开挖地质条件的完善设汁论文
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篇1：开挖地质条件的完善设汁论文
开挖地质条件的完善设汁论文
论文摘要:简要介绍了路堑高边坡工程的动态设计。
论文关键词:路堑高边坡动态设计
1概述
规范一般认为，岩质边坡高度大于30m，土质边坡高度大于20m即为高边坡。由于地质条件的隐蔽性、复杂性以及勘探测试条件的局限性，致使地质勘探和测试资料不可能全面揭示边坡的本来面貌，加上施工过程中的不确定因素过多，使得这类间题的力学分析难度比较大，也很难与实际情况相符。而随着边坡施工的进行，地质状况逐渐明晰，甚至会出现旁的未预料的地质清况。因此按照一般的设计模式:地质勘察一，力学分杆卜设汁一施工这样的思路来进行高边坡的设计是不完善的。它实际上是州种静态的设计过程，并不能很好地舌应工程中出现的各种情况，有时会大大增加投资，甚至会发生安全事故，造成人员伤亡和极坏的社会影响。而这正是目前牙良多设计人员在边坡设计时所采用白方法，其缺陷是明显的。路堑边坡的隐定性，与设训是否合理，所采用的施工方法有着密切的关系。设计是否合理，与所采用的工程措施能否与工程地质条件相适应有关。设计是在一定的工程地质调查，地质钻探基础上进行的，但因地质条件的复杂性，加之地质工作的局限性，前期的地质调查和地质拟淑」工作并不能充分反映各个工点的地质情况，所以设计的工程措施有时不能和实际的地质条件相适应，这就需要在施工过程中，根据开挖所揭示的工程地质条件对设汁不断修正完善。另一方面，在施工中运用各种手段收集有岁沙也质及施工工艺等相关资料，对保证边坡的稳定十分重要。针对虎门威远港口大桥接线工程路堑高边坡工程的动态设计过程，探讨高边坡工程的一种动态设计模式。
2程地质概况
根据广东省地质构造纲要图，工程位于东莞断凹盆地中南部边缘外侧的加里东构造层上，有一条北西向的推测断层自本区绍吕艾;距边坡北东5公里，为博罗大断裂，走向北东。在早古生代，本区处于准地槽活动时期，区内沉积着砂泥质岩石。加里东运动使下古生界沉积产生强烈的褶皱，并拌有花岗岩、花岗闪长岩的侵人。沉积岩和侵人岩都发生了强烈的区域变质作用，形成区内广布的各种变质岩。根据钻探揭示，边坡区」创灵主要由下古生界基岩组成，未发现第四纪地层变动及错位迹象。
3动态设训信息
由于工程地质条件的复杂性及多变性，所采用的边坡防护工程措施不能也不可能与实际清况完全相符，这澎诈爵要在路堑边坡开挖过程中，不断收集边坡的地质资料，并将施工清况及时反馈到设计，不断修改完善设训，以使设计更好地适应工程的`贡条件。
3.1周边类似工程的设计资料和自然稳定山体的边坡资料
由于同一地区的地质形成具有一定的相似性，特别是自然隐定山体的坡度具有重要的参考价值，它是具有相似地质的山体边坡稳定计算的实践检验，这对设计之初确定边坡坡度和力学分析具有重要的参考作用。此外，类似的已完工工程已经接受了实践的检验，也是初步设计必要的参考条件。
3.2开挖施工中揭示的地质资料
在每级边坡的开挖过程中，首先从暴露部分的岩面获取相关资料，它主要包括:岩性、产状、节理和风化}I变。有时还需要钻孔岩合取徉，获取坡体深层岩体的物理力学性质，进而加挥多方整个坡体所处地质条件的力学认识，有助于补充完善设计。
3.3施工中的监测资料
