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摘要:随着社会经济的迅速发展,环境问题日益严重和突出,引起了各国政府首脑、政治家、科学家和公众的广泛关注。从斯德哥尔摩的《联合国人类环境会议宣言》到巴西《环境与发展的里约热内卢宣言》,从4月22日的地球日到6月5日的环境日,从“全球变化”到《21世纪议程》,使人类为了共有一个地球和共同的利益,联合起来对付全球环境恶化和灾害,以保证人类和社会的持续发展。
关键词:地质环境;灾害;突出;严重;问题研究;分析
1我国地质环境和灾害突出和严重性
我国环境地质和灾害地质极为突出和严重,而且有日益恶化之势。例如我国在经济调整增长的同时,灾害的损失也日渐增大。1989年,灾害损失525亿元,1990年为616亿元,1991年达1050亿元,占国民生产总值的1/6。如不考虑物价上涨因素,灾害所造成的经济损失增长1990为17.33%,1991年高达70.45%,问题严重,不容忽视。
要把保护地质环境,减轻地质灾害工作看作是创造财富的工作,其在社会发展中的作用与地矿勘查工作相同。
水资源的开发利用和合理调配是今后我国值得注意的重大问题。此外,地下水日益短缺,水质不断下降,过量开采还引起地面沉降、海水入侵等一系列地质灾害。土地利用不当,带来了水土流失、石漠化和沙漠化问题。一些跨世纪的重大工程,对区域的生态平衡和环境也存在着巨大的影响。因此,开展地下水资源和地质环境研究对我国经济发展和社会稳定具有重大意义。
这方面的研究工作:一是要围绕重要经济区和国土整治区、重要城市、重点工程项目、重要交通干线和重点矿山,开展地下水资源合理开发利用和科学管理水资源与环境协调发展、区域地壳稳定性、地质灾害预测与防治、地质—生态环境效应、污染的防治等方面的研究,为合理利用水资源、改善和保护环境、减轻地质灾害、促进经济建设和社会发展服务;二是加强区域地质—地球化学环境、生物地球化学特征、生态效应与系统控制,为人类健康与发展农业服务。
2我国地质环境和灾害问题研究分析
由于我国地质环境和灾害问题突出,除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要,进行完善地质环境区划和区域评价,加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外,要重点开展以下几个领域的工作:
2.1干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究我国干旱区面积占全国面积1/4以上,主要包括新疆大部,内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等,降水量不足200毫米。这里,土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富,农业、工矿业发展潜力比较大,但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此,加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究,具有开发西北超前的战略研究意义。
2.2我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片裸露岩溶区,是我国重要能源和有色金属基地。然而近年来石漠化发展速度很快,生态恶化,人民生活贫困,是我国当前最贫穷的地区之一,严重制约了当地经济、社会发展,甚至还会威胁到长江、珠江中下游的生态平衡和发展。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带(黄土、沙漠、红壤土、岩溶)之一,过去国家对其它三个类型的研究,已有较大持续的科技投入,有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区,仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关,而在基础问题上无重大投入。
为了尽快改变岩溶山区落后面貌,要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究,为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础,对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。
①岩溶地区四层圈之间相互作用规律(碳、水、钙及其它元素环)。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。
2.3东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究东部沿海地区作为我国经济改革的窗口,近十几年来获得了迅速的发展,成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是,不能不看到,随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发,也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发,自然环境正在进一步恶化。
20世纪70年代以前,我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发,大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大,辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。北方城市尤为严重,如胶东湾海水入侵速度已从每年数十米增加到每年401米,入侵范围达627平方公里。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏,更加剧了水荒。同时,使大片土地变成盐荒地,仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。
过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降,上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右,位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带,沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏,地下管道断裂,加大了海水入侵和内涝积水的危害。
人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀,如海南清兰港沿岸,近十年来海岸线后退了150~200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏,威胁到港口、码头的安全。
在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染,有的地区甚至相当严重,大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失,而且诱发赤潮灾害的发生。近年来,我国赤潮发生频率增高,每年数十次,给生态环境、渔业生产带来破坏,也威胁到人民身体健康。
特别需要指出的是,沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计,由海洋灾害造成的损失,20世纪50年代平均每年不足1亿元,80年代初期平均每年5亿元,1992年则高达100多亿元。在某种程度上,海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。
沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位,沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块,地质环境相当脆弱复杂,一旦遭到破坏,要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况,除了加强对沿海地区开发的综合管理,建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系,处理好资源、环境和建设的关系以外,要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度,力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害,减轻地质灾害造成的损失;另一方面,深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律,研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究,为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治,为减轻地质灾害积累经验提供依据。
