[中图分类号] P634.8 [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 3.1远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 3.2中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 3.3近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 5.1加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 5.2加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.398m,坡高0.5%~-1.317%,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.490m,坡度0.5%~-1.321%,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。
工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长342.9公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长31.81Km。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程94.7m,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度30.47Km,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度1.2457Km。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为1634.1m,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+625.95~DK172+725.5。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为4.6m.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温15.2℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-5.9℃,年平均降水量785.5mm,年平均蒸发量1160.5mm,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
3.1地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。
3.2地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+878.4。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。
3.3不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。
参考文献:
[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.
[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.
[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.
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[中图分类号] P634.8 [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 3.1远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 3.2中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 3.3近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 5.1加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 5.2加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
工程地质学科的基本理论形态包括 成因演化论 、 结构控制论 和 相互作用论 ,这些理论有着相通的思想 方法 ,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。下面是我为大家整理的工程地质学论文,供大家参考。
工程地质学论文 范文 一:工程地质在水利水电工程中的价值
一、水利水电工程地质勘察的方法及其特点
1.1工程地质测绘
工程地质测绘是水利水电工程地质勘察中一项基础工作,工程设计之前,地质人员要详细查明拟定建筑区工程地质条件的空间分布规律,并按照一定比例尺将其如实地反映在地形底图上,作为工程地质预测的基础,提供给设计部门使用。
1.2工程地质勘探
对任何水利水电工程地质条件及工程地质问题,从地表到地下的研究,从定性到定量的评价,都离不开勘探工作,水利水电工程地质勘探包括:物探、钻探、坑探等。
1.3工程地质野外试验野外试验是水利水电工程地质勘察中一项经常进行的重要的勘察方法,是获得工程地质问题定量评价和工程设计及施工所需要参数的主要手段。水利水电工程野外试验包括:钻孔压水试验、灌浆试验、荷载试验触探试验等。水利水电工程地质野外试验水平的发展,主要体现在试验仪器和设备的发展。
1.43S技术应用
3S技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等三大技术系统的集成与总称。遥感技术是3S技术的基础,它提供主要的遥感信息源。GPS技术用于遥感信息的精确定位,GIS技术则为遥感信息的获取提供辅助信息和专家思维,并对所提取的各种信息进行管理和分析且具有制图功能。近年来,国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用3S技术,许多大型水利水电工程采用了3S技术并取得了丰硕成果。
1.5水利水电工程地质的特点
水利水电工程地质的特点有:非凡性与复杂性、实践性与 经验 性、工程地质问题的长期性与隐伏性。
二、水利水电工程存在的工程地质问题和条件
2.1水利水电工程建设中存在的工程地质问题
在水利水电工程建设中,由于工程建设对原有的地质环境的改变,形成了各种各样的工程地质问题,如:泥石流、斜坡滑动、斜坡崩塌、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等。
2.2库区工程地质问题
水库蓄水后,水位上升,水深加大,流速减缓,近坝一带水似静水体,形成一个广阔的人工湖,这就会对库区及其邻近地带的地质环境生产影响,产生库区渗漏、浸没、淤积、坍岸及诱发地震等工程地质问题。
2.3水利水电工程地质条件
水利水电工程地质问题不是孤立、偶然发生的,它与水利水电工程建设区域的自然条件和环境有着极为密切的必然联系,其形成、发展和变化,都是工程活动对这里自然地质条件影响的结果,这些直接或间接地影响工程建筑物的规划、设计、施工和正常运用的地质条件就是工程地质条件,它主要是指:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质特征、物理地质现象等。
三、水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策
3.1泥石流
泥石流形成条件有:流域内应有丰富的固体物质,并能源源不断地补给泥石流;要有陡峻的地形和较大的沟床纵坡;流域中上游应有由强大的暴雨或冰雪强烈消融及湖泊的溃决等形式补给的充沛水源。防治泥石流的原则是以防为主,兼设工程 措施 。可采用如下的防范措施:预防:在上游汇水区,做好水土保持,调整地表径流,加固岸堤;拦截:在中游流通区,设置一系列拦截构筑物;排导:在泥石流下游设置排导设施使泥石流顺利排除等措施。