在开挖坡体的整个过程中，进行实时监测是必要的。监测的内容主要有坡体位移、坡面位移、裂缝的产生、发展和趋向，坡体内的岩体压力和坡面支挡加固结构物下的岩体压力。这些监测资料对于检验设计质量、进一步完善设计及后续施工都有重要作用。
在岩石高边坡的边设计、边开挖的动态设计过程中，施工的动态资料是这个设计体系中重要的外在输人。正是这种不断的信息输人，才使得边坡开挖这个环节的设计不断在前一级的基础上再上新台阶。这种不断完善的设计过程使施工的结果不断地接近工程实际的需要。这样经过若干次循环往复，最终可得到符合实尿寿要的经济合理的设计结果。
4动态设计的流程
高边坡是将地质体的一部分改造成为人工工程，其安全稳定性同地质条件和人为改造(即设计与施工)的程度密切相关，而地质条件的复杂多变，施工程序和方法受外界因素影响大，甚至地质资料不足.盲目性设计，因此高边坡设计是一种超前的、具有一定风险性的预测设计。这就同人们所要求的安全稳定之间不可避卿也产生矛盾，为解决矛盾就霭要把施工过程中不断发现的新情况及时传递给设计，不断修改、完善甚至重新设计，才使对立的问题统一起来，即动态设计。
在各级边坡的施工中，将所有汇总资料及时地同最近作为设训依据的地质勘探调查资料相比较，判断是否有较大的误差;同时，及时整理分析监钡l资料，以此作为判断合理性的重要依据。经过比较或监测结果表明设计具有不合理性时，均应优化修改设计，于是在下一级的边坡施工中就可以采用优化设计后的结果;若本红6立坡施工中的情况比较王里想，则按预定设训进人下一级边坡的施工，直到各级边坡创至完成。
5工程应用
作者对虎门威远港口大桥接线工程的高边坡进行了动态设计。在设训之初，经地质调查、周边类似工程的对比和经验分析，确定了两种方案:大开挖放坡和牛断干(索)支护。根据地质钻孔资料建立了力学模型，其安全稳定性均满足要求。考虑到经济性和业主方面的要求，大胆地采用了边坡分4级开挖放坡.从下到上分为1-4级.三、四级边坡坡比为1:0.75，高度15m;一、二级边坡坡比为1:05,边坡高度15m，一级边坡高度10m。均采用浆砌片石窗孑匕式护面墙的方案。但在三、四级边坡的开挖中发现边坡大部分为较密实的土质边坡，和原先按软质泥岩计算的地质情况不符，致使开挖过程中多处发生坍塌，施工受阻。说明渊地质和现有地质不相吻合，同时对边坡周边的自然山体进行类比发现，有些与本工程坡度基本相同的自然山坡也发生了小规模的坡体崩塌。于是针刘地质状况对设计进行了第一次修正，满足安全稳定性和不受用地限制的情况下，在经济性分析比较后，发现三、四级边坡采用放坡设计优于锚杆支护设计的经济性和可操作性，决定坡度改为1:1，仍采用放坡和浆砌片石窗孔式护面墙的施工方案。在进行第二级边坡的开挖时发现坡面大部分为中等风化的泥岩等软质w石，有两条斜向的破碎带通过坡体至第一级边坡。这是地质资料中所没有勘察到的新间题。同时发现山体顶部出项了两条横向的裂缝，开挖的边坡相续发生了小规模的崩塌掉块塌方，数量从几方到几十方不等，于是二级边坡暂停施工，加强又赚J。期间除因暴雨冲刷未及防护使边坡发生/l、规模的倾倒崩塌外，二、三级边坡的位移未有大幅度的改变。经边坡地质方面的专家到现场进行勘察，一致认为坡体应尽早维护，防止/l}、规模的崩塌诱发大规模的塌方。裂缝属于前期的干缩和强烈卸荷引起的边坡体受拉开裂，裂缝扩.展到一定程度应该能够保持稳定，但必须予以封闭，防止水沿彬函道渗人坡体，引发事故。
