工程地质条件

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工程地质条件范文第1篇

[关键词]构造运动 工程地质 建筑工程 影响

中图分类号：TW52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0087-01

工程地质条件与建筑工程的质量有着密切的关系。工程地质条件无论是在工程开工前，还是在工程开工后都直接影响着建筑工程的一些方面。我国在工程地质条件方面已经做出了一定的成绩，但是由于工程地质条件的重要性，所以对于工程地质条件的研究还有待进一步研究和探索。由于工程地质条件对于建筑工程有着重要的影响意义，所以，我国地质研究的相关部门一定要加强对工程地质条件的研究。然而，想要研究工程地质条件，就必须明确了解影响工程地质条件的重要因素―构造运动。

一.对构造运动的研究

1.1 构造运动

构造运动是主要由地球内部能量引起的组成地球物质的机械运动。构造运动使地壳或岩石圈的物质发生变形和变位，其结果一方面引起了地表形态的剧烈变化，如山脉形成、海陆变迁、大陆分裂与大洋扩张等；另一方面在岩石圈中形成了各种各样的岩石变形，如地层的倾斜与弯曲、岩石块体的破裂与相对错动等。

（1）破碎带：地壳块体的运动在全球软流层上的运动，受制于应力场变化的随机性以及区域性，在应力场几种作用的部分，在张应力、剪应力的作用下，岩石岩体在经历过塑性变形之后发生破碎，破碎带的产状、走向、倾向等受到此时期应力场的影响。直接的后果是地层区域内岩体的破碎。

（2）断裂：类同与破碎带形成中构造运动的作用机制。在形成破碎带的同时，区域的应力场会导致破碎带两侧岩层的错动，出现同时期的岩层出现不连续。在随后的沉积发展史中，会影响到上覆地层的岩石学属性，进而影响到力学性质。应力场的改变的影响的前期阶段是对岩体的压实、拉张、剪切。在这段作用期内，尚未达到破碎岩石的程度。

（3）岩浆：现阶段板块运动，泛认同地幔液态岩浆的热运动是板块运动的主要动力来源。相对于整个地球厚度，地壳是很薄的一部分。地下岩浆对地表的作用主要是岩浆侵入。影响区域构造地质状况、岩浆的热运动导致侵入岩浆周围岩石的各种属性的改变。岩浆的流体运动状态会导致对上部地壳的破坏，而岩浆喷出虽然对人类的影响范围较小，但是一旦喷出对整个岩浆涌出带周边地区的破坏则是毁灭性的。

二.构造运动对工程地质的影响

（1）选址问题：首先，必须保证工程的安全问题，对于大断裂、大构造带应该尽力避开，防止地震的影响。此外，为了避开岩浆的喷出以及侵入带来的问题，岩浆活动带也需要避开。而在砂土液化问题上也需要进行讨论。在地下工程的开采上，岩石的岩性如果在构造运动中被严重压实会导致岩石过硬会导致开采难度的增加，增大开发经费。

（2）岩性问题：这主要是考虑到地基、以及地下工程的围岩问题。这主要是要考虑区内构造运动对岩层的改造。在地基岩层、工程围岩上主要要注意破碎带岩石、受构造应力场改变产生的塑性流动导致的区域减薄等，而在对岩石应力的承受能力上也要做出相应的改变。

（3）地下水的问题：地下的岩层有的是含水的，构造对岩层的破坏导致地下水的突水通道的增多，加大了多地下突水预防的难度。而沿着破碎带，如果破碎带中碎屑岩石的胶结程度以及压实程度较差，很有理由相信，切割到含水层与地下工程工作层的断裂会成为突水通道。而至于突水，地下水作为岩石中孔隙流体压力的承担着相当大的压力，因此涌出的速度，水量都是惊人的。

三.建筑工程中应注意的工程地质问题

工程地质条件对于建筑工程的影响是多方面的。在工程建筑中的工程地质所涉及的方面多、内容复杂，是一项具有高技术难度的工作。稍有疏忽变会出现严重的后果。然而建筑工程的质量至关重要，不仅涉及建筑业的发展，同时也涉及到人们的生命安全和财产安全。因此，对于建筑工程中的工程地质不容有严重性的问题存在。本文在此提出了几点在建筑工程中应注意的工程地质问题，希望能够为工程地质的工作者在规避一些问题上提供一些有价值的参考意见。

3.1 地基稳定性问题

地基的稳定性是建筑工程中工程地质方面最主要的问题之一。在工程建筑中，无论是房屋建筑，还是铁路、公路建筑都涉及到地基的稳定性问题。所以，在进行工程地质勘测时，要严格对施工地的地质进行勘测。