2.4地表过程与土地的可持续利用研究最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展,成立了环境规划和管理地质学专门委员会(COGEOENNIRONMENT),以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用,提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近,该委员会向环境问题科学委员会(SCOPE)提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议,作为地科联参加持续发展工作的一个项目,以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。
最近一系列研究表明,地表过程对土地状况有着极大的影响,它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席W.S·法伊夫(1993)研究,全球表层土壤的年损失率达0.7%,水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重,不仅使土壤厚度变化剧烈,而且造成土壤养分降低,土质变差。为了协调和持续发展,我们应从对各种地表过程研究入手,并定量评价水土流失现状,进而提出地质上的治理措施和方案,以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系,使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。
2.5城市废物的地质安全处置研究目前,城市规模不断扩大,人口集居密度不断提高,从20世纪50年代到20世纪80年代,城市人口由0.6亿增加到2.2亿,城市废物迅速增长。据1985年粗略统计,仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨,其增长率超过10%,预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大,而且集中,不但至今基本上未得到妥善处置,而且其数量有大幅度增长趋势,对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外,我国核废料的安全地质处置,特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此,地质学家要与其它自然科学家一起,研究城市废物的地质安全处置技术和方法,实现废物的安全处置。
2.6化学定时炸弹与人类的生存和健康人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此,协调人地关系,探讨人地作用机理,揭示人类生存与环境之间的内在联系,已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键,并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。
根据最近国内外的许多研究,人类作为一种重要的地质营力所引起的环境剧变,特别是化学定时炸弹效应,不仅超过自然变率,而且已危及到人类本身的健康和生存发展。许多专家认为,当今人类疾病90%以上与微量元素有关,许多疑难绝症和大面积的地方病都与人体微量元素失衡有关,而人体必需的微量元素只能由体外汲取。因此,地球化学环境背景对人类生存的健康至关重要。对它的研究不仅有理论意义,而且具有非常现实的意义。
我国是世界人口最多的国家。目前,处于经济建设大发展时期,已发生的和潜在的环境突变问题都极为突出。为此,建议从地球化学、生态学、水文学、医学与社会学综合研究入手,通过对地球化学与生物地球化学循环及其对人类和生态环境的影口向与约束,人类活动对地球环境影响的过程与机理,全球与区域水系统循环机理及人类对它的影响的研究入手,探索环境变化对人类生存健康的效应。
2.7重大工程建设对环境生态系统的影响围绕已经开始实施和建成的重大工程建设(如三峡工程、晋陕蒙能源基地、重要铁路干线)及可能实施的重大工程(如南水北调),开展环境地质调查、监控、预测等研究。
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由于我国地质环境和灾害问题突出,除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要,进行完善地质环境区划和区域评价,加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外,要重点开展以下几个领域的工作:
2.1 我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片裸露岩溶区,是我国重要能源和有色金属基地。然而近年来石漠化发展速度很快,生态恶化,人民生活贫困,是我国当前最贫穷的地区之一,严重制约了当地经济、社会发展,甚至还会威胁到长江、珠江中下游的生态平衡和发展。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带(黄土、沙漠、红壤土、岩溶)之一,过去国家对其它三个类型的研究,已有较大持续的科技投入,有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区,仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关,而在基础问题上无重大投入。
为了尽快改变岩溶山区落后面貌,要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究,为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础,对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。
①岩溶地区四层圈之间相互作用规律(碳、水、钙及其它元素环)。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。
2.2 东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究东部沿海地区作为我国经济改革的窗口,近十几年来获得了迅速的发展,成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是,不能不看到,随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发,也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发,自然环境正在进一步恶化。
20世纪70年代以前,我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发,大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大,辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。北方城市尤为严重,如胶东湾海水入侵速度已从每年数十米增加到每年401米,入侵范围达627平方公里。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏,更加剧了水荒。同时,使大片土地变成盐荒地,仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。
过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降,上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右,位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带,沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏,地下管道断裂,加大了海水入侵和内涝积水的危害。