3.2斜坡滑动
斜坡滑动形成的条件:原有斜坡结构被破坏、斜坡外部荷载超过其承受能力等。斜坡滑动的防治措施:排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、灌浆法、砂井砂桩加固法、焙烧发等。
3.3斜坡崩塌
斜坡崩塌发生条件和发育因素:山坡坡度55-75度、表面凹凸不平;岩石性质和节理程度:软硬岩石互层组成;地质构造:岩层产状、构造作用。斜坡崩塌的治理措施:爆破或打楔、灌浆、调整地表水流、铺砌覆盖、坡面喷浆等等。
3.4水库地震
水库地震是指水库蓄水后诱发的地震,水库地震发生的条件有:地质条件、激发条件,其中激发条件包括直接效应和间接效应。水库诱发地震以3级左右为主。我国最大的水库诱发地震是广乐省新丰江水库诱发地震6.1级。矿山诱发地震震级在3.4~3.8级,一般震级较小,震源较浅。水库地震的防治措施:尽量减少对可诱发水库地震的地质条件的破坏、采用有效方法预测水库地震发生的频率和级别、做好预防水库地震应急预案等。(本文来自于《价值工程》杂志。《价值工程》杂志简介详见.)
四、结语
水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,水利水电工程建设必须根据具体地质环境和工程建设方式、规模和类型,预见到其二者相互制约的基本形式和规律,才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境。
工程地质学论文范文二:论工程地质实践教学方式
杭州西郊群山环抱西湖,水光潋滟、山色葱郁,北、东一片广阔平原。杭州山水有湖光山色之盛,山、石、洞、泉之美,地貌类型多样。北东向延伸并向南西扬起的西湖复向斜构造,使杭州地势自南西向北东逐渐降低。区内总体可分为山地、平原两大地貌单元:西湖的西、西南大部分地区为低山丘陵区,外围北、东、南侧为平原区。低山丘陵区内又可进一步分为低山丘陵与山麓沟谷两个小区。平原区分为西湖及北侧菬溪流域的湖沼冲积平原小区和东南侧钱江流域的冲海积平原小区。
工程地质实践教学
工程地质实习是工程地质专业本科教学中十分重要的教学环节,是该专业4年教学中必不可少的实习。是学生在学完土质土力学、岩体力学、工程地质学基础、工程地质勘察等课程理论知识的基础上,按工程地质选址勘察、初步勘察阶段的技术要求,通过对工程地质条件的野外实地考察、测绘和有关勘察手段使用的现场参观和实践,使学生获得工程地质实践的感性知识并巩固和深化理论,促进理论与实际相结合,为今后从事工程地质选址勘察或勘察工作打下初步基础。
1.实习内容和要求。岩石、土的肉眼鉴定,地层剖面观察;褶皱和断裂构造的基本判识;岩体结构面类型、结构体形状识别,野外鉴别和判识不同岩体结构类型,岩体结构面测绘统计;土体结构类型识别;地下水类型及水文地质条件的了解;各种环境地质及不良地质现象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外识别、调查、测绘,成因和对场地稳定性影响初步分析和评价;以掌握工程地质测绘工作方法为主,并参观了解静力触探、标贯、钻探编录和取样等工程地质勘探手段;在了解杭州市区区域地层、构造等基础上,以浙江大学附近区为主,通过工程地质测绘,资料收集,编制工程地质剖面图、平面图和选址勘察文字 报告 。
2.实习教学。实习分为四条路线,路线一为大桥地层剖面路线,六和塔→钱塘江大桥北铁路线→八卦田→玉皇山;路线二为钱塘江岸—南高峰不良地质现象调查路线;路线三为浙大—青芝坞—灵峰—玉皇山—玉泉;路线四为浙大—黄龙洞—蝙蝠洞。实习内容为系统识别杭州地区地层岩性及其分界标志层;进行岩性描述,对出露岩石的颜色、成分、结构、构造、化石和风化程度等进行观察和描述,掌握观察方法和描述要点并采集岩样标本;岩体结构类型野外判别方法;滑坡识别、形态测绘等;洞穴调查、测绘;落水洞、岩溶塌陷调查;岩体节理裂隙统计;判识地貌单元及确定分区界线等内容。
工程地质实践 教学方法 探讨
工程地质学是一门实践性很强的科学,很多的工程地质现象,仅通过书本上的概念、理论而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。正如俗话所说“实践出真知”,充分说明了实验实习教学的重要性。通过实习可以验证、巩固和学习与实验有关的理论知识,加深对学科知识的理解,培养学生符合辩证唯物主义的、实事求是的科学思维和严谨的工作作风,激发和培养学生的创造能力。
1.激发学生对工程地质的兴趣。杭州作为实习基地本身对学生即是很大的吸引力。在实习过程中循循诱导学生对工程地质专业的热爱。启发式教学具有多种功能,通过启发教学,能激励学生的兴趣和探索精神,调动学生的主动性和积极性,从而使学生切实地掌握知识和技能,促进学生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和发展。每一条实习路线,都要在实习前布置好任务;每爬一座山,都要每位同学抱着征服高山的勇气,去翻越它,研究它,并对工程地质现象了然于心。对率先完成任务的小组要给予奖励。在山上野餐时,表演节目活跃气氛。激发同学的实习热情。在实习过程中,老师应该对实习地的风土人情、历史地理有所了解,把地质现象与人文知识、风俗习惯、经济发展联系起来。比如某些特殊地形地貌在古代兵家战争中起过什么作用;一个地区的地层与该地的闻名土特产有什么关系;某些因地质作用形成的湖光山色在当地有哪些民间 传说 ,在旅游业中起到什么作用等。这些都会增强学生对大自然的兴趣,从而也增强对工程地质的兴趣。
2.培养学生的独立观察能力。科学研究是从观察开始的,工程地质学更是如此,有的人对丰富的地质现象熟视无睹,而有的人则善于观察并有所发现,二者的区别在于对观察的重视不够,观察能力不同。野外实习是培养学生观察能力最具体而有效的方式。做到勤于观察、善于观察。勤于观察是指学生能积极主动地进行独立观察。野外实习时,对欲让学生观察的现象,老师一般都作了预习,心中有数。切实而有效的方法是让学生自己去观察、去发现,老师可通过提示、点拨要观察内容。善于观察是指把看到的不同现象进行对比,找出其本质上的成因联系。实习时老师可给学生示范,抓住两至三个现象深入剖析,学生便可举一反三,掌握思路和方法在此过程中,老师应特别注意鼓励学生提出自己的看法和解释,即使错了也没关系。
3.培养学生的团队协作精神。任何工程都是一个系统工程,都需要团结协作、分工明确,在很多情况下,单靠个人能力已很难完全处理各种错综复杂的问题并采取切实高效的行动,所以团队合作精神的训练也是非常重要的。可以通过地层实测剖面和独立填图阶段训练学生团队合作精神,在进行工作前,需按掌图、记录、定点、测量产状和采集标本等任务分工,对最后成果的整理分析也要采用讨论式的方法上各小组的成员都发表意见,集思广益最终完成图件的绘制,杜绝单打独斗。
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普查报告目 录1. 绪论 11.1 工作目的任务 11.2 位置交通 11.3 自然地理与经济概况 11.4 以往地质工作评述 21.5 本次地质勘查工作情况 32. 区域地质及矿区地质 32.1 区域地质 32.2 矿区地质 53. 矿床地质 73.1 矿体分布、规模及产状 73.2 矿石特征 83.3 矿石中有益及有害组份含量及其变化 93.4 矿体围岩地质特征及覆盖层特点 103.5 矿床类型及找矿标志 103.6 矿石加工技术性能 114. 矿床开采技术条件 114.1 水文地质 114.2工程地质 154.3 环境地质 165. 勘查工作及其质量评述 165.1勘查方法及工程布置 165.2勘查工程质量评述 175.3地质勘查工程测量及其质量评述 175.4 地质填图工作及其质量评述 185.5 采样、化验工作及其质量评述 196. 资源/储量估算 206.1 储量/估算所依据的工业指标 206.2储量/估算方法的选择及其依据 206.3储量/估算参数的确定 216.4矿体圈定原则及块段划分 226.5资源/储量分类 226.6剥采比计算与资源/储量估算结果 237. 矿床开发经济意义概略研究 237.1水泥用石英砂岩资源形势分析 237.2矿山开发的技术条件 247.3经济效益和社会效益 258. 结论 258.1结论 258.2 建议 261. 绪论1.1 工作目的任务为与##水泥灰岩矿寻找配套的硅质原料基地,##省国土资源厅以#国土资勘便字[2004] 013号文件,将“####水泥用石英砂岩矿勘查”项目下达我队承担。