3.2 斜坡稳定性问题

自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物，人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡，斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构造特征是影响其稳定性的物质基础，风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定，而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。

3.3 洞室围岩稳定性问题

地下洞室被包围于岩土体介质中，在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件，便会出现一系列不稳定现象，常遇到围岩塌方、地下睡涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价，研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程，做好山体稳定性评价，研究岩体结构特性，预测岩体变形破坏规律，进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。

3.4 区域稳定性问题

地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响，自 1976 年唐山地震后越来越引起土木工程界的注意。对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市地区，区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。

3.5 洞室选线的问题

在国防工程中硐室选线应注意山形完整；洞口地段应下陡上缓，无滑坡、崩塌等不良地质现象；注意构造对边坡整体稳定性的影响。褶皱转折端部位由于构造应力集中作用，岩石的破碎、破坏程度较高，不利于进行地下工程的进行。

由于建筑工程中的工程地质工作复杂性、严谨性以及高难度性，所以，在实际的操作过程中往往会出现一些问题。以上只是几种常见的极易出现的问题，要想解决建筑工程中工程地质方面常出现的问题是远远不够的，因此，解决这方面问题还需要有关专家进行进一步的研究和探索。

结语

终上所述，工程地质条件对工程建筑的影响十分重大，为建筑工程的科学性和合理性提供了可靠的保证。而影响工程地质条件的因素构造运动对于工程地质条件的影响是多方面的，并且影响意义是深远的。因此，要想研究工程地质条件对于建筑工程的影响就必须先对构造运动有所研究，并且将此研究运用到解决建筑工程中地质条件相关方面的问题。所以，我国建筑领域和地质领域的相关人士要加强工程地质条件对于建筑工程的影响，同时对其不的进行研究，从而为建筑工程的安全性和稳定性提供更坚实有力的保证。

参考文献

[1] 韦俊发，麻荣广，杨彰智，黄云峰，丁坚平.广西来宾凤凰变电站土洞塌陷形成机理及其治理[J].中国岩溶.2013（03）.

工程地质条件范文第2篇

一、水文工程地质勘查的作用 

在城市建设中，水文工程地质勘查工作是必不可少的一环，为了促进城市的发展，对某地进行开发之前需要先进行水文工程地质条件勘查工作，以确保当地的地质适应发展的需求，除此之外，还有很多领域需要用到水文工程地质勘查工作，以下就对水文工程地质勘查的作用做简要分析： 

1、综合性水文地质勘查 

综合性水文地质勘查是在一个特定区域进行的，通过对该区域的水文地质条件进行分析，确定这一区域是否适合开展旅游观光项目建设，或者是否适合农业生产活动，可以说对该区域的水文地质条件分析是为了保证农业生产和观光项目的发展不受地质条件的影响，从根本上避免水文地质条件的不良影响。 

2、专门性水文地质勘查 

专门性的水文地质勘查是具有针对性的勘查工作，通过对某一地区存在的水文地质问题进行研究，分析该区域是否适合某项地下水相关产业的开展，将水文地质勘查结果作为开展相关产业的依据，这也是水文地质勘查工作的重要作用。例如，通过水文地质勘查确定某区域是否适合打井或者是否具有开采价值。 

3、工程地质的勘查 

在对建筑工程进行施工之前，需要针对施工场地及周边区域的水文地质进行深入勘查，降低在施工过程中由于地质原因发生突况的几率。同时，在施工之前对施工区域进行水文地质勘查也是为了后期施工中的突发状况做好应急方案，从而，确保工程的顺利进行。由于建筑工程的设施和结构不同，在进行水文地质勘查时所需要注意的侧重点也就不同。但是，不管工程建成之后的作用是什么，在施工前期进行水文地质勘查都是必要之举，水文地质的勘查结果可以为工程的各个施工阶段提供依据，并且，可以通过水文地质的勘查结果对工程施工进程中可能发生的状况建立预备方案。 

如果该建筑工程属于超高层建筑，就需要通过对该地域的水文地质情况进行分析，并且依据分析结果，制定相应的方案，确保地基的稳定性与抗震能力，从根本上降低建筑工程的安全隐患。如果要修建水库大坝，就需要注重坝体根基的稳定性。对于不同建筑结构和工程项目的水文地质勘查侧重点不同。此外，在工程施工过程中如果对工程项目有调整操作，那也需要对水文地质的勘查内容进行更改，确保工程项目的施工安全。 

