1.1道路隧道的勘测设计.ppt

道路隧道的勘测设计 1、掌握隧道工程调查的主要内容与目的、掌握隧道工程调查的主要内容与目的2、掌握公路隧道勘察设计的三个阶段、掌握公路隧道勘察设计的三个阶段3、了解公路隧道勘察的主要方法及内容、了解公路隧道勘察的主要方法及内容4、了解公路隧道地质、水文地质勘察主要、了解公路隧道地质、水文地质勘察主要手段及内容手段及内容5、掌握公路隧道总体设计、掌握公路隧道总体设计6、掌握公路隧道几何设计、掌握公路隧道几何设计道路隧道的工程调查1、公路隧道调查阶段的目标、内容及范围、公路隧道调查阶段的目标、内容及范围（1）施工前调查和施工中调查，施工前调查可进）施工前调查和施工中调查，施工前调查可进一步分为工程可行性踏勘、初堪和详堪。一步分为工程可行性踏勘、初堪和详堪。（2）踏堪：为路线走向比选提供区域地形、地质、）踏堪：为路线走向比选提供区域地形、地质、环境等基本资料；搜集、分析既有资料及沿路线环境等基本资料；搜集、分析既有资料及沿路线进行地面踏堪；大于路线可能方案的范围进行地面踏堪；大于路线可能方案的范围（3）初堪：获取路线所需地形、地质及其他环境）初堪：获取路线所需地形、地质及其他环境资料，为方案比较及下阶段调查提供基础资料；资料，为方案比较及下阶段调查提供基础资料；搜集、分析既有资料，现场勘探、测绘和必要的搜集、分析既有资料，现场勘探、测绘和必要的勘探工作。勘探工作。道路隧道的工程调查大于比选方案的范围大于比选方案的范围（4）详堪：获取技术设计、施工计划、预算所需）详堪：获取技术设计、施工计划、预算所需的地质、环境等资料；详细进行地形、地质、环的地质、环境等资料；详细进行地形、地质、环境等调查；按要求进行钻探、物探、测试等；隧境等调查；按要求进行钻探、物探、测试等；隧道路线两侧及周围地区，特长、长隧道和岩溶隧道路线两侧及周围地区，特长、长隧道和岩溶隧道范围适当扩大。道范围适当扩大。（5）施工中：超前地质预报和确认施工中出现的）施工中：超前地质预报和确认施工中出现的工程地质、水文地质问题，验证或变更设计、调工程地质、水文地质问题，验证或变更设计、调查施工方法；地形、地质、环境补充调查，洞内查施工方法；地形、地质、环境补充调查，洞内观测、量测、超前探测预报，地质灾害及防治措观测、量测、超前探测预报，地质灾害及防治措道路隧道的工程调查施；隧道内及地表受施工影响的范围。施；隧道内及地表受施工影响的范围。2、资料搜集、资料搜集（1）地形地貌资料、图件以及有关的遥感与遥感）地形地貌资料、图件以及有关的遥感与遥感资料；资料；（2）工程地质、水文地质特别是自然地质灾害的）工程地质、水文地质特别是自然地质灾害的种类、性质、规模、危害程度等资料，并分析各种类、性质、规模、危害程度等资料，并分析各种灾害与隧道工程的关系；种灾害与隧道工程的关系；（3）地质测绘、勘探资料和各类图件，并对资料）地质测绘、勘探资料和各类图件，并对资料的准确性和可能存在的问题进行分析，同时提出的准确性和可能存在的问题进行分析，同时提出道路隧道的工程调查调查计划；调查计划；（4）隧道地区的气温、降水、风速和风向等气象）隧道地区的气温、降水、风速和风向等气象资料；资料；（5）地震历史、地震动峰值加速度等资料；）地震历史、地震动峰值加速度等资料；（6）沿线地区交通量及其车辆构成情况、矿产资）沿线地区交通量及其车辆构成情况、矿产资源等；源等；（7）有关的法令、法规。）有关的法令、法规。