隧道工程地質(zhì)勘察本課件旨在全面介紹隧道工程地質(zhì)勘察的各個(gè)方面，從基礎(chǔ)理論到實(shí)際應(yīng)用，力求為學(xué)員提供系統(tǒng)、深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員將能夠掌握隧道工程地質(zhì)勘察的目的、任務(wù)、方法和技術(shù)，為隧道工程的設(shè)計(jì)、施工和安全運(yùn)營(yíng)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。課程介紹：地質(zhì)勘察的重要性保障工程安全地質(zhì)勘察是確保隧道工程安全的基礎(chǔ)。通過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘察，可以識(shí)別潛在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，如斷層、破碎帶、巖溶等，從而采取相應(yīng)的工程措施，避免或減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保障隧道工程的結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案地質(zhì)勘察為隧道工程的設(shè)計(jì)提供了重要的地質(zhì)參數(shù)和地質(zhì)模型。通過(guò)分析地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，可以確定隧道的最佳線路、埋深、斷面形式和支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低工程造價(jià)，提高工程效益。指導(dǎo)施工方法不同的地質(zhì)條件需要采用不同的施工方法。地質(zhì)勘察可以為施工提供詳細(xì)的地質(zhì)信息，包括巖土類型、巖體強(qiáng)度、地下水情況等，從而選擇合適的施工方法，如掘進(jìn)機(jī)法、鉆爆法等，提高施工效率，縮短工期。隧道工程特點(diǎn)與地質(zhì)環(huán)境1隱蔽性隧道工程大部分位于地下，地質(zhì)環(huán)境具有隱蔽性，難以直接觀察和測(cè)量，需要通過(guò)專門的地質(zhì)勘察手段進(jìn)行探測(cè)和評(píng)價(jià)。2復(fù)雜性隧道工程的地質(zhì)環(huán)境通常比較復(fù)雜，包括多種巖土類型、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、變化的水文地質(zhì)條件等，需要綜合運(yùn)用多種地質(zhì)勘察方法進(jìn)行分析和研究。3特殊性隧道工程的地質(zhì)環(huán)境具有特殊性，如高地應(yīng)力、高水壓力、特殊巖土等，需要針對(duì)這些特殊性進(jìn)行專門的地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的工程措施。勘察的目的與任務(wù)查明地質(zhì)構(gòu)造查明隧道區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，包括褶皺、斷裂、節(jié)理等，分析其對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響。確定巖土類型確定隧道區(qū)域的巖土類型，分析其物理力學(xué)性質(zhì)，為隧道設(shè)計(jì)提供依據(jù)。評(píng)價(jià)水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)隧道區(qū)域的水文地質(zhì)條件，包括地下水類型、水位、水量、水質(zhì)等，為隧道排水和防水設(shè)計(jì)提供依據(jù)。識(shí)別不良地質(zhì)現(xiàn)象識(shí)別隧道區(qū)域的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、泥石流、巖溶、斷層破碎帶等，為隧道工程的安全運(yùn)營(yíng)提供保障?？辈祀A段劃分1初步勘察初步了解隧道區(qū)域的地質(zhì)情況，為可行性研究和初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2詳細(xì)勘察詳細(xì)查明隧道區(qū)域的地質(zhì)情況，為施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3施工勘察在施工過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行補(bǔ)充勘察，為施工提供指導(dǎo)。初步勘察階段收集資料收集區(qū)域地質(zhì)資料、地形地貌資料、水文氣象資料等。地面調(diào)查進(jìn)行地面地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查、不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查等。