《隧道工程》（第二版）課件 第1、2章 緒論、隧道工程勘測

隧道工程1隧道的產生和發(fā)展概況2隧道的分類及現(xiàn)狀3隧道工程的特點和一般設計原則4現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢第一章

緒論學習要求及重點難點內容及要求：隧道的由來和發(fā)展、分類、特點和設計原則,以及現(xiàn)代隧道建設發(fā)展現(xiàn)狀。通過本章的學習,了解隧道的產生和發(fā)展概況;熟悉隧道的分類和現(xiàn)狀;掌握隧道工程的特點和一般設計原則以及現(xiàn)代隧道發(fā)展的趨勢。重點：隧道的分類、隧道工程的特點和隧道工程的一般設計原則。難點：充分認識隧道這一隱蔽工程結構與一般地面工程結構的差異。隧道的產生和發(fā)展概況1.11.1.1歷史演進方面（1）隧道的定義以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其內部空洞凈空斷面在2㎡以上稱均為隧道。陜西秦嶺終南山公路隧道：18.02千米山西太古高速公路西山特長隧道：13.6千米歷史演進方面人類出現(xiàn)到紀元前3000年隧道用于抵御自然威脅用獸骨、石器等工具開挖紀元前3000年到4世紀隧道用于生活及軍事抵御形成了現(xiàn)代隧道開挖技術的基礎(明挖法等)近古時期中世紀4世紀到16世紀隧道開挖技術已有顯著進步，開始采用礦山法掘進原始時期

