1各種成因不良土質(zhì)的工程地質(zhì)特性

1.1雜填土以及膨脹土

雜填土按照成分可以分為建筑垃圾土、工業(yè)垃圾土以及生活垃圾土。雜填土是由于人們活動(dòng)造成的無規(guī)律積累物形成的，它具有厚薄不一、成分多樣、顆粒不均勻、孔隙較大松散的顯著特點(diǎn)。膨脹土具有失去水后收縮、遇到水變膨脹的特性，屬于黏土。具有高度的塑造性，是部分地質(zhì)工程勘察中的地基方案選擇。

1.2飽和粉土和飽和粉細(xì)砂

飽和粉土和飽和粉細(xì)砂的特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)松散，在靜載作用力下能夠保持較高的強(qiáng)度，但是在地震力或是振動(dòng)力的作用下超孔隙水壓增大，顆粒之間的作用力降低，土中排水不暢時(shí)可以使土懸浮，產(chǎn)生液化沉陷導(dǎo)致土的承載能力下降或地基發(fā)生失穩(wěn)狀態(tài)。應(yīng)對于飽和粉細(xì)砂以及飽和粉土的液化程度和液化層分布范圍進(jìn)行查明。

1.3軟弱黏性土

1巖土工程地質(zhì)災(zāi)害主要類型特征及成因分析

1．1巖土工程地質(zhì)災(zāi)害主要類型特征分析

從上世紀(jì)80年代開始，地質(zhì)工程學(xué)就在我國誕生了，地質(zhì)工程學(xué)主要就是對地質(zhì)災(zāi)害的防治所進(jìn)行研究的。地質(zhì)災(zāi)害工程涵蓋著對地質(zhì)災(zāi)害的防治以及巖土兩個(gè)重要的層面，其中的巖土工程則是施工間所設(shè)計(jì)到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的主要類型特征層面，不同的地質(zhì)災(zāi)害類型就有著不同的特征，巖土工程中的泥石流地質(zhì)災(zāi)害類型是降水作用下，溝谷以及山坡等出現(xiàn)的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流，主要是表現(xiàn)為固體流動(dòng)和液體流動(dòng)相結(jié)合的混合物，這一地質(zhì)災(zāi)害類型受到棄土棄渣的防護(hù)不合理所致，再有就是在開挖過程中沒有科學(xué)化進(jìn)行。再者，巖土工程地質(zhì)災(zāi)害中的滑坡類型也比較常見，主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發(fā)生的下滑情況。滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要的由于強(qiáng)降雨或者強(qiáng)降雪所致，還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。巖土工程地質(zhì)災(zāi)害類型中的崩塌也是比較常見的災(zāi)害類型，這一地質(zhì)災(zāi)害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發(fā)生局部的折斷等狀況，這樣就失去了原有的穩(wěn)定性鞥發(fā)生翻滾。崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要是受到礦產(chǎn)資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴(yán)重。另外，巖土工程地質(zhì)災(zāi)害中的地面變形也是常見災(zāi)害之一，這一類型的地質(zhì)災(zāi)害主要有地面的沉降額塌陷，或者是出現(xiàn)裂縫等。地面變形的地質(zhì)災(zāi)害受到區(qū)域內(nèi)地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產(chǎn)的不合理開采的影響比較嚴(yán)重，所以在對巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害的防治過程中就要能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)行處理。

1．2巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的成因分析

巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的成因根據(jù)類型的不同也會(huì)有著多種成因，主要體現(xiàn)在受到地形地貌的影響比較顯著，我國是地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，每年由于地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失比較巨大，這對多個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了限制。從巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的主要成因?qū)用鎭砜矗譃樽匀灰蛩丶叭藶榛顒?dòng)因素，其中的人為活動(dòng)因素是造成地質(zhì)災(zāi)害比較重要的影響因素，由于在一些建設(shè)和開發(fā)開采等活動(dòng)的實(shí)施下，就對原有的地質(zhì)自然形態(tài)造成了破壞，從而引發(fā)了一些列的災(zāi)害，其發(fā)生和地質(zhì)本身的關(guān)系并不大，主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是在自然地質(zhì)演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩(wěn)定狀況，經(jīng)過人為活動(dòng)對這一不穩(wěn)定活動(dòng)的破壞，加快了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對人們的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)以及生命等都有著很大的危害，這也是災(zāi)難性的事故。另外就是巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的自然因素，這一影響因素也被稱為是第一環(huán)境問題，不會(huì)因?yàn)闅v史變遷而發(fā)生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)等都會(huì)對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起到促進(jìn)作用。

2巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的有效防治措施探究

一、礦山采后地質(zhì)環(huán)境預(yù)測

1礦山開采影響范圍

1．1放炮影響范圍根據(jù)開發(fā)方案，采場每次布置3排鉆孔，每排10個(gè)孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個(gè)孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺(tái)階高度達(dá)15m。