物探試驗(yàn)進(jìn)行必要的物探試驗(yàn)，初步了解地下地質(zhì)情況。詳細(xì)勘察階段加密鉆孔1坑探試驗(yàn)2水文試驗(yàn)3原位測(cè)試4詳細(xì)勘察階段是對(duì)初步勘察的補(bǔ)充和深化，通過(guò)加密鉆孔、坑探試驗(yàn)、水文試驗(yàn)和原位測(cè)試等手段，詳細(xì)查明隧道區(qū)域的地質(zhì)情況，為施工圖設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。施工勘察階段1驗(yàn)證地質(zhì)模型2指導(dǎo)施工3及時(shí)調(diào)整施工勘察階段是在隧道開(kāi)挖過(guò)程中進(jìn)行的補(bǔ)充勘察，主要目的是驗(yàn)證地質(zhì)模型，指導(dǎo)施工，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整施工方案，確保隧道工程的安全和順利進(jìn)行。勘察方法概述地面調(diào)查遙感調(diào)查物探方法鉆探方法隧道工程地質(zhì)勘察采用多種方法，包括地面調(diào)查、遙感地質(zhì)調(diào)查、物探方法和鉆探方法等。這些方法各有特點(diǎn)，相互補(bǔ)充，可以綜合應(yīng)用于隧道工程地質(zhì)勘察的各個(gè)階段。地面調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查調(diào)查地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)等。水文調(diào)查調(diào)查地下水類型、水位、水量、水質(zhì)等。不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查調(diào)查滑坡、泥石流、巖溶等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。遙感地質(zhì)調(diào)查1快速遙感地質(zhì)調(diào)查可以快速獲取大面積的地質(zhì)信息，節(jié)省時(shí)間和人力。2宏觀遙感地質(zhì)調(diào)查可以從宏觀角度了解區(qū)域地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)隱伏的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)災(zāi)害。3經(jīng)濟(jì)遙感地質(zhì)調(diào)查成本較低，可以作為地面調(diào)查的補(bǔ)充和驗(yàn)證。物探方法：電法勘探電阻率法通過(guò)測(cè)量地下介質(zhì)的電阻率分布，推斷地質(zhì)構(gòu)造和巖土類型。激發(fā)極化法通過(guò)測(cè)量地下介質(zhì)的激發(fā)極化效應(yīng)，尋找含水構(gòu)造和礦產(chǎn)資源。大地電磁法通過(guò)測(cè)量天然電磁場(chǎng)的變化，探測(cè)深部地質(zhì)構(gòu)造和地?zé)豳Y源。物探方法：地震勘探1反射波法通過(guò)分析地震波的反射波，確定地下地質(zhì)界面的位置和形態(tài)。2折射波法通過(guò)分析地震波的折射波，確定地下巖層的速度和厚度。3面波法通過(guò)分析地震波的面波，評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和土層的剪切模量。物探方法：地質(zhì)雷達(dá)分辨率高地質(zhì)雷達(dá)具有較高的分辨率，可以探測(cè)到較小的地質(zhì)構(gòu)造和缺陷。速度快地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)速度快，可以快速獲取大面積的地下信息。無(wú)損地質(zhì)雷達(dá)是一種無(wú)損的探測(cè)方法，不會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞。鉆探方法：回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用范圍廣1效率較高2取芯質(zhì)量好3回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是一種常用的鉆探方法，適用于各種巖土類型的鉆進(jìn)，具有效率較高、取芯質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。在隧道工程地質(zhì)勘察中，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)常用于獲取巖土樣品，進(jìn)行巖土試驗(yàn)。鉆探方法：沖擊鉆進(jìn)1破碎巖層2鉆孔速度快3設(shè)備簡(jiǎn)單沖擊鉆進(jìn)是一種利用沖擊力破碎巖石的鉆探方法，適用于破碎巖層和軟巖的鉆進(jìn)。沖擊鉆進(jìn)的鉆孔速度快，設(shè)備簡(jiǎn)單，但取芯質(zhì)量較差，一般用于快速鉆孔和水文地質(zhì)勘察。