1、隧道及巖土工程系隧道及巖土工程系20122012年年9 9月月隧道勘察的目的：隧道勘察的目的： 張在明張在明 中國工程院院士中國工程院院士中國地質(zhì)勘察大師中國地質(zhì)勘察大師王思敬王思敬 中國工程院院士中國工程院院士中國地質(zhì)勘察大師中國地質(zhì)勘察大師 隧道勘察階段的劃分與公路設計階段相適應，隧道勘察階段的劃分與公路設計階段相適應，一般分為：一般分為：可行性勘察可行性勘察；初步勘察；詳細勘察。；初步勘察；詳細勘察。 可行性可行性研究勘研究勘察察預可行性預可行性研究研究工程可行工程可行性研究性研究橋隧可行性橋隧可行性研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀側(cè)重于是收集與研究已有的側(cè)重于是收集與研究已有的文獻資料文獻資料在分析已

2、有資料的基礎上，在分析已有資料的基礎上，通過踏勘，實地調(diào)查，大致通過踏勘，實地調(diào)查，大致查明地質(zhì)情況查明地質(zhì)情況人民盼望已久，居于形式偏多人民盼望已久，居于形式偏多初步初步勘察勘察收集資料收集資料工程地質(zhì)選工程地質(zhì)選定隧道線位定隧道線位初步勘察初步勘察資料整理資料整理取得隧道所在位置的初步總平面布置取得隧道所在位置的初步總平面布置地形圖及有關工程性質(zhì)，規(guī)模的文件地形圖及有關工程性質(zhì)，規(guī)模的文件初勘工作的任務是選擇經(jīng)濟合理、技初勘工作的任務是選擇經(jīng)濟合理、技術可行的最優(yōu)隧道位置方案術可行的最優(yōu)隧道位置方案工程地質(zhì)勘察的原始資料，包括調(diào)查、工程地質(zhì)勘察的原始資料，包括調(diào)查、測繪、勘探、試驗等資料測

3、繪、勘探、試驗等資料初步勘察：初步勘察：詳細勘察：詳細勘察：詳細詳細勘察勘察目的目的任務任務步驟步驟為線位布設和編制施工圖設計提供完為線位布設和編制施工圖設計提供完整的工程地質(zhì)資料整的工程地質(zhì)資料在初勘基礎上，進一步查明隧道沿線在初勘基礎上，進一步查明隧道沿線地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍(1)前期的準備工作；前期的準備工作；(2)沿線地質(zhì)勘察；沿線地質(zhì)勘察；(3)試驗；試驗；(4)資料整理；資料整理；(5)編寫詳勘報告編寫詳勘報告 2.2 2.2 隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要方法 2.2.1 2.2.1 收集研究既有資料收集研究既有資料 地形地貌地形地貌

4、: : 區(qū)域地貌類型及主要特征區(qū)域地貌類型及主要特征地質(zhì)情況地質(zhì)情況: : 地層、地質(zhì)構造、巖性、土質(zhì)等地層、地質(zhì)構造、巖性、土質(zhì)等區(qū)域水文情況：地下水的類型、分布、埋深等區(qū)域水文情況：地下水的類型、分布、埋深等特殊地質(zhì)：特殊地質(zhì)： 膨脹巖土、黃土膨脹巖土、黃土不良地質(zhì)：不良地質(zhì)： 分布，發(fā)育分布，發(fā)育 與活動特點等與活動特點等植被及環(huán)境植被及環(huán)境: : 如氣候、水文、植被、土壤等；如氣候、水文、植被、土壤等；需要收集哪些資料？需要收集哪些資料？2.2.1 2.2.1 收集研究既有資料收集研究既有資料 地震資料地震資料: : 歷史情況，地震烈度、地震破壞情況等歷史情況，地震烈度、地震破壞情況等

5、氣象資料：如氣溫、降水、蒸發(fā)、溫度、積雪等氣象資料：如氣溫、降水、蒸發(fā)、溫度、積雪等其他資料：相關的法令、法規(guī)、方其他資料：相關的法令、法規(guī)、方針和政策等內(nèi)容針和政策等內(nèi)容類似工程經(jīng)驗類似工程經(jīng)驗: : 區(qū)內(nèi)已有公路、鐵路等其它土建區(qū)內(nèi)已有公路、鐵路等其它土建工程的工程地質(zhì)問題及其防治措施等；工程的工程地質(zhì)問題及其防治措施等；需要收集哪些資料？需要收集哪些資料？2.2.2 2.2.2 調(diào)查與測繪調(diào)查與測繪 充分說明充分說明 隧道通過地段的地形狀況隧道通過地段的地形狀況充分說明充分說明 隧道通過地段地質(zhì)條件隧道通過地段地質(zhì)條件充分說明充分說明 隧道通過地段自然條件隧道通過地段自然條件充分說明充分

