(cè)修筑反壓護道；③把基底柔弱土層部分換填或在其上加墊層；

④采用砂井預壓排除軟土中的水分，提高其強度；⑤架橋通過或改線繞避等。（3）道路凍害

道路凍害包括冬季路基土體因凍結(jié)作用而引起路面凍脹和春季因溶化

作用而使路基翻漿。結(jié)果都會使路基產(chǎn)生變形破壞，甚至形成顯著的不均勻凍脹和路基土強度發(fā)生極大改變，危害道路的安全和正常使用。道路凍害具有季節(jié)性冬季，在負氣溫長期作用下，路基土中水的凍結(jié)和水的遷移作用，使土體中水分重新分布，并平行于凍結(jié)界面而形成數(shù)層凍層，局部地段尚有冰透鏡體或冰塊，因而使土體體積增大(約9%)而產(chǎn)生路基隆起現(xiàn)象；春季，地表冰層溶化較早，而下層尚未解凍，溶化層的水分難以下滲，致使上層土的含水量增大而軟化，強度顯著降低，在外荷作用下，路基出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。翻漿是道路嚴重凍害的一種特別

現(xiàn)象，它不僅與凍脹有密切關(guān)系，而且與運輸量的發(fā)展有關(guān)。在凍脹量一致的條件下，交通頻繁的地區(qū)，其翻漿現(xiàn)象更為嚴重。翻漿對鐵路影響較小，但對馬路的危害比較明顯。影響道路凍脹的主要因素是：負氣溫的高低，凍結(jié)期的長短，路基土層性質(zhì)和含水狀況，土體的成因類型及其層狀結(jié)構(gòu)，水文地質(zhì)條件，地形特征和植被狀況等。根據(jù)水的補給狀況，道路凍脹的類型可分為表面凍脹和深源凍脹兩種，前者是在地下水埋深較大地區(qū)，由于大氣降水和地表水滲入和積聚于路基中而迅速凍結(jié)形成的，其主要原因是路基結(jié)構(gòu)不合理，或養(yǎng)護不周，致使道碴排水不良造成的，其凍脹量較小，一般為30～40mm，最大達60mm，但也有不發(fā)生地表變形的。深源凍脹多發(fā)育在凍結(jié)深度大于地下水埋深或毛細管水帶接近地表的地區(qū)。路塹基底為粉質(zhì)粘性土，凍結(jié)速度緩慢，地下水補給源豐富，水分遷移強，極易形成深源凍脹，其凍脹量較大，一般為200～400mm，最大達600mm，特別是不均勻凍脹對于要求較高的鐵路來說，危害極大。甚至有的隧道因凍脹而使列車不能通過。防止道路凍害的措施有：

①鋪設(shè)毛細割斷層，以斷絕補給水源；

②把粉、粘粒含量較高的凍脹性土換為粗分散的砂礫石抗凍脹性土；

③采用縱橫盲溝和豎井，排除地表水，降低地下水位，減少路基土的含水狀況；④提高路基標高；

⑤修筑隔熱層，防止凍結(jié)向路基深處發(fā)展等。（4）建筑材料

路基工程需要自然建筑材料的種類較多，包括道碴、土料、片石、砂和碎石等。它不僅在數(shù)量上需要量較大，而且要求各種建材產(chǎn)地沿線兩側(cè)零散分布，但在山區(qū)修筑高路堤時卻常遇土料缺乏；在平原區(qū)和軟巖山區(qū)，往往找不到強度符合要求的護坡片石和道碴等，因此，尋覓符合要求的自然建材有時成為鐵路選線的關(guān)鍵性問題，往往被迫采用高橋代替高路堤的設(shè)計方案，甚至“移線就土〞，提高線路的造價。