二、野外水文地质试验的方法 

1、抽水试验 

抽水试验主要是对某一区域的含水量和税种的物质进行分析的过程。它的方法是对水井或钻孔进行抽水，多次操作之后对水量的变化进行记录。同时，将抽取的水带回到实验室做进一步检验，以此确定水中含有的元素，为了生产和相关活动提供技术支持。 

2、试坑渗水试验 

试坑渗水试验方法是通过在地表挖坑，并且水坑的地表下面要有一定水层，观察在坑内的水量渗入情况，确定一定时间内的渗入量，然后依据函数关系，测量数据的方式，这种方式也是先进比较常用的方式。 

三、水文工程渗漏措施 

1、渗漏水检查 

工程渗水通过渗水量区分可以分为慢渗、快渗、漏水和涌水四个等级。其检查方式主要通过以下四种方式：宏观找漏。在漏水比较严重时，可以使用肉眼观察出漏水严重的部位，找出渗水点，在必要的情况下可以凿下松动部分，找出漏水的根源；干水泥粉找漏。在渗水量相对较小的情况下，可以擦干渗水部位，撒上干的水泥粉。通过观察可以看出水泥粉表面会出现阴湿的湿线或者湿点，这时就可以确定渗水孔洞或者缝隙的具置；胶浆找漏。在慢渗面积比较大时，往往使用水泥粉无法找到具置，这种情况下可以先擦干渗水部位，在上面抹上水泥浆，之后再撒上水泥粉，这时观察水泥粉表面有湿线或者湿点，就可以确定渗水的具置；凿槽找漏。在工程的转角位置出现渗水情况时，可以通过查看水流的方向来确定渗水部位，也有特殊情况需要在工程转角位置凿槽，才能确定渗水部位。 

2、渗漏水的处理技术 

针对地下工程的渗水处理方式一般采用引排和堵截的方式。主要就是通过排出岩石中的渗水，堵截向地表工程渗漏的途径，来确保工程不受渗漏水的影响。在渗水严重的且渗水量较大的情况下，可以使用引排的方式，将渗水引入排水沟。引排的方式分成以下三种：明排引流。这个方法只适用等级不高的工程，就是当渗水在一点或者一段很短的裂缝和蜂窝状的孔洞中，并且渗水量较大，可以在渗漏部位凿开适当深度用来埋设聚水设备，在设备的下方插入塑料管，然后将渗漏水引向排水沟；暗排引流。在裂缝渗透位置沿着裂缝的方向凿Y形槽，在Y形槽的底部建设排水通道，通过排水通道将水引至排水沟，之后在槽上方使用防水砂浆和涂料进行封层处理；暗明排引流相结合。当只有拱顶或者侧墙有渗漏情况时，为减少工作量，可以采用暗明排引流相结合的方式。 

堵截的具体操作方法包括：修补。渗漏水量不大的孔洞、裂缝，可直接用促凝剂水泥和防水涂料进行封堵，也可用引流导水管的外层封堵；抹面。大面积渗漏处，可用多层抹面、防水砂浆做刚性防潮层；涂刷。大面积渗漏处，也可用防水涂料做柔性防潮层。先检查堵漏引流排水是否通畅，消除渗漏水静压力；压浆。即把防水材料压注到渗漏处的裂缝、孔洞中；粘贴。活动性断裂缝、开裂缝，可用树脂或其他粘结剂粘贴橡胶板、玻璃丝布、塑料布等处理。基本做法是查漏、凿槽、引流堵漏、找平、粘贴、罩面等。粘贴时，用粘结剂将水泥砂浆表面均匀涂3度、黏贴材料表面涂2度，再放置5～15分钟，让粘结剂中的溶剂自然挥发掉，再把黏贴材料自然贴在水泥砂浆上。此法要在干燥环境中进行，可单独使用，也可与其他方法结合用。用其他方法处理渗漏水后再进行粘贴，则效果更好。 

3、渗漏水处理措施 

在出現大面积的渗水情况时，需要先确定其具体渗水位置，为实施处理措施做好准备工作；确定渗水位置之后进行封堵，对渗水位置表面进行清理之后堵住渗水口；之后为渗水位置的表面加固，一般采用抗裂砂浆对渗水表面进行处理，最后才是养护工作，为防止再次渗漏做好防护工作。渗水部位的缝隙较大时，我们采用内部灌注的方式，通过在内部灌注可以迅速凝结的砂浆，对缝隙进行添堵，之后对渗水表面进行加固处理，进一步防止渗水情况的发生。对于渗水部位的细部结构处理要不同于大面积的处理方式，具体方式是先注入砂浆，使用止水条，然后对渗水的表面进行进一步处理，涂抹防水涂料，最后一步是对渗水表面进行养护，防止渗水情况发生。 