2004年6月6日##省国土资源厅地勘处组织有关专家对我队提交的《##省###县##水泥用石英砂岩矿普查设计》进行审查,以##国土资勘便字[2004]058号文批准实施。本次工作主要任务是:通过矿区1:2000地形地质草测,基本查清区内地层、构造、岩浆岩的分布、产状及相互关系。地表以75m间距沿矿体周边布置探槽,中间以稀疏浅井控制矿体,通过系统取样基本查清矿体的分布、形态、产状及矿石质量,估算资源/储量。同时调查矿床开采技术条件,为矿山开发利用和规划开采提供基础地质资料。1.2 位置交通####水泥用石英砂岩矿区位于####市北15公里,隶属###县##镇管辖。地理坐标 东经 119°$$′45〃~119°%%%′30〃,北纬 40°$$$′45〃~40°%%%′30〃。矿区面积1.46km2。^^^^公路自矿区东南3km通过。矿区西侧有“村村通”水泥路至%%和%%村。交通方便。(见交通位置图) 1.3 自然地理与经济概况1.3.1自然地理(1)地形地貌矿区位于@@山脉东段南缘,地势北高南低,区内沟谷发育,属@@支流水系,仅在雨季洪水较大,间歇性强。区内最高峰海拔312.70m,最低70.2m,最大相对高差242.5m。地貌以低山~丘陵为主。(2)气象本区属东部季风区暧温带湿润气候,冬季受西伯利亚和蒙古冷空气影响,多西北风,夏季受海洋气团和太平洋高压影响,多东南风,气候总趋势是冬季较长偏暖,秋季较短,夏季炎热时间不长,春季干燥多风,平均风速3m/S,最大风速26m/S。区内多年平均气温10.5℃,多年平均降水量679.3mm,最大年降水量为1273.5mm(1969年),最小年降水量为320.0mm。日最大降水量378mm(1959年7月21日),多年平均蒸发量1646.8mm,为多年平均降水量的2.3倍。(3)地震本区位于郯庐地震带和华北地震带内,区内地壳稳定程度属次不稳定级,地震烈度为7度。1976年唐山大地震使本区遭受了Ⅶ度的地震破坏。1.3.2经济概况区内经济以农业为主,农作物主要有玉米、高粱,矿业开发有小煤窑、水泥灰岩和建筑石材、碴石料等。区内水电充足,劳动力资源尚属充足。1.4 以往地质工作评述区内地质工作历史久远,地质研究程度较高,上世纪七-八十年代**省地勘局区域地质调查大队在该区先后进行1:20万和1:5 万区域地质调查工作,九十年代##地质大队对该区进行了水泥灰岩矿及水泥用石英砂岩矿地质普查工作, 1995年提交了《##县%%水泥用石英砂岩矿详查报告》,现为$$水泥厂硅质配料矿山,上述工作成果为本次工作提供了丰富的基础地质资料。1.5 本次地质勘查工作情况##地质大队于2005年初开展工作,首先进行矿区1:2千地形地质草测,然后施工槽探和浅井,于11月完成全部野外工作, 之后转入室内资料的全面整理及报告编写。通过本次工作共获得水泥用石英砂岩矿资源量(331+332+333)138.77万吨。共完成实物工作量如下(见下表): 完成工作量总表 表1-1工作项目 单位 完成工作量 备注 1:2000地质草测 Km2 1.46 1:1000地质剖面测量 Km 1.052 3条探矿工程 槽 探 m3 1410 21条 浅 井 m 6 1眼采 样 刻 槽 样 件 120 小 体 重 件 22 化验测试 基 本 分 析 件 120 组 合 分 析 件 2 小体重测试 件 22 内 检 分 析 件 16 外 检 分 析 件 15 2. 区域地质及矿区地质2.1 区域地质本区位于华北地台燕山台褶带山海关台拱南部$$盆地西南缘。区内出露地层比较齐全,岩浆活动频繁,断层及褶皱构造较为复杂。兹将主要地质特征简述如下:2.1.1地层:该区变质基底为晚太古代变质深成岩,自中上元古代青白口系开始接受沉积至侏罗纪中期,除志留纪、泥盆纪外,各时代地层均有出露,但受古地理环境限制,各时代地层发育情况不等。本区各地层单位的划分和各地层岩性组合主要特征见插表2-1区 域 地 层 表 表2-1界 系 统 组 代号 厚度(m) 主 要 岩 性新生界 全新统 Q4 河流相砂、砾石层及残坡积层 上更新统 Q3 0-5 下部为冰积层,上部为冲洪积砂、砾石、粉砂及黄土 中更新统 Q2 0-3 以洞穴堆积为主中生界 侏罗系 张家口组 J3Z 332-3079 流纹岩夹流纹质熔岩、角砾岩、凝灰角砾岩 白旗组 J3b 86-544 安山岩,流纹质凝灰角砾岩、流纹岩、粉砂岩 髫髻山组 J2t 2662-3153 辉石安山岩夹气孔状安山岩、安山集块岩夹煤线及薄层煤 门头沟组 J1m 178-312 薄层粉砂岩夹砂砾岩、煤层、含砾粗砂岩、炭质页岩 三叠系 黑山窑组 T3h 161.8 中粗粒长石石英砂岩、炭质页岩、粉砂岩、含煤线古生界 二叠系 石千峰组 P2Sh 0-15 紫色粉砂岩、泥岩夹少量砾岩、粗一中粒净砂岩、杂砂岩 上石盒子组 P2S 0-72 灰白色中厚层状含砾粗粒长石净砂岩夹细砂岩、粉砂岩 下石盒子组 P1X 115 灰色含砾中粗粒长石杂砂岩,有A2、A1层耐火粘土岩 山西组 P1S 618 含砾细粒长石杂砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩 石炭系 太原组 C3t 51 灰黑色粉砂岩含铁质结核夹少量煤线及灰岩透镜体 本溪组 C2b 70.7-82 铁质砂岩或褐铁矿、粘土岩、细砂粉砂岩及页岩 奥陶系 马家沟组 O2m 101 白云质灰岩夹虫孔灰岩、白云岩、局部为含燧石白云质灰岩 亮甲山组 O1L 139-300 豹皮状灰岩为主,其次有虫孔灰岩夹钙质页岩,含燧石结核虫孔灰岩夹薄层泥质灰岩 冶里组 O1y 101-123.5 以灰岩为主,夹少量砾屑灰岩及虫孔灰岩,黄绿色页岩,泥质条带灰岩,紫红色竹叶状灰岩,薄层碎屑砾屑灰岩 寒武系 风山组 ∈3f 29.3-92 竹叶状灰岩,泥灰岩夹砾屑泥灰岩、钙质页岩及泥质条带灰岩 长山组 ∈3c 18 砾屑灰岩、粉砂岩与页岩互层夹藻灰岩及生物屑灰岩 崮山组 ∈3g 37-102 下部和上部为灰岩及粉砂岩,中部为灰色灰岩 张夏组 ∈2z 130-168.4 上部鲕状灰岩夹含藻灰岩,下部鲕状灰岩夹黄绿色页岩 徐庄组 ∈2x 27.3-101 黄绿色含白云母粉砂岩夹紫色粉砂岩细砂岩及灰岩 毛庄组 ∈1mz 112 紫红色页岩为主,页岩中含白云母小片 馒头组 ∈1m 71 砖红色泥岩、页岩为主,底部具角砾岩和砾岩 府君山组 ∈1f 146 暗灰色豹皮沥青质白云质灰岩上元古界 青白口系 景儿峪组 Qnj 28-32 薄层及中厚层泥晶灰岩夹钙质页岩 龙山组 Qnl >95 含砾砂岩夹页岩太古界 单塔子群 白庙子组 Aγb >344 混合岩化黑云角闪斜长变粒岩夹浅粒岩及黑云母角闪片岩 迁西群 三屯营组 Aγs >12122 混合岩化角闪斜长片麻岩,黑云角闪片麻岩,黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩,磁铁石英岩2.1.2.构造**向斜是一个由古生界和中生界地层组成的不对称的向斜构造,北起城子峪,南至下平山,长20km;东自张岩子,西至花场峪,宽约10km。向斜轴向近南北,轴面西倾,倾角78°左右。区域断裂构造较为发育,西翼发育的北北东向断裂构造,造成地层层序不连续和局部缺失,并明显地使古生界地层出露宽度变窄。断裂构造还见有北东向、东西向、北西西向等,都不同程度地影响了地层的连续性。2.1.3岩浆岩本区岩浆岩活动相当频繁,以燕山期为主。西侧花岗岩体的上侵造成向斜西翼沉积岩层产状变陡,局部倒转;南东侧&&花岗岩体侵位于中生界火山岩之中。区内闪长玢岩、花岗斑岩等均有出露,呈岩床、岩脉状侵入于各时代地层中,规模不大。2.1.4区域矿产区内矿产资源较丰富,以非金属矿产为主。主要有水泥用石灰岩、无烟煤、耐火粘土、石英砂岩等。石灰岩矿主要产于寒武系张夏组及奥陶系冶里组、亮甲山组。煤、耐火粘土主要产于石炭系、二叠系及中生界侏罗系地层中。石英砂岩产于上元古界青白口系龙山组及古生界二叠系上石河子组地层中。区内金属矿产规模较小,多零星分布。2.2 矿区地质矿区位于^^向斜西南缘,矿区出露地层主要为上元古界青白口系龙山组一段、二段和新生界第四系残坡积物。地层呈平缓单斜状产出,断裂构造使矿区总体形成一地堑状平台,太古界变质花岗岩呈结晶基底广泛分布于青白口系地层之下。2..2.1地层(1)上元古界青白口系龙山组(Qnl)为矿区主要地层,自下而上分为两段:一段:一层(Qnl1-1):灰白、灰黄色中—粗粒长石石英砂岩,中厚层状,底部见含砾层,交错层发育,厚12-16m,不整合于太古界变质花岗岩之上。