工程地质论文范文15篇

前言：我们精心挑选了数篇优质工程地质论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

工程地质论文

第1篇

自2003年中国地质学会工程地质专业委员会发起建立“全国工程地质专家库”以来，得到全国各界工程地质（含岩土工程和地质工程相关专业）行业高科技人员的积极响应，已经收到420余份反馈回来的专家登记表，均已录入数据库。“全国工程地质专家库”已初具规模，从针对服务的行业来说，包括水利电力、铁路交通、矿山和工业民用建筑等；从专业领域来说，包括工程地质勘察、岩土工程施工、地质灾害研究等；从遍及的单位来说，包括高等院校、科研院所、各部委直属勘测设计院和公司等一百多家；从职称分布来说，包括工程院院士、勘察大师、教授级高级工程师、高级工程师、教授、副教授、研究员、副研究员等；从工作职务来说，包括院长、副院长、总工程师、副总工程师、经理、校长、系主任等。

入库的单位及其人数情况：北京国电华北电力工程有限公司14人；长安大学地质工程与测绘工程学院11人；成都理工大学环境与土木工程学院12人；国家电力公司成都勘测设计研究院43人；国家电力公司贵阳勘测设计研究院15人；国家电力公司昆明勘测设计研究院39人；建设综合勘察研究设计院11人；水利部天津水利水电勘测设计研究院11人；中国科学院地质与地球物理研究所17人；中航勘察设计研究院39人（这里只列出了10人以上的单位）。

2软件功能

2.1基本功能

①显示工程地质（地质工程、岩土工程及相关专业）专家基本信息，包括姓名、性别、出生年月、技术职称、工作职务、工作单位、单位性质、联系方式。②显示专家专业特长，工作领域。③打印专家表。④按照入库序号、姓名和工作单位排序，方便检索。⑤可随时登记入库。

2.2查询

按照姓名、出生年月、工作单位、单位性质、技术职称、专业特长、工作领域等单个字段查询，查询的结果可显示专家基本信息、专业特长和工作领域，打印专家表。

2.3高级查询

多个字段的组合条件查询，查询结果可制作报表。

2.4数据库维护

数据库管理员能够轻松完成数据库的日常维护工作，如添加、删除、查询等。

专家库可用于人事档案管理、查找工程咨询专家、聘请工程项目评审专家、查找稿件评阅人、聘任学位论文审阅人等。

3系统界面及功能模块

3.1主界面

全国工程地质专家库系统主界面如图1所示。界面包括菜单区、查询区、信息管理区和信息显示区。菜单包括记录、查询、管理员和帮助等项。查询区包括单个字段的简单查询和高级查询按钮。信息管理区由基本资料、专业特长、工作领域、备注、全表浏览、打印、退出按钮组成，点选不同的按钮，信息显示区将显示不同的信息。

3.2高级查询界面

点击主界面窗口中查询区的高级查询按钮会弹出高级查询窗口，如图2所示。通过该窗口可生成查询条件、选择结果中要显示的字段、选择排序字段、选择组合查询条件，并执行查询。查询结果由查询结果窗口（图3）显示出来。

3.3查询结果窗口

点击高级查询窗口中的开始查询按钮就可弹出查询结果窗口。查询结果窗口左上部分显示符合查询条件的记录，右上部分是打印全部结果按钮和打印选中结果按钮。下部是选中专家的详细信息，当点选左上部的不同专家，其详细信息会改变。

3.4查询结果报表打印窗口

点击查询结果窗口中的打印全部结果按钮将弹出查询结果报表打印窗口，如图4所示。上部是打印按钮、导出按钮和缩放比例下拉列表框，中间是报表显示区，下部是页码显示和翻页按钮。

3.5选中结果报表打印窗口

点击主界面信息管理区打印按钮和查询结果窗口中的打印选中结果按钮将弹出选中专家资料报表打印窗口，如图5所示。

3.6数据库管理员界面

点击主界面管理员菜单下的管理员登陆菜单项后，弹出管理员登陆对话框（图6）,输入帐号和密码后，点击确定按钮进入数据库管理员界面（图7）。

数据库管理员界面由菜单、工具按钮、专家信息编辑区和全表数据浏览和编辑区组成。工具按钮包括移动记录、添加、删除等按钮组成，专家信息编辑区用来编辑专家信息，全表数据浏览、编辑区浏览和编辑数据库记录。

4工程地质专家库系统开发

4.1数据库

（1）信息来源

通过学术会议、信件和网上下载（见/xwdt-040106.htm）等途径分发“全国工程地质专家库专家登记表”，收集反馈回来的原始登记表，录入数据库中。

（2）创建数据库

在MicrosoftOfficeAccess软件中建立专家数据库。数据库中包括的字段有：姓名、性别、出生年月、工作单位、技术职称、工作职务、专家特长、工作领域、通信地址、邮政编码、联系电话、传真和电子邮箱等，基本涵盖了专家的基本信息、特长、工作领域和联系方式。

（3）数据录入

数据录入方式有两种方式：①在Access中录入；②数据维护方式，即在数据库管理员界面中输入数据。

所有专家的信息存储在一个数据表中，每位专家的信息在数据表中表现为一条记录。

4.2系统功能的代码实现

采用MicrosoftVisualBasic6.0作为开发工具，运用其集成开发环境和快速应用程序开发技术，根据软件的功能模块分别创建程序界面和窗口（图1－图7）。开发过程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment设计器、DataReport设计器等。

下面着重叙述高级查询的实现。在高级查询窗口中，用户填写的查询条件包括查询结果中显示的字段、where子句查询条件、字段排序子句，用字符串连接生成SQL查询语句。然后在专家数据表中查找符合查询条件的专家记录并在查询结果窗口中显示给用户。完成高级查询功能的程序片段如下：

PrivateSubcmdQuery_Click()

DimstrKeyAsString

DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString

DimstrOrderSQLAsString

DimstrOrderAsString

DimintLenKeyAsInteger

DimiAsInteger,jAsInteger

''''查询结果至少要显示一个字段

IflstKey.SelCount=0Then

MsgBox"查询结果中至少要显示一个字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"

ExitSub

EndIf

IftxtCondition.Text=vbNullStringThen

MsgBox"请加入查询条件！",vbOKOnly+vbInformation,"提示"

ExitSub

EndIf

''''查询结果中显示的字段

strKey=vbNullString

strkeys=vbNullString

Fori=0TolstKey.ListCount-1

IflstKey.Selected(i)=TrueThen

strKey=strKey&lstKey.List(i)&","

EndIf

strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","

strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)

strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)

''''where子句查询条件

strWhere=vbNullString

IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then

strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)

Else

strWhere=vbNullString

EndIf

''''字段排序字句

IflstOrderKey.ListCount>0Then

mstrOrderSQLs=""

intLenKey=0

Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1

strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)

IfoptOrder(0).Value=TrueThen

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)

strOrder="ASC"

Else

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)

strOrder="DESC"

EndIf

IfintLenKey>0Then

strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)

IfmstrOrderSQLs<>""Then

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","

EndIf

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder

EndIf

Nextj

mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs

Else

mstrOrderSQLs=""

EndIf

''''字符串连接生成SQL查询语句

strSQL="select"&strKey&"from"&"专家库"&strWhere&mstrOrderSQLs

strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"专家库"&strWhere&mstrOrderSQLs

adoconnection.ExecutestrSQL

adoconnection.ExecutestrsqlAll

IfErrThen

MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL语句错误"

Err.Clear

ExitSub

EndIf

SetrecResult=NewADODB.Recordset

SetrecKeyword=NewADODB.Recordset

frmQueryResult.strSQL=strSQL

frmQueryResult.strSQL=strsqlAll

recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic

recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic

IfrecKeyword.RecordCount<=0Then

MsgBox"没有您要查找的记录!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到记录"

ExitSub

EndIf

''''查询结果显示

frmQueryResult.ShowvbModal

EndSub

第2篇

在一些比较复杂的地质环境下,如果存在地下水,则其和普通的水资源具有很大的相似性,主要表现在整体性和系统性等方面,通常也会表现出再生性和可调节性。可以通过对赋存环境进行系统勘查,划出不同的单元系统,水文地质类型在划分区域的时候,通常都是将赋存环境相类似的地下水地貌地质归为一类,这样做可以更好地进行系统性的管理。

1.1水文地质类型区的定义

所谓水文地质类型区,就是根据岩层下面地下水的分布形态、地貌特点以及含水层的成因相似性即其附近的岩石结构条件等内容对地下水进行不同区域的划分,使其按照各自的特点形成独立或相对独立的地下水分布区域。

1.2水文地质类型区的特征

在将地下水划分为不同水文地质类型区时,要使其形成一定的特色,即能够与其他水文地质类型区有着明显的不同特征。一般来讲,每个水文地质类型区独特的特征应该从地下水的流域面积及水流流动特点开始分析,并对其周边的地质与水文地质情况进行调查,指出其在自身空间范围内的地下水存储与运动,以及其自我补给、径流和排泄的方式和过程。

