水工地质8(地下建筑的工程地质)课案.ppt

　地下建筑位置的选择，除取决于工程目的要求外，首先要考虑区域和山体稳定，其次为地形、岩性、地质构造、地下水及地应力等因素的影响。 　1.尽量避开不良围岩，使洞室置于坚硬岩层中。 　2. 软硬互层且层较薄时，将顶围置于硬岩中 。 地质构造条件对洞室围岩稳定有重要的影响。 　 1. 尽量使轴线与地区构造线的方向相垂直或成大角度相交。 　　2.尽量避开大的断层破碎带或呈小角度相交。 　　3.倾斜岩层地区，注意洞轴线与岩层产状的关系。 　须做工作：　 调查分析地下水的埋藏条件、类型及泉水出露情况。 　　水量方面：对易透水的岩层和构造，特别是喀斯特地区，应注意其分布规律和发育程度，并结合隧洞设计高程，分析评价地下水涌水的可能性及涌水量。 　　水质方面：资料分析，对PH＜5的酸性地下水，应分析水中侵蚀性CO2和SO4-2侵蚀性对混凝土衬砌的影响。 地下洞室在开挖前，山体内部的岩石处于天然应力（地应力）状态。 地应力一般可分为： 　　自重应力 　　构造应力 　　变异应力 二、围岩应力的重分布 　　地下洞室开挖前，岩体内任意点上的应力都是平衡的。围岩内任意点都有： （1）概念： 　山岩压力（简称山压）----洞室上部岩体作用于洞室支撑衬砌结构上的作用力。 可分为： 　　变形山压 　　松动山压 2.弹性抗力 弹性抗力：指有压隧洞充水后，衬砌部分或整体（如压力隧洞衬砌的周边）发生向围岩方向变形时，在围岩中产生的抵抗力。 　　弹性抗力常用弹性抗力系数来表示,即： P　——岩石承受的压力（内水压力） 　　　 y　——洞壁的径向变形。 隧洞半径愈大，岩体的弹性抗力系数越小。工程上常采用隧洞半径为1m时的弹性抗力系数作为单位抗力系数. 3.外水压力 外水压力：作用在隧洞衬砌上的地下水静水压力。 其大小是由两方面因素所决定的： 　　①隧洞围岩的水文地质条件：如地下水位的高低、岩石的透水性以及地下水的埋藏条件； 　　②隧洞设计和施工情况：如排水设置、衬砌本身的透水性、衬砌与岩石的结合程度以及灌浆效果等。 二、提高围岩稳定性的措施 常用的支衬结构有支撑、衬砌、锚杆支护、锚喷支护等。 （一）支撑、衬砌与锚杆支护 　 （二）锚杆喷射混凝土联合支护 　　锚喷支护，是把喷射混凝土支护与锚杆结合起来，加强岩体本身的整体性和力学强度，同时迅速有效地控制与防止围岩表层岩体的松动坍落，从而使一定厚度的围岩与喷射混凝土层形成承载拱，起到有效支护作用的方法 。 * 普氏还认为：平衡拱是呈抛物线形式的，由此洞顶普氏山岩压力Q应为（面积×容重）。 实验确定 第八章 地下建筑的工程地质分析 第八章 地下建筑的工程地质分析 第八章 地下建筑的工程地质分析 ?隧洞外水压力示意图 第八章 地下建筑的工程地质分析 第三节? ?洞室施工的工程地质问题 一、地下洞室围岩的变形、破坏形式 当洞室围岩难以承受应力变化所带来的影响时，就会发生变形与破坏，形式主要有以下4种： 1．顶围悬垂坍落：常见于顶部围岩裂隙发育或风化严重的水平岩层围岩中，坍落后，可自然形成 “坍落拱”（重力作用原因）。 第八章 地下建筑的工程地质分析 2．侧围突出与滑塌： 多发生于陡立层状岩体中。这种岩层侧围滑塌后又会发生顶围坍落（天然应力δ引起），但不会形成坍落拱。 第八章 地下建筑的工程地质分析 3．底围鼓胀与隆破：多见于塑性、弹塑性岩体中或裂隙发育，有适当结构面的围岩中，或因洞室埋深过大而引起。 第八章 地下建筑的工程地质分析 4．围岩缩径与岩爆：前者指顶、侧、底三围以相似速度向洞内变形，多见于弹塑性和塑性岩体中，后者是脆性岩体中各别岩块在失去一侧围压阻挡后，突然向洞室内弹出的现象. 弹出岩块不可能再塞回 原位 ①岩块体积增大 ②原位变形 第八章 地下建筑的工程地质分析 第八章 地下建筑的工程地质分析 第八章 地下建筑的工程地质分析 钢模板现浇混凝土支护 梁柱管棚支护 第八章 地下建筑的工程地质分析 * * * * * 第八章 地下建筑的工程地质分析 第八章 地下建筑的工程地质分析 地下洞室:是指建筑于地下岩土体中，具有一定断面形态和尺寸，并有较大延伸长度的地下建筑。 而洞室周围的岩体简称为围岩。实际工作中，一般认为其是受到开挖影响，大体相当于洞室宽度或平均直径3倍距离范围内的岩土体。 水利水电工程中的地下建筑物，一般包括：输水隧洞、导流隧洞、地下厂房、闸门井、调压井（室）、压力管道、尾水洞等。其中，各类地下洞室是主要的地下建筑类型。 第八章 地下建筑的工程地质分析 第一节 地下洞室选址的工程地质条件 一、首要要求： 区域稳定性