(见照片3)二层(Qnl1-2):紫红色、黄褐色薄板状泥质砂岩、粉砂岩互层,细粒,层厚20-25m,为矿层底板。二段:一层(Qnl2-1)黄褐色,褐铁矿化含海绿石石英砂岩,细-中粒,中厚层状,交错层发育。为本矿床之矿层,平均厚4.09m。二层(Qnl2-2)紫红色、黄绿色泥质页岩,为矿层顶板,风化剥蚀严重,呈弧岛状分布,厚度小于1.00m。(2)第四系(Q)为残坡积物、腐植土、砂土层及含碎石砂土等,主要沿沟谷分布,厚度0~5m。2.2.2构造矿区断裂构造发育,主干断裂为F3断层,位于矿区东侧,总体南北走向,倾向东,倾角68-70°,宽3-10m,性质为正断层。其它为次级断裂,分布于矿区北部,主要有两条,分别为F1、F2,断层走向285-300°,倾向S-SW,倾角80-85°。两条断层以20°夹角在北东部相交,其中F1为逆断层,F2为正断层。断裂构造将矿体断为三段,断距较大,形成相隔较远的三个矿段。2.2.3岩浆岩矿区岩浆岩不发育,仅见一条花岗斑岩脉,岩脉近南北向侵入于矿区西侧龙山组一段粗砂岩和薄板状细砂岩中,在矿区西北部侵入于龙山组二段一层的矿体中,与围岩呈小角度斜切侵入接触关系。岩脉产状,倾向150°,倾角15°,厚约1-3m。太古代变质花岗岩分布于青白口系地层之下,与上覆地层呈不整合接触。变质花岗岩:浅肉红色,粒状变晶结构,块状构造,主要矿物成份为石英、钾长石和斜长石。钾长石含量多,斜长石次之,石英含量在20-30%,暗色矿物多为黑云母,较少量褐铁矿。3. 矿床地质3.1 矿体分布、规模及产状本矿床由单层矿组成,赋存于上元古界青白口系龙山组二段底部,即Qnl2-1为本区矿层,因断裂构造破坏使单一矿层断为三个矿段,各矿段特征如下:Ⅰ号矿段:矿体分布于矿区中部TC1-TC16范围内,出露形态为纺锤状,长轴方向长560m,最大出露宽度240m,最小40m,平均宽130m。出露面积约63500m2。矿体最大厚度5m,最小0.7m,平均4.0m。产状,倾向130-180°,倾角3-15°,局部20°。矿体出露最高标高294.7m,最低240m,相对高差54.7m, 矿层顺地形坡向沿山梁分布。呈平台状。其上覆盖层厚度0~0.5m。(见照片2、3)矿体呈层状产出,具有舒缓波状变化特征。矿层厚度稳定,16个探槽中,仅南端的TC8、TC9厚度小于4m,分别为3.3m、0.7m,其余探槽厚度均大于4m,在4~5.0m之间。Ⅱ号矿段:分布于矿区北部TC17-TC20范围内,出露形态为近三角形,东西向最大长度390m,南北向最大出露宽度200m,出露面积约50000m2,平均厚度4.23m;矿段出露最高标高321.7m,最低280m,相对高差32.7m,产状倾向30-55°,倾角5-16°。矿层沿山梁分布。其上覆盖层厚度0~0.5m。(见照片1、3)Ⅲ号矿段:由TC21号探槽控制,该矿段受断裂破坏及地形影响呈西宽东窄半椭圆形,东西方向130m,南北向最宽100m,出露面积约10700m2矿体厚5.5m,出露标高160m,产状倾向215°,倾角15°。矿层沿山梁分布。其上覆盖层厚度0~1m。综上所述,本区矿体呈层状低角度产出,具舒缓波状变化特征,矿体厚度变化不大,平均厚4.09m,各工程见矿厚度(见下表)。 各工程见矿厚度统计表 表3-1 矿段号 工程号 厚度(m) 平均厚度(m) 备 注Ⅰ TC1 4.00 4.00 2 4.65 3 4.00 4 4.10 5 4.05 6 4.02 7 4.02 8 4.60 9 3.30 10 0.70 11 4.05 12 4.10 13 4.30 14 5.00 15 4.30 16 4.40 QJ1 4.30 Ⅱ 17 4.10 4.23 18 3.00 19 5.30 20 4.00 Ⅲ 21 5.50 5.50 3.2 矿石特征3.2.1矿石矿物成份组成矿层之矿石全部为石英砂岩,其矿石成分为碎屑和胶结物两部分:(一)碎屑成分:占矿石矿物总量90-95%,其矿物成分以石英为主,含量占80-85%,海绿石(已被褐铁矿交代殆尽,呈假象存在),含量小于10%,并有微量锆石、长石、云母等。(二)胶结物成分:占矿石总量5-10%,其成分为石英、铁质及粘土质矿物。3.2.2矿石结构、构造矿石呈细-中粒砂状结构,以接触式胶结为主,次为增长式胶结(次生石英加大边),亦见有空隙充填式胶结类型。占矿石矿物主体的石英呈次棱角状-次圆状,粒径一般在0.1-0.3mm间,分选性较好,少量碎屑在0.03-0.1mm间。矿石呈层状构造及块状构造。3.2.3矿石类型组成矿体之矿石矿物成份简单,结构、构造单一,矿石自然类型属细-中粒褐铁矿化海绿石石英砂岩,工业类型为水泥用硅质砂岩矿。3.3 矿石中有益及有害组份含量及其变化矿石中主要组份为SiO2、Al2O3、Fe2O3、三者合量95%以上,其次为CaO、MgO二者合量不足1% ,K2O、Na2O、Cl-、SO3、TiO2等含量甚微。各矿段SiO2 、K2O、Na2O平均品位见表矿段号 SiO2(%) K2O(%) Na2O(%) (K2O+Na2O)(%)Ⅰ 86.35 0.442 0.078 0.52Ⅱ 84.25 0.432 0.080 0.512Ⅲ 87.61 0.99 0.041 1.0313.3.1有益组份含量及其变化主要有益组份为SiO2,全矿床平均85.64%,最高91.34%(TC5),最低80.08%(TC18),总的来看,矿层中SiO2含量均匀,沿走向和倾向无明显变化。3.3.2有害组份含量及其变化(1)碱量(K2O+Na2O):全矿床平均0.57 %,含量比较均匀稳定。碱量中主要组份平均含量K2O 0.50%, Na2O 0.074 %。(2)其它有害组份:根据组合分析结果,SO3 0.0085~0.0097%;MgO 0.60~0.61%;Al2O32.99~3.54%;Cl 0.006%;Fe2O37.02~8.09%;各类有害组分含量甚微,均低于允许指标。综上所述,矿石中不论是有益组份还是有害组份,含量变化较小,均属于含量均匀性质。根据本区矿石主要有益组份SiO2与主要有害组分碱量(K2O+Na2O)的相关性,证明二者含量相互制约,即SiO2含量高时,碱量(K2O+Na2O)含量低,二者成反相关变化。3.4 矿体围岩地质特征及覆盖层特点3.4.1矿体围岩地质特征(1)顶板围岩:矿体上覆地层的层位为Qnl2-2,其岩石组合为紫红色、灰绿色泥质页岩,层理发育,岩性松软,易风化剥蚀。本区仅在Ⅱ矿段顶部有少量出露。顶板围岩SiO2 含量平均72.26 % ,碱量(K2O+Na2O)含量平均1.96。(2)底板围岩:矿体下伏地层为Qnl1-2,为灰绿色、褐色、薄板状细砂岩及粉砂岩互层,构成底板围岩。层理发育,呈半风化状。底板围岩SiO2 含量平均76.09% ,碱量(K2O+Na2O)含量平均1.45。从以上围岩特征可以看出,围岩和矿体中SiO2和碱量(K2O+Na2O)含量有一定差别,顶板岩性和矿体界线清楚,而矿体和底板岩性界线不十分清楚。3.4.2覆盖层特征由于矿层产于该区最高部位,加之顶板围岩极易风化剥蚀,绝大多数矿层之上仅覆盖少量的腐植土和残坡积物,主要由砂土、碎石等组成,一般0~0.5m,最厚处亦不足1.00m。据相邻的下平山矿区资料,其化学成分SiO2 平均67.05% ,碱量(K2O+Na2O) 平均3.13。显示硅低碱高的特点。3.5 矿床类型及找矿标志3.5.1矿床类型组成本矿区矿层之矿石,含有少量代表海相沉积环境的标志性矿物——海绿石,岩石碎屑粒度较细,结构成份成熟度高,矿层具水平层理,交错层理,层面具波痕,据以上特征结合上下层位的岩石组合,表明该矿床沉积环境属浅海陆棚相,因而矿床成因类型属浅海相沉积类型。3.5.2找矿标志矿床严格受层位控制,产于龙山组二段底部,其上覆地层为紫色、黄绿色泥质页岩,其下伏地层为棕褐色薄板状细砂岩、页岩和粗粒长石石英砂岩(白色粗砂岩),特征明显;另外,矿石因含铁质较高呈黄褐色、棕褐色,肉眼极易识别。 由于上覆地层极易风化剥蚀,且矿层自身产状平缓,较易形成平顶山地貌,加之组成矿体的矿石本身致密坚硬,地貌易形成陡坎,在本区亦属特殊景观(地方俗称“草帽山”、“大平台”)。以上特征在同类矿床中极容易见到,是寻找同类型矿床的明显标志之一。3.6 矿石加工技术性能本矿床与东侧相邻的下平山水泥用石英砂岩矿属同一层位地层的相邻块段,其矿石类型、结构构造、物质成分及物理性能等多项指标基本一致,下平山水泥用石英砂岩矿已开采多年,为浅野水泥厂配套的硅质原料矿山,类比相邻矿山开采、加工及利用的实际资料,该矿床矿石易采易选加工技术性能良好。