施工进行到此时，天气较为恶劣，广东地区发生了百年一遇连绵不断的强降雨，加之边坡很陡，浆砌片石窗孑匕式护面墙已很难满足安全的要求，在二、三、四级边坡施工开挖揭示的地质资料基础上汇总各方资料并和周边相似工程的边坡进行了类比，对建立的力学模型进行了适当的修改，以此模型为基础，进行了一、二级边坡的设训优化.决定首先对边坡喷一层3cm厚的水泥砂浆，防止雨水渗人和暴雨对坡体的冲刷引发塌方，采用X28预应力锚杆地探蜘寸坡体进行力A固，梁间挂网喷浆。二之U红坡的锚杆长12m，锚固段长8m,孔径为13cm.预应力为150KN;一级边坡的锚杆长8m，锚固段长6m.孔径为13cm，预应力为120KN。经比较，其经济可行性较好，优于放坡及锚索等设训方案。
在第一级边坡的开挖施工中，所揭示的地质状况与预测相符，为进一步完善模型补充了重要的资料。在一、二级边坡的施工中正值雨季，且为广东省百年一遇的情况，本工程经历了此次考验，边坡完好无位移、变形，裂缝稳定无大幅度扩展，至今一年有余，说明一、二级边坡的支护措施起到了显著的作用。到此高边坡的动态侧卜全部完成。但监测还应进行，及时反馈给渊十进行分析，确保边坡在以后运行中的稳定性。
篇2：完善教学条件环境工程的论文
完善教学条件环境工程的论文
1环境工程专业认证历程
我国的工程教育认证体系建立于，教育部与中国科协一起负责，成立了工程教育专业认证专家委员会和若干专业的认证分委员会，选择机械、电气、化工和计算机专业开始认证试点。环境工程专业认证开始于下半年，目前，已有11所高等院校通过环境工程专业认证。
2河南工业大学环境工程专业实践教学条件现状
作为省属重点高校的河南工业大学，其环境工程专业成立于，才开始招生。根据《河南工业大学推进工程教育专业认证工作的指导意见，以认证标准为导向，以专业认证工作为手段，坚持目标导向的教育取向、以学生为中心的教育理念、持续改进的质量文化，为切实提高环境工程专业的工程教育质量，拟定于申请工程教育认证。对照《工程教育认证标准》（7月修订），该校环境工程专业在实践教学方面存在差距，具体主要有以下几点不足。
（1）实验条件欠缺
目前，环境工程专业实验室仅有水处理实验室，尚没有建立大气污染控制实验室、固体废物处理与处置实验室以及噪声污染控制实验室，导致一些专业实验无法开设。此外，因设备台套数不够，已开设的实验变成了演示实验，无法锻炼学生的动手能力，更是难以锻炼学生的创新能力。
（2）课程设计条件缺乏
因缺乏课程设计专用教室和专用电脑，每到课程设计环节，学生分散在宿舍、图书馆、自习室独自进行设计，教师无法集中指导，学生无法集中讨论，学生设计能力没有得到相应提高，最后学生上交的设计图纸规范性欠缺，设计深度不够，课程设计效果难以达到。
（3）工程实践效果不理想
尽管建立有相对稳定的.实习基地，也开设有认识实习、生产实习及毕业实习等环节，但由于实习经费有限、实习时间短、不能亲自动手操作设备（企业为了确保生产工艺过程的正常运行）等原因，工程实践走马观花、流于形式，学生实习结束印象不深刻，甚至对采用的主体工艺及相关设备不掌握，工程实践效果较差。
（4）青年教师工程经验不足
因近几年该校进人对博士学历和科研能力的要求，导致大多数青年教师学习经历从学校到学校，仅有学术研究水平和课本上学到的理论知识，无呆在企业的环境相关工程经历，非常缺乏生产一线的工程经验，无法胜任指导学生完成工程设计的任务。
3河南工业大学环境工程专业实践教学条件完善