鉆探方法：取芯鉆進(jìn)1完整巖芯2詳細(xì)描述3試驗(yàn)分析取芯鉆進(jìn)是一種可以獲取完整巖芯的鉆探方法，適用于各種巖土類型的鉆進(jìn)。取芯鉆進(jìn)獲取的巖芯可以進(jìn)行詳細(xì)的描述和試驗(yàn)分析，為隧道工程的設(shè)計(jì)和施工提供重要的地質(zhì)依據(jù)。坑探方法：平硐平硐是一種水平或傾斜的坑道，可以直接觀察和測(cè)量地質(zhì)情況，獲取巖土樣品，進(jìn)行原位測(cè)試。平硐的優(yōu)點(diǎn)是可以提供詳細(xì)的地質(zhì)信息，缺點(diǎn)是成本較高，施工周期較長(zhǎng)。坑探方法：豎井垂直通道豎井是一種垂直的坑道，可以用于探測(cè)深部地質(zhì)情況，進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，開(kāi)采礦產(chǎn)資源。豎井的優(yōu)點(diǎn)是可以探測(cè)深部地質(zhì)情況，缺點(diǎn)是施工難度大，成本高?？犹椒椒ǎ盒本綔y(cè)深部斜井是一種傾斜的坑道，可以用于探測(cè)深部地質(zhì)情況，進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，開(kāi)采礦產(chǎn)資源。斜井的優(yōu)點(diǎn)是可以探測(cè)深部地質(zhì)情況，且施工難度低于豎井，缺點(diǎn)是成本較高。運(yùn)輸方便斜井常用于礦山開(kāi)采，方便礦石運(yùn)輸，同時(shí)也為地質(zhì)勘探提供了便利的通道，能夠更直接地觀察和研究地質(zhì)構(gòu)造。水文地質(zhì)勘察1查明地下水類型確定隧道區(qū)域的地下水類型，如松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水等。2確定地下水位確定隧道區(qū)域的地下水位，為隧道排水和防水設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3確定地下水量確定隧道區(qū)域的地下水量，為隧道排水和防水設(shè)計(jì)提供依據(jù)。4確定水質(zhì)確定隧道區(qū)域的地下水水質(zhì)，分析其對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響。水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容水文地質(zhì)圖編制水文地質(zhì)圖，反映地下水分布、水位、水量、水質(zhì)等信息。水文試驗(yàn)進(jìn)行抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)等，確定巖土體的滲透系數(shù)和地下水的補(bǔ)給條件。水化學(xué)分析進(jìn)行水化學(xué)分析，確定地下水的水質(zhì)類型和腐蝕性。地下水類型劃分1松散巖類孔隙水賦存于松散巖類孔隙中的地下水。2基巖裂隙水賦存于基巖裂隙中的地下水。3巖溶水賦存于巖溶管道和洞穴中的地下水。涌水量估算方法經(jīng)驗(yàn)公式法根據(jù)已有的工程經(jīng)驗(yàn)，采用經(jīng)驗(yàn)公式估算涌水量。水文地質(zhì)比擬法根據(jù)類似工程的水文地質(zhì)資料，比擬估算涌水量。數(shù)值模擬法建立地下水?dāng)?shù)值模型，模擬計(jì)算涌水量。巖土工程試驗(yàn)：室內(nèi)試驗(yàn)物理性質(zhì)試驗(yàn)1力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)2滲透性質(zhì)試驗(yàn)3室內(nèi)試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)巖土樣品進(jìn)行的試驗(yàn)，用于確定巖土體的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和滲透性質(zhì)等。室內(nèi)試驗(yàn)是巖土工程設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。巖土工程試驗(yàn)：原位試驗(yàn)1直接2可靠3補(bǔ)充原位試驗(yàn)是在工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖土體進(jìn)行的試驗(yàn)，用于直接測(cè)定巖土體的強(qiáng)度、變形和滲透等參數(shù)。原位試驗(yàn)的結(jié)果更接近于實(shí)際情況，可以作為室內(nèi)試驗(yàn)的補(bǔ)充和驗(yàn)證。巖石力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)1單軸抗壓強(qiáng)度2抗拉強(qiáng)度3剪切強(qiáng)度巖石力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)是確定巖石強(qiáng)度和變形特性的重要手段，包括單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)和剪切強(qiáng)度試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)結(jié)果是隧道圍巖分級(jí)和支護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。