道路隧道的工程调查3、施工前地形与地质调查、施工前地形与地质调查（1）地层、岩性及地质构造变动的性质、类型和）地层、岩性及地质构造变动的性质、类型和规模；规模；（2）断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的）断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关系；围岩的基本物理力学性质；组合关系；围岩的基本物理力学性质；（3）地下水调查）地下水调查（4）崩塌、错落、岩堆、滑坡、岩溶自然或人工）崩塌、错落、岩堆、滑坡、岩溶自然或人工坑洞、采空区、泥石流、湿陷性黄土、岩渍土、坑洞、采空区、泥石流、湿陷性黄土、岩渍土、岩盐、地热、多年冻土、冰川等不良地质和特殊岩盐、地热、多年冻土、冰川等不良地质和特殊道路隧道的工程调查地质现象，及其发生、发展的原因、类型、规模地质现象，及其发生、发展的原因、类型、规模和发展趋势，分析其对隧道洞口和洞身稳定性的和发展趋势，分析其对隧道洞口和洞身稳定性的影响。影响。（5）隧道通过含有害气体或有害矿体的地层时，）隧道通过含有害气体或有害矿体的地层时，应查明其分布范围，有害成分及含量，并预测和应查明其分布范围，有害成分及含量，并预测和评价其对施工、运营的影响，提出防治措施。评价其对施工、运营的影响，提出防治措施。（6）地震调查）地震调查道路隧道的工程调查4、施工中工程地质调查的基本方法与任务、施工中工程地质调查的基本方法与任务 宜采取地面补充调查、开挖工作面直接观察、宜采取地面补充调查、开挖工作面直接观察、素描、摄像、量测。对于工程地质、水文地质复素描、摄像、量测。对于工程地质、水文地质复杂的隧道，可采用超前地震波反射、声波反射、杂的隧道，可采用超前地震波反射、声波反射、地质雷达等地球物理手段，或采用超前钻孔、平地质雷达等地球物理手段，或采用超前钻孔、平行导坑、试验坑道等进行超前探测，及时预报可行导坑、试验坑道等进行超前探测，及时预报可能发生地质灾害的位置、性质。能发生地质灾害的位置、性质。任务任务:（1）分析判定实际揭露的围岩级别；）分析判定实际揭露的围岩级别；道路隧道的工程调查（2）施工中遇到的工程地质和水文地质问题的及）施工中遇到的工程地质和水文地质问题的及时预报及解决时预报及解决（3）为验证和修改设计及调整施工方案提供依据）为验证和修改设计及调整施工方案提供依据隧道勘察设计1、隧道勘察的三个阶段、隧道勘察的三个阶段可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察2、可行性研究勘察、可行性研究勘察预可行性研究和工程可行性研究预可行性研究和工程可行性研究3、初步勘察、初步勘察满足初步设计对资料要求满足初步设计对资料要求4、详细勘察、详细勘察为施工图设计提供完整的工程地质资料为施工图设计提供完整的工程地质资料隧道勘察的主要方法1、隧道勘察的主要方法、隧道勘察的主要方法收集研究既有资料，调查与测绘，勘探，试验与收集研究既有资料，调查与测绘，勘探，试验与长期观测等长期观测等2、收集研究既有资料、收集研究既有资料（1）地形资料：地形图（路线规划）和航空照片）地形资料：地形图（路线规划）和航空照片（比较方案的选择）（比较方案的选择）（2）地质资料：地质图和说明书（地质部门）地质资料：地质图和说明书（地质部门）（3）工程资料：隧道附近的工程）工程资料：隧道附近的工程隧道勘察的主要方法（4）气象资料：可由气象台站和各种资料期刊、）气象资料：可由气象台站和各种资料期刊、汇编、年鉴等处获得汇编、年鉴等处获得（5）用地及环境资料：工程用地和施工用地；自）用地及环境资料：工程用地和施工用地；自然环境，文物故迹，自然保护区，居民环境然环境，文物故迹，自然保护区，居民环境（6）灾害资料：暴雨、台风、地震、滑坡等发生）灾害资料：暴雨、台风、地震、滑坡等发生的规模、频度的规模、频度3、调查与测绘、调查与测绘工程地质调查，工程地质测绘工程地质调查，工程地质测绘隧道地质勘察1、挖探：坑探和槽探、挖探：坑探和槽探能够取得详尽的直观资料和原状土样，单勘探深能够取得详尽的直观资料和原状土样，单勘探深度有限，劳动强度大度有限，劳动强度大2、简易钻探：小螺纹钻、钎探和洛阳铲等、简易钻探：小螺纹钻、钎探和洛阳铲等工具轻、体积小、操作方便、进尺较快、劳动强工具轻、体积小、操作方便、进尺较快、劳动强度较小；