1．2采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺(tái)階式分層開采，高度為15m；開采時(shí)工作臺(tái)階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍為礦區(qū)開采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測根據(jù)開發(fā)技術(shù)方案，礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見福祿鎮(zhèn)周家槽周家槽水泥用石灰?guī)r礦山礦區(qū)范圍及開采平面圖

3水文地質(zhì)預(yù)測礦區(qū)范圍內(nèi)開采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三段（T1j3）石灰?guī)r礦層，開采標(biāo)高均高于當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面；開采范圍內(nèi)無河流、水庫等地表水體；地下水與地表水沒有必然的水力聯(lián)系。礦山開采對巖溶裂隙水的補(bǔ)給條件破壞小，礦山開采后不會(huì)對含水層結(jié)構(gòu)破壞，不會(huì)造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。

1我國鐵路工程地質(zhì)的主要問題

我國鐵路的地質(zhì)情況直接影響了我國的鐵路建設(shè)，因此在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)首先了解我國的主要地質(zhì)情況，為使用何種地質(zhì)勘查技術(shù)提供條件。1)高山峽谷區(qū)地質(zhì)問題。我國高山峽谷區(qū)的地質(zhì)問題主要是斜坡物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，主要包括滑坡、泥石流、坍塌等情況;2)特殊巖土的破壞以及變形問題;3)越分水嶺在深埋隧道時(shí)，山體的能量釋放或者物質(zhì)移動(dòng)問題，其中主要包括軟巖塑變、涌水、突水、圍巖坍塌等情況;4)地殼運(yùn)動(dòng)地質(zhì)問題。其中主要包括地震災(zāi)害、斜坡運(yùn)動(dòng)、地面變形以及位移破壞對鐵路工程施工的影響。

2我國鐵路工程地質(zhì)勘測的主要方法

2．1傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查測繪方法在鐵路進(jìn)行地質(zhì)綜合勘查時(shí)，此傳統(tǒng)方法是最基本的勘探方法，其主導(dǎo)了各個(gè)勘探階段的地質(zhì)勘查工作，為勘探點(diǎn)的布置和各種不同技術(shù)方法的選擇提供了依據(jù)。傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查測繪方法貫穿了地質(zhì)勘測工作的全過程。

2．2遙感技術(shù)方法遙感技術(shù)在對我國鐵路工程進(jìn)行勘察時(shí)，是利用遙感圖像判釋技術(shù)，對鐵路工作的地質(zhì)進(jìn)行調(diào)繪。此方法是通過遙感圖像獲取信息迅速全面、視域?qū)掗煹奶攸c(diǎn)，在宏觀上，對鐵路工程所處地的地質(zhì)情況進(jìn)行初步的查明，避免重大不良地質(zhì)對我國鐵路工程施工的影響。遙感技術(shù)改變了常規(guī)的調(diào)查方法，使其調(diào)查方法由點(diǎn)到線到面的模式變成了由面到線到點(diǎn)的模式，使用判釋成果來對地面調(diào)繪進(jìn)行指導(dǎo)。遙感技術(shù)的基本方法是指以遙感圖像的綜合對比分析和判釋方法，從宏觀上調(diào)查鐵路工程所處地的工程地質(zhì)、水溫地質(zhì)以及區(qū)域地質(zhì)等情況，為鐵路工程通過地的地質(zhì)條件評判提供依據(jù)。在一些特殊的地質(zhì)段以及資料缺乏的鐵路施工地區(qū)，比如出現(xiàn)施工地區(qū)地形和地質(zhì)復(fù)雜、有越嶺隧道工程的鐵路項(xiàng)目等情況時(shí)，其作用非常明顯。

2．3物探技術(shù)方法物探技術(shù)方法具有勘探深度相對隨意、方法多的特點(diǎn)，在大面積勘測時(shí)，使用點(diǎn)、線、面相結(jié)合甚至是三維勘探，是我國鐵路工程地質(zhì)勘查的重要手段。有效合理的應(yīng)用物探技術(shù)，可以提升地質(zhì)勘查的宏觀控制水平，有效降低鉆孔布置的盲目性，提高其利用率。另外，物探技術(shù)可以勘測地層的磁化率、電阻率、彈性波速度、放射性、地溫等，為鐵路工程施工方案的設(shè)計(jì)提供多種參數(shù)。物探技術(shù)方法在使用時(shí)的原則是:1)物探是鉆探前的先行工作，通過利用其信息量大和測點(diǎn)密集的優(yōu)點(diǎn)，可以使用剖面性、全面性或者是透濕性探測技術(shù)，分析地下異常點(diǎn)，依據(jù)物探的異常、物性分區(qū)分段及界面合理經(jīng)濟(jì)的布置來設(shè)置鉆孔點(diǎn)。2)使用此方法時(shí)，應(yīng)注意將物探出的異常點(diǎn)與實(shí)測資料、地質(zhì)鉆孔資料和地質(zhì)調(diào)繪資料相結(jié)合進(jìn)行分析。依據(jù)物探方法取得勘查對象的物性參數(shù)，提升物探技術(shù)的解釋精度。3)在遇到使用一種物探方法無法完全解決在勘探時(shí)遇到的問題時(shí)，應(yīng)與其他物探方法相結(jié)合使用，進(jìn)行綜合性的地質(zhì)物探。并且應(yīng)考慮工程所處地的地形、地貌等干擾因素，進(jìn)行合理的組合應(yīng)用，確保地質(zhì)勘查準(zhǔn)確性。4)在選擇合理的綜合物探方法時(shí)，不僅要考慮勘查的效果性，也要考察方法的經(jīng)濟(jì)性。