人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀,如海南清兰港沿岸,近十年来海岸线后退了150~200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏,威胁到港口、码头的安全。
在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染,有的地区甚至相当严重,大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失,而且诱发赤潮灾害的发生。近年来,我国赤潮发生频率增高,每年数十次,给生态环境、渔业生产带来破坏,也威胁到人民身体健康。
特别需要指出的是,沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计,由海洋灾害造成的损失,20世纪50年代平均每年不足1亿元,80年代初期平均每年5亿元,1992年则高达100多亿元。在某种程度上,海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。
沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位,沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块,地质环境相当脆弱复杂,一旦遭到破坏,要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况,除了加强对沿海地区开发的综合管理,建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系,处理好资源、环境和建设的关系以外,要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度,力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害,减轻地质灾害造成的损失;另一方面,深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律,研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究,为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治,为减轻地质灾害积累经验提供依据。
2.3 干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究我国干旱区面积占全国面积1/4以上,主要包括新疆大部,内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等,降水量不足200毫米。这里,土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富,农业、工矿业发展潜力比较大,但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此,加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究,具有开发西北超前的战略研究意义。
2.4 城市废物的地质安全处置研究目前,城市规模不断扩大,人口集居密度不断提高,从20世纪50年代到20世纪80年代,城市人口由0.6亿增加到2.2亿,城市废物迅速增长。据1985年粗略统计,仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨,其增长率超过10%,预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大,而且集中,不但至今基本上未得到妥善处置,而且其数量有大幅度增长趋势,对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外,我国核废料的安全地质处置,特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此,地质学家要与其它自然科学家一起,研究城市废物的地质安全处置技术和方法,实现废物的安全处置。
2.5 化学定时炸弹与人类的生存和健康人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此,协调人地关系,探讨人地作用机理,揭示人类生存与环境之间的内在联系,已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键,并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。
根据最近国内外的许多研究,人类作为一种重要的地质营力所引起的环境剧变,特别是化学定时炸弹效应,不仅超过自然变率,而且已危及到人类本身的健康和生存发展。许多专家认为,当今人类疾病90%以上与微量元素有关,许多疑难绝症和大面积的地方病都与人体微量元素失衡有关,而人体必需的微量元素只能由体外汲取。因此,地球化学环境背景对人类生存的健康至关重要。对它的研究不仅有理论意义,而且具有非常现实的意义。
我国是世界人口最多的国家。目前,处于经济建设大发展时期,已发生的和潜在的环境突变问题都极为突出。为此,建议从地球化学、生态学、水文学、医学与社会学综合研究入手,通过对地球化学与生物地球化学循环及其对人类和生态环境的影口向与约束,人类活动对地球环境影响的过程与机理,全球与区域水系统循环机理及人类对它的影响的研究入手,探索环境变化对人类生存健康的效应。
2.6 地表过程与土地的可持续利用研究最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展,成立了环境规划和管理地质学专门委员会(COGEOENNIRONMENT),以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用,提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近,该委员会向环境问题科学委员会(SCOPE)提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议,作为地科联参加持续发展工作的一个项目,以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。
最近一系列研究表明,地表过程对土地状况有着极大的影响,它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席W.S·法伊夫(1993)研究,全球表层土壤的年损失率达0.7%,水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重,不仅使土壤厚度变化剧烈,而且造成土壤养分降低,土质变差。为了协调和持续发展,我们应从对各种地表过程研究入手,并定量评价水土流失现状,进而提出地质上的治理措施和方案,以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系,使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。
2.7 重大工程建设对环境生态系统的影响围绕已经开始实施和建成的重大工程建设(如三峡工程、晋陕蒙能源基地、重要铁路干线)及可能实施的重大工程(如南水北调),开展环境地质调查、监控、预测等研究。
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在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。
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工程地质勘察工作需要定期进行,并且上交结果报告。但是,在许多工作过程中,许多工作人员不能按时定期勘察,并且得出结果报告,耽误工作进度。如果这个工作不能定期顺利进行,致使施工方大量投入资源,并且会影响后续工作的进行,耽误工程的进度,这就造成了一定的经济损失。
今天读文网小编要与大家分享:探讨工程地质勘察中存在的问题相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读!