17世紀直到現(xiàn)在隧道理論初步形成，隧道開挖技術有顯著進步近代和現(xiàn)代1.1.1歷史演進方面原始時代的隧道遠古時代北京直立人的洞穴便是隧道的雛形。人類或棲居于天然的洞穴,或利用獸骨、石器等工具在自身穩(wěn)定的地層中開挖洞穴,防御自然威脅,以及食肉動物和部落戰(zhàn)爭的侵襲原始時代的洞穴1.1.1歷史演進方面近古時代的隧道這一時代修建的隧道主要包括兩類類似隧道的地下工程：體現(xiàn)于統(tǒng)治者“靈魂永在”的地下墓道和墓室。出于生活和軍事防御目的的早期隧道結構物。石門隧道胡夫金字塔秦始皇陵新疆坎兒井1.1.1歷史演進方面中世紀時代的隧道這一時期修建的隧道主要以疆域開拓和資源開發(fā)為主要特征：體現(xiàn)為資源開發(fā)的礦山巷道這一類隧道工程。體現(xiàn)為軍事作用的地下防護工程。湖北大冶銅綠山銅礦江西上饒包家金礦曹操運兵通道1.1.1歷史演進方面近代和現(xiàn)代隧道(1)動力機械和火藥的發(fā)明，促進了隧道開挖掘進技術發(fā)展。(2)除采礦外，隧道還用于灌溉、運河、公路和鐵路等工程以及因城市發(fā)展而修建的地鐵、輸水工程等迄今世界上最長的海底沉管隧道：港珠澳大橋沉管隧道（5.66km）第一座用于現(xiàn)代交通的水底隧道：1807年倫敦泰晤士河下公路隧道目前世界最長的公路隧道：拉達爾隧道長（24.5km）世界海拔第二高的隧道：大坂山隧道（海拔3792米）1.1.2施工方法（1）原始開挖方法對于硬巖地層的開挖,古代一直使用前述所說的“火焚法”和鐵錘、鋼釬等工具進行開挖,即先錘擊巖石,然后根據(jù)熱脹冷縮的原理,用木材燒熱巖石,隨后再用冷水澆淋,造成巖石碎裂。通過火焚法開挖的漢中棧道通過鐵錘鋼釬開挖的杜家灣隧道1.1.2施工方法（2）爆破技術爆破技術也在不斷發(fā)展，從早期的導火索雷管引爆，到點雷管毫秒引爆和導爆管非電雷管起爆，到現(xiàn)在的光面爆破，預裂爆破等。點雷管毫秒引爆導火索引爆光面引爆預裂爆破1.1.2施工方法（3）盾構機法曾用于軟土地層開挖的盾構機，現(xiàn)已能廣泛用于各種復雜的軟土地層的掘進。首臺國產復合盾構：中國中鐵1號國內第一次批量生產的盾構：先行2號國內首臺的大直徑泥水盾構：進越號國內自主設計最大直徑泥水平衡盾構：春風號1.1.3有關地層穩(wěn)定分析理論和隧道設計方法（1）地層穩(wěn)定分析理論地層壓力理論：把地層視為松散構造的散粒體理論或者把地層視為連續(xù)彈性體的彈塑性理論。自然平衡拱理論：將圍巖視為具有一定黏結力的松散體,洞室開挖后能夠在其頂部形成穩(wěn)定的壓力拱,作用在支護上的壓力僅為壓力拱與支護之間松散巖體的質量。松散介質平衡理論：巖體為有一定黏結力的松散介質,當隧道或坑道開挖后,圍巖下沉時由于側壓力的作用,在土層破裂面拱頂上方的垂直面上對下沉圍巖產生摩阻力。1.1.3有關地層穩(wěn)定分析理論和隧道設計方法（2）隧道設計方法礦山法：在地層中開挖坑道必然要引起圍巖坍塌掉落,開挖的斷面越大,坍塌的范圍也越大,因此開挖過程中需要及時跟進并滿堂的大剛度支護。新奧法：在巖體或土體中設置的使地下空間的周圍巖體形成一個中空筒狀支承環(huán)結構為目的的設計施工方法。保護傘法：預先改良、加強工作面前方的地層,把工作面的穩(wěn)定性提高到與敞開式盾構法施工時的同等程度。中國特色隧道修建方法：主要依靠圍巖,充分利用圍巖自承能力,并在圍巖穩(wěn)定性評價及分級、圍巖變形控制設計的基礎上，形成了以主動控制圍巖變形為主的中國特色隧道修建方法。隧道的分類及現(xiàn)狀1.21.2.1隧道分類從不同角度區(qū)分，有不同的隧道分類方法，一般認為按隧道的用途分類比較明確：交通隧道：提供交通運輸和人行的通道，以滿足交通線路暢通的要求。水工隧道：水利工程和水力發(fā)電樞紐的一個重要組成部分。市政隧道：城市中為安置各種不同市政設施的地下孔道。礦山隧道：礦山中為開采和運輸?shù)V石而修建的隧道。（1）交通隧道：公路隧道專供汽車運輸行駛的通道。隧道的修建在改善公路技術狀態(tài)、縮短運行距離、提高運輸能力、減少事故等方面起到重要的作用。1.2.1隧道分類（1）交通隧道：鐵路隧道專供火車運輸行駛的通道。開挖隧道穿越山嶺是一種合理的選擇，其作用可以使線路縮短，減小坡度，改善運營條件，提高牽引能力。1.2.1隧道分類（1）交通隧道：水下隧道修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽車和火車運輸行駛的通道。不受氣候影響，不影響通航，引道占地少，戰(zhàn)時不暴露交通設施目標。1.2.1隧道分類（1）交通隧道：地鐵隧道修建于城市地層中，為解決城市交通問題的軌道運輸通道。其快速、安全、大運量、更準時等特點，是目前全球大力倡導的重要公共交通形式。1.2.1隧道分類（1）交通隧道：航運隧道航運隧道是專供輪船運輸行駛而修建的通道。當運河跨越分水嶺時,為克服高程需要修建運河隧道,其優(yōu)點是能縮短航程,減少運營費用,河道順直,使航運條件大大改善。1.2.1隧道分類（1）交通隧道：人行隧道專供行人通過的通道。修建于城市鬧區(qū)穿越街道或跨越鐵路、高速公路等行人眾多，往來交錯，車輛密集，偶有不慎便會發(fā)生交通事故的場合。1.2.1隧道分類（2）水工隧道：引水隧道將水引入水電站的發(fā)電機組或水資源的調動而修建的孔道。引水隧道作為引水的建筑工程，有過水承壓的工程特性。1.2.1隧道分類（2）水工隧道：尾水隧道將水電站發(fā)電機組排出的廢水送出去而修建的隧道。1.2.1隧道分類（2）水工隧道：導流隧道或泄洪隧道為水利工程中疏導水流并補充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。1.2.1隧道分類（2）水工隧道：排沙隧道用于沖刷水庫中淤積的泥沙而修建的隧道,其作用是利用排沙隧道把泥沙裹帶送出水庫,同時也用來檢查或修理時,放空水庫里的水。1.2.1隧道分類（3）市政隧道：給水隧道為城市自來水管網(wǎng)系統(tǒng)鋪設修建的隧道。1.2.1隧道分類（3）市政隧道：污水隧道為城市污水排送系統(tǒng)修建的隧道。隧道的形狀多采用卵形，也可能是在孔道中安放排污管，由管道排污。1.2.1隧道分類（3）市政隧道：管路隧道為城市能源供給(煤氣、暖氣、熱水等)系統(tǒng)修建的隧道。城市中的管路隧道是把輸送能源的管路放置在修建的地下孔道中,需進行防漏及保溫措施處理。1.2.1隧道分類（3）市政隧道：線路隧道為電力和通信系統(tǒng)修建的隧道。在城市中,線路隧道的作用是保證電力電纜和通信電纜不被人為活動損傷或破壞,避免懸掛在高空影響市容景觀。1.2.1隧道分類（3）市政隧道：人防隧道為戰(zhàn)時防空目的而修建的防空避難隧道。1.2.1隧道分類（4）礦山隧道：運輸巷道為開采和運輸?shù)V石而修建的隧道,其作用主要是為采礦服務。1.2.1隧道分類（4）礦山隧道：給水隧道為送入清潔水供采掘機械使用的隧道，并將廢水及積水通過泵抽排出洞外。1.2.1隧道分類（4）礦山隧道：通風隧道為把有害氣體排除出去、補充新鮮空氣而修建的巷道。1.2.1隧道分類1.2.2隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀“十四五”末期(2020年),中國公路隧道21316處、2199.93萬延米,比“十一五”末增加13932處、1687.67萬延米。其中特長隧道1394處、623.55萬延米,長隧道5541處、963.32萬延米。截至“十四五”末期,中國投入運營的鐵路隧道共計16798座,總長約1963萬延米。其中,高速鐵路隧道共計3631座,總長約600.3萬延米。1.2.2隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀目前,世界最長的鐵路隧道是2016年開通的瑞士中部阿爾卑斯地區(qū)新圣哥達基線鐵路隧道,全長57km。1.2.2隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀在隧道修建長度方面,我國已經(jīng)成功修建了9座20km以上的交通隧道。新關角隧道西秦嶺隧道太行山隧道中天山隧道烏鞘嶺隧道呂梁山隧道燕山隧道青云山隧道南呂梁山隧道隧道工程的特點和一般設計原則1.31.3.1隧道工程的特點（1）提高路線標準，縮短行車里程，提高交通效率終南山盤山公路群二郎山隧道二郎山隧道全長4176米，不僅縮短了線路里程25公里，更避開了原來翻越二郎山時經(jīng)常遇到的雨、霧、冰、雪、凍、滑坡、坍塌及泥石流地段，結束了該路段延續(xù)幾十年的單向管制通車，保證了全天候通車。1.3.1隧道工程的特點（2）護生態(tài)環(huán)境,減少對植被的破壞,實現(xiàn)節(jié)能減排以前：植被破壞，水土流失現(xiàn)在：生態(tài)環(huán)保，節(jié)能減排1.3.1隧道工程的特點（3）開發(fā)地下空間,節(jié)約表土資源,構建地下空間綜合體地下空間綜合體青島國際郵輪港地下空間1.3.1隧道工程的特點（4）增加隱蔽性、提高防護能力海底隧道斷面圖浙江建德203人防隧道1.3.1隧道工程的特點（5）有利于江河、海峽、海灣地區(qū)通航和全天候交通運輸瓊州海峽隧道路線圖汕頭海灣隧道1.3.1隧道工程的特點（6）充分發(fā)揮圍巖約束作用,抗震減災效果明顯實時監(jiān)測隧道結構情況1.3.1隧道工程的特點（7）改善生態(tài)環(huán)境,促進經(jīng)濟發(fā)展大連海底隧道廣州沙埔隧道1.3.2隧道一般設計原則（1）隧道設計應從全局出發(fā),貫徹“以人為本”的交通服務宗旨,堅持安全至上的設計原則,樹立全壽命周期的設計理念。（2）隧道設計?應符合交通規(guī)劃、環(huán)境保護和自然景觀的要求,滿足公路或鐵路交通服務功能。（3）隧道設計應進行多方案的技術、經(jīng)濟和環(huán)保比選。（4）隧道設計應?綜合比選各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等因素后確定。（5）?隧道內外平、縱線形應協(xié)調,以滿足行車的安全、舒適要求。（6）合理確定斷面設置形式和適應于地層特性及環(huán)境要求的施工方法。（7）??隧道設計應貫穿于整個道路建設工作的全過程。（8）通風、防災等與交通量有關的設施,應按隧道的設計通行能力控制設計。（9）?結合現(xiàn)場監(jiān)控量測實現(xiàn)信息化設計和動態(tài)設計。（10）??隧道設計應貫徹國家有關技術經(jīng)濟政策,積極推廣新技術、新材料、新設備、新工藝,應在設計中提出保障施工作業(yè)人員安全和預防生產安全事故的措施建議。現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢1.4現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢根據(jù)上述理念,結合現(xiàn)代隧道建設和運營的具體工程實踐,其特點和趨勢具體可歸納為以下幾方面。（1）隧道越建越長，越建越高瑞士圣哥達基線隧道，主隧道長度超過57公里，隧道群總長151.8公里。青海風火山隧道，進口軌面海拔4905米，軌面標高海拔4905米，全部位于永久凍土層以內。現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（2）曲線隧道越來越多新晉高速位于河南與山西兩省交界處，連接河南新鄉(xiāng)與山西晉城，盤旋穿過太行山脈內部，形成了28公里的螺旋隧道群?，F(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（3）隧道跨度越來越大廣東龍頭山隧道國內最長大跨度公路隧道現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（4）隧道建設的機械化及智能化和BIM技術的應用現(xiàn)代隧道建造的機械化和智能化體現(xiàn)現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（5）以盾構/TBM制造及再制造技術使大斷面隧道機械化掘進成為現(xiàn)實國產首臺大直徑全斷面硬巖隧道掘進機現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（6）?地下立交正在成為現(xiàn)實深圳海濱大道地下立交南京鼓樓地下立交現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢（7）?隧道功能多樣化車軌兩用隧道隧道洞口景觀現(xiàn)代隧道建設的特點和趨勢