三、地質(zhì)條件不良地段的選線原則及防護措施

泥石流區(qū):以大跨高橋、明硐或隧道通過。

滑坡區(qū)：當線路高時，以不挖不填方式從滑坡頂通過。當線路低時，從滑坡前緣修擋土墻、路堤或用高架橋通過。

巖溶區(qū)：在地表覆蓋較厚,巖溶洞穴充填好的地段通過。

沼澤區(qū)：采用壓密、擠淤、兩側(cè)加反壓護道的方法。風沙區(qū)：線路盡可能與盛行風平行，并盡量減少彎道以免積沙。線路以填方低路堤為主。

凍土區(qū):從熱融滑坍體下方通過，從地下冰厚度較小的地帶通過，以低路堤形式通過

四、道路巖土工程勘察

道路巖土工程勘察的任務是運用工程地質(zhì)學的理論和方法，去認識道路通過地帶的工程地質(zhì)條件，為道路的設(shè)計和施工提供依據(jù)和指導，以正確處理工程建筑與自然條件之間的關(guān)系，充分利用有利條件，避免或改造不利條件，使修建的道路能更好更快更省的要求。道路是一種線形建筑物，它有著很大的長度，往往穿越大量自然條件十分不同的地區(qū)。道路又主要是一種表層建筑物，它受地質(zhì)、地理因素的影響。因此，道路巖土工程勘察無論在內(nèi)容、要求與方法上都有其自己的特點。道路巖土工程勘察，包括新建道路與改建道路的勘察工作，均應依照規(guī)定的設(shè)計程序分階段進行。巖土工程勘察一般不應超越階段的要求，也不應將工作遺留到下一階段去完成。1、路線巖土工程勘察

在踏勘、初察、詳察各階段，與路線、橋梁、隧道專業(yè)人員密切協(xié)同，查明各條路線方案的主要工程地質(zhì)條件，選擇地質(zhì)條件相對良好的路線方案；在地形、地質(zhì)條件繁雜的地段，確定路線的合理布設(shè)，以減少災難。路線巖土工程勘察并不要求查明全部工程地質(zhì)條件，但對路線方案與路線布設(shè)起控制作用的地質(zhì)問題，則應進行重點調(diào)查，得出正確結(jié)論。

2、特別地質(zhì)、不良地質(zhì)地區(qū)(地段)的巖土工程勘察

特別地質(zhì)地段及不良地質(zhì)現(xiàn)象，諸如鹽漬土、多年凍土、巖溶、沼澤、風沙、積雪、滑坡、崩塌、泥石流等，往往影響路線方案的選擇、路線的布設(shè)與構(gòu)造物的

設(shè)計，在踏勘、初察、詳察各階段均應作為重點，進行逐步深入的勘察，查明其類型、規(guī)模、性質(zhì)、發(fā)生原因、發(fā)展趨勢和危害程度，提出繞越根據(jù)或處理措施。3、路基路面巖土工程勘察

路基路面巖土工程勘察亦稱沿線土質(zhì)地質(zhì)調(diào)查。在初察、詳察階段，根據(jù)選定的路線方案和確定的路線位置，對中線兩側(cè)一定范圍的地帶，進行詳細的工程地質(zhì)勘察，為路基路面的設(shè)計和施工提供工程、地質(zhì)、水文及水文地質(zhì)方面的依據(jù)。4、橋渡巖土工程勘察

大橋橋位影響路線方案的選擇，大、中橋橋位多是路線布設(shè)的控制點，常有比較方案。因此，橋渡工程地質(zhì)勘察一般應包括兩項內(nèi)容：首先應對各比較方案進行調(diào)查，協(xié)同路線、橋梁專業(yè)人員，選擇地質(zhì)條件比較好的橋位；然后再對選定的橋位進行詳細的工程地質(zhì)勘察，為橋梁及其附屬工程的設(shè)計和施工提供所需要的地質(zhì)資料。

5、隧道巖土工程勘察

隧道多是路線布設(shè)的控制點，長隧道特別影響路線方案的選擇。隧道工程地質(zhì)勘察同橋渡一樣，尋常包括兩項內(nèi)容：一是隧道方案與位置的選擇；二是隧道洞口與洞身的勘察。前者，除幾個隧道位置的比較方案外，有時還包括隧道與展線或明挖的比較；后者是對選定的方案進行詳細的工程地質(zhì)勘察，為隧道的設(shè)計和施工提供所需要的地質(zhì)資料。前一項工作一般應在踏勘及初察時完成，后一項則在初察與詳察時分階段不斷完成。6、筑路材料勘察