探讨工程地质勘察中存在的问题
地质勘察指对某一地区的岩石、地质构造、等各种地质状况进行的勘察和研究工作。工程建设有三个阶段的工作:工程地质勘察、结构设计及最后的施工工作。地质勘察工作是第一阶段的工作,在进行其他工作之前,必须保证工程地质勘察的质量,这样才能顺利完成后续阶段的工作。在实际工作中会时常发生事故,给人们的生活造成了一定的影响,这些问题的矛盾逐渐尖锐。
1.1地质勘察工作的目的
通过工程勘察及野外工程地质调查,分析和评价场地稳定性及适宜性;结合拟建工程特点,选择合理的基础持力层和基础形式;对地基施工和不良地质作用的防治等提出建议;提供满足基础设计及施工所需的岩土参数。
1.2地质勘察工作的任务
任务主要有以下8点:①收集拟建工程建筑平面图、工程性质、规模、荷载结构特征等资料。②查明场地地形、地貌、地质构造、不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度。③查明建筑物范围各层土的类别、结构、厚度及其均匀性,以及各岩土层的物理力学性质。④场地和地基的地震效应评价。⑤地下水的埋藏情况,类型和水位变化幅度及规律,以及对建筑材料的腐蚀性。⑥对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析,提出经济合理的地基基础方案建议,提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数,并对设计与施工应注意的问题提出合理建议。⑦基坑开挖的稳定性评价和提供支护设计所需的岩土技术参数,论证其对周围已有建筑物及环境的影响。⑧基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议。
1.3地质勘察工作的方法
工程地质勘察的内容主要包括测绘、地质勘探、地质检验、观测等方面。对于勘察方法的选择,应该注意其实用和高效,使得勘察工作高效顺利进行。使用这些方法时应该注意地区的地理条件和自然环境,并且结合遥感等现代技术,辅助勘察工作。
2.1工作中技术问题
地质的构造是复杂的,其中存在的某些不明物体的位置、分布等不易确定。并且,岩石的构造会因为环境的变化而发生变化,比如会风化等因素而无法得到最原始的结果。但是,目前我国的技术不够成熟和先进,无法准确地得到准确的取样和原位测试,不利于勘察工作的进行。在工程地质勘察工作中,工程的质量是最为重要的[1]。但是许多施工人员的素质不够,对于勘查工作中的专业知识不够了解,不能准确地把握地质勘察的重点,并且有的工作人员态度不认真,在工作中出现勘察方法、理论错误使用,以及计算错误等问题导致结果的不准确。在这过程中,技术不成熟,手段不当等问题造成地质结果的不准确。
2.2工作人员的问题
工程地质勘察工作需要定期进行,并且上交结果报告。但是,在许多工作过程中,许多工作人员不能按时定期勘察,并且得出结果报告,耽误工作进度。如果这个工作不能定期顺利进行,致使施工方大量投入资源,并且会影响后续工作的进行,耽误工程的进度,这就造成了一定的经济损失。同时,这些报告结果和图纸的错误极多,某些报告不是专业的地质师撰写,没有专业的负责人来对这些报告把关。报告的不准确导致我们队勘察结果把握不准确,就导致我们的错误判断,那么勘察结果就失去了意义。勘察单位的选择对于勘察工作有着重要的影响,但是,某些单位不重视这个工作,无法正确对待工作的进行。建设单位随意选择勘察单位以及勘察单位的工作态度的不认真。这些问题导致工作不严谨,最后直接影响工作结果。
2.3人才问题
工程地质勘察需要高素质人才,需要注重对于人才的培养。现在的人才流失和对人才的阻隔问题较为严重。工作人员在遇到问题时,互相推卸责任,逃避责任,并且不能认真对待工作。地质勘察需要综合性人才,需要能够结合实际,联系自身专业知识解决复杂的地质问题,并且具有强大的责任心和事业心。这类人才,能够结合自己的专业知识和能力,高效地解决地质勘察工作中的问题。
在面对这些问题的时候,我们必须提出相应的解决办法使得这些问题对于工程地质勘察工作的伤害降到最低。
3.1加强管理
各个行业都需要合理的管理,合理的管理可以使工作高效有序的进行。管理人员应该注意对仔细严格审查勘察合同以及纲要,必须制止盲目性的勘察。有关部门应该加强对勘察过程的进行以及认真核实有关资料,对于有些数据、信息,应该进行核查验证,避免低级的错误产生造成的巨大损失[3]。有效的监督使得项目科学、规范地进行,使得工程的质量得到提升。
3.2提高技术人员的素质
技术人员是整个勘察过程中的核心因素,加强核心人员的素质培养就是对于工程的负责。技术人员,要拥有专业的勘察技术、掌握最专业的知识。除此之外,优秀的技术人员应该拥有良好的品德,拥有足够的责任心和事业心。责任心可以使得技术人员运用自己的专业知识高效认真地完成工作。这样才可能提高工程地质勘察工作的质量,合理控制工作进度。