一、地質(zhì)雷達(dá)測試原理

地質(zhì)雷達(dá)一種利用電磁波信號在不同介質(zhì)中傳播運(yùn)動(dòng)特性的寬帶高頻電磁波信號探測方法。地質(zhì)雷達(dá)探測系統(tǒng)發(fā)射機(jī)將高頻電磁波以短脈沖、寬頻帶的方式,通過發(fā)射天線將其定向發(fā)射至地下,經(jīng)過不同特質(zhì)的地下巖層或目標(biāo)體反射回地質(zhì)雷達(dá)并由接收天線接收。高頻電磁波在巖層中傳播時(shí),由于巖層所含介質(zhì)的差異,導(dǎo)致其傳播路徑、電磁場強(qiáng)度及波形呈不同幾何形態(tài),通過對時(shí)域波形的采集、數(shù)據(jù)整理及分析,可確定地下巖層界面或異常巖體的空間結(jié)構(gòu)及其位置。隧道結(jié)構(gòu)地質(zhì)巖層具有明顯的電性差異,這是地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用的前提;這些界面可以形成良好的電磁波反射形態(tài),是地質(zhì)雷達(dá)在隧道襯砌質(zhì)量檢測中應(yīng)用的主要原理。

二、砼厚度的地質(zhì)雷達(dá)探測試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康氖欠治龅刭|(zhì)雷達(dá)對鋼筋砼構(gòu)件的檢測精度。試件尺寸為2m×2m鋼筋砼方柱,強(qiáng)度為C25,配合比(kg/m3)為水∶水泥(標(biāo)號為325)∶粗骨料∶細(xì)砂=195∶464∶551∶1170。其中粗骨料為19~31.5、9.5~19、4.75~9.5mm,經(jīng)篩分試驗(yàn)確定3種規(guī)格的摻量分別為30%、60%、10%,形成連續(xù)級配。經(jīng)檢驗(yàn),碎石為同顏色,不帶雜物,含泥量0.5%,壓碎值10.4%,符合規(guī)范要求。鋼筋主筋為直徑16mm二級螺紋鋼,間距93mm;箍筋為直徑10mm一級圓鋼,間距90mm。保護(hù)層厚度統(tǒng)一設(shè)置為40mm響了檢測精度,實(shí)際檢測精度可能更高,地質(zhì)雷達(dá)對于不同介質(zhì)界面的探測具有較高的精度,檢測結(jié)果較為可靠。

三、工程應(yīng)用案例

工程概況某隧道位于贛南山區(qū),為小凈距短隧道。隧道縱坡為單向坡,左、右線縱坡坡率分別為2.125%、2.1%。洞門均為1∶1.6削竹式。按新奧法原理設(shè)計(jì)為復(fù)合式支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)勘察揭示的圍巖情況,將洞身(包括緊急停車帶)劃分為FS3b、FS4a、FS4b、FS5a、FS5b、FS5c及明洞FSM等襯砌結(jié)構(gòu)類型。試驗(yàn)主要采用地質(zhì)雷達(dá)對淺埋一般段FS4a襯砌施工質(zhì)量進(jìn)行掃描檢測。FS4a型襯砌的結(jié)構(gòu)如下:初期支護(hù)為22藥卷錨桿(單根長3.0m),錨桿環(huán)距×縱距為1.0m×1.0m,噴射23cm厚C25砼,6@20×20cm雙層鋼筋網(wǎng)片,工字鋼(拱架)縱距1.0m;二次襯砌結(jié)構(gòu)為40cm厚C30鋼筋砼拱圈,40cm厚C30素砼仰拱。檢測結(jié)果分析為地質(zhì)雷達(dá)檢測10榀鋼拱架縱向間距的結(jié)果,為地質(zhì)雷達(dá)掃描檢測初期支護(hù)砼噴射厚度的結(jié)果,為地質(zhì)雷達(dá)掃描檢測二次襯砌砼鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層厚度的結(jié)果。從表2來看,2#、5#、7#鋼架間距超過規(guī)范的允許偏差,施工方需在后續(xù)施工過程中嚴(yán)格控制鋼筋間距,確保鋼筋榀數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。