近年來我國隧道工程建設和技術雖然取得了很大的成就，但是還存在許多問題有待進一步深入研究和解決。相信通過大家不懈努力、勇于實踐和不斷地探索，我國在世界上一定會從“隧道大國”變?yōu)椤八淼缽妵?。本章小結介紹了隧道的由來和發(fā)展概況，對其定義、工程實踐、施工方法和理論計算的發(fā)展歷程進行了闡述。按功能作用對隧道進行了分類并細分了亞類。進一步闡明了作為隱蔽結構的隧道工程的特點和作為公路組成部分的一般設計原則。分析介紹了符合科技進步、社會經(jīng)濟發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展理念的現(xiàn)代隧道建設的特點。1隧道勘測資料的收集與調查2工程地質測繪及勘探3隧道的地質勘察4隧道的水文勘察第二章隧道工程勘測5隧道的巖溶勘察6案例分析學習要求及重點難點內容及要求：隧道勘測資料的收集與調查，隧道的工程地質測繪及勘探，隧道的地質勘察，隧道的水文勘察。通過本章的學習，應理解隧道勘測的目的、任務和要求；熟悉隧道勘察的內容、方法和勘察應提交的成果資料；掌握包括可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察和施工中的動態(tài)勘察等不同階段隧道勘察的基本內容和方法。重點：收集與研究既有資料、調查與測繪、地質勘察和水文勘察等不同勘察階段的目的、方法和作用，以及相互的關系和順序。難點：不同勘察階段的目的、手段、內容、深度以及應提交的勘察資料。隧道勘測資料的收集與調查2.12.1.1