4. 矿床开采技术条件4.1 水文地质4.1.1区域水文地质(1)、地形地貌本区属燕山山脉东南部低山丘陵区,山体多为浑园状,山顶平缓,河谷发育多为“U”型谷。最高山峰海拔标高312.7m,最低侵蚀基准面为%%河谷,标高70.2m,比高242.5m。地表植被不发育,主要分布有人工林(松、柏)及野生灌木丛等。(2)、气象水文本区属东部季风区暖温带湿润气候,多年平均气温10.5℃,多年平均降水量679.3mm,最大年降水量为1273.5mm(1996年),最小年降水量为320.0mm,日最大降水量378mm(1959年7月21日)。多年平均蒸发量1646.88mm,多为年平均降水量的2.3倍。矿区属^^河水系,呈枝叉状分布,区内河流均为季节性河流,雨季水位暴涨,平时水量很小或干涸。(3)、含水岩组类型及富水性根据地貌形态,含水量富水性及水理性质,本区含水岩组可划分为:松散岩类孔隙水,碳酸盐岩溶洞裂隙水,沉积岩裂隙水及混合花岗岩裂隙水,四种类型。各含水岩组富水性叙述如下:(a)松散岩类孔隙水:含水层为第四系坡洪积物,分于河谷及沟谷之中,由砂、砾、碎石、亚粘土等组成,厚一般4-10m。分选性差。富水性一般为河谷中较强,沟谷中较弱。根据民井调查资料:水位埋深1.5-3m,单井涌水量一般<100m3/d,但本层与下伏的基岩风化带裂隙水往往构成统一的水力系统,成为当地居民的主要供水水源。(b)碳酸盐岩溶洞裂隙水该岩组为寒武系的一套碳酸盐岩,分布于矿区北部。岩溶沿构造裂隙发育,深度一般40-100m,地下水赋存于溶洞,溶孔和溶蚀裂隙之中,含水带厚33-150m,富水性一般较强。据前人资料,水位埋深10-30m,单井出水量:0.02-30m3/h·m。(c)沉积砂岩裂隙水该岩组为上元古界青白口系龙山组一套石英砂岩,岩层裂隙发育,为透水层。据前人资料,泉流量一般小于0.1m3/h。(d)混合花岗岩裂隙水该岩组为本区内的基底地层,网状风化裂隙较发育,地下水赋存于风化裂隙构造裂隙中,风化深度10-20m,富水性较弱。据前人资料:泉水流量,单井涌水量一般0.1-1m3/h·m。(4)、区域构造及富水特征本区新构造发育,最早为东西向,而后为北东向、南北向、北北东向,老的构造表现出多次活动性。地质构造是控制岩溶发育的主导因素,构造破碎带普遍含水。4.1.2矿区水文地质(1)水文地质特征矿区位于低山丘陵区,矿体均分布于分水岭地带,%%河谷及孤石峪河谷分别构成了矿区的东、西、南边界,北部边界即为局部分水岭。矿区位于补给区,区内最高标高312.70m,最低侵蚀基准面标高70.20m,比高242.50m,矿体出露标高240-312.70m,最低可采标高240m。矿区水文地质条件简单,含水岩组单一。出露地层有上元古界龙山组石英砂岩,局部夹薄层粘土岩,泥质页岩,其下部为太古代混合花岗岩。矿层为龙山组二段一层,岩性为石英砂岩,矿层倾角3-15°。此外沟谷地段有零星的第四系分布。(2)、含水岩组特征(a)石英砂岩风化裂隙水矿层以下岩石风化程度减弱,由于石英砂岩本身为透水岩层,加之风化裂隙较为发育,矿体均产于当地侵蚀基准面之上,该矿区富水性微弱。(b)混合花岗岩风化裂隙水该岩组位于龙山组地层之下,为本区的结晶基底,混合花岗岩内普遍发育有网状风化裂隙,强风化带可形成孔隙潜水,半风化带则以风化裂隙为主,富水性较弱。(c)构造裂隙脉状水矿区东侧F3断裂构造呈近南北向贯穿整个矿区,断层倾向东,倾角76°,破碎带宽度3-10m。断层性质为正断层,推测其为较强富水断层。(3)、地下水的补给、迳流、排泄矿区地下水补给来源单一,绝大部分来源于大气降水。根据地貌形态特征,大气降水大部沿山坡直接以地表迳流形式排泄,一小部分由地表风化裂隙接受大气降水补给后,向深部渗透补给基岩裂隙水。地表水流入孤石峪下平山河谷后汇入汤河,地下水流向与地表水流向一致,由高向低,由坡地向河谷迳流。(4)、矿床充水因素矿区附近无大的地表水体,小的水库均低于矿体最低出露标高,风化裂隙富水微弱,构造脉状水出露亦低于矿体最低开采标高,故矿床充水因素单一。未来矿床采用露采方案,采场范围内的大气降水将直接汇入采场。本矿区矿体均位于山顶,坑底高于当地侵蚀基准面,地形有利于自然排泄水。故该矿床水文地质条件属简单类型。4.1.3 矿坑涌水量预测风化裂隙水微弱,本次预测仅以露天采场内所接受的大气降水来确定矿坑的涌水量。(1)、露天采坑降水汇入量计算计算公式:1、Q雨平均=F·A雨平均式中:Q雨平均—露天采场雨季日平均降水汇入量m3/dF—露天采场的汇水面积m2A雨平均—历年雨季日平均降水量m2、Q雨最大=F·A雨最大式中:Q雨最大—露天采场雨季日最大降水汇入量F—露天采场的汇水面积m2A雨最大—历年雨季日最大降水量m 降水汇入量计算成果表 表4-1采场最大汇水面积F(m2) 历年雨季日平均降水量A雨平均(m) 露天采场雨季日平均汇入量Q雨平均(m3/d) 历年雨季日最大降水量A雨最大(m) 露天采场雨季日最大汇入量Q雨最大(m3/d) 备 注63500 0.00482 306 0.378 24003 (2)、矿坑涌水量预测矿坑涌水量为大气降水汇入量,降水系列资料应用本队1990年9月提交的“河北省秦皇岛市水文地质工程地质环境地质综合评价报告”,雨季日平均降水量为7-8月份平均值,露天采场面积为Ⅰ矿段分布面积。露天采场雨季日平均涌水量:306m3/d露天采场雨季日最大涌水量:24003m3/d4.2工程地质本矿床与东侧相邻的下平山水泥用石英砂岩矿属同一层位地层的相邻块段,其矿石类型、结构构造、物质成分及物理性能等多项指标基本一致;矿体及围岩的物理力学性质和矿床开采工程地质条件亦基本一致。一、相邻矿山三件矿石抗压、抗拉强度试验结果表明,由于本区矿层裸露地表,属半风化岩性质,导致矿层抗压、抗拉强度不大。 抗压、抗拉强度试验结果表 表4-2采样地点 石英砂岩(矿体) 采样号 抗压、抗拉强度(MPa) 垂直 平行 平行TC31 石英砂岩(矿体) WL1 181.0 / 5.9TC41 石英砂岩(矿体) WL3 228.7 212.6 5.2QJ002 石英砂岩(矿体) WL5 117.0 / 5.3 175.6 212.6 5.5资料来源于《##省##县##水泥用石英砂岩矿勘探报告》二、本区矿层顶板为页岩,层理发育,易风化破碎,又处在较高位置,岩石力学性质很差,易于剥离。三、矿体及围岩产状平缓,倾角3-15°,矿体直接出露于山顶部位,今后矿山的开采不形成边坡,矿区工程地质条件属简单类型。4.3 环境地质矿区内无工业污染,生活环境良好。根据矿体的产状,矿石组合及矿区地质构造特征,未来矿山开采时不会发生滑坡、崩塌、山洪泥石流等现象。本矿区环境地质类型属一类,环境质量良好。5. 勘查工作及其质量评述5.1勘查方法及工程布置5.1.1矿床勘查类型的确定##石英砂岩矿属沉积成因层状矿床,产状平缓稳定,形态简单,连续性好,厚度变化较小,有益有害组份含量均匀,SiO2的变化系数不大,碱量变化系数也较小,矿层内无夹石,地质构造简单,水文地质条件简单。综合上述特点,根据水泥原料矿产地质勘查规范[ZD/T0213-2002]有关规定,确定本矿床属第Ⅰ类勘
范文一:甘肃省城市建设地质灾害防治研究甘肃省境内泥石流、滑坡发育的基础主要是其特殊的自然条件。陡峭的地形、充足的松散土石和突发性水源是泥石流、滑坡形成的三大条件,另外地震作用也是造成滑坡的因素。甘肃地处黄土高原区,境内主要以黄土为主,而黄土由于结构疏松,孔隙大,渗透性强,具强压缩性和自重湿陷性,垂直节理发育,特别是极为发育的顺坡向卸荷节理,使边坡稳定性降低,易发生滑坡和造成严重的水土流失,大量滑坡、崩塌等重力堆积物受暴雨形成的坡面流及洪水的冲刷,源源不断地为泥石流提供固体物质。 通过计算泥石流、滑坡作用强度和危险度,将城市分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级四个危险等级。经过对甘肃省灾害防治历史和治理现状的研究,提出存在问题,得到泥石流、滑坡灾害的发展趋势,强调防治的可能性和必要性。 根据对城市的分级,危险度高的Ⅰ级和Ⅱ级的城市应采取治理体系为主,预防体系和管理体系为辅的综合控制对策;危险度不高或较低的Ⅲ级和Ⅳ级的城市应采取预防体系与管理体系为主,治理体系为辅的控制对策;对于威胁城市安全的巨型滑坡和规模巨大的泥石流沟则采用躲避对策。 城市泥石流、滑坡防治规划的最基本原则是预防为主,重点治理。对于不同类型的泥石流、滑坡建立不同的治理模...