3.3注重提高勘察技术。先进的技术和设备可以确保施工中各种复杂参数的准确性。工程地质勘察工作需要迅速采集信息,高效有序处理信息,技术的提升可以使我们得到可靠的原始数据和最初的取样。因此,解决技术问题是发展趋势。重要数据的准备性受到技术先进程度的影响,重要数据的准确性决定分析结果。
目前,国内的工程地质勘察工作已经取得了相当大的成就,但是在地质环境恶劣的地区,地质勘察工作还存在一定问题。水利工程地质勘察工作的开展面临着工作时间紧、任务重、难度大等问题。水利工程地质勘察工作的进行不能单纯依靠人力来解决,还应当从现代的科技发展着手,充分发挥科学技术优势,将科学理论与实践工作结合,使水利工程地质勘察工作更有预见性和实用性,确保国民经济的健康持续发展。
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地球物理勘探(简称物探)理场的各种参数进行地质解译,是通过获得天然的或人工的物具有一定的“透视性”。它不仅可以在地面测量,而且可以在地下测量(例如在钻孔中、中或其间)以及地下(钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等)与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进,使物探方法得到了很大的发展。
今天读文网小编要与大家分享:可溶性岩层的几种工程地质勘察方法研究相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读!
可溶性岩层的几种工程地质勘察方法研究
岩溶又名喀斯特,是可溶性岩层(石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等)以被水溶解为主要的化学溶蚀作用,并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布十分广泛,以广西、四川、云南、贵州最为发育,其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。
由于地表水和地下水的溶蚀作用,发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态,破坏了岩石的完整性,大幅度地降低了岩石的强度和稳定性,从而影响着建筑物的安全。另外,岩溶的发育给工程建设带来了一定的复杂性。而岩溶问题与许多工程有关,诸如水利水电工程、公路和铁路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程、地质灾害的防治与环境保护工程、旅游资源的综合开发工程等等。
例如,在水利水电建设中,因库坝位址选择不当,岩溶洞穴导致水库渗漏,影响水库的效益和正常使用;在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿产,一旦揭穿高压岩溶管道水时,就会造成大量突水,有时挟有泥沙喷射,给施工带来严重困难,甚至淹没坑道,造成机毁人亡等事故;在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时,洞中高填或桥跨施工困难,造价昂贵,有时不得不另辟新道,因而延误工期;在覆盖型岩溶区,土洞的发育及地表塌陷对农田和各种建筑物造成严重破坏。由此可见岩溶与工程建设的关系十分密切。在岩溶地区首先掌握岩溶的形态特征、发育规律及分布状况,认识不同岩溶作用的特点,以便充分利用有利条件,对不利因素采取相应的措施,确保建筑物的基础可靠地建立在岩溶体上,这是一项非常有意义的工作。
由于岩溶发育的不均一性和复杂性,随着桩基础在岩溶地区的普遍应用,使勘察、设计、施工都面临着许多新问题。有不少工作者已经在这些方面总结出很多工程建设实践经验,一些学者也做了不少的研究工作。例如,对溶洞顶板稳定性的研究,有学者提出了视溶洞顶板为梁板(悬臂梁、简支梁、两端固定梁)、塌落拱、压力拱等的溶洞顶板稳定厚度计算方法;有学者根据弹性体内存在孔洞,在双向均匀应力场的作用下孔洞边界上的应力集中现象,按椭圆形水平坑道的计算公式求解溶洞周边的切向应力,以此来判断溶洞顶板的稳定性,有学者用平面问题的有限单元法对溶洞进行应力分析。有学者采用有限元―― 无界元耦合分析的方法,对岩溶临空面稳定性进行了研究。有学者对覆盖型岩溶区的桩基础稳定性进行评价。本文通过调查收集资料,并对这些资料进行整理、分析和研究,总结出岩溶地区工程地质勘察的合理方法。
从空间问题角度,在理论上为溶洞顶板稳定性的分析以及桩基嵌岩临界深度问题提供一条研究途径。