结语 

在很多领域内都离不开水文工程地质条件的勘查工作，很多大型工程都是依据水文工程地质勘查的结果作为依据进行建设的，对水文和地质的了解不仅可以减少工程施工的突发状况，也可以从根本上避免施工的多种隐患。 

工程地质条件范文第3篇

关键词：张家峁井田；保水采煤；水资源赋存特征；水文地质条件分区

0引言

陕北侏罗纪煤田地处毛乌素沙漠南缘，煤层埋深浅，煤炭储量丰富，但水资源量总体缺乏，生态环境脆弱，煤炭开采与水资源保护的矛盾十分突出。如何有效的对西部采煤地区水资源进行保护和利用，是许多学者和专家研究和探讨的热点问题。该地区水体赋存特征和岩土体工程地质条件是保证保水采煤可行性实现的基础和关键。

保水采煤的基本思想形成于1990年之后。1995~1998 年，陕西煤田地质局一八五队、中煤水文地质局和中国矿业大学等单位联合承担开展的《中国西部侏罗纪煤田（榆神府矿区）保水采煤与地质环境综合研究》中，首次明确使用“保水采煤”一词。2007年以后，由缪协兴主持的国家重点基础研究发展计划（973）项目，将保水采煤作为中国煤炭资源绿色开采的一部分，丰富了保水采煤的涵义[1]。

针对西部地区煤层赋存特征，总结保水采煤的研究过程和途径主要为：（1）工程地质背景（条件）研究；（2）选择合适的采煤方法（工艺），减弱覆岩破坏程度[2]；（3）水资源的利用、转移存贮[1,3]。本文即在（1）的基础上，探讨陕北

神府矿区张家峁井田保水采煤的工程地质背景问题。

1井田概况

神府矿区位于陕西省北部，与内蒙和山西交界，处于陕北黄土高原与毛乌苏沙漠的接壤地带，整体上为西北高，东南低。矿区内地形主要受河流侵蚀控制，地貌类型可分为黄土丘陵沟壑区和风沙滩地区。主要水系由窟野河及其支流组成，河流域面积7 298km2，多年平均流量17.40m3/s，最大流量13 800m3/s(1976年8月2日，据神木县水文观测站资料)。

张家峁井田位于神府矿区中部，井田地形总的趋势为西部高，中东部低，一般在1 150~1 260m。井田西部为风沙滩地区，地表被松散砂层覆盖，地势相对平坦。区内其余地区属黄土丘陵沟壑区，地形支离破碎，沟壑纵横，坎陡沟深，梁峁相间，沟谷陡峻狭窄，地表侵蚀强烈。含煤地层为侏罗系延安组，井田内可采煤层从上到下依次为2-2煤、3-1煤、4-2煤和5-2煤，埋深均在240m以内，基岩厚度为40-180m，属薄基岩浅埋煤层。井田内地层如表1所示。

井田构造相对简单，未见断层，属构造相对稳定区域。地层倾向北-西，倾角一般为1°左右，局部地段可达3°，坡降5‰~17‰。

2 上覆岩土体工程地质特征

2.1粘（粉）土隔水层工程地质特征

粘（粉）土隔水层是指由离石黄土（Q2l）和保德红土（N2b）共同组成的粘（粉）土层，为砂层含水层的直接隔水底板[4]。井田西北部粘（粉）土隔水层直接出露地表，水力切割强烈，地表沟壑纵横，水资源保护的意义不大，而位于井田西、西南部风沙滩地区的粘（粉）土隔水层，对保护地表砂层水具有重要的意义。

2.1.1土层工程地质性质

由钻孔取样室内试验得黄土和红土的基本物理性质和水理性质指标如下。

2.1.2原位压水试验

根据《水电水利工程钻孔压水试验规程》，采用三级五段式压水试验方法，分别对离石黄土和保德红土进行原位压水试验，压力采用0.2MPa、0.4MPa和0.6MPa，在不同压力下测量单位压入流量（m3/d）。

依据规程公式 计算粘（粉）土隔水层的渗透系数：黄土为0.02~0.9m/d，红土为0.002~0.6m/d，极值差较大。式中： ――土体渗透系数（m/d）； ――单位压入流量（m3/d）； ――试验段水头高度（m）； ――试段长度（m）； ――钻孔半径（m）。

