1、第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,隧道勘察的目的：,查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件,为规划、设计、施工提供资料,对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计和施工建议,隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见,张在明 中国工程院院士 中国地质勘察大师,王思敬 中国工程院院士 中国地质勘察大师,2.1 隧道勘察的三个阶段隧道勘察阶段的划分与公路设计阶段相适应，一般分为：可行性勘察；初步勘察；详细勘察。,可行性研究勘察,预可行性研究,工程可行性研究,桥隧可行性研究现状,侧重于是收集与研究已有的文献
2、资料,在分析已有资料的基础上，通过踏勘，实地调查，大致查明地质情况,人民盼望已久，居于形式偏多,初步勘察,收集资料,工程地质选定隧道线位,初步勘察 资料整理,取得隧道所在位置的初步总平面布置地形图及有关工程性质，规模的文件,初勘工作的任务是选择经济合理、技术可行的最优隧道位置方案,工程地质勘察的原始资料，包括调查、测绘、勘探、试验等资料,初步勘察：,详细勘察：,详细勘察,目的,任务,步骤,为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料,在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围,(1)前期的准备工作； (2)沿线地质勘察； (3)试验； (4)资料整理； (5)编写详勘
3、报告,第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,2.2 隧道勘察的主要方法 2.2.1 收集研究既有资料,地形地貌: 区域地貌类型及主要特征 地质情况: 地层、地质构造、岩性、土质等 区域水文情况：地下水的类型、分布、埋深等,特殊地质： 膨胀岩土、黄土 不良地质： 分布，发育 与活动特点等 植被及环境: 如气候、水文、植被、土壤等；,需要收集哪些资料？,2.2.1 收集研究既有资料,地震资料: 历史情况，地震烈度、地震破坏情况等 气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪等,其他资料：相关的法令、法规、方针和政策等内容,类似工
4、程经验: 区内已有公路、铁路等其它土建工程的工程地质问题及其防治措施等；,需要收集哪些资料？,2.2.2 调查与测绘,充分说明 隧道通过地段的地形状况,充分说明 隧道通过地段地质条件,充分说明 隧道通过地段自然条件,充分说明 隧道通过地段施工条件,调查与测绘要弄清楚什么问题？,2.2.2 调查与测绘 （1）自然概况 以地形地貌特征为主的概况。,调查与测绘要弄清楚什么问题？,2.2.2 调查与测绘 （2）工程地质调查,* 直接观测,* 访问群众,调查与测绘要弄清楚什么问题？,2.2.2 调查与测绘（3）工程地质测绘1) 野外测绘方法,（a）标测方法（b）工程地质测绘的基本方法（c）隧道工程地质测
5、绘的路线法，反应调查结果,调查与测绘要弄清楚什么问题？,2.2.2 调查与测绘 （3）工程地质测绘 2）有航摄资料的方法遥感技术是根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子探测器，对远距离目标进行探测和识别综合技术，可用于工程地质调查测绘。,（a）立体镜判释 （b）实地调查测绘（实地验证） （c）绘制工程地质图,调查与测绘要弄清楚什么问题？,航摄资料,调查与测绘要弄清楚什么问题？,航摄资料,调查与测绘要弄清楚什么问题？,航摄资料,调查与测绘要弄清楚什么问题？,（4）调查测绘内容,地形、地貌；地层、岩性； 地质构造,地表水和地下水；特殊地质、不良地层；地震,工程经验；施工条件；
6、施工方法,泉州地形图,第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,2.3 隧道勘察的主要手段,一、挖探： 23米,二、简易钻探：310米,三、钻探：冲击钻、回转钻等,四、地球物理勘探,一、 挖探 trial pits,优点: 直观, 取原状样 缺点: 一般34m, 地下水以下危险,挖 探：23米,二、简易钻探：310米,简易钻探： 310米,钻探的取芯,钻探的取芯,钻探的取芯,2.3 隧道勘察的主要手段,一、挖探： 23米,二、简易钻探：310米,三、钻探：冲击钻、回转钻等,四、地球物理勘探,三、钻探：冲击钻、回转钻等,常用的
7、办法,可达100m以下 划分地层 确定地下水 取样 可以结合原位试验,钻探 Exploration Drilling,三、钻探：冲击钻、回转钻等,钻机可以悬挂9150m长的钻杆延伸到海洋底部8235m深的地方,因为水深大不能锚定系留，必须使用DPS（Dynamic Positioning System - 动态定位系统）。,JOIDES Resolution,深水钻探,国家科技部“九五”曾提出8字方针： “ 上天、 入地、下海、登极 ” 都与钻探工程有关。,2.3 隧道勘察的主要手段,一、挖探： 23米,二、简易钻探：310米,三、钻探：冲击钻、回转钻等,四、地球物理勘探（物探）,四、地球物理