1.3水文地质类型区的划分原则

从上述对水文地质类型区的定义域特征分析可以看出,其区域的划分并不是随意进行的,而是通过一定的原则、规律和标准而进行区分的。一般来讲应该遵循以下原则:¹水文地质类型区的勘查要能够与地下水的评价进行密切的配合,只有这样,才能够提高类型区勘查的实际作用。水文地质的成因主要是由于地下水与岩层共同作用而形成的,因此,在水文地质的勘查中也要能够密切注意地质成因的研究工作。»要能够将地下含水层的各种介质类型与地质的岩性、埋藏条件以及地下水化学类型等进行密切的结合,只有这样,才能够扩大水文地质勘查的范围。水文地质勘查区的划分要能够达到分类命名简单、便于水政管理等目的。

2工程勘查中水文地质的勘查要求

在实际的建筑工程设计中,对于水文地质的勘查各自有着不同的侧重点,因此,应该在明确了岩土工程对于水文地质勘查的要求以后再进行实地的地质勘查。继而通过勘查所得的资料,对当地的水文地质条件进行分析。一般来讲,需要注意以下几点要求:

2.1自然地理条件

在水文地质勘查中,首先需要对自然地理条件情况进行勘查和研究。自然地理条件主要包括地貌地形以及气象水文特征等内容。其中,气象水文特征主要指的是建筑工程所在地的气候条件,主要包括气候带的分布情况,热量以及湿润情况等。

2.2地质环境

在水文地质的勘查过程中,水文条件与地质是分不开的,因此,需要对地质情况进行熟悉和了解。地质环境涉及的内容主要包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

2.3地下水位情况

地下水位勘查是水文地质勘查的重点项目,其勘查的内容主要包括近年来地下水位的最高水位以及最低水位以及水位的变化趋势,地表水与地下水的补给关系以及地下水的补给排泄条件等,地下水位的变化情况对于岩土工程的建设和后期使用都具有重要的影响,因此要加强对地下水位的勘查工作。各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度。主要研究的内容包括,含水层的分布、厚度及埋深;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等;场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

3工程地质勘查中水文地质问题评价内容分析

在工程建设过程中,对于工程质量影响较大的水文地质因素有很多,主要包括地下水位及变动幅度、地下水的类型、土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数以及含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系等。为了综合提高地质勘查水平,需要对地质勘查中涉及到的水文地质问题进行重点研究。通过对水文地质条件的分析,不仅能够对水文地质问题有明确的认识,而且能够对地下水对工程地质的影响做出明确的评价,进而能够针对可能出现的情况采取一定的措施。这能够在很大程度上消除建筑工程建设的盲目性,提高建筑工程的整体建设水平。很少有针对实际的工程需要来分析地下水可能会产生的危害的报告,这是当前的地质勘查工作中的缺陷与问题,必须要进行改进与完善。为此,笔者提出,在未来的工程进行地质勘查时,至少需要从下述几点内容对水文地质进行评价:

3.1注重地下水对岩土体和建筑的影响

在工程建设过程中,地下水是影响建筑质量的重要因素,因此,在工程地质勘查中,应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,做出相应的防治措施的准备工作。

3.2水文地质对地基的影响

对于一项建筑工程来讲,地基是最重要的部位,其施工质量的好坏,直接关系到整个建筑工程的质量。因此,在工程地质勘查的过程中,要能够加强研究与地基有关的水文地质问题。工程地质勘查中要密切结合建筑物地基基拙类型,查明与该地基基拙类型有关的水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

3.3加强对地下水赋存状态和变化规律的研究

在工程地质的勘查过程中,要能够对水文地质自身的状态进行分析和研究。在地下水勘查过程中,应该对地下水的天然存在形态和今后可能的变化情况进行科学的研究,此外,更为重要的是,要能够对地下水的存在对于建筑工程的建设以及使用情况产生的影响进行分析,从而能够避免地下水对建筑工程造成的负面影响。此外,值得注意的是,地下水位的存在和变化情况对于每一种建筑物都具有很大的影响。因此,在进行工程地质分析的时候,要能够对地下水位之上和地下水位之下的情况进行区别对待。

4地下水位变化对岩土工程的影响

膨胀性岩土如果产生不均匀的胀缩变形,大多数情况下都是因为地下水位的升级所引起的,如果升降变化比较大就会导致严重的地裂灾害的发生,进而对建筑物产生较大的破坏,甚至会造成坍塌。所以在发现地下水位出现频繁升降变化的时候,要给予足够的重视,在进行膨胀性岩土地区的勘查工作过程中,应着重对该地区的水文进行详尽的研究和数据分析,进而掌握地下水位的升降变化规律。只有通过对地基基拙深度的选择依据水文的地下水位变化这个原则的有效执行,就可以尽可能避免出现变形和受损。如果当水位压缩层的范围内变化,就可能会让地基发生软化现象,导致地基强度降低,就可能让建筑物发生沉降和变形,所以在实际施工中一定要对地下水位的升降变化给予高度重视,以避免对岩土工程产生破坏和影响。

5结束语

第3篇

摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。

关键词：地下工程；工程地质问题；预防

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。

1地下工程开挖引起的工程地质问题

1.1地面沉降

1.1.1地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：

（1）地下工程开挖引起的附加应力；

（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；

（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。

1.1.2土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固结沉降；

（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；

（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；

（4）土体的次固结和流变。

1.2洞室围岩失稳

地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。

均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。

1.3斜坡破坏

斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。

斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的，都是由于工程活动不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。

2防治措施

2.1开展详尽的工程地质勘察

工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。

2.2做好开挖方案的优化选择

地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。

2.3实行科学的降水设计

水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。

2.4做好现场监测，开展信息化施工技术

地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。

2.5积极采用新技术、新方法

工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。

第4篇

1堤防工程地质勘察的过去与现状

我国已建江河堤防工程总长20余万公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察，更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此，许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生，出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析，为确保万无一失，只能按最坏情况进行抢险，其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之；洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面，一方面是大自然教训人类的生动一课，另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。

建国以来，随着大规模工程建设的需要，工程地质专业从无到有，日益发展壮大，成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善，与工程地质相关的规程规范相继出台，并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号SL/T188,同年5月1日起实施），这是我国堤防工程地质勘察的第一部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合，也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实：工程地质是工程建设的基础和侦察兵，具有超前意识和预见性，信不信由你。

《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后，地质工作有规可循，有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》，与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来，主要存在三方面的问题，一是《规程》本身的实践性与可操作性问题；二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度；三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来，生产第一线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议，我们在工程审查过程中，也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解，力求较准确地把握审查尺度，紧密地与工程实际相结合，避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款，要求客观地、创造性地应用和执行《规程》，同时也强调执行《规程》的严肃性。

近年来，堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解，一些具有全局性和普遍性的问题，迫切需要提出来进行讨论，以便引起足够的重视。

2堤防工程隐患与险情分类

2.1分类的意义与原则

堤防工程存在隐患出现险情，导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然，对隐患和险情实施科学分类，不仅是从实践上升到理论的成熟过程，也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务，同时为“加固”工程指明方向，提供依据。

在分类之前，我们先给出险情和隐患的定义：

险情是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段，具有直观性，措施明确性等特点。针对险情，需要分析出险原因，界定险情性质，预测再次出险的可能性，落实工程措施，确保大堤安全。

隐患是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段，具有隐伏性，随机性，再生性等特点，更需要技术人员的分析判断，以便对症下药，采取措施消除隐患。

险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线，往往在险情中存在着隐患，在隐患中孕育着险情。辩证地看，险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果，隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看，险情是现在进行时或过去完成时态；隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态，或单个过程时态。

本文分类的原则主要体现在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来，出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来，再按险情和隐患的性质进一步细化，作为指导后续工作的纲要。

2.2堤防工程险情分类

按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情，这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关，后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下：

(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情：崩岸险情，具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。

崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段，地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系，有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情，前者抢险紧张，后者可以从容对待。

(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情，包括穿堤建筑物地基险情)：堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。

堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性，往往不易准确判断，洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外，还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来，因为渗透破坏机制不同，工程措施当然也不一样。

存在滑动或沉降破坏险情的堤段，堤基大多分布有软弱土层，土体抗剪强度低，压缩系数大；另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的，此类险情危害最大，抢险最困难。此外，堤基内或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡，或堤身填筑施工速度太快，都可能出现类似破坏。

以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题：崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。

(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情)：堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关，如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。

2.3堤防工程隐患分类

按隐患存在的部位可分为：堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。

按隐患的性质可分为：常规患和特殊患。

常规患：堤身单薄，堤坡太陡，填筑质量差，填筑体中存在砂性土夹层，有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄，或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体)，存在渗透破坏的可能性；堤基有软弱土层分布，存在滑动稳定问题。

常规患具有直观性和可检测性，隐患的分析和工程处理措施都较为明确，一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。

特殊患：进一步可分为随机患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患(例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。

特殊患规律性差，检测困难，在洪水期一旦演变成险情，其突发性质增加了抢险难度。

2.4险情和隐患与堤型之间的关系

堤防工程的主体～防洪大堤，绝大多数为就地取材填筑的土堤类型，由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂，为后人留下了长期隐患，洪水期险情不断，令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题，近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情，但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化，原来的土堤是大面积分布荷载，混凝土墙改为集中荷载；二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求，这是地质工作需要重视的。