2.2.3三轴全应力应变渗透试验

分别对原状黄土和红土进行三轴全应力应变渗透试验，按天然埋深施加围压（黄土为0.4MPa，红土为0.6MPa）。试验结果如图1、图2所示。

由上图可知，在围压保持不变的情况下，随轴向应力的增大，土体发生塑性应变，渗透性递减。整体来看，黄土的渗透性要比红土的渗透性高一个数量级。黄土的渗透系数约为0.014~0.02m/d，红土的渗透系数约为0.005~0.007m/d，一定程度上，可以和压水试验取得的渗透系数进行参考比较。

井田内黄土和红土在天然条件下是良好的隔水层，而且只要其位于煤层开采上覆岩土层整体移动带内，采后可起到良好的隔水作用。

2.2上覆岩层工程地质特征

本区岩石以中硬类为主，抗压强度一般＞30MPa，岩石强度一般随深度增大而呈明显的增高之势。煤层直接顶板为炭质、砂质泥岩，强度弱（单轴抗压强度5~10MPa），随采随冒。直接顶板以上基本为强度较大的粉砂岩、细粒砂岩和石英砂岩（单轴抗压强度30~60MPa）。由混合抽水试验的资料知，各煤层顶板岩层渗透系数为0.000 4~0.002 m/d，为弱-极弱富水。

根据钻孔和物探测井曲线资料，井田范围内普遍发育有10~20m厚的风化带。由于基岩风化带的岩性、厚度、风化程度、粘土矿物成分、透水性等对煤层开采后覆岩导水裂隙带的发育高度及导水性能有较大影响，因而也是本区保水采煤的重要工程地质条件之一[4,5]。风化带内粘土矿物高岭石与蒙脱石的相对百分含量分别为35%和5%，遇水有一定膨胀性，渗透系数0.006~0.040 m/ d，具有良好的隔水性能[4~6]。

在河沟和水库地区，水体深切地表，直接与基岩接触，导水裂隙带发育高度以上的岩层是保护其上的水体不至溃入矿井，保障矿井安全生产的至关重要的保护层[3]。

3保水采煤水文地质条件分区

根据水体赋存特征，水量大小及对保水采煤影响的重要性，可将井田划分为A、B、C、D四个区域。如图3所示

A：梁峁区：位于井田东北部，黄土、红土直接出露地表，接受大气降水的补给。该区内冲沟密布，大气降雨往往在很短的时间内就顺冲沟流失殆尽。在局部黄土层中含有少量的毛细水，对保水采煤影响意义不大。

B：风沙滩地区：位于井田西、西南部，水体类型主要为砂层孔隙水。区内水体循环速度快，水质好，是井田西、西南部村庄的主要居民生活用水。砂层分布受先期黄土和红土沉积地形控制，厚度不均一，由于采矿沉陷的影响，造成砂层水渗流条件和方向的改变，水位可能发生比较剧烈的波动，对村民的生活会造成比较大的影响。但由于砂层下部发育有连续、较厚、可作为隔水层的黄土和红土层，局部地区存在较厚的风化带，采动裂隙易于迅速闭合[5]，这在一定程度上可以降低导水裂隙带的发育高度，减弱砂层水下渗的强度，使砂层水水位在采动影响后一段时期内有恢复的可能，这对保水采煤是有利的。

C：地表水体区：为考考乌素沟、常家沟和常家沟水库，以及相应的河漫滩和阶地。该区域是重要的工业生产和居民生活用水水源，供下游三万亩农田灌溉和人畜饮用（水库）。不宜在该区域下采煤，应留设足够的侧向煤柱。如采煤引起该区域水体与采空区连通，不仅对矿井安全生产构成严重的威胁（短时间内突水量大，水量集中），而且会使整个井田及周边区域的生态环境遭到不可恢复的破坏。此区域是保水采煤的重点区域。

D：烧变岩区：主要为位于井田东部边界的5-2煤火烧区和位于井田西部的2-2煤火烧区。由于火烧区孔隙度大，与砂层水和地表水体水力联系较大，部分火烧区直接接受大气降水的补给，因此是良好的地下储水区域，可以作为居民生活用水的稳定水源。由于采动裂隙的影响，火烧岩水可以顺裂隙直接汇入矿井，不仅增加了矿井的排水费用，同时还使火烧岩内水位下降，影响村民基本生活用水。如15201试采工作面，在5-2煤火烧区附近开切眼，矿井涌水量一直保持在20m3/h左右，位于井田东南部的王家沟以5-2火烧岩出水为主要水源，水位在此后的4个月中下降了十米左右，造成沟中泉眼干涸，村民生活用水困难。该区域也是保水采煤的重点区域，在工作面靠近或下组煤开采通过该区域时要留设足够的煤柱。