8、勘探物探,基本原理：利用岩土体材料的导电性和导磁性，根据接收信号判断地层缺陷及力学性质。,1 地球物理勘探(物探Geophysical Exploration),物探:根据密度、导电性等物理性质的差别，勘测地层分布、地质构造和地下水位置 方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速) 优点:简单迅速 缺点:间接判断, 范围较大.,物探根据岩土物理性质不同的分类：,电法勘探隧道常用,电磁法勘探（地质雷达）隧道常用,地震勘探隧道常用,声波探测,重力勘探,磁力勘探,放射性勘探,是利用高频电磁脉冲波的反射探测地层结构和地下埋葬物体的电磁装置；,SIR-300型地质雷达,电磁法
9、勘探,通过发射天线向地下辐射宽带的脉冲波，在地下传播遇到不同介质介电参数和导电率存在差异时在界面上发生反射。,物探的现场,物探的曲线,第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,地质勘察,地质初勘,地质详勘,为隧道位置选择提供工程地质条件,为隧道施工图设计提供地质条件,地质勘察：,地质初勘,目的任务,基本内容,主要手段,选定隧道位置,查明控制隧道方案的工程地质问题,以调查与测绘为主，配合物探,地质初勘：,地质详勘,目的任务,基本内容,主要手段,根据批准的初步设计，对选定隧道位置详勘，为施工图设计服务,对主要的重大工程地质问题作
10、出可靠结论,坑探、钻探、物探,地质详勘：,槽探,挖探,地质断面图,地质钻孔图,地质钻孔柱状图,第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,2.5 水文勘察,恶化围岩稳定状态 导致施工困难 增大工程造价,造成工业用水和饮用水困难,隧道内涌水,地表枯水,必须进行调查预测,涌水调查,内容：调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关；调查地下水的流量、流向及水质等,预测地下水的涌水量,利用钻探成果判断涌水情况,地下水涌水调查：,查明涌向隧道的地下水的范围,枯水调查,目的：明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影响，造成工业用水及居民饮
11、水困难等,主要内容：地下水的利用状况、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等,枯水调查：,与隧道涌水有关联的物探调查,第二章 隧道勘查,隧道勘察的三个阶段,隧道勘察的主要方法,隧道勘察的主要手段,地质勘察,水文勘察,建筑环境评价,2.6 建筑环境评价,目的：明确环境现状，不因修建工程而使环境恶化，研究有关对环境影响的内容及其程度；提出防止破坏环境的措施等。,2.6.1 对现有生态环境保护的项目（1）水资源保护； （2）植被保护； （3）特殊区(名胜古迹、温泉、风景等)保护； （4）环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等) （5）弃碴处理；,2.6.2 隧道工程周围环境现状的调查,地物地貌
12、调查：洞口附近居民住宅，单位分布及规模,地形地质调查：地形特征、地质构造及不稳定地层类型,大气质量调查：气象资料，大气污染现状,水质调查：水源类型、供水量及方式、水源补给情况,噪声振动调查：运输装卸及爆破产生的噪声,生态资源调查：森林、草场、水域面积；野生动物,打浦路隧道复线工程环境影响,2.6.3 预测环境影响,大气：预测隧道运营后，大气中废气对人的影响程度，预测方式是扩散模式,水质：隧道内排出的施工及运营水等,振动与噪声：根据地形、植被情况进行预测,地表沉陷：与地质、断面、施工、支护等有关,动物与植物：隧道排出的废气、噪声等,自然景观：隧道洞门与周围环境的有机协调,2.6.4 环境影响的评
13、价隧道工程的修建对当地环境会造成什么样的影响？根据掌握情况，对照影响指标进行评价。,2.6.5 环境保护措施的探讨,(1)水资源的保护措施,(2)对污水的防治措施,(3)对粉尘污染防治措施,(4)对有毒有害气体、物质的防治措施,(5)对噪声控制措施,(6)对振动的防治,2.6.6 环境保护措施的探讨,(1)环境必要性及其效果,(2)环境现状调查,(3)环境预测,(5)环境保护,如何构建隧道建筑环境？,第二章 思考题 1、隧道勘察的目的和意义是什么？ 2、初步勘察和详细勘察有何异同？ 3、隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？ 4、地下涌水和枯水调查的意义是什么？ 5、隧道建筑环境评价的目的是什么？对生态环境有何意义？,