不能采取原状土样或不能取样，在密实度较小；不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用或坚硬的地层内不易钻进或不能使用3、钻探：冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进、钻探：冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进、以及振动钻进等以及振动钻进等隧道地质勘察可获得深部地层的可靠地质资料；可获得深部地层的可靠地质资料；4、地球物理勘探、地球物理勘探（1）概念：物探，凡是以各种岩土物理性质的差）概念：物探，凡是以各种岩土物理性质的差别为基础，采用专门的仪器，观测天然的或人工别为基础，采用专门的仪器，观测天然的或人工的物理场变化，来判断地下地质情况的方法，统的物理场变化，来判断地下地质情况的方法，统称为物探称为物探（2）特点：效率高，成本低，仪器和工具比较轻）特点：效率高，成本低，仪器和工具比较轻便，原位测试方法；由于不同的岩、土可能具有便，原位测试方法；由于不同的岩、土可能具有某些相同的物理性质，或同一种岩、土可能具有某些相同的物理性质，或同一种岩、土可能具有某些物理性质差异，因此有时较难得出肯定的结某些物理性质差异，因此有时较难得出肯定的结隧道勘察的主要手段论，必须使用钻孔加以校核、验证，物探有其一论，必须使用钻孔加以校核、验证，物探有其一定的适用条件。定的适用条件。（3）分类）分类电法勘探电法勘探、电磁法勘探（、电磁法勘探（地质雷达勘探地质雷达勘探）、地震）、地震勘探、勘探、声波勘探声波勘探、重力勘探、磁力勘探与放射性、重力勘探、磁力勘探与放射性勘探等勘探等隧道地质勘察1、隧道地质条件、隧道地质条件 岩层性质、地质构造、岩层产状、裂隙发育岩层性质、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度以及风化程度、隧道所处深度及其与地形起程度以及风化程度、隧道所处深度及其与地形起伏的关系、地层含水程度、地温及有害气体情况、伏的关系、地层含水程度、地温及有害气体情况、有无不良地质现象及其影响有无不良地质现象及其影响 地形地质条件特别复杂的长大隧道也可采用多地形地质条件特别复杂的长大隧道也可采用多阶段勘测。但是为配合整个线路的勘测工作，隧阶段勘测。但是为配合整个线路的勘测工作，隧道勘测宜与道路勘测相当。道勘测宜与道路勘测相当。隧道地质勘察2、初步勘察、初步勘察目的：确定隧道的位置，为初步设计提供所需的地质资料，目的：确定隧道的位置，为初步设计提供所需的地质资料，初步确定隧道通过地层的围岩类别；根据围岩类别就可以初步确定隧道通过地层的围岩类别；根据围岩类别就可以大致确定隧道开挖难易、采用的施工方法，支护类型以及大致确定隧道开挖难易、采用的施工方法，支护类型以及设计所需的参数。设计所需的参数。基本内容：地形地貌、地质构造、地层岩性、特殊地质不基本内容：地形地貌、地质构造、地层岩性、特殊地质不良地质、良地质、主要手段：以调查和测绘为主，配合物探，充分利用以往主要手段：以调查和测绘为主，配合物探，充分利用以往地质资料地质资料应提交的资料：隧道工程地质说明书，隧道工程地质平面应提交的资料：隧道工程地质说明书，隧道工程地质平面图，隧道工程地质纵断面图，洞口、洞身工程地质横断面图，隧道工程地质纵断面图，洞口、洞身工程地质横断面图图隧道地质勘察3、详细勘察、详细勘察主要目的：对已批准的初步设计，对已选定的隧道位置进主要目的：对已批准的初步设计，对已选定的隧道位置进行详细的工程地质勘察，为编制隧道的施工图提供详细的行详细的工程地质勘察，为编制隧道的施工图提供详细的地质勘察资料。地质勘察资料。主要内容：着重解决初勘时未能查明和解决的地质问题，主要内容：着重解决初勘时未能查明和解决的地质问题，补充核对初勘时的地质资料。