范文二:分析地理信息系统的开发工具及其在地质灾难探究中的应用进展地理信息系统在地质灾难探究中的应用进展 目前,国内外利用地理信息系统,主要用于探究国土和城市规划、地籍测量、农作物估产、森林动态监测、水土流失、地下水资源管理〔4〕和矿产资源勘查〔10〕、潜力评价及开发〔11〕等众多领域。GIS在地质灾难探究中的应用大致有以下几个方面摘要:(1) 地质灾难评价和管理利用地理信息系统的各种功能,建立地质灾难空间信息管理系统[12,13,14,管理地质灾难调查资料,显示并查询地质灾难的空间分布特征信息,评价地质灾难的危害程度,分析地质灾难和影响因素之间的关系,提出减轻和防治地质灾难的办法,对将来可能发生的地质灾难进行猜测〔15,16〕。戴福初等利用GIS对香港地区的滑坡灾难进行历史滑坡编录,分析滑坡的时空分布特征和动态和静态环境因素之间的相关关系,对滑坡灾难风险进行评价和危险区域划分〔17〕。(2) 地质灾难的危险度区划评价由于各种地质因素本身的不确定性,以及地质因素之间相互功能的复杂性,在收集大量的基础地质环境资料前提下,利用GIS对这些基础资料进行有效地处理来提高数据的可靠性,通过选取合适的评价猜测指标〔18〕,运用恰当的数学分析模型〔19,20,21〕,对探究区进行地质灾难危险性等级的划分,从而为地质灾难的管理及防治和预警决策提供依据。(3) GIS和专家系统的集成应用GIS和专家系统的集成应用中,GIS所起的功能主要是管理时空数据,进行空间分析;专家系统所起的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾难的危险度〔22〕。二者的结合将使专家经验得到推广,减少野外和室内手工作业工作量,使区域地质灾难的动态管理成为可能。4 结语(1)地理信息系统技术已经广泛渗透到了多种学科领域,从比较简单的、单一功能的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统,并向多媒体GIS、智能化、三维、虚拟现实及网络方向发展,新兴的地理信息系统将运用专家系统知识,进行分析、预告和辅助决策。(2)地理信息系统的开发工具,从专业开发工具的组成结构上,可以归纳为集成式GIS、模块化GIS、组件式GIS和网络GIS等几个主要类别。其中组件式GIS在系统的无缝集成和灵活方面具有优势,代表了GIS系统的发展方向。(3)地理信息系统在地质灾难探究中的应用方兴未艾,尤其在地质灾难评价和管理、地质灾难的危险度区划评价和GIS和专家系统的集成应用方面进展很快。以上希望对您有帮助!另外这有个地质灾害论文的网址,可参阅:
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地质灾害易发区划分按灾种将易发级别相同的评价单元合并连片,并根据地质环境条件对边界加以修正,即可圈定出地质灾害易发区。碎屑岩区和碳酸盐岩夹碎屑岩区划分出...www.wsdxs.cn/html/Place
[中图分类号] P634.8 [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 3.1远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 3.2中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 3.3近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 5.1加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 5.2加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.398m,坡高0.5%~-1.317%,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.490m,坡度0.5%~-1.321%,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。
工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长342.9公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长31.81Km。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程94.7m,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度30.47Km,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度1.2457Km。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为1634.1m,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+625.95~DK172+725.5。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为4.6m.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温15.2℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-5.9℃,年平均降水量785.5mm,年平均蒸发量1160.5mm,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
3.1地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。
3.2地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+878.4。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。
3.3不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。
参考文献:
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工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程,其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据,这是我为大家整理的工程地质职称论文,仅供参考!
浅论工程地质勘查
【摘要】工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程,其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据,以充分利用有利的自然和地质条件,避开或改造不利的地质因素,保证建筑物的安全和正常使用。本文主要分析了建筑工程地质勘察有关问题。
【关键词】建筑工程地质勘查质量
中图分类号: TU761 文献标识码: A 文章编号:
一、引言
工程地质学早在21世纪30年代就已成为一门独立的学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题。地质情况是复杂、多变的,因区域、地区、场地而各异。在各类建筑地基基础设计中,为保证其安全必须同时满足两个技术条件:①地基强度条件,即保证地基稳定性,不发生剪切破坏或滑动破坏;②地基变形条件,即沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜都不超过地基容许变形值。地质勘察报告是建筑工程设计的重要依据,是保证满足上述两个技术条件的必备资料。科学的地质勘察报告不仅能提高建筑设计质量,还可节省工程量,减少投资,从而带来较大的经济效益。
近些年来,我国工程地质勘察工作已有了长足发展,已经成为了我国地质工程建设的左右手。地质勘察是对地质工程相关区域范围内的岩石、地层、构造、水文、地貌等地质情况进行调查了解,确定工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。地质勘察报告的内容将会决定出不同的投资投入和施工管理方案,不同的施工方案决定不同的工程质量。