6、說明 隧道通過地段施工條件隧道通過地段施工條件調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？2.2.2 2.2.2 調(diào)查與測繪調(diào)查與測繪（1 1）自然概況）自然概況 以地形地貌特征為主的概況。以地形地貌特征為主的概況。調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？2.2.2 2.2.2 調(diào)查與測繪調(diào)查與測繪（2 2）工程地質(zhì)調(diào)查）工程地質(zhì)調(diào)查調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？2.2.2 2.2.2 調(diào)查與測繪調(diào)查與測繪（3 3）工程地質(zhì)測繪）工程地質(zhì)測繪 1) 1) 野外測繪方法野外測繪方法 （a a）標測方法）標測方法 （b b）工程地質(zhì)測繪的基本方

7、法）工程地質(zhì)測繪的基本方法 （c c）隧道工程地質(zhì)測繪的路線法，反應調(diào)查結果）隧道工程地質(zhì)測繪的路線法，反應調(diào)查結果調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？2.2.2 2.2.2 調(diào)查與測繪調(diào)查與測繪（3 3）工程地質(zhì)測繪）工程地質(zhì)測繪2 2）有航攝資料的方法）有航攝資料的方法（a a）立體鏡判釋）立體鏡判釋（b b）實地調(diào)查測繪（實地驗證）實地調(diào)查測繪（實地驗證）（c c）繪制工程地質(zhì)圖）繪制工程地質(zhì)圖調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測

8、繪要弄清楚什么問題？調(diào)查與測繪要弄清楚什么問題？（4 4）調(diào)查測繪內(nèi)容）調(diào)查測繪內(nèi)容 泉州地形圖泉州地形圖 2.3 2.3 隧道勘察的主要手段隧道勘察的主要手段 一、挖探：一、挖探： 2 23 3米米 二、簡易鉆探：二、簡易鉆探：3 31010米米三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等四、地球物理勘探四、地球物理勘探一、一、 挖探挖探 trial pits 優(yōu)點優(yōu)點: : 直觀直觀, , 取原狀樣取原狀樣 缺點缺點: : 一般一般34m, 34m, 地下水以下危險地下水以下危險挖挖 探：探： 2 23 3米米 二、簡易鉆探：二、簡易鉆探：3 31010米米簡易鉆探：簡易鉆探： 3

9、 31010米米 鉆探的取芯鉆探的取芯 鉆探的取芯鉆探的取芯 鉆探的取芯鉆探的取芯2.3 2.3 隧道勘察的主要手段隧道勘察的主要手段 一、挖探：一、挖探： 2 23 3米米 二、簡易鉆探：二、簡易鉆探：3 31010米米三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等四、地球物理勘探四、地球物理勘探三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等常用的辦法常用的辦法,可達可達100m以下以下劃分地層劃分地層確定地下水確定地下水取樣取樣可以結合原位試驗可以結合原位試驗 鉆探鉆探 Exploration Drilling回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機泥漿槽泥漿槽沉淀槽沉淀槽三、

10、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等 因為水深大不能錨定系留，必須使用因為水深大不能錨定系留，必須使用DPSDPS（Dynamic Dynamic Positioning System - Positioning System - 動態(tài)定位系統(tǒng)）。動態(tài)定位系統(tǒng)）。JOIDES Resolution 深水鉆探深水鉆探 國 家 科 技國 家 科 技部部“九五九五”曾提出曾提出8 8字方字方針：針：“ “ 上天、上天、 入地、入地、 下海、下海、 登極登極 ”都與鉆探工都與鉆探工程有關程有關。2.3 2.3 隧道勘察的主要手段隧道勘察的主要手段 一、挖探：一、挖探： 2 23 3米米 二