4结论和建议

（1）从张家峁井田水资源赋存特征出发，将井田分为梁峁区、风沙滩地区、地表水体区和烧变岩区四个区域。保水采煤时要特别注意地表水体区和烧变岩区，在通过这些区域时要留设足够的侧向保护煤柱。梁峁区由于富水性弱，对保水采煤意义不大。

（2）除沟谷和水库地区以外，井田范围内普遍发育较厚的离石黄土和保德红土，厚度一般为10~40m，渗透性差，可以作为隔水层，为保护井田西部砂层水提供了有利的条件。

（3）火烧岩孔隙大，发育连续，连通性好，可做为居民或矿区生活水源。同时也可作为地下储水构造，为地表潜水和矿井水的转移存储提供了空间条件。

工程地质条件范文第4篇

关键词: 地质结构；管涌；渗漏；悬挂式防渗；堤背反滤。

1堤防工程简介

1.1 工程概况

影响漳浦县城区的大洪水主要由鹿溪上游的洪水与盘陀溪、割后溪各支流洪水在城区的鹿溪干流河段相遇造成的。鹿溪上游河流短、坡降陡，汇流快，造成鹿溪洪水具有洪峰高、历时短、突发性强等特点，另外当洪潮相遇。特别是城区三面环水，堤岸线长，城区南部及北部地势低平，这些因素不同程度地加重了城区的洪涝灾害，历史上曾造成县城区堤防漫决，造成重大损失。

基于特殊的地理气候条件，洪涝灾害频繁，防洪能力与城区各项事业的快速发展态势极不适应，因此完善漳浦城区的防洪工程是非常必要和迫切的。

1.2 堤身现状

鹿溪左岸防洪堤建成时间长，属于土堤，堤身填筑材料质量参差不齐，桩号0+000～5+100为坡残积含砂砾石粘土，桩号5+140～7+683为就地取材的冲洪积粉质粘土，其中以末段5+140～7+683填筑土质量最差，堤身填筑土压实度仅为0.81。防洪堤历史险情频发，多处出现管涌及渗漏。桩号4+000～4+800护岸挡土墙崩塌；棕口桥（桩号0+000）至梧桐石陂（桩号1+950）堤段白蚁活动频繁；左岸桩号4+000～4+800的背水坡坡脚曾出现过渗漏，初设阶段勘察曾在桩号4+550堤后竹林沙地中发现一个管涌坑，长度约7m，宽度2m，深度0.50m，是险情最为严重的堤段。

2 工程地质条件

通过可研阶段及初设阶段两次勘察，了解到堤基地层分布为：冲积粉质粘土、海相沉积的淤泥质土，冲洪积形成的中砂及砾砂，下覆为全风化黑云母花岗岩。其中桩号桩号0+000～0+600、0+900～1+300、1+600～1+900、2+900～3+450、3+900～4+950堤基直接分布粉砂、中砂，无粘性土分布，属于单层地质结构；其余桩号堤基为粉质粘土，局部为淤泥质土，粘性土层以下为中砂、砾砂层，属于双层地质结构。

堤基地质结构如图所示：

堤身填筑土及堤基各岩土层物理力学性质参数建议值见下表：

表1岩土层物理力学性质参数建议值

根据现场水文地质试验及室内渗透试验，各岩土层渗透系数及渗透变形特性如下表：

表2 岩土层渗透系数及水力比降建议值

3 渗流及渗流稳定分析

根据堤基地质结构及地层分布，共有三种典型的断面：①堤身基础置于粉砂上；②堤身基础置于粉质粘土上，粉质粘土以下接砾砂；③堤身基础置于粉质粘土上，粉质粘土以下接中砂。计算工况采用两种，工况a设计洪水位下的稳定渗流期背水侧无水，工况b水位骤降情况浸润线计算。通过计算分析结果如下：

工况a计算结果：

①第一种地质断面：当堤身直接置于粉砂上时，在堤背浸润线溢流出口处的水力比降均小于允许的水力比降，但对于背水坡堤脚拐点处附近是比较危险的，应采取渗流处理措施。经过计算，在堤中心打防渗墙，深度15m，使背水坡的水力坡降J降为0.13，满足的要求。

②第二种地质断面：当堤身直接置于粉质粘土层上，其下接砾砂时，不进行渗流处理。计算结果在背水坡堤脚处出现了渗流集中区域，水平范围为2.7m，设计拟在堤背设置透水材料（回填砂土）区域，使堤脚处及粉质粘土中的水顺利排出，减少渗透压力，经过计算，回填长3m，高1.0m的砂土即可将堤脚处的水力比降减少至0.5，可满足规范要求。