概述隧道勘測的目的是在于查明隧道所處位置的地形地貌、工程地質、水文地質等條件,為規(guī)劃、設計、施工、運維提供所需的勘測資料,并對存在的工程問題、環(huán)境問題等進行分析評價,提出合理的規(guī)劃、設計方案和工程措施,從而使隧道工程經(jīng)濟合理和安全可靠。進行隧道的規(guī)劃、設計、施工和運維管理,應預先獲得各種有關資料,因此需要進行相關資料的收集與調查,包括地形、地質、氣象、環(huán)境、施工條件以及與工程有關的法令等方面資料的收集與調查。這些資料的收集與調查工作做得越廣泛、深入細致、準確,所起的作用就越大。收集與調查時應首先明確目的、各階段的任務和順序。由于在規(guī)劃、設計、施工、運維等隧道工程生命周期的各階段,收集資料的目的、內容及深度不同,所以通常按收集已有文獻資料、初步調查和詳細調查的順序進行。2.1.2既有資料的收集地形地貌:區(qū)域地貌類型及主要特征地質情況:地層、地質構造、巖性、土質等區(qū)域水文情況：地下水的類型、分布、埋深等特殊地質：膨脹巖土、黃土不良地質：分布，發(fā)育與活動特點等植被及環(huán)境:如氣候、水文、植被、土壤等需要收集哪些資料？2.1.2既有資料的收集地震資料:歷史情況，地震烈度、地震破壞情況等氣象資料：如氣溫、降水、蒸發(fā)、溫度、積雪等其他資料：相關的法令、法規(guī)、方針和政策等內容類似工程經(jīng)驗:區(qū)內已有公路、鐵路等其它土建工程的工程地質問題及其防治措施等需要收集哪些資料？2.1.3工程地質調查工程地質調查主要是用直接觀察和訪問當?shù)厝罕姷姆椒ǎ海?）直接觀察直接觀察是工程地質調查最重要、最基本的方法。它主要利用自然跡象和露頭，進行由此及彼、由表及里的觀察分析工作，以達到認識路線隧道通過地帶工程地質條件的目的。（2）訪問當?shù)厝罕娫L問當?shù)厝罕娛枪こ痰刭|調查常用的方法。通過對沿線居民進行調查訪問，可以了解有關問題的歷史情況及當?shù)嘏c自然災害作斗爭的經(jīng)驗，這對于直接觀察往往是必不可少的補充。工程地質測繪及勘探2.22.2.1工程地質測繪工程地質測繪是指運用地質、地質工程理論對與工程建設有關的各種地質現(xiàn)象進行詳細的觀察和描述,以查明擬建工程區(qū)域內的工程地質條件的空間分布和各要素之間的聯(lián)系，并按照精度要求將它們反映在一定比例尺的地形設計圖上。與工程地質調查的不同的是：工程地質測繪的范圍往往比較大，并且要求把調查研究結果填繪在一定比例尺的地形圖上，以編制工程地質圖。工程地質測繪目的基本內容階段為進一步調查、勘探及試驗等專門研究提供條件（1）地形、地貌；（2）地層、巖性；（3）地質構造；（4）第四紀地質；（5）地表水及地下水；（6）特殊地質不良巖層；（7）地震；（8）工程經(jīng)驗。(1)準備工作；(2)野外測繪；(3)內業(yè)整理。2.2.1工程地質測繪野外測繪方法