二、工程地质勘察中存在的问题
建筑工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基,有时通过详细勘察尚不能全部查明情况或取得全部所需资料时,则需进行施工勘察。当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下几个方面:
1、对工程地质勘察的重要性和价值认识不够
地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标;地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。
2、地勘部门地勘报告质量不高
地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告其内容简化到不提供土工试验指标,不作评价,不作明确的结论和提出建议性工程处理意见等。一些报告中该省略的不省略,不该省略却没有;不该附的图附上,需要的表格又没有;文字不多,却废话连篇。其做法是蒙哄不懂专业的管理人员和去迎合部分设计人员只要提供地基承载力这一指标。
3、勘探方法不对
一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。试想,压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层不能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。
4、工程地质勘察缺乏监管
一是工程地质勘察在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督,到底钻了几个孔,钻了多深,取了多少土样,土工试验做了多少,这些都存在漏洞,是勘探单位的“良心”活。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。
三、工程地质勘查工作的对策
1、确立工程地质勘查工作的规范和制度
工程地质勘查工程师在进行正式的勘查工作之前,应详细地了解和掌握建设单位对岩土勘测工作的要求,及其所负责工程的结构形式、用途、载荷大小,并根据施工现场情况编制勘察规范和制度,根据实际情况制定出科学合理的时间计划,合理安排内业资料整理、土工试验、外业施工等环节,规定取样及试验、原位测试、钻探施工等技术要求,明确勘测过程中与规范和制度相冲突时应作出的技术调整要求。
2、做好对勘查数据的提炼,提高地质勘查报告质量
做完地质勘查工作,得到勘查数据之后,还应结合项目自身及周边环境特点来做好勘查数据的整理、分析和提炼,以确保土层划分的科学性和测量数据的准确性,并做好与设计人员的沟通,对于差异较大的参数要进行必要的说明,使得设计人员更好地掌握相关的情况。
3、选择合适的勘察测试方法
勘察主要有钻探、取样和试验三种方法,它们都拥有着非常强的针对性,选择合适的勘察方法可以起到事半功倍的效果,否则不但起不到应有的作用,还有可能会浪费大量的工作时间和资金。选择既经济又合理可行的工程勘察方法,首先应当详细了解场地已有地质资料、沿线构造物情况、与工程建设设计人员充分交流、明确要解决的工程地质问题,然后开展勘察工作,特别是对未知区域的勘察,要分阶段的多次完成勘察工作。针对不同的材料与地质结构,采取的方法有:干钻取芯钻进、泥浆护壁回转钻进等。
4、做好勘查现场的监督工作
开工前,工程地质勘查人员须结合建设方提供的各类报告对施工现场进行勘测与核实;要对钻机所使用钻杆的尺寸和长度予以核对,确保其各部分技术参数符合勘测和施工的要求;岩土勘测工作中的各项原位测试项目,应满足《岩土工程勘察规范》及其他相关规范和制度的要求;合理选择钻进方式,在对岩层进行钻进时,应根据岩层强度合理确定钻进速度,在钻进位于地下水位以下的粉土、砂土、软弱土层时,须采用泥浆护壁钻进法,并严格限制钻进速度;做好取样管理,取样时,应严格控制钻杆尺寸,不得通过切取岩芯管的方式取原状土样,对取好的样应及时贴好标签,并妥善保管;对于高程和水位的测量,高程的测量应首先选择黄海高程,若条件不允许而须采用假定高程,最好是将基准点埋设在不易遭到破坏的地方,应在工程施工结束后统一进行地下水位的测量工作;工程师要及时对外业资料进行核对和验收,确保原位测试数量和主要持力层的取样数量满足要求,同时,还要注意做好持力层的起伏情况的控制工作,对可能存在的异常点进行小规模钻探,探明具体情况。
5、控制好工程地质勘察周期
勘察周期作为工程地质勘察项目的重要因素必须满足计划要求。在制定勘察纲要时,应根据工程项目情况、勘察工作量和勘察方法、场地地形地质条件等情况,对野外业工作、岩土试验和室内资料整理时间进行统筹安排人员和设备。树立项目全寿命周期成本观念,有效控制工程造价。勘察设计要统筹考虑规划、建设、养护、运营的全过程,运用项目全寿命周期成本观念,进行技术方案比选,合理确定项目的功能水平,实现技术与经济的有机结合,确保勘察设计工作质量。设计阶段是项目寿命周期成本控制最关键的阶段,要从项目生命周期的全过程去看待成本,不仅要重视建设成本、维修成本、养护成本的控制,还要重视环境成本和社会成本的控制,通过运用科学的方法合理评价设计方案,在确保安全和功能的前提下,通过提高技术含量,合理、灵活地运用设计指标,达到最佳技术与经济效益。
结束语
勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上,优良的勘察报告无疑会给设计提供可靠的工程地质依据。相反,不合格的报告会给设计带来严重的不良后果,甚至造成质量事故。因此要对勘察工作有明确的定位,重视工程地质勘察,落实管理和规范,只有这样才能确保拥有比较可靠的勘察成果。
参考文献
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工程地质勘察探讨
摘要:介绍了工程地质勘察的目的以及决定勘察任务的因素,具体阐述了工程地质勘察流程,包括前期准备、各阶段勘察内容及工程地质勘察报告,以期指导相关人员正确进行工程地质勘察,为设计施工提供准确的地质资料。
关键词:工程地质勘察;目的;任务;勘察报告
建筑是建在地面以上的,地面以下土层的分布,土质的疏松、强度,地下水的深度等都会影响到在建建筑的安危。所以,为了确保建筑及其地基设计的准确性,就必须有建筑场地的地质资料作为科学依据。只有对建筑场地的地质资料有个全面的了解、准确把握才能更好的对建筑及其地基进行设计。
一、工程地质勘察的目的
工程地质勘查的主要目运用坑深、触探、钻探等勘查手段和方法,对在建工程的场地进行调查研究分析,为工程设计和施工提供所需的地质资料。
二、决定勘察任务的因素
(一)建筑场地的复杂程度
根据建筑场地的地形情况将场地复杂程度分为三个级别:简单场地,对建筑地基影响不大;中等场地,对建筑的地基可能会造成一定的影响;复杂场地,对建筑的地基存在很大的影响。
(二)工程所在场地地质条件的研究机当地建筑工程经验
比如,在某一陌生区域,对当地的地质条件缺少研究,则勘查工作量就有加大;相反,如果在此地有工程施工经验,则花费时间及工作量都会减少。
三、建设规模及建筑物等级
依据所建工程类类型,建筑地基负荷大小、建筑地基损坏后造成建筑整体后果的程度等,可将建筑分为三个等级。一级建筑物,主要指的是关键性或有纪念意义的建筑物,破坏后果很严重。二级建筑,主要指的是地基负荷较大的建筑物,破坏后果严重。三级建筑,主要指的是建筑地基负荷不大,破坏后果不严重。
勘察工作的准备。1)接受工程地质勘查任务书,结合工程场地地质条件制定相应的勘查工作计划;2)建筑规模较大或地质条件复杂的场地,应当进行工程地质测绘,并实地观察场地地质情况;3)设置勘查点和勘查线,采用各种地质勘查手段或方法探明场地地质情况,并取得地质试样;4)对取得地质试样进行物理力性测试和水质分析测试。
四、地质勘察各阶段的内容
(一)选址勘察
1.目的
选址勘查是指对工程场地的地质的稳定性和适宜性做出评价。
2.选址阶段的勘察工作
1)对工程场地所在区域的地形地貌、地震、矿产资源和工程地质信息以及气候、自然条件等信息进行收集;2)工程现场实地踏勘,初步了解场地的土层结构情况,形成原因和大致成型年代,主要土层、地下水位等情况。3)对附近区域的建筑物规模、结构、地质资料等情况有所了解;4)工程场地地质情况复杂,现有资料不能不能准确反映地质信息,应当进行必要的地质测绘及勘探工作。
(二)初步勘察?
