【正文】 4 第一章 緒論 1 第一章 緒論 城市工程地質(zhì)研究的現(xiàn)狀和方法 國內(nèi)外對城市工程地質(zhì)研究的現(xiàn)狀 城市工程地質(zhì)主要研究人類城市工程建設(shè)活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響關(guān)系，預(yù)測城市可能出現(xiàn)的各種工程地質(zhì)問題并提出防治對策，是服務(wù)于城市建 設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)的一個分支。 國外城市地質(zhì)工作起始于上世紀(jì)初，加拿大國家皇家協(xié)會曾發(fā)表過關(guān)于地質(zhì)工作對城市中心的意義和重要性認(rèn)識論文。 80 年代國外城市地質(zhì)工作以電子自動化帶動全新的填圖工作為特點，地質(zhì)工作更加注重地質(zhì)環(huán)境和自然資源的保護(hù)。 20 世紀(jì) 80 年代中國的 第一章 緒論 2 城市地質(zhì)工作獲得空前發(fā)展，以城市為中心的水工環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查研究全面展開。總體上講，目前許多城市已經(jīng)進(jìn)行了大量地質(zhì)調(diào)查工作，地質(zhì)資料豐富 [3]。 (1)自然歷史分析法 自然分析法是一種“將今論古”和“以古論今，論未來”的研究方法。對某一城市工程地質(zhì)問題或現(xiàn)象，根據(jù)所確定的邊界條件和計算參數(shù)，運用理論公式或者經(jīng)驗公式進(jìn)行定量計算。 第一章 緒論 3 (4)工程地質(zhì)類比法 工程地質(zhì)類比法是根 據(jù)已建工程經(jīng)驗并結(jié)合研究區(qū)工程地質(zhì)條件、地層巖性、巖體結(jié)構(gòu)和動態(tài)觀測資料開展資料的的綜合分析和類比的一種方法。采用重型圓錐形動力觸探，錘重 、落距76cm、記錄貫入 10cm 的錘擊數(shù) [7]。 城市工程地質(zhì)問題研究的重要性及特征 城市工程地質(zhì)問題研究的重要性 隨著人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口迅速增加，城市用地不斷擴(kuò)大，城市建設(shè)由平面開發(fā)轉(zhuǎn)向立體開發(fā)，城市地質(zhì)環(huán)境所受影響和壓力與日俱增。如程建設(shè)的加載和開挖造成的沉降、位移甚至失穩(wěn)；一些城市大量抽去地下水造成的地面進(jìn)一步沉降、巖溶塌陷、地裂縫等；城市大量排出的廢棄物和工業(yè)廢水和生活污水造成的城市的嚴(yán)重污染等。 城市工程地質(zhì)研究的特征 首先，城市工程地質(zhì)的發(fā)展離不開工程地質(zhì)的發(fā)展，它是伴隨這工程地質(zhì)的發(fā)展而來。 其次，在對城市工程地質(zhì)研究內(nèi)容包括原生地質(zhì)作用、次生地質(zhì)作用和人為地質(zhì)作用，三者相互制約、影響，并對城市工程地質(zhì)起著控制和調(diào)節(jié)作用。 最后，在城市建設(shè)是要充分考慮到地震和地下水的問題城市工程地質(zhì)學(xué)研究 的 目的是 從根本上協(xié)調(diào)和緩解城市經(jīng)濟(jì)開發(fā) 、空間開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境載體之間的矛盾，使之向良性方向發(fā)展，是不斷避免和減緩城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)和空間開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境載體的反作用 [8]。 第二章 將軍山電力隧道工程工程地質(zhì)條件分析及評價 2 第二章 將軍山電力隧道工程工程地質(zhì)條件分析及評價 工程概況 220kV 桃曉線開斷碼頭變電纜線路穿越將軍山段工程（圖 ），該工程位于南京市棲霞區(qū)將軍山地 區(qū)，其地理位置在南京市北部，瀕臨長江，范圍東至燕子磯，南至寧燕公路，西至上元門附近老虎山，北以長江為界，全區(qū)面積 10K ㎡左右，屬于低山、丘陵地貌景觀地區(qū)。