（a）標測方法（b）工程地質測繪的基本方法（c）隧道工程地質測繪的路線法，反應調查結果有航攝資料的方法

遙感技術是根據(jù)電磁波輻射（發(fā)射、吸收、反射）的理論，應用各種光學、電子探測器，對遠距離目標進行探測和識別綜合技術，可用于工程地質調查測繪。（a）立體鏡判釋（b）實地調查測繪（實地驗證）（c）繪制工程地質圖2.2.1工程地質測繪航攝資料2.2.2工程地質勘探在隧道工程勘察中，若需查明巖土的性質和分布，可從地下采取巖土樣供室內試驗測定巖土的物理力學性質，通常采用挖探、鉆探、地球物理勘探等勘探方法進行。1.挖探優(yōu)點:直觀,取原狀樣缺點:一般3~4m,地下水以下危險2.2.2工程地質勘探挖探：

2～3米2.2.2工程地質勘探2.簡易鉆探（3~10米）優(yōu)點:工具輕、體積小、操作方便，進度較快，勞動強度較小缺點:不能采取原狀土樣或不能取樣，在密實或堅硬的地層內不能使用2.2.2工程地質勘探鉆探的取芯2.2.2工程地質勘探3.鉆探（沖擊鉆、回旋鉆等）常用的辦法,可達100m以下劃分地層確定地下水取樣可以結合原位試驗回轉式鉆機回轉式鉆機泥漿槽沉淀槽2.2.2工程地質勘探鉆探2.2.2工程地質勘探深水鉆探鉆機可以懸掛9150m長的鉆桿延伸到海洋底部8235m深的地方。因為水深大不能錨定系留，必須使用DPS（DynamicPositioningSystem-動態(tài)定位系統(tǒng)）。JOIDESResolution2.2.2工程地質勘探鉆探的必要性2.2.2工程地質勘探鉆探的取芯現(xiàn)場取樣反映了巖體的細節(jié)特性2.2.2工程地質勘探