巖土體的物理性質(zhì)指標(biāo)巖土體的物理性質(zhì)指標(biāo)包括密度、孔隙率、含水率、滲透系數(shù)等，這些指標(biāo)反映了巖土體的基本物理特性，是巖土工程設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。巖土體的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查褶皺褶皺是巖層受力彎曲形成的構(gòu)造，可以影響隧道的穩(wěn)定性。斷裂斷裂是巖層破裂錯(cuò)動(dòng)形成的構(gòu)造，常伴有破碎帶和地下水，是隧道工程的不良地質(zhì)現(xiàn)象。節(jié)理節(jié)理是巖層中發(fā)育的裂隙，可以降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。褶皺構(gòu)造1向斜巖層向下彎曲形成的構(gòu)造。2背斜巖層向上彎曲形成的構(gòu)造。3單斜巖層向一個(gè)方向傾斜形成的構(gòu)造。斷裂構(gòu)造正斷層上盤下降，下盤上升的斷層。逆斷層上盤上升，下盤下降的斷層。走滑斷層巖層沿?cái)鄬用嫠藉e(cuò)動(dòng)的斷層。節(jié)理裂隙1降低強(qiáng)度節(jié)理裂隙可以降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。2滲水通道節(jié)理裂隙可以成為地下水的滲水通道，增加隧道的涌水量。3誘發(fā)崩塌節(jié)理裂隙可以誘發(fā)巖體的崩塌和滑坡。地應(yīng)力測(cè)量初始狀態(tài)地應(yīng)力是巖土體在未開(kāi)挖前的原始應(yīng)力狀態(tài)。隧道穩(wěn)定地應(yīng)力的大小和方向?qū)λ淼赖姆€(wěn)定性有重要影響。設(shè)計(jì)依據(jù)地應(yīng)力測(cè)量是隧道設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。地應(yīng)力測(cè)試方法水壓致裂法1空心包體法2應(yīng)力解除法3地應(yīng)力測(cè)試方法包括水壓致裂法、空心包體法和應(yīng)力解除法等。不同的測(cè)試方法適用于不同的地質(zhì)條件和工程要求。圍巖分級(jí)1穩(wěn)定性2等級(jí)劃分3支護(hù)措施圍巖分級(jí)是根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性和工程特性，將圍巖劃分為不同的等級(jí)，為隧道支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。圍巖分級(jí)是隧道工程設(shè)計(jì)和施工的重要環(huán)節(jié)。圍巖穩(wěn)定性的影響因素1巖性2地質(zhì)構(gòu)造3地應(yīng)力圍巖的穩(wěn)定性受多種因素影響，包括巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力、地下水等。這些因素相互作用，共同決定了圍巖的穩(wěn)定性和變形特性。圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)介紹I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)V級(jí)常用的圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)包括中國(guó)的隧道圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際隧道協(xié)會(huì)（ITA）的圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)鐵路工程協(xié)會(huì)（AREMA）的圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等。不同的標(biāo)準(zhǔn)各有特點(diǎn)，適用于不同的工程條件。不良地質(zhì)現(xiàn)象滑坡斜坡上的巖土體在重力作用下沿滑動(dòng)面向下滑動(dòng)的現(xiàn)象?；抡T發(fā)因素降雨、地震、人為開(kāi)挖等。危害掩埋隧道、破壞交通、造成人員傷亡。防治措施排水、支擋、錨固等。泥石流1特點(diǎn)具有突發(fā)性、流量大、沖刷力強(qiáng)等特點(diǎn)。2誘發(fā)因素降雨、融雪、地震等。3危害掩埋隧道、破壞交通、造成人員傷亡。4防治措施攔擋、疏導(dǎo)、排導(dǎo)等。巖溶成因可溶性巖石（如石灰?guī)r、白云巖等）被地下水溶蝕形成的現(xiàn)象。特點(diǎn)具有地下溶洞、暗河、漏斗等特征。危害引起地基沉降、突水突泥、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。