根據(jù)電纜工藝布置要求，隧道設(shè)計采用“ D”型斷面，總寬為 、總高為 4m。因位于城區(qū)，人工改造明顯，主要為堆積了較厚的填土，使原始地面得到了普遍提高。而泥盆系五通組、石炭系金陵組、高驪山組、和州組、老虎洞組、黃龍組、船山組、二疊系棲霞組、孤峰組、龍?zhí)督M、大隆組、下中三疊統(tǒng)青龍群等，主要分布在本區(qū)中部和南部。 （ 2）奧陶系下統(tǒng)侖山組（ O1l） 共分三部分：上部及下部巖性為灰 ~淺灰色、厚 ~中 層殘余異化粒白云巖；中部為生物屑灰?guī)r及紋層狀微亮晶灰?guī)r，夾少量鮞粒灰?guī)r透鏡體，局部含碎石結(jié)核，巖石表面溶蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，多為溶溝，小溶洞，在研究區(qū)分布較廣。 （ 5）石炭系下石炭統(tǒng)高驪山組（ C1g） 巖性主要為雜色碎屑巖。 （ 8）三疊系下統(tǒng)下青龍群（ T1x） 主要巖性分為三部分，下部為黃綠色頁巖、泥巖，夾薄層微晶灰?guī)r。 （ 10）白堊系浦口組（ K2p) 常出露于山麓或低矮丘陵地帶，主要為紫紅、紫灰色礫巖為主夾有紫紅色粉砂巖和細(xì)砂巖，礫石成分復(fù)雜，呈棱角狀或次棱角狀。如區(qū)內(nèi)的將軍山復(fù)背斜，核部為震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，軸向 45176。北西向張性斷裂斜切或橫切褶皺體，斷裂面較陡立，一般延伸較遠(yuǎn)并切割北北東向斷裂，主要為南京 — 湖熟斷裂，是一條區(qū)域性規(guī)模較大斷裂，構(gòu)成了寧蕪斷陷盆地的東北邊界。屬更新 世活動斷裂。第四紀(jì)早、中期有明顯活動，屬更新世活動斷裂。第四紀(jì)地層以沖積物為主，巖性以粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，厚度變化較大，在擬建線路西段較發(fā)育。 （ 2）炮臺山向斜，核部由炮臺山組組成，翼部為將軍山組組成。 （ 5）黃方村背斜，核部有高家邊組和墳頭群組成，翼部為五通組和石炭系地層，由于斷裂破壞已不完整。在煤炭山褶皺軸的兩端均昂起。后期剝蝕作用不但形成與構(gòu)造一致的背斜山（如永清里 背斜山），而且更多地形成地貌倒置背斜谷和向斜山。間，主要分布在褶皺構(gòu)造背斜和向斜的兩翼部位，往往造成該地巖層掩覆缺失現(xiàn)象； 2）、高傾角正斷層，橫切褶皺構(gòu)造，使斷層兩側(cè)相當(dāng)?shù)貙拥穆额^線突然截斷不連續(xù)，使背斜或向斜的露頭寬度在斷層兩側(cè)明顯不相等，地貌上往往使斷層二側(cè)山嶺高程發(fā)生顯 著差異； 3）、平移性質(zhì)為主的斷層多半是高傾角的，斜切褶皺構(gòu)造軸向發(fā)育，使兩側(cè)巖層或山嶺錯位。斷層帶出露奧陶 ~志留 ~泥盆系巖層斷塊，依據(jù)這種情況推測斷面應(yīng)向 NW 傾斜，由于它發(fā)育時期早，地貌上反映不明顯。斷層產(chǎn)狀為 N40176。 W/SW∠ 35176。 W/NE∠ 70176。 （ 8）佛靈門 ~煤炭山橫斷層 斷層走向 N20176。這些斷層中，逆、逆掩斷層常 第二章 將軍山電力隧道工程工程地質(zhì)條件分析及評價 8 組合成迭瓦排列，而正斷層則以階梯狀排列，平移斷層則以和褶皺構(gòu)造軸斜列形式排列。主要分布于線路西段，含水層比較發(fā)育，富水性較好。地下溶洞較發(fā)育，但不均勻，主要受巖性和構(gòu)造控制。 裂隙水主要賦存于構(gòu)造裂隙中，其富水性受構(gòu)造發(fā)育程度和巖性、產(chǎn)狀、補(bǔ)給條件等控制。 工程地質(zhì)條件 該工區(qū)主要分布為丘陵、低山，山體最大海拔高程 ，一般海拔高程在 左右。其中 F1 斷層帶較寬，約為 ~，巖石較破碎，有大量斷層角礫巖，巖石礦化硅化現(xiàn)象嚴(yán)重，斷層帶附近，發(fā)育有較多節(jié)理、劈理，對工程有一定影響，在施工開挖時應(yīng)及時跟進(jìn)處理，做好防護(hù)支護(hù)措 施。電力隧道擬布置在道路內(nèi)，如有可能盡量布置在沿道路的綠帶內(nèi)，高壓走廊內(nèi)，以避免電力隧道與其他設(shè)施的矛盾，方便工作井的選址和建設(shè)。 (3) 電力隧道的走向應(yīng)盡可能順直 受施工技術(shù)的限制及電纜剛性結(jié)構(gòu)的影響，電力隧道的彎曲半徑不可能達(dá)到很小，由此對隧道的線形設(shè)計產(chǎn)生了一定的限制（表 31）。因此，電力隧道設(shè)計時，應(yīng)盡可能避開這些道路，無法避開的，則避讓高架橋樁基及地鐵車站。 Ⅰ、Ⅱ規(guī)劃線路工程地質(zhì)條件對比分析 通過工區(qū)現(xiàn)場的實地勘察測繪，得到如下圖 所示的區(qū)域地質(zhì)圖： 圖 將軍山電力隧道Ⅰ、Ⅱ規(guī)劃線路 Ⅰ規(guī)劃線路工程地質(zhì)條件 （ 1）Ⅰ規(guī)劃電纜線路（圖 ）穿越將軍山段工程，其路線總體走向為 NW 向，沿線主要分布為丘陵、低山。第三章 將軍山電力隧道工程規(guī)劃線路的比選 12 線路沿線方向大致和 F1 斷層走向一致，故主要受 F1 斷層的影響，沿線巖石較為碎裂，風(fēng)化較為嚴(yán)重，沿線的灰?guī)r分布區(qū)， 由于受構(gòu)造影響，比較發(fā)育。 Ⅱ規(guī)劃線路工程地質(zhì)條件 （ 1）擬建的 220kv 桃曉線開斷碼頭變電纜線路（Ⅱ規(guī)劃線）穿越將軍山段工程，其路線總體走向為 NW 向，沿線主要分布為丘陵、低山，山體最大海拔高程 米，一般海拔高程在 米左右。線路沿線主要分布三疊上、下青龍灰?guī)r。線路出洞口位置出露的巖石主要為志留系墳頭組 上下段，以及白堊系浦口砂礫巖，其中墳頭組地層巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖，巖性相對較軟弱，施工時應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測和防護(hù)處理。 規(guī)劃線路比選的結(jié)果 Ⅰ規(guī)劃電纜線路隧道長度較短，但是由于該線路與 F1 斷層小角度相交，故受F1 斷層影響極大，且該線路穿過大量采空區(qū)；相比較Ⅱ規(guī)劃電纜線路隧道長度較長，但 該線路與對該區(qū)域影響最大的 F1 斷層較大角度相交，因此受 F1 斷層影響較小，且該線路較少穿過采空區(qū)。 新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計施工的方法和原則。 盾構(gòu)法施工的主要內(nèi)容：先在隧道某段的一段建造豎井或基坑，以供盾構(gòu)安裝就位。 （ 3）明挖法 明挖法是軟土地區(qū)地下工程施工中最基本、最常用的施工方法。 （ 2）盾構(gòu)隧道時，如隧道覆土太淺，地表沉降較難控制，開挖面穩(wěn)定較為困難，甚至不能施工。 第五章 工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估的研究 16 第五章 工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估的研究 地質(zhì)環(huán)境分析 氣象、水文 南京地處北亞熱帶濕潤氣侯區(qū)，四季分明，但冬夏長，春秋短，且夏季酷熱，冬季寒冷。其中 6 月下旬至 7月中旬為梅雨季節(jié)，陰雨天氣多。長江水位受潮汐影響明顯。如區(qū)內(nèi)的將軍山復(fù)背斜，核部為震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，軸向 45176。北西向 張性斷裂斜切或橫切褶皺體，斷裂面較陡立，一般延伸較遠(yuǎn)并切割北北東向斷裂，主要為南京 — 湖熟斷裂，是一條區(qū)域性規(guī)模較大斷裂，構(gòu)成了寧蕪斷陷盆地的東北邊界。屬更新世活動斷裂。第四紀(jì)早、中期有明顯活動，屬更新世活動斷裂。第四紀(jì)地層以沖積物為主，巖性以粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，厚度變化較大，在擬建線路西段較 發(fā)育。 松散巖類孔隙水主要為淺層水（潛水～微承壓水），賦存于長江沖積物內(nèi)。地表巖溶有一定程度的發(fā)育，可見落水洞、溶溝、溶槽等。由于巖溶發(fā)育不均勻，富水性差異較大，總體講，區(qū)內(nèi)巖溶裂隙水富水性屬中等。 