另一方面，险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程，其挡水性质为暴涨暴落，远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论，其险情和隐患的性质也是有差别的，需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定，并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系，需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。

3堤基工程地质分段

3.1堤基工程地质分段存在的问题

自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程，跨越了不同的地质单元，不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中，一些勘测设计单位不进行工程地质分段，或分段不合理，或即便是进行了地质分段，但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析，工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性，对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然，更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。

例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察，有丰富的堤防工程地质勘察经验，他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有：上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等，将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题，但对于一些特殊组合则不易明确。例如，某堤基段其上覆粘性土层足够厚，堤内也没有任何险情，但堤外无滩，受水流冲刷崩岸严重，是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差，而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑，且在不同水位条件下其险情不同，与江河水流及河势变化都有关系。显然，崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类，以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题，抛石护脚是有效的，而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题，或者无建“丁堤”的条件，则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。

另一方面，对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价，其针对性不强。例如，存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差，而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基，其承载能力和抗滑稳定性差些，但渗透系数却很小，抗渗条件是好的。如此等等，用常规的工程地质条件好或差来评价，都存在明显的矛盾。

目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则，基本上是以工程地质条件为基础，再考虑一些自然因素和工程因素，笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法，跳不出传统思维的约束，不能较好地适应堤防工程的实际，需要探索新路。

3.2堤基工程地质分段

我们在进行传统意义上的工程地质评价时，通常从工程地质条件出发，结合工程建筑物特点，界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中，我们不妨借用逆向思维的思想，以工程地质问题为主线，以工程地质条件为基础，再结合历史险情类型，争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。

本文强调的是“工程地质”分段，因此主要是对堤基而言的。我们知道，无论堤基地质条件有多复杂，其主要工程地质问题则是明确的，归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题)：崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为：砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构；城市区杂填土较为复杂，另当别论。

根据以上以工程地质问题为主线的分段原则，我们首先将堤基分为三大类：Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基，按其存在问题的性质可继续划分亚类。

(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)

堤基发生过历史险情，尤其是一些每年汛期都要出险的部位，在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保证大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类：Ⅲ-1和Ⅲ-2类。

Ⅲ-1类：主要指崩岸类，这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。

Ⅲ-2类：除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类：

Ⅲ-2-1类：存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情；堤基为砂性土，或表层粘性土较薄，或浅层有砂性土透境体分布，或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。

Ⅲ-2-2类：存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动，或沉降过大导致堤身开裂；堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布，或堤基清基不彻底，导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。

(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)

此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生，但并未发展成为险情；或经地质勘察，地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件，经渗控或稳定性验算，安全系数达不到规范要求的堤基；或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。

(3)Ⅰ类（不存在问题堤基段）

历史上无险情发生，堤基为厚度较大的粘性土或基岩，物性指标和力学指标均较好，不存在三大主要工程地质问题。

(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则

以上分类法，从宏观上将堤基分为三大类别，但在具体实施过程中，还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如，对于Ⅱ类堤基段，可以按可能存在问题的性质进一步细化；对于Ⅲ类堤基段，也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性，不但是地质师对堤防工程理解程度的反映，更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法，尚有待工程实践去检验。

3.3堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用

在进行工程地质勘察时，Ⅲ类是重点，应根据具体情况加密勘探点；Ⅱ类次之，实施常规性勘探即可；Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面，Ⅲ类堤基必须考虑工程措施；Ⅱ类堤基应视具体情况而定，也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施；Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施，仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。

4执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则

从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到，除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外，能够将《规程》与工程实际相结合，创造性地执行和应用《规程》，准确地把握《规程》的原则性与灵活性，是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识，是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。

4.1勘测阶段

已建堤防除险加固工程可以一次进场，达到初设深度；新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是：新建堤防存在线路比选问题，不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度；已建堤防一般不存在线路比选问题，因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外，新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作，以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。

4.2勘测深度及勘探工作量

在实际工作中，对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题，在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量，而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张，一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来，二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来，分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程，未出险的堤段完全没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探，即使按照《规程》中的上限要求，也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的，研究和选择勘探方法，合理布置勘探工作量，重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法，地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。

4.3《规程》原则性与灵活性的准确把握

《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的，这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题，需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件，并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款，因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是：不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题，留下工程隐患造成工程事故；也不应造成不必要的浪费。例如，对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等，《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求；而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基，按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之，准确把握执行规程规范的原则性与灵活性，需要地质师的责任心、业务水平和创新意识，同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。

5不同行业标准之间的关系

堤防工程地基多为土质地基，其工程地质评价的基本理论依据是土力学，因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处，又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据，同时参照《岩土规范》。原因是：①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价，而水工建筑物与工民建有根本性的区别，前者地基所承受的荷载以垂直向为主，建筑物对地基的要求主要反映在承载力；后者的荷载是垂向与水平向的组合，地基岩土体处于复杂应力状态，特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用，是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定，而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。

关于土的分类问题，也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前，土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据，采用土的分类三角坐标，这种分类法以颗分为基础，以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布，此标准以颗分为基础，以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类，1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为，目前两种分类都有各自的特点，原则上应使用国标和最新的行业标准为主，现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况，互相参照使用，只要能够客观地反映工程实际，满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面，我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨，为进一步统一标准进行实践和理论准备。

6堤防工程地质勘察的成果资料

堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据，具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总，要求标准化，计算机化，最后形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统，并与堤防工程的其它资料数据库系统集成，充分应用计算机网络技术，为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及可靠的数据安全保证体系等；能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标，统一规划，结构设计，系统集成。

堤防工程数据库系统需要列为专题研究，力争全国统一，至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等，都应该及早研究，统一规定。

7结语

98特大洪水期间，抗洪抢险场面之惊心动魄，至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程，其工程隐患基本暴露无遗，认真研究堤防工程的出险机理，总结未出险工程的成功范例，吸取前人修建堤防工程的历史经验，做好堤防工程的勘测设计工作，是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。

近几年来我们参加了大量堤防工程审查，在向生产第一线的广大工程技术干部学习的同时，也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点；关于堤防工程险情和隐患分类，我们认为是实践上升到理论的必然过程；关于堤基分段分类的原则与方法，属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题，同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。

本文观点供同行们参考，愿与大家共同讨论。

参考文献：

1韦港、冀建疆，关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨，《水利水电技术》，1999年第10期。

2韦港、冀建疆，堤防工程与环境地质问题，《水利规划设计》，水利部水利水电规划设计总院院刊，2000年第1期。

3《岩土工程勘察规范》,中华人民共和国国家标准，GB50021-94，中国建筑工业出版社1995年。

第5篇

关键词：悬索桥隧道式锚碇施工图设计阶段岩体工程地质力学研究建议

1前言

坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km，地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，高差起伏大，河谷深切达400～600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡，地形坡度40～70°，近河谷一带为陡崖。桥位区西岸（关岭岸）锚碇地段处于斜坡中部，出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表，微新岩体埋深30～50m。

坝陵河悬索桥主跨1068m，桥面总宽度24.5m，东岸锚碇采用重力式锚，西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、锚室（34.7m）和锚塞体（40m）三部分组成，两锚体相距18～6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构，上缘为圆形，下缘为矩形，纵向呈楔形棱台，矩形截面尺寸为10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主缆缆力（P）约为270MN，水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统，主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。

悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时，主要还承受主缆的水平拉力，是悬索桥的关键承载结构之一，其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁－胜境关高速公路的重要节点，针对该大桥施工图设计阶段，本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制，国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3－7]，见诸文献报道的更少，本研究建议有不适当之处，请专家批评指正。

2岩体工程地质力学研究建议

2.1锚碇围岩工程地质条件研究

西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化～微新岩体中，弱风化～微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。

边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中，由于应力释放，岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形，能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整，浅表部位应力降低，而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛，破坏岩体的完整性，并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化，形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8]，有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙，也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中，随着新的裂隙系统的形成，也为外动力或风化营力提供了通道，加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多，是岩体卸荷和风化共同造就的。

西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育，岩体透水性较好，渗透系数高；随着深度的增加，透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。

据初步设计阶段工程勘察资料，西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为：倾向50～80°，倾角48～87°。主要发育三组优势节理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下，在主缆巨大拉力下，不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。

锚碇围岩工程地质条件研究内容包括：

（1）研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化，揭示岩体的卸荷程度，为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料；

（2）在岩层层面和不利结构面组合切割下，由于锚碇工程荷载，研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性；

（3）采用地球物理勘探方法，研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。

2.2锚碇围岩工程力学特性研究

主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的（预应力）混凝土，再通过（锚塞体）混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下，不仅要维持自身的抗拔稳定，同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中，以充分利用围岩的承载能力，使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。

锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面：

（1）锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9，10]和粘结特性试验研究；

（2）锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态，研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性，尤其是弱风化～微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究，模拟其破坏现象和破坏过程，从而掌握其破坏机制；