勘探的重大复杂地质问题作补充核对初勘时的地质资料。勘探的重大复杂地质问题作出可靠结论，应根据地质特征，分析隧道隧道围岩的稳定出可靠结论，应根据地质特征，分析隧道隧道围岩的稳定性和洞口斜坡的稳定性；正确评价和预测隧道区的工程地性和洞口斜坡的稳定性；正确评价和预测隧道区的工程地质、水文地质条件及其发展趋势，提供设计施工所需的定质、水文地质条件及其发展趋势，提供设计施工所需的定量指标，以及设计和施工过程中的注意事项和整治措施意量指标，以及设计和施工过程中的注意事项和整治措施意见。见。隧道地质勘察3、详细勘察、详细勘察主要手段：调查测绘、物探、钻探、坑探、槽探等主要手段：调查测绘、物探、钻探、坑探、槽探等应提交的资料：详勘结束后，原始记录、计算、底图等应应提交的资料：详勘结束后，原始记录、计算、底图等应在现场认真进行校检、分类和整理，完成详勘说明书（根在现场认真进行校检、分类和整理，完成详勘说明书（根据详勘提出对设计和施工方案的建议）。地质详勘成果书据详勘提出对设计和施工方案的建议）。地质详勘成果书（包括地质平面图和剖面图，重大地质问题的评价，钻探、（包括地质平面图和剖面图，重大地质问题的评价，钻探、试验资料整编等）试验资料整编等）水文勘察1、概述、概述隧道与地下水的影响关系，主要出现两种现象：一是隧道隧道与地下水的影响关系，主要出现两种现象：一是隧道内涌水，这将恶化围岩稳定状态，导致施工困难，增大工内涌水，这将恶化围岩稳定状态，导致施工困难，增大工程造价；二是地表枯水，造成工业涌水及饮水困难。程造价；二是地表枯水，造成工业涌水及饮水困难。2、地下水涌水调查、地下水涌水调查内容：通过对构造裂隙、地下水露头的调查，判明含水层、内容：通过对构造裂隙、地下水露头的调查，判明含水层、透水层、隔水层的范围及其与隧道的关系和影响程度。调透水层、隔水层的范围及其与隧道的关系和影响程度。调查地下水的类型以及与地表水的供给关系，地下水的动态查地下水的类型以及与地表水的供给关系，地下水的动态变化规律；调查地下水的流量、流向及水质变化规律；调查地下水的流量、流向及水质水文勘察3、枯水调查、枯水调查水资源的利用状况，溪流的流域和流量，泉水、地下水的水资源的利用状况，溪流的流域和流量，泉水、地下水的状态，植被、气象与隧道涌水的相关联问题，以往工程的状态，植被、气象与隧道涌水的相关联问题，以往工程的枯水资料。枯水资料。气象调查1、基本内容：隧道地区的季节变化、气温、气压、基本内容：隧道地区的季节变化、气温、气压、风速、风向、降雨量、积雪量、降雾的程度、冻风速、风向、降雨量、积雪量、降雾的程度、冻结深度等，其中气温、风速、降雨、积雪应调查结深度等，其中气温、风速、降雨、积雪应调查其极端值（最大及最小值）其极端值（最大及最小值）2、必要时应在隧址处设立气象观测点进行观测，、必要时应在隧址处设立气象观测点进行观测，持续搜集当地气象资料。持续搜集当地气象资料。工程环境调查1、自然环境调查：地表水系、湖泊、植被、矿产、自然环境调查：地表水系、湖泊、植被、矿产资源、动植物等资源、动植物等2、社会环境调查：土地、农田、水利设施、地下、社会环境调查：土地、农田、水利设施、地下管线、文化遗址等管线、文化遗址等3、生活环境调查：生活用水、交通状况、地表沉、生活环境调查：生活用水、交通状况、地表沉降、塌陷、生活用水枯竭等降、塌陷、生活用水枯竭等4、施工条件调查、施工条件调查隧道环境保护与防治1、“三个同时三个同时”：同时设计、同时施工、同时保：同时设计、同时施工、同时保护护2、水资源的保护：水资源的流失或水面下降，以、水资源的保护：水资源的流失或水面下降，以及由此引起的地表沉降等问题及由此引起的地表沉降等问题3、植被的保护、植被的保护4、特殊保护区的保护：名胜古迹、风景旅游区、特殊保护区的保护：名胜古迹、风景旅游区、自然保护区等自然保护区等5、特殊地质段的保护、特殊地质段的保护6、环境污染的防治、环境污染的防治7、弃渣处理、弃渣处理