國家科技部“九五”曾提出8字方針：“上天、入地、下海、登極

”都與鉆探工程有關。2.2.2工程地質勘探4.地球物理勘探（物探）優(yōu)點:效率高、成本低、儀器和工具比較輕便缺點:間接判斷,范圍較大基本原理：

利用巖土體材料的導電性和導磁性，根據(jù)接收信號判斷地層缺陷及力學性質方法：重力場，磁電場，聲，彈性波，放射性勘探，地震勘探（規(guī)范，剪切波速）2.2.2工程地質勘探電法勘探－隧道常用電磁法勘探（地質雷達）－隧道常用地震勘探－隧道常用聲波探測重力勘探磁力勘探放射性勘探物探根據(jù)巖土物理性質不同的分類：2.2.2工程地質勘探

利用高頻電磁脈沖波的反射探測地層結構和地下埋葬物體的電磁裝置。SIR-300型地質雷達

電磁法勘探

通過發(fā)射天線向地下輻射寬帶的脈沖波，在地下傳播遇到不同介質介電參數(shù)和導電率存在差異時在界面上發(fā)生反射。2.2.2工程地質勘探

物探的現(xiàn)場物探的曲線隧道的地質勘察2.32.3.1可行性勘察隧道勘察階段的劃分與公路設計階段相適應，一般分為：可行性勘察；初步勘察；詳細勘察?？尚行匝芯靠辈祛A可行性研究工程可行性研究橋隧可行性研究現(xiàn)狀側重于是收集與研究已有的文獻資料在分析已有資料的基礎上，通過踏勘，實地調查，大致查明地質情況人民盼望已久，居于形式偏多2.3.2初步勘察初步勘察：初步勘察目的基本內容步驟選定隧道位置查明控制隧道方案的工程地質問題(1)收集資料；(2)工程地質選定隧道線位；(3)初步勘察，資料整理主要手段以調查與測繪為主，配合物探2.3.3詳細勘察詳細勘察：詳細勘察目的任務步驟根據(jù)批準的初步設計，對選定隧道位置詳勘，為施工圖設計服務對主要的重大工程地質問題作出可靠結論(1)前期的準備工作；(2)沿線地質勘察；(3)試驗；(4)資料整理；(5)編寫詳勘報告主要手段坑探，鉆探，物探2.2.2工程地質勘探槽探挖探2.2.2工程地質勘探地質斷面圖地質鉆孔圖2.3.4施工勘察施工勘察：施工勘察目的任務勘察場合降低在復雜場地或地形困難場地的施工風險補充初勘或詳勘階段難以布置充分的勘察工作量(1)復雜場地（巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大、高地應力等地區(qū)）；(2)地形困難場地（陡坡、魚塘等）；(3)施工中發(fā)現(xiàn)新的地質問題；(4)隧道偏離初步設計位置或地質條件需進一步查明主要手段洞內超前地質預報，地質調繪，大地音頻電磁測深等隧道的水文勘察2.42.4.隧道的水文勘察惡化圍巖穩(wěn)定狀態(tài)導致施工困難增大工程造價造成工業(yè)用水和飲用水困難隧道內涌水地表枯水