（3）岩体在中度～轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。

锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值，供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐，采取岩样，并在硐壁打适量钻孔，进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理（裂隙）测量、岩体变形特性（静载）试验、岩体抗剪（抗剪断）试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定，摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩（主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体）中的岩溶发育情况。

试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析，结合现行有关行业规范（规程）和工程经验的类比，提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值，供设计采用。

2.3锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究

坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化～微新的灰岩和白云岩，属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为（节理）裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔（洞）穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后，在边坡岩体中形成不透水体（阻渗体），从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见，地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗，因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀，削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。

为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施，主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。

2.4锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究

由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系，锚碇发生移动将严重影响桥梁体系，甚至导致桥体破坏，因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型，对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。

2.5锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验

根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点，需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12－14]。在隧道式锚碇施工过程中，自始至终都要注意严格控制围岩的完整性，尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命，锚碇的防水按GB50108－2001二级标准进行控制，要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理，以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。

2.6锚碇锚固系统试验

试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。

2.7大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究

坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大，强度高，对施工工艺及养护维修提出了更高的要求；而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响，若措施不当，很容易出现裂缝，影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16－22]，都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。

第6篇

国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX，通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理，产生剖面、块和面等模型，确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据，利用实用的图形编辑和生成工具，显示钻孔孔位分布，运用不规则三角网建立表面和实体模型，运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析，提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型，实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程，能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件，在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处，但交互查询的功能较弱，与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。

张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究，为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础，并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能，但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面数据，建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型，但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎，在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。

纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。

2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合

工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2三维数据结构

工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。

2.3曲面求交

地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4三维拓扑结构分析

从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。

2.5可视化技术

工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。

3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图

工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。

基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理

在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。

以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。

3.2.2三维浏览

通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。

3.2.3三维地质立体图

利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。

3.2.4三维可视化查询

通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。

4结论

(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。

(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。

(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。

参考文献：

[1]张菊明.三维地质模型的设计和显示,中国数学地质进展.北京:地质出版社,1995,158-167

ZhangJuming.DesignandDisplayofthree-dimensionalgeologicalmodel,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,158-167

[2]张菊明孙惠文刘承祚.局部间断拟合函数在地质曲面分析和显示中的应用,中国数学地质进展.北京:地质出版社，1995,14-23

ZhangJuming,SunHuiwen,LiuChengzuo.Applicationofpartiallydiscontinuousfittingfunctioninanalysisanddisplayofgeologicalcurvesurface,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,14-23

[3]唐泽圣等.三维数据场的可视化.北京:清华大学出版社,1999,130-135

TangZesheng,etc.Visualizationofthree-dimensionaldatasets.Beijing:PressofTsinghuaUniversity,1999.130-135

[4]孟小红王卫民姚长利等.地质模型计算机辅助设计原理与应用.北京:地质出版社，2001,4-8.

MengXiaohong,WangWeimin,YaoChangli,etc.PrincipleofComputer-aideddesignofgeologicalmodelanditsApplication.Beijing:PressofGeology,2001,4-8

第7篇

关键词：岩体结构控制论工程地质模型分析方法

一、岩体结构的工程地质模型

岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。

二、岩体结构力学模型

孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。

表1各种力学介质岩体特征

连续介质

碎裂介质

板裂介质

块裂介质

岩体结构

1、完整结构

2、高地应力下散体结构及碎裂结构

低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构

板裂结构

部分碎裂结构

块裂结构

岩体变形机制

结构体压缩及剪切为主

结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）

结构体横向弯曲及纵向缩短

沿结构面滑移

岩体破坏机制

材料的张及剪破坏

沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏

弯折、溃屈、倾倒滑动

沿软弱结构面滑动

岩体力学性质控制因素

材料及环境因素

材料、结构效应及环境因素

软弱结构面及结构体

软弱结构面

岩体力学性质研究方法

典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应

岩块三轴试验、尺寸和围压效应

软弱结构面力学性质及弹性模量

软弱结构面力学性质及爬坡角理论

岩体力学分析方法

连续介质岩体力学

碎裂介质岩体力学

板裂介质岩体力学

块裂介质岩体力学

对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。李铁峰将基岩斜坡的变形模式进行了总结，根据结构面倾向、倾角与斜坡产状之间的关系，以及软弱夹层的发育情况，将斜坡的变形模式分为倾倒变形、溃屈型破坏、顺层滑动破坏、裂隙滑动、侵入接触滑动、拉裂－脱离母岩－崩塌、压缩流变。

三、岩体结构力学的分析方法

早期多数把岩体看成连续的介质，用一些连续的线性分析方法来解决岩体力学问题。根据岩体不连续、方向异性等特点，目前出现了许多的不连续分析方法，如：离散元算法、块体理论、DDA方法等，其理论基础更符合岩体的性状。

离散元法（DiscreteElementMethod）考虑结构体受力后的运动状态，以及由此导致受力状态及系统的变形（块体运动）随时间的变化，该法由Cundll于1971年首次提出，用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形，以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形，并推广至三维和动力问题。目前，离散元应用的文章较多，而研究基础计算方法的文章很少，因此，加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究，汲取有限元法等数值方法的优点，使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势，又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态，使离散元法的模型建立真正满足几何仿真，物理（本构）仿真，受力仿真和过程仿真的原则，是离散元法研究领域的首要工作。

块体理论由石根华（1977）提出并在美与Goodman合作完善起来的，应用几何学、拓扑学碎裂结构岩体。近些年，块体理论在岩体工程中应用十分广泛，E.Hoek等（1998）应用块体理论开发了用于地下开挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，该软件可以用来计算边墙块体的体积及稳定系数。汪卫明、陈胜宏（1998）在矢体概念的基础上开发出三维岩石块体系统的自动识别方法，该方法能够有效解决包含不规则地形面和非贯通结构面等情况下的复杂块体的识别问题；卢波、陈剑平等通过应用随机不连续面三维网络模拟技术对复杂有限块体的自动搜索及确定其空间几何形态，并提出了“有形即是有限”的分析方法；张子新等把分形几何与块体理论相结合，提出分形块体理论，建立分形块体理论赤平解析法，并把随机概率模型引入分形块体理论，研究了三峡高边坡关键分形块体的滑落概率和分形块体的大小及其分布密度；张子新等将赤平投影图解析化，提出了块体理论的赤平投影解析法，并应用该法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性；赵文把概率理论引入节理迹长分布的研究之中，推导了多组节理切割岩体形成关键块体概率的计算公式，从而使原来的一些关键块体转化为稳定块体，减少了关键块的数量。

近年来，石根华又将块体理论进一步发展，1993年由石根华提出的块体系统不连续变形数值分析新方法，简称为DDA方法，该方法是求解块体系统连续变形、大变形和大位移数值分析方法，块体的形状可以是任意的凸凹多边形，块体间也不一定要求角点接触。国内已研制了二维DDA程序软件，并与日本九州大学环境地盘工学研究中心合作将三维块体分析方法应用于三峡船闸高边坡的岩体稳定分析，并对船闸开挖施工过程及其支护效果的数值模拟，绘制了各开挖步序的岩体变形等值线图。

四、岩体结构控制论的工程应用

随着国民经济的发展和大型建设项目的实施，涉及到大量的地下工程建设项目，如采矿巷道、道路隧道、水电工程的地下洞室等。地下工程的一项主要研究工作就是分析围岩应力重分布特点以及变形破坏规律，这些都要受到岩体结构的控制。例如：康立勋通过研究块状结构岩体中自重应力传播的法则，得到了岩体的应力大小受岩块数量以及岩块几何参数控制的结论，并将研究结果用于计算煤炭地下采场顶结构载荷。隧道工程中岩爆和岩体结构关系密切，完整性好的岩体易发生岩爆，当节理裂隙发育到一定程度一般不会发生岩爆；岩层的层厚状态及层面与洞室的空间组合关系与岩爆有重要的关系；优势节

理组与最大主应力的夹角大小也与岩爆紧密相关。

上面提到了岩质边坡变形破坏形式主要受控于岩体的岩性和结构特性。如：河西走廊金川露天矿上盘西区边坡变形破坏、乌江鸡冠山崩破坏和清江水布垭水利枢纽马崖高边坡等属于倾倒破坏；因此，分析岩体稳定性时，应根据岩体的岩性、岩体结构特性等对边坡进行分区，分析各区岩体力学机制和变形破坏机制，再结合边坡开挖各项参数计算边坡稳定性。

一般计算地基沉降变形时，把地基岩体当作各向同性介质，未考虑结构面的影响。其实，当岩体中的节理裂隙发育程度及方位满足某种条件时，则地基的滑移变形将受其中的优势结构面控制。如：章杨松等对润扬大桥节理化岩体，运用优势结构面理论，分析确定了影响和控制岩体地基沉降变形的优势结构面组合，提出了“优势结构面模型”与“遍有节理单元模型”数值分析确定岩体地基沉降变形的联合算法。遍有节理单元模型是考虑遍布岩体中的节理对岩体的受力和变形的影响的数值分析方法计算时输入了众多组结构面的参数，而考虑优势面时只输入两组左右优势面的参数，次要的结构面则忽略之。在相同力条件下，考虑优势结构面影响时，计算的地基变形大于不考虑优势结构面影响时计算的地基变形，说明优势结构面对地基的变形有明显的影响，因而也将影响地基的承载力。

五、结论

本文从岩体工程地质模型、结构力学模型、分析方法和工程应用这四个方面总结了岩体结构控制论的研究和应用现状。根据岩体的岩性特征、结构面发育情况、岩体的地应力、地下水条件等建立岩体的工程地质模型，并将岩体划分为四种力学模型，分析岩体结构控制下的变形破坏机制。介绍了目前用于不连续岩体结构计算的方法。对岩体结构控制论在地下工程、边坡工程、库岸工程和地基基础中的应用作了简单介绍。

参考文献

[1]孙广忠.岩体结构力学.[M].北京.科学出版社.1988.