11、、簡易鉆探：二、簡易鉆探：3 31010米米三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等三、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等四、地球物理勘探（物探）四、地球物理勘探（物探）四、地球物理勘探物探四、地球物理勘探物探基本原理：基本原理： 利用巖土體材料的導電性和導磁性，根利用巖土體材料的導電性和導磁性，根據(jù)接收信號判斷地層缺陷及力學性質(zhì)。據(jù)接收信號判斷地層缺陷及力學性質(zhì)。1 地球物理勘探地球物理勘探(物探物探Geophysical Exploration)物探物探: :根據(jù)密度、導電性等物理性質(zhì)的差別，勘測地根據(jù)密度、導電性等物理性質(zhì)的差別，勘測地層分布、地質(zhì)構造和地下水位置層分布、地質(zhì)構造和地下水位置方法方法: :重力場重

12、力場, ,磁電場磁電場, ,聲聲, ,彈性波彈性波, ,放射性勘探放射性勘探, ,地震勘地震勘探探( (規(guī)范規(guī)范, ,剪切波速剪切波速) )優(yōu)點優(yōu)點: :簡單迅速簡單迅速缺點缺點: :間接判斷間接判斷, , 范圍較大范圍較大. .物探根據(jù)巖土物理性質(zhì)不同的分類：物探根據(jù)巖土物理性質(zhì)不同的分類： 電法勘探電法勘探隧道常用隧道常用電磁法勘探（地質(zhì)雷達）電磁法勘探（地質(zhì)雷達）隧道常用隧道常用地震勘探地震勘探隧道常用隧道常用聲波探測聲波探測重力勘探重力勘探磁力勘探磁力勘探放射性勘探放射性勘探 是利用高頻電磁脈沖波的反是利用高頻電磁脈沖波的反射探測地層結構和地下埋葬物體射探測地層結構和地下埋葬物體的電磁

13、裝置；的電磁裝置；SIR-300SIR-300型地質(zhì)雷達型地質(zhì)雷達 電磁法勘探電磁法勘探 通過發(fā)射天線向地下輻射寬通過發(fā)射天線向地下輻射寬帶的脈沖波，在地下傳播遇到帶的脈沖波，在地下傳播遇到不同介質(zhì)介電參數(shù)和導電率存不同介質(zhì)介電參數(shù)和導電率存在差異時在界面上發(fā)生反射。在差異時在界面上發(fā)生反射。 物探的現(xiàn)場物探的現(xiàn)場物探的曲線物探的曲線地質(zhì)地質(zhì)勘察勘察地質(zhì)地質(zhì)初勘初勘地質(zhì)地質(zhì)詳勘詳勘為隧道位置選擇提為隧道位置選擇提供工程地質(zhì)條件供工程地質(zhì)條件為隧道施工圖設計為隧道施工圖設計提供地質(zhì)條件提供地質(zhì)條件地質(zhì)勘察：地質(zhì)勘察：地質(zhì)地質(zhì)初勘初勘目的任務目的任務基本內(nèi)容基本內(nèi)容主要手段主要手段選定隧道位置選定

14、隧道位置查明控制隧道方案的工程地質(zhì)問題查明控制隧道方案的工程地質(zhì)問題以調(diào)查與測繪為主，配合物探以調(diào)查與測繪為主，配合物探地質(zhì)初勘：地質(zhì)初勘：地質(zhì)地質(zhì)詳勘詳勘目的任務目的任務基本內(nèi)容基本內(nèi)容主要手段主要手段根據(jù)批準的初步設計，根據(jù)批準的初步設計，對選定隧道位置詳勘，對選定隧道位置詳勘，為施工圖設計服務為施工圖設計服務對主要的重大工程地質(zhì)對主要的重大工程地質(zhì)問題作出可靠結論問題作出可靠結論坑探、鉆探、物探坑探、鉆探、物探地質(zhì)詳勘：地質(zhì)詳勘：槽探槽探挖探挖探地質(zhì)斷面圖地質(zhì)斷面圖地質(zhì)鉆孔圖地質(zhì)鉆孔圖地質(zhì)鉆孔柱狀圖地質(zhì)鉆孔柱狀圖2.5 2.5 水文勘察水文勘察隧道內(nèi)涌水隧道內(nèi)涌水地表枯水地表枯水 必須進