1.目的
1)对在建建筑的地基稳定作出评价;2)为建筑的总体平面提供必要信息;3)为工程的主要建筑地基施工发案提供参考资料;4)如遇不良地质现象提交防治方案。
2.主要任务
1)对场地地质初步了解。2)对地下水水位和冻结深度有个初步了解3)查明场地中不明地质现象,范围,对工程项目的影响和发展趋势
(三)详细勘探
1.目的
1)从工程地质角度评价建筑地基,提出相应建议;2)为建筑地基设计提供详细的地质工程资料;3)为建筑地基的加固和处理提供工程资料支持;4)为不良地质情况的防治提供地质资料。
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2.主要任务
1)详细勘查主要采用的手段以原位测试、勘探和室内试样检测为主。2)复杂场地或一、二类建筑物,详细勘探点宜按主要柱列线布置;对其他场地和建筑物可沿建筑物周边或建筑群布置;对重要设备基础应单独布置。3)要以地基主要受力层为原则钻探勘探孔深度。如果地基需要进行变形验算,部分勘探孔可以底基层压缩深度。4)对场地进行详细勘探时,原位测试井、探孔数量级所取地质试样,应依据地质的复杂程度、建筑规模或类别进行确定。取试样和进行原位测试部位,应依据设计要求、地基情况进行确定。
(四)施工勘察
1)对较重要建筑物的复杂地基需进行验槽。验槽时应对基槽地质素描,实测地层界限,查明人工填土的分布和均匀性等,必要时应进行补充勘探测试工作。2)基坑开挖后,地质条件与原勘察资料不符,并可能影响工程质量。3)深基坑设计及施工中,需进行有关地基监测工作。4)地基处理、加固时,需进行设计和检验工作。5)地基中溶洞或土洞较发育,需进一步查明及处理。6)施工中出现边坡失稳,需进行观测及处理。
五、工程地质勘察报告
(一)文字部分
1)勘查工作的任务和概况;2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
(二)图表部分
1)勘探点平面布置图;?2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图;?3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。
参考文献:
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ZK1601孔钻具脱扣事故处理方法摘 要: 对 ZK 1601孔钻具脱扣事故原因进行了简要分析,介绍了处理方法,提出了处理事故中应注意的问题,为避免及处理类似事故提供了经验。关键词: 钻具;脱扣;孔内事故;磨;割;丝锥打捞( 02 年我们在山东某矿区施工 ZK1601 孔 ,该孔为80° 斜孔 ,设计孔深 280 m,终孔深度 318 m。在施工至273 m时出现脱扣事故,由于从钻具处脱开,中间有内管,处理较困难。技术人员认真分析研究,经过16 h将事故处理完毕,为今后类似事故处理积累了经验。1 事故的初步判断我们采用É 75 mm绳索取心工艺施工,在钻进到273 m时,回次进尺已达 218 m,岩心已装满内管(岩心内管有效长度 218 m),在按正常程序采取岩心时,操作人员没有感觉到孔底拔断岩心。由于上一回次岩心完整,拔断时孔内有响声,又上下反复采取了2 次,依然没有感到拔断岩心,就开泵送水,以验证孔内是否出现了非正常情况。当钻杆下到孔底时出现憋水,低转数回转钻杆也同样憋水,稍向上提钻杆,泵压即降为零,由此判断孔内出现脱扣或断钻事故,称重显示事故发生在孔底。于是上钻检查,发现钻杆公扣与钻具外管上接头母扣脱扣,钻杆公扣磨损较严重。2 孔内事故钻具状况及原因分析此套钻具是我们自行设计加工的,外管上端依次接有弹卡室和上接头,上接头外径与钻具相同,其外侧对称镶焊4道硬质合金,起扶正作用,二者有效长度为24 cm,内管总成在外管总成中自由悬垂时 ,总成矛头仅短于上接头上端 1 cm,内管中有 218 m的岩心可能还没拔断。从脱扣钻杆公扣磨损情况判断,上接头已被磨出喇叭口。由于钻具外管及上接头外径皆为 73 mm ,而钻杆接头外径为72 mm ,所以分析脱扣原因为:斜孔钻进外径偏磨严重,上接头壁厚磨,导致强度降低,钻进中在压、 扭力作用下,钻杆公扣挤入上接头母扣中,母扣内径变大,钻进时仅靠公母扣根台阶的阻力还可勉强钻进,但随时都有脱扣的可能,还可能导致烧钻。取心时,受钻具和岩心重力、 摩擦阻力及拔断完整岩心所需拉力的作用,导致连接强度已降低的公母扣脱开。3 事故处理方案的确定本孔孔壁较稳定,并一直使用无固相冲洗液钻进,无坍塌掉块,这为事故处理提供了方便条件。由于事故钻具总成矛头较上接头上端短 1 cm ,公锥下不到外管中,并且判断外管上接头已成喇叭口,若再用公锥强力下压拧进,喇叭口(可能已撑裂)会更大,若挤死孔壁就再也起拔不出,因此决定采用下列办法。3.1 割掉喇叭口,起拔内管在方案确定前我们抱着侥幸心理先用新钻杆接头下到孔内去对接钻具,虽可以拧上,但一提即脱扣,验证了钻具上接头已成喇叭口的判断。我们决定用金刚石钻头磨掉一截外管上接头,不但要磨掉喇叭口,还要使内管总成高出外管 ,然后把打捞器放入配好的钻具内,下到孔底套住矛头,靠钻具拉出内管。3.2 用正丝丝锥起拔外管由于钻进中水路畅通,判断钻头未烧 ,若内管能够提起 ,那么在上接头喇叭口被磨掉的情况下 ,用公锥应能够起拔出外管。4 综合处理步骤4.1 打捞内管在机台现场还备有相同的总成及钻具,我们在地表做了模拟试验,钻头内径为 49 mm,总成外径为54 mm,当钻头压在总成肩部时,矛头头部可进入钻头内40 mm,坐落在钻头内台阶上的打捞器完全可以勾住矛头。像正常钻进一样,把一套完整钻具外管下到孔内,距离事故钻具10 cm时开始送水扫孔,钻进参数为低压力、 低转数、 适当泵量,用泥浆作冲洗液。磨蚀开始后量准机上余尺,当计算磨到总成肩部时停止,用大泵量冲孔,冲孔后提出孔内钻杆到孔口卸开,接一根钻杆,再拧到提引器上,用钻机升降机将钻杆放到孔底压在总成上,此时钻杆在地表有出露,把打捞器(钢丝绳在拴挂打捞器根部砸掉3股,只留2股,以降低连接强度)沿钻杆内放到孔底。为判断是否捞住内管,用可以提动打捞器的力量提拉钢丝绳,没有拉动,证明已捞住内管总成,强力拉断钢丝绳(在打捞器根部断开),将其提出地表,提大钻,发现只有内管总成上来,总成与内管脱扣,内管仍留在孔内。分析总成与内管脱扣的原因有两种:一是钻具和钻杆压在事故内管总成上端将内管上端母扣压鼓,挤死外管,造成总成与内管拉脱;二是由于岩心没拔断,其拔断力大于总成与内管连接力,所以从内管上端拉脱。内管总成上来后,孔内事故外管总长长出内管 364 mm(在地表用实物量得),可以用正丝丝锥打捞。4.2 打捞外管下入É 73 mm 正扣公锥打捞,加压强力扭转钻杆,由机上余尺和转动阻力可确定丝锥已 “咬住” 外管上接头,边转动边强力起拔,在听到孔内响了一声后,阻力突然降低,似钻杆脱扣或断钻征兆,放下对接,无效,上钻发现弹卡室和上接头上来,钻具及扩孔器、 钻头、 内管、 岩心仍留在原处。4.3 割掉外管上端,截掉小段内管按照尺寸计算,现孔内事故外管长出内管 120mm,公锥能够 “咬” 上外管,但取出来的弹卡室公扣及台阶已磨损,可以判断外管上端在处理事故过程中可能被撑大成喇叭口,挤住了孔壁,所以考虑割掉喇叭口,再割掉一截内管和岩心,然后仍用公锥打捞。 为此,我们加工了一个同心两径硬质合金割管钻头,如图1所示。用É 73 mm的45号圆钢加工,大径用来割外管,小径用来全面破碎内管和岩心。将其接到钻杆上,下到孔内,量准机上余尺 ,以低压、 慢转、 中等泵量割扫,冲洗液使用泥浆,以便排渣。当外管割掉40 mm(从割管器规格尺寸、 事故内外管相差高度、 机上余尺可算出)后上钻,此时喇叭口已被割掉,外管长出内管180 mm ,可下公锥打捞。4.4 用正扣公锥打捞方法同412,此次事故钻具及岩心全部被打捞出来。最后,用泥浆冲孔。5 结语(1)造成此次事故的主要原因是钻具及配套接头偏磨严重,连接强度降低 ,导致两处脱扣。所以要经常检查钻具及钻杆磨损情况,尤其在斜孔钻进时。(2)此次事故处理在磨扫内外管时使用绳索取心钻杆,其它情况都是用普通双管厚壁钻杆,以避免强力起拔损坏绳索取心钻杆。(3)事故处理要防止越处理越复杂,事故加事故,所以要慎重制定方案。(4)处理事故一定要保护好孔壁稳定,做到事故性质清楚、 事故位置清楚、 机上余尺清楚。(5)钻探施工中难免发生孔内事故,所以设计加工钻具时,各种材料规格尺寸要留有余地,并要在现场准备一定的事故处理工具。
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