[2]孙玉科.岩体结构力学—岩体工程地质力学的新发展.[J].工程地质学报.1997.5.4.

[3]许兵.关于岩体结构力学基本观点探讨—试论孙广忠教授的岩体力学道路.[J].工程地质学报.1997.5.4.

[4]孙玉科.工程地质学发展予创新思路探讨之六—《工程地质模型》初论.[J].岩土工程界.6.2.

[5]许兵.论地质模型—涵义、意义、建模与应用.[J].工程地质学报.1997.5.3.

第8篇

关键词：水利水电；工程地质问题；环境问题；勘测问题

一、水利水电工程建设与环境问题

1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后，由于地应力的调整或水体下渗等原因，触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明，要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件：①水库岩石比较破碎，且处理效果不十分理想；②存在有利于应力集中的地质环境条件；③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道，一般而言，水库的坝址没有较大的断裂带存在，仅仅是水荷载引起的地应力，诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震，那将是灾难性的。从1987年的资料至今，我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座，已发现水库诱发地震的有13座。

1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布，从而对周围环境造成影响。例如：①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题；②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸；③下游地区的地下水位下降；④入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；⑤因河流流量减少，使得河流自净能力降低；⑥以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响；⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。由此可见，水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。

1.3水利水电工程与气候问题一般情况下，区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后，当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润，形成新的小气候，对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。

1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响：切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，从而影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响：库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏；同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。

二、工程地质工作中存在的问题

2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中，主要问题有以下几种：①工程概念不清，勘探侧重点不明确，针对性不强，方法不当，手段落后；②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入，其适应条件的物理意义混淆不清；③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有：①界定不准确或论证不充分，有问题遗漏甚至结论性错误；②有些地质报告没有地质结论，也有些工程没有做多少地质工作就先下结论，极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过，可能延误开发时机；或者尽管通过了审查，但却给工程留下了隐患，这种情况的危险性极大。

2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期，这是再简单不过的道理，然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面：①一旦需要申报项目，立即就要求提交地质报告；②今天刚刚提交可研报告，明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程，一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的，由于地质条件不清楚，直接导致投资控制不住，施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患，可能造成重大的工程事故。

三、结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来，工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

[2]王连生．水利水电工程地质[M]．武汉：武汉大学出版社，2008：13-15.

第9篇

关键词：工程地质三维建模与可视化地质信息

1前言

现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程施工与运行阶段，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达和解释如此庞大的资料，比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立工程地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下主要地质结构全貌，将为工程地质工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律，提供一种崭新的研究手段和研究方法。

2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合

2.2三维数据结构

2.3曲面求交

2.4三维拓扑结构分析

2.5可视化技术

3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图

工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。

3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理

3.2.2三维浏览

3.2.3三维地质立体图

3.2.4三维可视化查询

4结论

参考文献：

[1]张菊明.三维地质模型的设计和显示,中国数学地质进展.北京:地质出版社,1995,158-167

ZhangJuming.DesignandDisplayofthree-dimensionalgeologicalmodel,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,158-167

[2]张菊明孙惠文刘承祚.局部间断拟合函数在地质曲面分析和显示中的应用,中国数学地质进展.北京:地质出版社，1995,14-23

[3]唐泽圣等.三维数据场的可视化.北京:清华大学出版社,1999,130-135

TangZesheng,etc.Visualizationofthree-dimensionaldatasets.Beijing:PressofTsinghuaUniversity,1999.130-135

[4]孟小红王卫民姚长利等.地质模型计算机辅助设计原理与应用.北京:地质出版社，2001,4-8.

MengXiaohong,WangWeimin,YaoChangli,etc.PrincipleofComputer-aideddesignofgeologicalmodelanditsApplication.Beijing:PressofGeology,2001,4-8

[5]张生德张时忠门吉华.可视化技术及其在地质勘探中的应用浅析.地质勘探安全，2000(4),42-43

ZhangShengde,ZhangShizhong,MenJihua.BriefanalysisofVisualizationtechniqueanditsapplicationingeologicalexploration.Securityofgeologicalexploration,2000(4),42-43

第10篇

关键词：水利水电；工程地质问题；环境问题；勘测问题

1水利水电工程建设与环境问题

2工程地质工作中存在的问题

3结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

[2]王连生．水利水电工程地质[M]．武汉：武汉大学出版社，2008：13-15.

第11篇

清涧县位于陕西省北部，榆林东南部与延安交界处及无定河、黄河交汇处。属陕北黄土高原丘陵沟壑区，是陕西省地质灾害多发县之一。寨沟小学崩塌位于清涧县宽州镇东门湾村，寨沟小学崩塌南侧坡面人为破坏轻微，坡度较缓，基本保持原地形，北侧坡面形成较陡的土坡，在遇连续降雨的情况下，坡面很容易发生滑塌，直接威胁12家住户36孔窑洞的安全。

2自然地理及地质条件

清涧县属暖温带大陆性季风气候区。治理区地下水位埋深大，隐患点范围内未见地下水出露，工程不考虑其影响。治理区受降雨影响较大，在雨季，降水下渗和产生地面径流，对坡体的稳定性产生较大危害。治理点位于县境西北部，属黄土峁梁状丘陵沟谷区。拟治理工程滑坡体均为第四系黄土，出露基岩为三叠系上统永坪组。黄土层根据出露情况，依次为：中更新统黄土层（离石黄土Q3eol）、上更新统黄土层（马兰黄土Q3eol）、全新统（Q4）。

3地质灾害现状

根据现场踏勘，该滑坡为小型黄土崩塌。在强降雨、冻融及其它外力等条件下，发生再次崩塌的可能性较大，直接威胁道路过往车辆行人、小学45名教师和学生的安危，危险性较大。崩塌形成的原因主要有以下几点：

3.1地形条件由于本区地处陕北黄土高原丘陵沟壑区，地形破碎、梁峁起伏、下部冲沟常年冲刷坡脚，边坡高差大。坡面较徒，坡度大于45°，为崩塌形成创造了良好的地形条件。

3.2土体结构条件高陡边坡的物质主要为第四系中上更新统黄土组成。黄土在干燥情况下，强度较高，壁立性好，遇到连阴雨或暴雨，土体稳定性差。

3.3降水降水是地质灾害发生的主导诱发因素。长时间的降雨入渗使土体抗剪强度大幅度降低，易湿陷变形和崩解抗剪强度降低。降水是引起本处崩塌的主要原因。

3.4人类工程活动人类在进行道路改扩建时大量开挖坡脚，使土体的完整性受到破坏而松动。对该地区的稳定性进行分析结果如下：据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），榆林地区抗震设防烈度Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g，本次设计不考虑地震作用。

3.4.1边坡安全系数根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，按次要工程，取边坡安全系数Fs为1.15。

3.4.2岩土物理力学性质根据我公司在榆林南部黄土地区的工作经验，参考临近场地的工程地质资料，设计对场地松散土的物理力学参数取值如下：（1）马兰黄土（Q3）：天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa内摩擦角φ=27°（2）离石黄土（Q2）：天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa内摩擦角φ=30°

4工程治理方案

4.1工程设计

4.1.1削坡卸载工程由于该边坡高度大于45°，采用分级开挖的方法，在平台上削坡卸载。根据坡高，北部坡分3级设2个平台进行，南部和西部坡分2级设1个平台进行，平台宽1.2m，刷方坡面坡比取1:0.85。共开挖土方911m3。

4.1.2护坡工程对坡脚刷浆砌石护坡，刷坡高度为5m，刷坡厚度为0.3m。共需浆砌石26m3。

4.1.3排水方案排水方案分为截水渠、平台截水渠两种。截水渠布置在滑坡体的外部，不让坡体外部雨水进入坡体，同时，收集平台截水渠的水，排入下部沟道；平台截水渠布置在削坡平台上，每个平台布置一条横线截水渠，收集削坡坡面水，汇入排水渠中。排水渠：根据实际地形，北面高南面低，在北部坡面一端沿坡体走向设置排水渠，用浆砌石砌筑。截水渠长度为36m，浆砌石20m3。平台截水渠设置：在削坡平台的内侧，用浆砌石砌筑，坡降取1:100。向两边排水渠排水，平台截水渠长度为26m，浆砌石14m3。截水渠总长度为62m，开挖土方量56m3，浆砌石34m3。