河南工业大学于20获得“中西部高校基础能力建设工程”立项，筹建了“河南工业大学基础实验实训中心”。河南工业大学环境工程专业依托“河南工业大学基础实验实训中心”，针对环境工程专业实践教学环节存在的问题，以开展工程教育认证为契机，从专业认证条件建设环节考虑，着力建设适应环境工程专业认证需要的工程实践平台，完善环境工程专业实践教学条件。具体措施如下。
（1）建立专业实验室及购置实验仪器设备
依托“河南工业大学基础实验实训中心”，建立大气污染控制实验室、固体废物处理与处置实验室以及噪声污染控制实验室，并购置充足的仪器设备，使专业实验室生均使用面积≥5.0m，专业基础实验和专业实验每组学生数≤6人，彻底取消演示性实验，实验教学由验证性实验逐渐向综合性、创新性实验转变，且逐步提高此类实验的比例，使学生得到较全面的专业实验训练，尤其是动手能力。
（2）配置课程设计专用教室
通过整体考虑，协调教室利用时间，来配置课程设计专用教室，并配置设计所用电脑和相关设计规范。进行环境工程专业课程设计时，可以将学生集中到课程设计专用教室内，讲解设计规范和技巧，以及设计中需要注意的问题，同学之间充分讨论、相互提高，并对不明白的地方及时请教指导教师，在一定时间内完成设计任务，为随后进行的毕业设计打下坚实的基础。
（3）建立专业实训中心
为解决实习经费有限、实习时间短、不能亲自动手操作设备等所带来的工程实践效果差的问题，依托“河南工业大学基础实验实训中心”，建立环境工程专业实训中心。为了更能满足工业界对工程师的要求，邀请企业技术专家全程参与环境工程专业实训中心建设，确保学生能亲自动手操控设备，甚至拆卸、安装设备，实习时间也不再受限，这样可充分了解各设备及构筑物的作用，并且还可以对各个工艺参数进行实时监测，真正起到工程训练的目的。
（4）加强青年教师的工程训练
严格要求从事专业教学的青年教师应具有6个月以上的环境工程相关企业的实践经历，亲自设计工程或运行生产设备，实践结束时要进行考评，以检验是否达到了工程训练的目的，从而使青年教师取得工程实际训练，提升工程素养，并将生产一线的技术成果融入至实践教学中，以增强工程实践教育的真实性和趣味性。
4结语
总之，实践教学条件对于环境工程专业而言，有着非常重要的作用。环境工程专业将以开展工程教育认证为契机，建立专业实验室及购置实验仪器设备，配置课程设计专用教室，建立专业实训中心。加强青年教师的工程训练，以期完善实践教学条件，使全体学生在大学四年学习期间，能够在校内进行不断线工程能力训练，进一步提升人才培养质量，为培养满足专业认证要求的合格人才提供有力支撑。
篇3：富水地质条件对隧道施工的影响及对策工学论文
富水地质条件对隧道施工的影响及对策工学论文
1、地下水的地质环境
我国西南省份山多，且地质复杂，地面和地下水丰富。有一座高速公路隧道位于哀牢山主峰地带，该山是两条江河水系的分水岭。该条高速公路位于亚热带地区，每年6-10月为雨季，年降雨量丰富。该路路线海拔1600-2200m，隧道采用上下行分离的双洞单向行车双车道结构，隧道单洞总长6727m，上下行最大埋深分别为309m和331m.虽然隧道埋深达300余米，由于地表水和地下水极为丰富，地质条件很差。
隧道的地质构造属上三叠统―碗水组T3y地层，少量属路马组T3l地层。地质构造次级褶皱发育，受走向断裂的干扰破坏，地层重复而构造重迭、递错，使向斜支离破碎，残缺不全。隧道围岩的岩性相对比较复杂，硬质岩有：板岩、含炭质板岩、弱变质灰岩；超基入岩体。软质岩有：砂岩、泥岩。由于山体受大断裂及次一级构造的影响，隧道穿越自稳性极差的炭质板岩、泥岩、溶缝极为发育的灰岩及较富水的砂岩及断裂带，强度较低，自稳能力差，且岩性经常娈化，地质条件恶劣，施工难度很大。