修建道路需要大量的筑路材料，其中絕大部分都是就地取材，特別是像石料、礫石、砂、粘土、水等自然材料更是如此。這些材料品質(zhì)的好壞和運輸距離的遠近，直接影響工程的質(zhì)量和造價，有時還會影響路線的布局。筑路材料勘察的任務是充分挖掘、改造和利用沿線的一切就地材料，當就近材料不能滿足要求時，則應由近及遠擴大調(diào)查范圍，以求得數(shù)量足夠，品質(zhì)適用，開采、運輸便利的筑路材料產(chǎn)地。

五、道路巖土工程勘察的主要方法

道路巖土工程勘察方法，主要有研究既有資料、調(diào)查與測繪、勘探、試驗與監(jiān)測等幾方面。

1、研究既有資料

收集和研究路線通過地區(qū)既有的有關(guān)資料，不僅是野外工作之前準備工作的重要內(nèi)容，也是工程地質(zhì)勘察的一種主要方法。特別是在既有資料日益豐富、信息手段日益先進的今天，這種方法顯得越來越重要。收集的資料一般應包括以下幾個方面的內(nèi)容：

(1)區(qū)域地質(zhì)資料。如地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、土質(zhì)及筑路材料等。(2)地形、地貌資料。如區(qū)域地貌類型及其主要特征、不同地貌單元與不同地貌部位的工程地質(zhì)評價等。

(3)區(qū)域水文地質(zhì)資料。如地下水的類型、分帶及分布狀況、埋藏深度、變化規(guī)律等。

(4)物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象。如各種特別巖土的分布狀況、發(fā)育程度與活動特點等。

(5)地震資料。如沿線及其附近地區(qū)的歷史地震狀況、地震烈度、地震破壞狀況及其與地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系等。

(6)氣象資料。如氣溫、降水、蒸發(fā)、濕度、積雪、凍結(jié)深度及風速、風向等。

(7)其他有關(guān)資料。如氣候、水文、植被、土壤等。

(8)工程經(jīng)驗。區(qū)內(nèi)已有馬路、鐵路的主要工程地質(zhì)問題及其防治措施等。2、調(diào)查與測繪

調(diào)查與測繪是工程地質(zhì)勘察的主要方法。通過觀測和訪問，對路線通過地區(qū)的工程地質(zhì)條件進行綜合性的地面調(diào)查，將查明的地質(zhì)現(xiàn)象和獲得的資料，填繪到有關(guān)的圖表與記錄本中，這種工作統(tǒng)稱為調(diào)查測繪。一般狀況下，道路工程地質(zhì)調(diào)查測繪采用沿線調(diào)查的方法，而不進行測繪。但對地質(zhì)條件繁雜地區(qū)或重點工程地段，則應根據(jù)需要進行較大面積的工程地質(zhì)測繪。3、勘探

勘探是巖土工程勘察的重要方法，是獲取深部地質(zhì)資料必不可少的手段。在進行地質(zhì)勘察時，應充分利用地面調(diào)查測繪資料，合理布置勘探點，以減少不必要的工作量；同時應充分利用地面調(diào)查測繪資料，分析勘探成果，以避免判斷的錯誤。道路巖土工程勘探的方法有坑探、鉆探、地球物理勘探等幾類。4、試驗

試驗是巖土工程勘察的重要環(huán)節(jié)，是對巖土工程性質(zhì)進行定量評價的必不可少的方法，是解決某些繁雜的工程地質(zhì)問題的主要途徑。5、監(jiān)測

物理地質(zhì)現(xiàn)象與作用是在自然環(huán)境不斷變化的狀況下發(fā)生與發(fā)展的，其中某些具有周年的變化過程，如鹽漬土、道路凍害等；某些具有多年的變化過程，如滑坡、泥石流等；而另一些則可能兼有兩種變化，如沙漠、多年凍土等。通過直接觀測和勘探，只能了解某一個短時期的狀況，要了解其變化規(guī)律，就需要做長期的觀測工作，而把握其變化規(guī)律，有時則是工程設(shè)計所必需的，因此，長期觀測是巖土工程勘察的重要方法，在某些狀況下則是必需的。長期觀測不僅可以為設(shè)計直接提供依據(jù)，而且可以為科學研究積累資料。在道路工程的實踐中，對沙漠、鹽漬土、滑坡、泥石流、多年凍土與道路凍害等物理地質(zhì)作用與現(xiàn)象，都有設(shè)立長期觀測站的實例和經(jīng)驗。

六、個人總結(jié)

學生能在課