4.1.4植物防护方案在每个削坡坡面上种植柠条、紫穗槐等根系发达、耐旱的灌木，既可起到稳坡固坡的作用，又可美化环境和工程效果。株间距1.5m×1.5m，共约100株，工程验收前要保证100%的成活率。

4.2施工方法及放线根据场地地形地貌条件，削方按自上而下、自后向前的顺序进行，放线时以边坡坡脚与操场西侧水平面为施工定位线，施工放线应保证定位线的施放准确，自定位线向上按设计坡度及台阶刷方并校核上边界。

5工程实施效果评价

5.1环境影响评价本次治理工作中，其主要的机械设备有混凝土搅拌机、钻机、挖掘机、发电机等，这些设备在施工过程中，发出声音的强度较低，不致于达到噪声污染的程度。本次施工过程中的混凝土制作过程中产生扬尘，对大气环境不会产生多少影响。施工过程中所排放的废水不含有任何有毒有害的物质，不含有任何超标因子。

5.2经济效益评价本工程项目建设区环境质量现状良好，工程的实施可以完全消除崩塌地质灾害对村民及居民安全的威胁，保障人民生命财产安全。

5.3社会效益评价地质灾害治理项目的实施，清涧县下甘里铺乡梨家湾村的地质环境将会得到明显的改善，使得村民能够安居乐业。

6项目风险分析与控制

6.1项目风险分析按照本项目风险产生的原因及其性质分类如下：（1）管理风险：项目实施单位在管理制度、管理经验等方面的不足，导致管理不善，成本增加，故存在管理不善的风险。（2）经济风险：一是资金到位不及时，导致工期延长；二是资金使用不合理，开支与灾害治理无关的费用，或专项资金挪作他用；三是受市场因素影响，价格上涨，人工、材料费增加。以上因素均会导致工程造价增加。（3）技术风险：一些新技术条件的不成熟及地质灾害治理的复杂性，均会造成技术风险。

6.2项目风险控制为了使项目能更快更好的实施，使项目风险降到最低，对于上述的项目风险就要进行科学合理的控制。（1）管理风险控制：组建地质灾害治理领导小组，依法对项目实施组织管理，并聘请项目监理单位对工程进行监理，严格按要求执行，确保工程质量。（2）经济风险控制：资金到位后，设立专门的资金管理账户，对项目经费实行专款专用。（3）技术风险控制：参考同类地质灾害治理的技术方法，确保设计方案在实际、安全、经济可靠的情况下进行实施。

7建议

第12篇

地质勘查工程施工成本控制工作的内容主要包括以下几个方面，一是建立健全地质勘查工程成本管理体系，成本管理体系在地质勘查工程的施工过程中发挥着极强的指导作用，能够保障复杂的勘查工作顺利的进行，也就能够降低工程的成本。二是保障地质勘查工程成本管理体系的严格运行。只有该管理体系在实际中得以实施，才能够发挥其作用，保证地质勘查的质量，降低其成本。三是做好施工过程中的成本控制，合理安排工期，做好风险事故的防范工作，全方面降低施工成本。

2地质勘查工程施工成本控制工作的原则

2.1遵循全员成本控制原则。地质勘查工程施工的过程中，有多个部门和大量工作人员的参与，如果只是依靠地质勘查管理人员进行成本控制工作，是无法实现最终的降低成本的目标的。因此，必须使地质勘查工作中的各个部门及每一位职员都充分意识到节约工程施工成本的重要意义，从而使各部门及职员能够自觉地为工程施工节约成本。只有实现了全员成本控制，才能够使控制工程施工成本的目标得以实现。

2.2遵循全过程成本控制原则。地质勘查工程的全过程中，包括工程项目的准备、工程施工以及后期检验等多个环节，在每一个环节中，都需要大量的人力消耗和资金的支出，地质勘查工程的施工成本就是出自于这个过程中的各个环节中。如果只是注重某一环节的成本控制，那么其他环节中的资金支持很有可能出现超出预算的情况，整体来看，并未能达到理想的成本控制的效果。因此，地质勘查工程施工的成本控制必须贯穿整个过程，在保证施工每一个环节正常进行的前提之下，均衡地控制施工成本，不仅能够实现成本控制，也更有利于对施工质量的整体把握。防止因返工而再次投入更多成本。

2.3遵循成本目标风险分担的原则。在地质勘查工程施工的整个过程中，要达到更好的成本控制效果，必须明确不同岗位职员的职责。将整个工程施工的成本控制目标分解为多个小的目标，并为各个职员制定相应的工作指标。在这种情况下，每位职员的责任就非常明确了。并且不会因为多位职员责任重复而出现相互推卸责任的情况。在这种情况下，每位职员都会为了完成自己的工作指标而付出自己的精力，从而从工程施工的每一个阶段节约成本。

2.4遵循开源与节流并行的原则。地质勘查工程中，需要耗费大量的资金，只有不断地拓宽融资渠道，为工程施工获取更多的资金支持，才能够保证工程施工的正常进行，使工程施工的过程中有足够的资金进行周转，从而避免因资金短缺而降低质量或延误工期，只有在拥有足够资金的基础上，才能实现成本控制。而节约资金则是进行成本控制的另一种方式，在地质勘查工程施工过程中，可以通过不断提高勘查技术，聘用具有丰富经验的专业人员、优化地质勘查设备等多种方法来减少施工中的资金支出，从根本上达到成本控制的效果。

3地质勘查工程施工成本控制工作的具体方法

3.1从成本支出目标进行控制。首先，是人工费用的控制，地质勘查企业在工程施工之前，应当根据勘查工作人员的不同类型、专业素质等进行合理的安排，通过合理配置人力资源来节约成本。其次，则是要控制施工材料的费用，一方面，购置质优价廉的施工材料，选择最为适合施工环境的材料，且购置数量应当合理，避免不足或过量。另一方面则是要控制施工过程中材料的使用量，避免浪费材料。再次，则是要控制施工设备的费用支出，根据施工现场的具体情况采用合适的施工设备，减少机械设备的磨损，节约检修费用。最后，则是控制施工现场支出费用，从施工现场的各个部分中节约资金。

3.2从减少资源消耗方面进行控制。在地质勘查工程施工之前，应当根据施工现场的具体情况，制定合理的施工计划，这个计划中包括对各类资源的消耗的预计，在施工过程中提供基本的依据。其次，则是要制定科学严格的施工方案，根据该方案，合理配置人力资源、机械设备、施工材料等，进行有计划地施工，保证施工过程安然有序，从而减少意外状况而造成的成本增加。最后，则是要权衡施工整体价值，对施工方案进行优化，以达到更好的成本控制效果。

3.3利用施工网络图进行成本控制。第一步是要根据地质勘查工程施工时间做出工程施工网络图，并指出其中最重要的施工路线，再根据这些施工路线，寻找最为适合通过缩短施工时间而节约成本的方案。第二步，则是要对一些并存的施工路线进行分析，找出几条路线中相同的施工工序，并优先完成这些工序，从而一次性缩短多个施工时间。通过对施工网络图的优化，得出最终的施工路线，就能够通过缩短工期来节约成本。

3.4成本赢得值控制。运用成本赢得值的方法来控制地质勘查工程施工的成本，则是将施工的工程量用货币量来代替。使得较为复杂的工程量转变为较为直观的货币量，对于指导工程施工过程中各个环节的成本控制有着更为高效的作用。赢得值中包含三个基本值，一是计划累计成本额，二是完成投资额，三是实际成本额。三个基本值可以较为明确直观地表达出施工过程中的成本量，对于控制施工成本有着极大的作用。

4地质勘查工程施工各个阶段的造价控制

第13篇

1.黄土节理对施工的影响黄土沿着各方向上的构造节理都完全发育，多数节理为原生节理并呈X形的成对出现，无限向外延生，产生危险截面。在隧道开挖的过程中，土体容易在危险截面上，顺着节理松弛和断裂。水会顺着裂缝流入土体，使土体的湿度发生改变，随之产生相当大的应力，极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生较大的坍塌。

2.黄土溶洞与陷穴对施工的影响黄土溶洞与陷穴，是黄土地区常见的不容忽视的不良地质现象。如果将隧道修建在黄土地质的上方，则会有隧道基底下沉的可能。如果将隧道修建在黄土地质的下方，则会有冒顶的可能。若果将隧道修建在黄土地质的附近地区，则会有偏压受力的可能，使得围岩与衬砌处于不利的受力状态。总之，若不采取相应的措施，都将酿成无可挽回的局面。

3.水对黄土隧道施工的影响黄土在干燥环境下时十分坚固可靠，承压的能力较高，隧道的施工能得以顺利的进行。但是，在含地下水较丰富的黄土地层，黄土一旦遇水，就会地质松软、不稳定、孔隙大，承载力急剧降低，遇水下沉产生凹陷。最重要的是，黄土的这种湿陷变形是相当突然的，没有征兆的不可挽回的。当黄土被丰富的地下水浸湿后，土体会发生不同程度的湿陷性，从而发生突然性的不均匀沉降，因此隧道开挖后的围岩就会迅速的丧失自稳能力，如果施工中的支护措施不足，就极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生坍塌。