2、地下水的补给形式
隧道经过区域水文、地质条件极为复杂。隧道位置为一河流发源地，隧道沿线地表有三条常年水沟，隧道又两次穿越该河的冲程层，地表水和地下水极为丰富，由于岩体节理裂隙发育，地表水易成为地下水的补充。路线区域内分布松散层孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水三大类，其中基岩裂隙水分布最为广泛，又以碎屑岩裂隙水为主。
松散层孔隙水在砂性土中相对较丰富，接受大气降水补给，径流排泄不畅，常年滞水，而粘性土，水量相对贫乏。碳酸盐岩只在隧道部分出现了少量灰色灰岩接受空隙水和炭岩裂缝水的补充。基岩裂隙水广布于各类碎屑岩、变质岩和岩浆岩中，其中以碎屑岩裂缝水为主。基岩裂隙水接受大气降水、地表水和其他水源的补给，水力梯度大，排泄运移速度快。
路线附近农民在隧道山体上曾有两条农田灌溉水渠，常年有水，隧道进洞400m后，两条农田灌溉水渠的水已干枯，说明渠中水已沿裂隙从隧道中排出，可见山体裂缝发育，地表水很容易沿裂缝进入隧道。
裂缝水从岩体裂缝楔入使岩体凝聚力降低，内摩擦角减小，力学强度降低，易引起塌方。由于隧道地段常年有裂隙水从岩体涌出，特别在岩性变化界面处涌水尤为突出。总之，由于水文地质条件复杂，水是影响隧道施工的主要因素。
根据施工《地质现场记录卡》也可证明，隧道几次发生塌方的地段就是地下水丰富的地段，所以，在相同的围岩情况下，有水和没水对岩体的整体稳定性影响极大，也可以说，构成隧道围岩稳定的因素，不仅仅取决于围岩的类别或强度，水的影响已成为最主要的因素。
在整个施工过程中，水的问题始终是一个困扰施工安全、质量和进度的`关键性问题，工程质量在某种程度上就决定于对水的处理上是否成功。
3、对地下水的处理措施对地下水的处理，其总体思路是：堵、疏、防相结合综合治理的原则。
3.1 对碳质板岩区域裂隙水的处理碳质板岩片理化程度高，片理面之间充填物主要是有机质、滑石、蛇纹石，较宽的片理面之间还有泥沙质充填物，方解石岩脉顺着横切片理面的节理缝侵入，所以开挖后很可能沿着片面滑塌，也可能沿向深层贯通的节理缝产生大型塌方。在这样的围岩条件下，裂隙水也最容易富集，大型塌方也就最易发生，所以在这种围岩条件下，处理好地下水就显得尤为重要。
3.1.1超前支护通过超前预报的手段提前发现富集水的情况后，加固已开挖好的支护，对掌子面在富水区域增打排水孔，等流水量小于14L/s，打4～8米长的超前孔，插入花孔超前小导管，注C.S浆液，C.S浆液的配比为水泥：水玻璃=1：0.5，水灰比为0.7～0.9，水玻璃模数m=3，波美度Be=35，注浆初压0.5～1Mpa，终压2～2.5Mpa，做超前支护后再进行打孔开挖。
3.1.2初期支护开挖后立即喷钢纤维混凝土封闭，钢纤维用佳密克丝RC6535BN型，参量35Kg/m3，初喷厚度3～5cm，对侧壁富水区增打排水孔，插入φ42的橡皮软管把水从侧壁引出，如果面积较大，排水孔位置最好采用梅花形布置，架设16＃工字钢，间距0.8米，采用WTD25L=350mm锚杆锁固，锚杆间距为80cm，梅花形布置，再喷混凝土至找平工字钢，喷混凝土后的侧壁除引水区外，其它区域不准有线状漏水现象，否则增打排水孔，重新喷钢纤维混凝土封闭。