必須進行調查預測2.4.1地下水涌水調查涌水調查內容方法調查地下水的類型及其與地表水的相互補給關；調查地下水的流量、流向及水質等(1)資料搜集；(2)工程量測；(3)水文地質工程地質綜合測繪；(4)工程物探；(5)水文地質鉆探試驗(1)抽（注）水試驗；(2)連通試驗；(3)壓水試驗；(4)滲水試驗；(5)溪溝及泉點測流；(6)水質分析2.4.2枯水調查枯水調查目的內容明確由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影響，造成工業(yè)用水及居民飲水困難等地下水的利用狀況、地下水季節(jié)性變化以及雨后變化、植被情況等方法與隧道涌水有關聯(lián)的物探調查隧道的巖溶勘察2.52.5隧道的巖溶勘察巖溶是一種形態(tài)奇特、分布復雜的自然現(xiàn)象，在我國是一種普遍的不良地質作用。巖溶宏觀上雖發(fā)育規(guī)律，但在具體場地，其分布和形態(tài)則是無常的，在一定條件下可能發(fā)生地質災害，嚴重威脅工程安全。巖溶勘察宜采用工程地質測繪和調查、物探、鉆探等多種手段結合的方法進行和相互印證，并應符合下列要求：(1)可行性研究勘察應查明巖溶洞隙、土洞的發(fā)育條件，并對其危害程度和發(fā)展趨勢作出判斷，對圍巖的穩(wěn)定性和隧道線路適宜性作出初步評價。(2)初步勘察應查明巖溶洞隙及其伴生巖溶水的分布、發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律，并按場地的穩(wěn)定性和適宜性進行分區(qū)。(3)詳細勘察應查明擬建工程范圍及有影響地段的各種巖溶洞隙和土洞的位置、規(guī)模、埋深，巖溶堆填物性狀和地下水特征，對設計和巖溶的治理提出建議。(4)施工勘察應針對某一地段或尚待查明的專門問題進行補充勘察。本章小結案例分析2.62.6案例分析明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查工程背景墊江至鄰水高速公路明月山隧道長2100米，穿越明月背斜。為查明隧址區(qū)地表及淺部、深部及其過渡帶巖溶及巖溶水的發(fā)育形態(tài)、相互關系及規(guī)律、發(fā)育高程、規(guī)模及范圍。分析并評價隧道洞身段的碳酸鹽巖段巖溶水文地質條件對隧道方案比較與設計的影響，并提出對下一步工作布設的建議意見，而進行明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查。調查要求實踐證明，對巖溶及巖溶地下水的勘察，不能只針對隧道工程布設段的局部區(qū)域，而必須從巖溶發(fā)育的區(qū)域地質、水文地質條件上著手，方能對巖溶及巖溶地下水作出較為科學的評價。針對明月山隧道穿越明月峽背斜巖溶區(qū)的實際條件，從明月山背斜巖溶發(fā)育的宏觀整體入手，由遠而近、由面到點，逐步深入地分析隧道巖溶及巖溶地下水。隧道區(qū)巖溶槽谷及溶丘地貌景觀2.6.1地表巖溶調查明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查明月山背斜兩側為砂泥巖所挾持，碳酸鹽巖沿背斜軸部出露（寬度一般0.5－3km，如圖2-1），巖溶形態(tài)沿縱向發(fā)育為主，地下水總體流向亦與構造線大體一致。地貌上形成隆脊槽谷型侵蝕巖溶地形(高位槽丘及槽洼)，沿背斜軸部出露的三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2L）底部及三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）灰?guī)r巖溶十分發(fā)育。2.6.1地表巖溶調查明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查在沿背斜軸部約10km范圍內，串珠狀洼地、漏斗、落水洞、豎井、暗河、溶洞、大泉等十分發(fā)育。圖2-2中146＃泉150.38L/s；140＃地下河短促，發(fā)育于背斜軸部附近，流量達6.65L/s；大壩鄉(xiāng)大灣洼地約1km2，分布數(shù)個流量0.2－1L/s不等的上升泉水；背斜S翼老隆洞自北而南延綿約9km。位于大壩鄉(xiāng)附近的石橋埡石龍泉，實為老隆洞之天窗，水位埋深23m，下寬各7m、3m的地下河通道，水深3m，流向SW，流量14L/s，雨后增至91.8L/s，水位變幅達10m以上。本單元淺部巖溶水的排泄主要受背斜NW翼的大洪河支流溝谷控制，侵蝕基準面高程500m-530m，如圖2.12所示。照片2-2明月峽背斜南部大壩——義和場開啟型巖溶形態(tài)（切割高程530m）2.6.1地表巖溶調查明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查明月山背斜北段鹽井河（圖2-3）縱貫于槽谷之中，兩側洼地、漏斗、落號水洞、溶洞、大泉、暗河等種類巖溶形態(tài)十分發(fā)育。鹽井河沿背斜軸部切割了T2L底部及T1j灰?guī)r，谷嶺高差80－150m，枯季流量達348.6L/s。沿途得到巖溶水補給，河谷兩側山間平臺多為補給區(qū)。本單元淺部巖溶水的排泄主要受鹽井河控制，侵蝕基準面高程460m-480m。照片2-3明月峽背斜北部巖溶縱向槽谷——鹽井河（切割高程470m）2.6.1地表巖溶調查明月山隧道隧址區(qū)明月峽背斜巖溶調查北端明月江橫切背斜軸部，高程為400m左右，為明