③第三种地质断面：当堤身直接置于粉质粘土层上，其下接中砂时，不进行渗流处理。计算结果在背水坡堤脚处出现了渗流集中区域，水平范围为0.5m，设计拟在堤背设置透水材料（回填砂土）区域，使堤脚处及粉质粘土中的水顺利排出，减少渗透压力，经过计算，回填长3m，高1.0m的砂土即可将堤脚处的水力比降减少至0.5，可满足规范要求。

工况b计算结果：

采用24小时水位骤降至坡脚（分6次）进行计算，计算结果如下：在强透水地基上采用打垂直防渗墙进行处理，双层地基上采用回填砂土进行反滤排水，以降低堤身的水力坡降。桩号00+000～0+600、0+900～1+300、2+900～3+450、3+800～4+800采用振动沉模砼防渗墙，深15m，进行防渗处理，其余堤段均采用回填砂土进行堤背反滤排水，回填砂土顶宽5m，高度1m。

4 防渗方案

4.1 单层地质结构堤段的防渗方案

通过计算分析，针对不同堤段堤基地层分布的差异性，拟采用不同的防渗方案，具体如下：

桩号0+000～0+600、0+900～1+300、1+600～1+900堤段堤基为粉砂层，属强透水堤基，其中桩号1+600～1+900粉砂层厚度仅为0.8m，且处在堤基表层，拟采用斜墙粘土截水槽进行防渗，其它均沿堤中心线上增设垂直砼防渗墙，采用振动沉模砼防渗墙，墙深7.5~8.3m，厚度为0.12m；

桩号2+900～3+450堤段堤基为粉砂层，属强透水堤基，拟沿堤中心线上增设垂直砼防渗墙，采用振动沉模砼防渗墙，墙深10m，厚度为0.12m；

桩号3+900～4+950堤段堤基为粉砂层，属强透水堤基，拟沿堤中心线上增设垂直砼防渗墙，采用振动沉模砼防渗墙，墙深15m，厚度为0.12m；

4.2双层地质结构堤段的防渗方案

除了上述堤基直接为粉砂层外，其余堤段堤基均为粉质粘土下接中砂、砾砂层的双层地质结构，在双层地质结构的堤段均采用回填砂土进行堤背反滤排水，回填砂土顶宽5m，高度1m。

4.3振动沉模防渗墙技术简介

振动沉模防渗墙(双模板法)施工技术在漳州九龙江防洪堤改建工程及漳州部分水库大坝除险加固工程中均有应用，本技术日趋成熟，具有成墙速度快，效率高，质量好，成本低等特点。

5 结语

工程地质条件范文第5篇

【关键词】冻土特殊工程地质；路基冻害；防冻害措施；加灰法；直剪与动三轴试验

0 引言

随着我国国民经济的快速发展，需要拥有一个良好的发展环境，那么道路建设就是一个首要的基础前提。然而，在我国东北地区，由于季冻区的冻土这种特殊工程地质条件，公路建设一直被路基冻害问题困扰着。在季冻区，由于土中水冻结成冰和冻土中冰的再融化成水而使得路基发生冻融等现象，从而使路基受到一定的损伤，其损伤主要表现在冒泥翻浆、道路表面凹凸不平、路面产生较多裂缝、车辙较深类似槽沟状等。冻胀和融沉都将降低路面平整度，甚至可能破坏路面的平整度，这样就会给公路的正常运行带来安全隐患，尤其是给高速公路的正常运行。同时，公路养护费用也大大增加了不少，因此，对路基的冻害的防治以及清除其产生影响的研究是很有价值的研究，也是很有必要的。

1 道路冻害现象的原因

道路产生冻害主要包括四方面因素：

1）路基土：土体均匀与否，冻胀是否敏感以及其他一些工程特性。

2）水：包括地表水和地下水两种。地表水可以使冻土融化过程加快，同时由于地表水的渗入，道路路基土的性质会相应地改变；地下水可以使经过蠕变或者融沉之后的路基土处于湿弱状态。同时在路基冻胀过程中，埋深在1.5m以上的地下水是，水分迁移的补给水源。

3）温度：在寒冷的冬天路面可能产生收缩开裂；由于受气温影响，地温也会有一定的波动性，而地温改变就会改变路基土的一些工程特性。

4）荷载：当外荷载变化时，路基土会产生相应的蠕变和应力松弛变化，从而会冻胀性发生一定的变化。

2 防冻害措施的工程应用

在道路建设具体的实践中，对各种防冻害措施的基本原理进行分析，因地制宜，结合道路建设所在地的工程地质条件，并考虑实际气候条件和水文以及预计道路建成以后的道路交通量状况，在综合分析考虑之后，选择适合该道路的防治冻害的具体方法措施。防冻害的主要措施方法：（1）“置换法”，用非冻害材料置换冻害土；（2）“隔温法”，设置隔温层防治冻害；（3）“稳定处理法”，掺入外加剂使得土体冻结温度降低；（4）“隔水法”，采用没有毛细作用的大粒径颗粒土或者增加隔水材料。