二、黄土隧道的施工方法

1.黄土地质为隧道施工的正常进行带来了巨大的困难，但是对于隧道施工的建设者们，这是一个不得不克服的难题。在黄土的特性和对隧道施工的影响中，我们可以分析到，在隧道施工中，处理黄土地质问题应该着重从影响其物理性质变化的内在因素和外在因素上共同考虑，通过改变图的力学性质达到处理的目的。但是对于不同的工程，具有不同的施工条件，因此还需要根据不同的情况进行不同的处理。总而言之，黄土地质下隧道施工的要点大致如下：应做好黄土构造节理的产状与分布的调查；根据不同地域的不同水文地质条件选择合理的施工方法，对围岩进行合理的支护，宜采用复合式衬砌；做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理陷穴和裂缝；遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则。在黄土地质环境下进行隧道施工时，对于因构造节理切割而形成的不稳定部位，应加强支护措施，以保证施工能安全顺利的进行。同时，开挖方式宜采用短台阶法或分布开挖法，初期支护必须在开挖断面后尽快施作。下面对施工细节进行说明：

2.洞顶陷穴的处理针对黄土的湿陷性，为了保证隧道能安全顺利的施工，在隧道开挖前应对洞顶周围陷穴进行适当的处理，防止水从陷穴和裂缝渗入到隧道内部，侵蚀洞体周围，引起隧道的坍塌。第一步将陷穴中的杂物清除，第二部对陷穴加以加工使之成为较规则的形状，以便于后期的回填，最后夯实陷穴底部。对于较深的陷穴可采用灌浆充填，对于较浅的陷穴可采取素土或灰土分层夯实回填。除上述处理方法之外，也可结合坡顶建筑物地基处理，采用挤密法处理黄土陷穴现象。

3.洞口防护及地表加固根据不同洞口的特点和“自然进洞”的施工原则，借助地表注浆加固等辅助施工措施提前进洞，这样就能有效的解决洞口的工程危害，保护洞口边仰坡稳定，降低洞口的防护成本。常用的防护和加固方法有深孔注浆、地面锚杆、高压喷射注浆等。支护措施黄土地质的围岩开挖后，如果若暴露时间过长，围岩风化至内部岩体加速松弛，进而发生坍方现象。因此，对于支护宜采用复合式衬砌，开挖时少扰动，开挖后以喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑作初期支护，一起构成较强的支护体系，防止因支护措施不当而发生的工程事故。必要时也可采用超前锚杆、管棚支护加固围岩。在初期支护基本稳定后，进行作用永久支护衬砌。衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。监控检测监控检测是所有施工过程中不可缺少的环节。在隧道施工的过程中，应定期对围岩支护体系的稳定性进行相关的监测和评价，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供有利的依据，从而确保施工能安全顺利的进行。

三、结束语

第14篇

1.1工程现状及存在的问题

(1)中洲圩兴建于1949年，经过1954年在昌江中心3个小洲的基础上围垦重建，不断加固、培修而成的，至1989年基本达到现有规模。其水利设施较差，特别是防洪工程，不能保证区内居民生活、农业生产的需要。

(2)中洲圩保护区地势低洼，受昌江洪水的影响，频繁的洪、涝、旱等灾害的侵扰，造成该地区的相对贫穷与落后。

(3)圩堤现状堤身断面低矮，边坡陡，达不到设计要求;局部堤段堤身土质差，汛期出现渗漏滑坡险情;堤基未进行防渗处理，基础出现渗漏、管涌险情;风浪水流对堤坡、岸坡冲刷严重;影响大堤防洪安全。

(4)现状堤顶大部分均已设混凝土路面，均为当地农民逐年集资建设和施工;路面宽度不一，厚度薄，设计施工不规范;由于年久失修破损严重。

(5)堤防坡面无硬化护坡处理，杂草丛生，给钉螺的生存提供了条件，为当地血防安全和灭螺工作带来不利影响。

(6)穿堤建筑物老化失修，涵管管身短，裂缝漏水，不能正常运行，影响大堤防洪安全;且在设计布置时均未考虑血防要求。

1.2工程目标

为了维护人民身体健康，减少洪涝损失，防治血吸虫病，合理利用水资源，改善河道水环境，加快鄱阳县中洲圩堤防整治(血防)工程建设是十分必要和迫切的。根据圩堤存在的问题，结合考虑防螺灭螺，进行血吸虫的防治，中洲圩堤防整治水利血防工程建设内容主要包括:按设计标准加高加固河堤及堤坡硬化护坡处理，并对存在防洪隐患的建筑物进行除险加固处理。

2工程设计

按《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复和《江西省1～5万亩圩堤除险加固规划报告》，江西省1～5万亩一般圩堤为5级堤防，确定该工程为5级堤防。防洪标准为防御昌江10年一遇洪水。穿堤建筑物的级别根据其规模按相应建筑物设计标准和SL265-2001《水闸设计规范》确定，但不应低于5级，建筑物的设计洪水位比所在堤段设计洪水位提高0.5m。

2.1圩堤加高培厚设计

该设计堤段土堤采用土堤标准断面为:设计堤顶超高为1.30m，临水坡为1∶2.5、背水坡为1∶3.0;设计堤顶宽4.0m，堤顶混凝土防汛公路路面宽3.5m。根据实测资料，圩堤断面都达不到设计要求，该次设计按设计断面进行加高培厚。对堤身土料的要求如下。从外侧加宽加高的，要求选取防渗性能好的土料，至少与原堤身土质相当的土，新老土结合面必须先疏松土层，并清除表面杂物和不合格土料。从背水侧加宽加高的，选防渗性能稍差或与原堤身相同的土，亦须逐层夯压密实，新老土结合面处理方法与上述方法相同，以利于圩堤防渗及降低堤身浸润线，增加堤身抗滑稳定和渗透稳定。堤身填土填筑含水量按最优含水量控制，压实度要求不小于0.90。

2.2护坡固岸

为防止圩堤迎水坡遭受波浪和水流冲刷和侵蚀，结合考虑防螺灭螺，进行血吸虫的防治，对该次设计的堤段迎水坡进行硬化护坡，背水坡均采用草皮护坡。区内块石运距较远，干砌块石护坡不满足血防要求，相比浆砌石预制混凝土护坡，造价较为经济，且防风浪及防螺效果好，施工简单，进度快，较为美观，施工质量容易控制，因此该次设计推荐采用混凝土预制块护坡。混凝土护坡厚度经计算，采用厚10cm，下铺10cm的砂卵石垫层。混凝土预制块护坡规格型式:厚10cm，边长30cm的正六边形预制块，采用M10水泥砂浆勾缝，护坡下铺设10cm厚砂卵石垫层。混凝土护坡范围:下至堤脚，上至最高无螺高程线(该工程为设计洪水位)以上0.5m。护坡下设现浇混凝土齿槽，上设现浇混凝土压顶。根据《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复、《江西省1～5万亩圩堤除险加固规划报告》及江西省类似工程经验，对迎流顶冲、急流傍岸、堤外无滩，直接危及圩堤安全的河段，采用平顺式抛石护岸形式进行处理。平顺护岸主要采用水下抛石固脚处理稳定河势。根据实测地形资料，设计枯水位以下部分抛石固脚，抛石体顶高程为设计枯水位以上0.5m。岸坡陡于1∶2的抛石体顶宽1～2m，边坡1∶2，再外抛厚0.6m，宽2～6m的水平护脚，具体宽度视河道宽度、流速的大小和冲刷程度及抛石体高度而定。坡度缓于1∶2的陡岸，按原坡抛护，斜坡上抛石厚度按0.6m控制，抛到缓于1∶3平缓处或河深泓。

2.3穿堤建筑物设计

根据堤防现状和险情情况，按先除险后加固和轻重缓急的原则，对存在安全隐患大的自排闸拆除重建，并在原设计规模的基础上增设沉螺池及拦螺网，以便及时排出堤内低洼地域的积水或降低其水位的同时减少有螺面积，达到血防目的。

3结论

第15篇

地下工程具有以下特性:施工场地有限，作业环境恶劣，其穿越的地下土层经过其他市政工程施工的多次破坏，其现有的力学性能与理论上的土力学基本原则相差较大，其状态是变化的。另外，地铁施工过程中会产生周围地表沉降、噪声污染、灰尘污染、地下水污染等对周边环境影响比较大。城市轨道交通更具有几大显著特点:沿线建(构)筑物密集、地下管线设施复杂繁多，工程地质与水文地质的不确定性和复杂多变，施工工法种类多，施工难度大，施工工期较短等。这些特点都集中体现了地铁施工的高风险性。地铁通过位置地理环境复杂，主要有以下几个难点:

1)施工过程中遇到的地下管线设施复杂繁多，涉及到的产权单位比较多。主要有市政污水、雨水管道，自来水管道、天然气管道、国防光缆、通信电缆、高压电缆等，容易造成管线破损断裂、电缆设施损坏等事故，对居民的正常生活、工业的生产、国家安全产生严重影响。