15、行調(diào)查預測必須進行調(diào)查預測涌水涌水調(diào)查調(diào)查內(nèi)容：調(diào)查地下水的類型及其與地內(nèi)容：調(diào)查地下水的類型及其與地表水的相互補給關；調(diào)查地下水的表水的相互補給關；調(diào)查地下水的流量、流向及水質(zhì)等流量、流向及水質(zhì)等預測地下水的涌水量預測地下水的涌水量利用鉆探成果判斷涌水情況利用鉆探成果判斷涌水情況地下水涌水調(diào)查：地下水涌水調(diào)查：查明涌向隧道的地下水的范圍查明涌向隧道的地下水的范圍枯水枯水調(diào)查調(diào)查目的：明確由于修建隧道工程而使目的：明確由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影響，造成工業(yè)地下水及供水受到影響，造成工業(yè)用水及居民飲水困難等用水及居民飲水困難等主要內(nèi)容：地下水的利用狀況、地主要內(nèi)容：地下水的利用狀況、

16、地下水季節(jié)性變化以及雨后變化、植下水季節(jié)性變化以及雨后變化、植被情況等被情況等枯水調(diào)查：枯水調(diào)查：與隧道涌水有關聯(lián)的物探調(diào)查與隧道涌水有關聯(lián)的物探調(diào)查2.6 2.6 建筑環(huán)境評價建筑環(huán)境評價目的：明確環(huán)境現(xiàn)狀，目的：明確環(huán)境現(xiàn)狀，不因修建工程而使環(huán)境不因修建工程而使環(huán)境惡化，研究有關對環(huán)境惡化，研究有關對環(huán)境影響的內(nèi)容及其程度；影響的內(nèi)容及其程度；提出防止破壞環(huán)境的措提出防止破壞環(huán)境的措施等。施等。2.6.1 2.6.1 對現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境保護的項目對現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境保護的項目（1 1）水資源保護；）水資源保護；（2 2）植被保護；）植被保護；（3 3）特殊區(qū)）特殊區(qū)( (名勝古跡、溫泉、風景等名勝古

17、跡、溫泉、風景等) )保護；保護；（4 4）環(huán)境污染的保護）環(huán)境污染的保護( (污水、煙塵、噪聲、有害物等污水、煙塵、噪聲、有害物等) )（5 5）棄碴處理；）棄碴處理；打浦路隧道復線工程環(huán)境影響打浦路隧道復線工程環(huán)境影響 2.6.3 2.6.3 預測環(huán)境影響預測環(huán)境影響大氣：預測隧道運營后，大氣中廢氣對人的影大氣：預測隧道運營后，大氣中廢氣對人的影響程度，預測方式是擴散模式響程度，預測方式是擴散模式水質(zhì)：隧道內(nèi)排出的施工及運營水等水質(zhì)：隧道內(nèi)排出的施工及運營水等振動與噪聲：根據(jù)地形、植被情況進行預測振動與噪聲：根據(jù)地形、植被情況進行預測地表沉陷：與地質(zhì)、斷面、施工、支護等有關地表沉陷：與地質(zhì)

18、、斷面、施工、支護等有關動物與植物：隧道排出的廢氣、噪聲等動物與植物：隧道排出的廢氣、噪聲等自然景觀：隧道洞門與周圍環(huán)境的有機協(xié)調(diào)自然景觀：隧道洞門與周圍環(huán)境的有機協(xié)調(diào)2.6.4 2.6.4 環(huán)境影響的評價環(huán)境影響的評價 隧道工程的修建對當?shù)丨h(huán)境會隧道工程的修建對當?shù)丨h(huán)境會造成什么樣的影響？造成什么樣的影響？ 根據(jù)掌握情況，對照影響指標根據(jù)掌握情況，對照影響指標進行評價。進行評價。2.6.5 2.6.5 環(huán)境保護措施的探討環(huán)境保護措施的探討(1)(1)水資源的保護措施水資源的保護措施(2)(2)對污水的防治措施對污水的防治措施(3)(3)對粉塵污染防治措施對粉塵污染防治措施(4)(4)對有毒有害氣體、物質(zhì)的防治措施對有毒有害氣體、物質(zhì)的防治措施(5)(5)對噪聲控制措施對噪聲控制措施(6)(6)對振動的防治對振動的防治2.6.6 2.6.6 環(huán)境保護措施的探討環(huán)境保護措施的探討(1)(1)環(huán)境必要性及其效果環(huán)境必要性及其效果(2)(2)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查(3)(3)環(huán)境預測環(huán)境預測(5)(5)環(huán)境保護環(huán)境