3.1.3二次支护把初期支护的橡皮软管贴洞壁加长引至下部排水沟，按初期支护后侧壁的滴水情况布置弹簧排水管，弹簧排水管紧贴洞壁从隧道顶部沿同一桩号向两侧下引至下部排水沟，弹簧排水管一般情况下可以15米设置一道排水管，但在滴水严重的部位可以3～5米增设一道排水管，顺次铺设350g/m2土工布和防水板，铺设要求紧贴岩面。浇筑二衬混凝土，为了避免在浇筑混凝土的过程中橡皮管受挤压而堵塞，顺着橡皮管的走向外面包一层3mm厚的铁皮，因弹簧排水管自身有一定的强度，所以不必采用特殊的保护措施。
3.2 对石灰岩区域的岩溶水的处理岩溶水的最大特点：集中、量大，相对来说流水面不是很宽，因为石灰岩的节理没有板岩和砂岩发育，孔隙水和裂隙水相对来说较小，但地下水从溶洞排出，水头压力几乎不受外阻力折减，外水压力全加到直接阻挡水头的岩面上，如果挡水岩面失去支承力后，就很难在自重、围岩压力和水压力作用下保持自稳。
3.2.1超前支护在石灰岩区域，这种溶洞会经常出现，溶洞出现后，要么有高压力的岩溶水，要么有大量泥沙流，液体压力都很高，破坏性很大，所以超前支护就显得尤为重要，在探明前方地质情况后，打孔排水、排沙，因为岩溶水具有量大、集中的特点，所钻排水孔孔径稍大且集中，这样有利于水的快速排出，石灰岩区域如果岩石条件好，围岩能达到Ⅲ～Ⅳ级，就可以不用注浆固结，但必须等到流水量减至14L/s以下，才可以进行开挖，以免因水压力过大，开挖后支撑薄而产生塌方。
3.2.2初期支护开挖后如果溶洞洞径小于0.8米，用16＃工字钢顶死五分钢板封堵洞口，五分钢板上钻φ42孔，引φ42橡皮管排水，橡皮管的里口用土工布包好，然后用泵送混凝土填实空腔，如果溶洞洞径达到1米或大于1米，洞口需埋间距0.8～1米的工字钢，工字钢上先铺一部分五分钢板，用厚1米的浆砌片石封口，洞径小于0.8米，再用前面的方法封堵，外喷钢纤维混凝土封闭，找平工字钢。
3.2.3二次支护出现溶洞的位置最少要安置一道弹簧排水管，其它方面同前面的二衬方法。
3.3 对砂岩区域的孔隙水、裂隙水的处理砂岩一般呈块状、层状。块状砂岩为砂状结构，粒径2～0.5mm，受水浸泡后结构变得疏松，强度降低。层状砂岩为粉砂结构，粒径0.05～0.005mm，层理发育，更为发育者为片状，三维抗压强度差别很大，δc＞60 Mpa，而δa、δb在5～20 Mpa之间，有很明显的方向异性，且节理发育，受水的影响很大，层理面、节理面之间饱和水时面与面之间粘结力大大减弱，这种情况下很容易导致塌方。片理化程度很高的砂岩一般产生于两种岩石的接触面之间，由于受到强烈地质改造而产生蚀变，蚀变后的砂岩，地下水在这种部位往往很发育。
块状砂岩在公路岩石等级划分中大多能达Ⅳ类围岩的标准，节理一般不太发育，孔隙水对隧道开挖和支护后的稳定影响不大，不用超前支护，初期支护采用喷混凝土封闭即可，二次支护按一般支护形式；层状砂岩的支护参照碳质板岩的支护形式，砂岩区域除裂隙水外，孔隙水也比较发育，初期支护后，由于孔隙水的散失，稳定变形量比较大，隧道开挖半径为：R洞+r留，其中R洞=5.95m（隧道开挖半径），r留=0.12m（开挖预留变形量），松动圈的影响范围较大，所以采用WTD25L=450mm锚杆锁固，锚杆间距为80cm，梅花形布置，喷混凝土封闭，再作二次支护，支护形式同碳质板岩区域的支护形式。