2)地铁施工沿线建(构)筑物密集，包括各种市政道路、居民小区、商业场所、文物古迹、市政立交桥梁等设施，容易造成各建(构)筑物开裂。

3)暗挖属于浅埋结构，暗挖大部分城市内杂填土层较厚，土层自稳能力差，易造成塌方。

4)地铁施工开挖较深，很多时候都会遇见地下水，但是其周围建(构)筑物密集，降水井的布置比较困难，不可能大量布置降水井，施工中一般需要带水作业，带水作业的危险系数比较大。

5)明挖车站基坑深，离既有建筑物太近，施工难度大;暗挖车站、人防、联络线段跨度大，净距小，施工过程中存在硐室效应，要合理安排施工先后顺序;二衬施工时，需要进行体系转换，如何保证拆除过程中结构安全是施工控制的难点，施工技术复杂。

6)地铁属于市政工程，接口多，质量要求较高，施工做到不渗不漏，既是施工质量控制的重点，也是施工风险控制的难点。为了控制复杂的技术性的地铁工程设计中的工期、经济和质量方面的影响，必须掌握地铁工程的特难点，提高地铁工程的风险控制与管理，减少安全事故的发生。

2地铁工程的风险控制与管理

1)做好设计前期的地勘与周围环境的调查，风险辨识，做到应对风险有针对性措施。地勘与周围环境调查是工程建设前期重要的阶段，不同设计阶段需要进行不同层次的调查。调查的范围由设计单位给定，一般为影响线路或站位设置以及环境安全等级较高的建(构)筑物和管线。环境调查的方法以资料调阅和实地量测为主。环境调查主要有以下几个方面的内容:a．房屋建筑应调查结构的老化情况，结构的裂缝情况，对于有地下室等地下结构的房屋建筑宜调查基坑支护结构及降水井的施工属性，搜集调查对象相关设计、施工资料等。b．管线一般应在初查的基础上调查管线的权属单位、管理单位、控制闸位置、修建时间、其与拟建工程的位置关系。c．桥涵应调查桥涵的养护情况、外观(新旧)、桥面破损、结构裂缝、沉降变形情况等，应调查桥涵限载、限速等使用属性，还应调查其工作状态，收集竣工资料及相关维修、维护资料。d．地表水体应调查水底淤泥厚度及其与地下水的关系等;对于河流、湖泊、水库等还应调查堤岸的防洪水位、标高、通航要求、历史最高水位、建成年代、工作状态等，通过现场观测和试验确定其与地下水的联系，搜集水工建筑的设计、竣工资料。e．地下结构物应调查结构形式、基础埋深、使用现状、出入口的准确位置、充水情况等。f．文物古迹应收集相关图纸和沉降观测资料，必要时进行结构鉴定。通过对线路周边环境的详细调查，充分了解其地质、结构特点后，根据以往类似施工经验，并逐个进行方案的研讨、论证。对于超高风险的，应在规划和设计阶段进行有效的规避;对于较高风险的，如果由于线路需要无法规避的，应在设计阶段采取专项设计，专项设计审查的方式论证，从设计上采取有针对性的措施进行风险预控。

2)进一步做好施工调查，严格审查，层层把关，制定出合理科学的施工方案。a．工程实施前，做好详细的施工调查报告，施工调查的内容包括该项目的设计概况、工程概况、水文气象资料、地质情况、砂石等地材情况、施工现场地下管线的详细情况、交通通讯、用地与拆迁情况、环保要求等。通过期间的现场勘查、走访等多种途径，完成施工调查，在分析整理调查资料后，结合施工任务计划、工期要求、施工能力、技术水平和当地自然环境特点，形成此份施工调查报告。然后根据各种风险特点对工法、施工方案进行充分论证，根据专项设计，编制切实可行的施工技术措施，对于可能出现的风险进行分析、评估，明确具体防范措施和应急预案。b．在专项设计的基础上，编制专项施工组织设计，坚持工程项目开工前安全条件审查，严格施工组织设计检查是从源头进行安全控制的有效保障。建筑工程的施工组织设计中是否包括了安全风险措施以及制订措施的内容是否符合各专业工种、各施工部位的安全要求，尤其是应检查新技术、新设备、新工艺、新材料的施工安全技术措施是否切实可行。检查建筑工程施工现场的安全保证体系是否健全、完善，从第一责任人到其他责任人再到各班组的安全责任制是否分解落实，有没有一个安全管理监督网络。检查建筑施工的安全器材劳动保护是否完善齐备，对悬崖陡坡、深基坑的可能塌方或滑坡进行检查，并经常性的开展防火安全、季节性的雨季防洪、冬施防冻、炎热防暑等检查。c．编制应急救援预案，增强施工人员的风险知识、安全技能教育培训等措施，加强项目工程安全生产管理，防止和减少安全生产事故发生，保障施工生产员工的安全与健康。安全生产管理，必须坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针及“管生产必须管安全”“谁主管谁负责”的原则。

3)建立完善的监控量测系统，加强风险实施过程中的信息化管理。地铁工程地下管线密布，周边建筑物复杂，因此必须建立完善的监测系统，加强风险实施过程中的信息化管理，实行信息化施工。例如在施工区域建立视频监控系统，人工监控信息网，在地铁施工期间对地铁结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建(构)筑物、重要管线、地面道路的变形实施监测，通过对量测数据的分析处理，来判定围护结构的安全稳定性，为业主提供及时、可靠的信息用以评定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故及时、准确的预报，以便及时采取有效措施，避免事故的发生。监测主要包括以下几方面的内容:基坑变形、应力应变、地表沉降及位移，管线变形、拱顶下沉、净空收敛、钢筋内力变化、土压力变化、地下水位变化、桥基础位移、盖梁不均匀沉降等。

4)实行风险分级管理、预警预报制度。地铁工程周边环境和地质情况较为复杂，风险评估的方法较多，国内外通常采用的有故障树法、危险和可操作性分析法、专家调查法等。地铁施工大多采用风险综合评估，即根据专家意见进行统计分析，根据发生事故的可能性和事故后果严重程度，将危险源的等级实行分级管理。对于风险等级较高，危险较大的工程，根据监控量测的数值，实行三级管理制度，当监控量测结果在允许值的70%范围内，可以进行正常施工;当监控量测结果在允许极限值的70%～80%之间时，就应该加强监控量测的频率，每日上报监理、业主，现场可自行采取措施处理;当监测值超过85%时，现场必须停止作业，上报监理、业主，组织专家进行论证，论证完成后根据专家意见采取加固和支护措施。

5)加强风险管控，确保安全措施费用合理规范。安全措施费用，是指施工企业按照国家和业主方的规定，用于改善企业安全与施工环境的资金。主要体现在购买安全防护用具及设备、改善施工作业环境、安全风险管控科研的投入。施工单位必须确保专款专用，在成本中单独列支。加强风险管控，确保施工安全投入到位。

6)加强科技攻关，提升科技管理成果。昆明地铁是首次在滇池流域地层中修建地铁，地铁下穿地裂缝、淤泥质粘土、盾构穿越泥炭质软土等，施工包含许多国内外领先技术、施工中的众多难点都是新的课题，如何采取科学的方法进行决策，正确指导施工是摆在施工过程中的一个难题。为此施工单位要加大科研技术投入，与专业型院校、设计研究机构以及各参建施工单位共同科研立项，开发推广新工法、新技术。通过对以上几方面的有效管理，最终实现既定的安全目标。

3目前地铁施工风险管理的几点体会

随着城市地铁工程建设步伐的加快、项目数量的增加，事故发生影响面不断增大，社会的重视程度越来越高，广大设计专家与学者开始密切关注地下工程风险管控研究中存在的问题，主要包括以下几个方面:

1)安全风险管控体系应该进一步标准化、规范化。由于国内地铁建设起步较晚，我国地铁工程安全风险管控标准存在很大的缺口，亟待进一步完善安全风险管控方面的标准。当前应结合国内外地下工程风险管控的研究现状，有步骤的、合理、科学地推进我国地下工程安全风险管控体系标准化工作。

2)加强设计与施工方的沟通。地铁工程的风险因素是一个不断变化的过程，随着施工的进展，每个施工阶段的风险因素大不相同。提倡工程设计与管理者对施工面临的风险因素进行分析与评估，以期最大可能的规避风险。目前设计工作繁重，现场变化情况较多，不可避免会出现前期设计与施工不相符，或设计疏漏现象等。做好设计和施工的结合，优化设计，完善施工方案既能节约投资又能加快施工进度。通过已完工程表明，施工中加强与设计的沟通，充分理解设计意图，优化施工方案是很有必要的，其结果不仅是保证现场的安全，而且带来一定的经济效益。

3)合理设定中标价位，避免低价中标。在工程预算中，充分考虑该项工程施工所产生的全部费用，以不低于成本价为底限进行投标，避免由于行业恶性竞争，一些单位投标由公司经营人员负责，施工由各项目部负责，投标时个别单位为了中标，对现场的复杂因素没有充分考虑以接近成本价中标。由于中标价接近施工成本，一些施工单位就会尽可能减少投入，压缩安全管控经费。安全管控经费的减少增加了安全事故发生的几率。

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