軟巖1定義強(qiáng)度較低、易于風(fēng)化的巖石。2特點(diǎn)易于變形、穩(wěn)定性差。3危害隧道易發(fā)生變形、塌方等事故。膨脹巖定義遇水膨脹、失水收縮的巖石。特點(diǎn)易于引起隧道結(jié)構(gòu)的破壞。防治措施防水、減壓、改良等。高地應(yīng)力定義1特點(diǎn)2危害3高地應(yīng)力是指巖土體內(nèi)部存在的較高的應(yīng)力狀態(tài)。在高地應(yīng)力地區(qū)修建隧道，容易發(fā)生巖爆、大變形等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅工程安全。地震1危害2影響3預(yù)防地震對(duì)隧道工程具有嚴(yán)重的威脅，可能導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)的破壞、塌方等事故。在地震高發(fā)地區(qū)修建隧道，需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，提高隧道的抗震能力。地?zé)?定義2影響3利用地?zé)崾侵傅厍騼?nèi)部的熱能。在高地溫地區(qū)修建隧道，需要考慮地?zé)釋?duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，采取相應(yīng)的隔熱措施。同時(shí)，地?zé)嵋部梢宰鳛橐环N清潔能源加以利用。特殊土特殊土是指具有特殊工程性質(zhì)的土，如膨脹土、鹽漬土、黃土、凍土等。在特殊土地區(qū)修建隧道，需要采取特殊的工程措施，以保證工程安全?？辈靾?bào)告編寫完整勘察報(bào)告是地質(zhì)勘察工作的總結(jié)，是隧道工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的重要依據(jù)?？辈靾?bào)告應(yīng)內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)可靠、結(jié)論明確。報(bào)告內(nèi)容結(jié)構(gòu)概述工程概況、勘察目的、勘察范圍、勘察依據(jù)等。地質(zhì)環(huán)境地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等?？辈旆椒辈旆椒?、勘察工作量、勘察成果等。評(píng)價(jià)與建議對(duì)地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)、對(duì)工程設(shè)計(jì)的建議、對(duì)施工的建議等。報(bào)告編寫注意事項(xiàng)1真實(shí)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，不得弄虛作假。2準(zhǔn)確描述準(zhǔn)確清晰，不得含糊不清。3客觀評(píng)價(jià)客觀公正，不得帶有個(gè)人偏見(jiàn)。4完整內(nèi)容完整全面，不得遺漏重要信息。案例分析：某隧道地質(zhì)勘察實(shí)例工程概況介紹隧道工程的基本情況，包括隧道長(zhǎng)度、埋深、斷面形式等。地質(zhì)條件詳細(xì)描述隧道區(qū)域的地質(zhì)條件，包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等?？辈旆椒ń榻B隧道工程采用的地質(zhì)勘察方法，包括地面調(diào)查、物探、鉆探、坑探等?？辈斐晒故舅淼拦こ痰牡刭|(zhì)勘察成果，包括地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)平面圖、水文地質(zhì)圖等。案例分析：地質(zhì)問(wèn)題及處理1地質(zhì)問(wèn)題介紹隧道工程遇到的主要地質(zhì)問(wèn)題，如斷層、破碎帶、巖溶等。2處理措施詳細(xì)描述針對(duì)這些地質(zhì)問(wèn)題采取的處理措施，如注漿加固、排水疏導(dǎo)、支護(hù)加強(qiáng)等。3效果評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)這些處理措施的效果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。隧道設(shè)計(jì)與地質(zhì)條件線路選擇隧道線路的選擇應(yīng)盡量避開(kāi)不良地質(zhì)現(xiàn)象，選擇地質(zhì)條件較好的區(qū)域。斷面設(shè)計(jì)隧道斷面的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適的斷面形式。支護(hù)設(shè)計(jì)隧道支護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)圍巖的等級(jí)和地應(yīng)力的大小進(jìn)行計(jì)算，選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)。施工方法選擇與地質(zhì)條件TBM1鉆爆法2明挖法3