3 “加灰法”改良路基土防冻害性能

从上面的几种方法可以分析出防冻害措施的基本原理，在掌握原理之后，提出一些改善路基防冻害的具体工程措施。当道路路基受到冻害后，可以将这些具体的措施应用到道路改建过程中。本文主要研究将石灰掺入到路基土体中的防治效果，并依托于室内试验，来验证这种方法的可行性。

3.1 含灰量对含水量的影响

接下来将探讨石灰掺入量的多少对路基冻土含水量的改变。从阜新冻胀比较明显的某路段取路基土一定量作为实验材料，试验起初先取石灰的掺入量为10%。20%，30%，进行初步确定，然后再进一步缩小范围。

首先，从化学角度分析土体的含水量因石灰的掺入的改变原因。生石灰（CaO）遇水（H2O）会发生化学反应，反应产物为熟石灰[Ca（OH）2]，反应会耗掉一些水。其方程式：

CaO（s）+H2O（l）=Ca（OH）2（s） H

因H

3.2 含灰量对密度的影响

由于含水量随着含灰量的增多不断减少，从而土体密度也会产生一定的变化。具体的几个因素：

（1）CaO（s）+H2O（l）=Ca（OH）2（s）H

初步确定得不出二者的具体关系，只能暂时知道密度并不是随着含灰量增多而一直减小或者增多的。为了进一步确定密度与含灰量的关系，在把含灰量增加5%，15%，25%，35%。由试验可得（图2）：

由试验可以看出，含灰量5%时，密度达到此时的最大值，而10%时密度达到波谷，但并不是最小值，从15%一直到35%，密度一直在减少。因此密度确实不是随着含灰量的增加而不断增加或者减少的，具有一定的不确定性。

3.3 直剪试验和动三轴试验

（1）首先以含灰量10%的路基土做直接剪切试验，以剪切位移为横坐标，剪应力为纵坐标绘制剪应力与剪切位移关系曲线（见图3）。

（2）确定各级压力下的抗剪强度：有峰值以峰值点剪应力作为该级压力下的抗剪强度，无峰值以剪切位移4mm处剪应力作为该级压力下的抗剪强度，由图3可得（表1）：

（3）其中横坐标为垂直压力，纵坐标为抗剪强度，以此绘制二者的具体关系曲线，并用曲线求得土的抗剪强度指标粘聚力c、摩擦角？渍值，如图4所示。

由公式？子f =？滓tg？渍+c，易得粘聚力c=2.26kPa，摩擦角？渍满足tg？渍=0.4639，从而进一步可求得？渍=24.90°。

（4）同理，对其他含灰量的路基土做直接剪切试验，可以求出含灰量15%，20%，25%，30%时所对应的抗剪强度指标粘聚力c、摩擦角？渍值。如表2：

由上可知，含灰量一定的条件下，垂直压力的增大，会使得土体的抗剪强度也增大。同时当土体的含灰量增加时，土体的粘聚力值c值也会随之增加，但摩擦角？椎值变化不大。接下来对不同含灰量做动三轴试验，可得到不同含灰量养护前后单轴抗压强度的对比。

由图5可知，在土体中掺入石灰，随着含灰量的增加土的抗压强度并不是一直增加的，大约在25%左右达到最大值。但是养护前后，在含灰量相同的情况下，养护后的掺入石灰的路基土抗压强度明显增大。

4 结语

在我国东北地区，公路路基建设一直受季冻区冻害的困扰。在冻土这种特殊工程地质条件下，由于土中水冻结成冰和冻土中冰的再变成水而产生路基的冻胀和融沉现象。当道路受冻胀或融沉破坏时，道路的正常运行就会有一定的不便甚至安全隐患问题。针对阜新地区路基冻胀问题，本文提出一个比较具体的治理方法，即“加灰法”。对此方法的探讨，本文进行了室内试验的探索，得到了比较理想的结果，但仍需进行现场试验探讨，以期得到更加理想的结果，并希望此方法能最终运用于实践。

【参考文献】

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[2]周幼吾，邱国庆，程国栋，郭东信.中国冻土[M].北京：科学出版社，2000.

[3]郭奕清.冻土地区路基的主要病害分析与防治措施[J].山西建筑，2007，33（27）：309-310.