第五章 工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估的研究 18 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征 根據(jù)現(xiàn)有資料，結(jié)合本次野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查情況分析，區(qū)內(nèi)分布的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡、崩塌災(zāi)害、巖溶塌陷、地面沉降及軟土形變等災(zāi)害。 二是已建成的景區(qū)，依山體面建造的建筑物，存在開發(fā)不當(dāng)，保護(hù)力度不夠的問題，局部坡體巖石有喀斯特發(fā)育，節(jié)理裂隙破壞較嚴(yán)重，不穩(wěn)定巖體發(fā)育 ! （ 2）滑坡和泥石流 將軍山地區(qū)區(qū)域性構(gòu)造主要有將軍山鎮(zhèn)江焦山斷裂和將軍山復(fù)背 斜，組成斜坡的巖土體被各種構(gòu)造面切割分離成不連續(xù)狀態(tài)，這種地質(zhì)條件易于滑坡的發(fā)生。 第五章 工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估的研究 19 圖 將軍山地質(zhì)災(zāi)害 （ 3）巖溶 燕子磯附近沿江的頭臺洞、二臺洞、三臺洞等溶洞，發(fā)育在江邊的震旦系燈影組白云質(zhì)灰?guī)r之中?？梢娺@種層狀溶洞和階地的形成過程一樣，也是由于地殼在第四紀(jì)以來不斷抬升，地下水不斷下切的結(jié)果。因此，現(xiàn)狀評估認(rèn)為，評估區(qū)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害危險性小。同時在施工過程中，遇到高麗山組泥頁巖及斷層構(gòu)造影響帶等巖性較差的地段，發(fā)生坍塌的可能性較大，也應(yīng)及時做好支護(hù)。 地質(zhì)災(zāi)害防治措施 （ 1） 在電力隧道規(guī)劃線上及其附近區(qū)域，進(jìn)行滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害點查找，對一些發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性較大的災(zāi)害點進(jìn)行治理，例如在滑坡的前緣設(shè)置擋土墻、抗滑樁或錨桿擋墻，阻止滑體繼續(xù)向下滑移發(fā)展；對坡體是松散堆積物或其節(jié)理裂隙較為發(fā)育的情況，可以采用注漿改良其性質(zhì)，增加自身的穩(wěn)定性；對于坡面的防護(hù)，可進(jìn)行植物防護(hù)和工程防護(hù)，植物防護(hù)是指在坡面上種植植物、草皮，一方面通過植物的蒸騰作用減少坡面的含水量，另一方面防止水土流失，增加坡面的穩(wěn)定性，還可以美化環(huán)境，工程防護(hù)包括坡面砌石、噴射混凝土面層及結(jié)合錨 桿的格構(gòu)地梁防護(hù)；截水排水，在滑坡體外側(cè)設(shè)置截水溝，攔截地表水及第五章 工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估的研究 21 地下水以免進(jìn)入到滑坡體中，對滑坡體內(nèi)的地下水采用盲溝、滲井、排水鉆孔等疏干、排除地下水，與此同時，盡量不在暴雨等惡劣天氣下施工 [11]。在此基礎(chǔ)上 ,以將軍山電力隧道工程地質(zhì)條件為研究對象，進(jìn)行實地踏勘，收集現(xiàn)場測試和試驗資料，進(jìn)行了將軍山電力隧道工程適宜性評價。 (3)擬建的將軍山電力隧道工程適宜性較好 ，適宜建該工程。同時，注意施工過程中可能遇到的涌水問題，應(yīng)考慮采取注漿止水、超前導(dǎo)水等適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。?dǎo)師淵博深厚的理論基礎(chǔ)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的工程經(jīng)驗、一絲不茍的工作作風(fēng)以及樂觀向上的人生態(tài)度深深地影響了我，使我受益匪淺。盡我所 知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年