不同地质时代的可溶性岩层,在漫长的地质作用下形成的岩溶形态千差万别,错综复杂,如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性,造成岩溶地区的地质情况非常复杂,因此在进行岩溶勘察时,仅靠传统的地质方法(如槽探、坑探)难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足勘察方法不对路,工程处理不当,在一些城市(如济南、广州、南海等)发生了工程失误现象,造成极大的损失,因而了解岩溶地区的地质,查清地下岩溶的分布情况,为工程提供可靠的地质资料是至关重要的。由此可见,岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用,而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料,对这些资料进行整理、分析和研究,总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法,如钻探、遥感技术、地球物理勘探、静力触探等。现分述如图1。
2.1 钻探
钻探是广泛应用于工程地质勘察的勘探手段。除地形条件对机具安置有影响外,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况,尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时,要在地质调查和物探成果的基础上,结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多,因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法,此外,为了利用钻孔更好地了解地下地质情况,配合钻探,往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。条件允许时,还可采用物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段,以配合了解钻孔周围的地质情况。
2.2 遥感技术的应用
遥感技术是根据电磁辐射的理论,应用现代技术中的各种探测器,对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受,传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图象或数据)用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大,重复性好等特点,遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大,在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面,具有其它勘测方法所不及的优点,尤其更适用于我国南方裸露型岩溶地区。
地球资源卫星遥感(MSS.TM,SPOT)、
航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,在20世纪70年代引进我国以后,被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用,在红水河、清江流域规划和大瑶山铁路隧道选线中获得了较好的效果。
2.3 地球物理勘探
地球物理勘探(简称物探)理场的各种参数进行地质解译,是通过获得天然的或人工的物具有一定的“透视性”。它不仅可以在地面测量,而且可以在地下测量(例如在钻孔中、中或其间)以及地下(钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等)与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进,使物探方法得到了很大的发展。目前,适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。本文在总结资料的基础上,对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件如表1所示。
由表1可以看出,每一种方法的应用都有其应用的前提,只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此,在确定使用何种方法之前,正确地分析判断建筑场地的地质情况是非常重要的。同时,根据大量实践的经验认为,在不同的地质条件下,进行不同的勘察,采用综合物探,可以取得更好的效果。从上述的总结可以看出,将物探应用到工程地质勘察中,能降低勘察成本,缩短勘察工期,提高勘察工作质量。
尽管如此,我们还是不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。如柳州市银都大厦所处的位置是典型的岩溶发育区,因为存在一种错误的观念,认为钻探是“一孔之见”,所以不相信钻探,于是出现了用物探替代设计要求的孔底作超前钻孔检测基岩情况的决策失误,结果导致做补充勘察和补强基础,造成工期延长,投资增大。每种方法都有各自的优缺点及适用条件,应取长补短,互为补充。大量的工程实践表明,物探定性配合钻探定量,能更好地了解工程地质情况,为设计提供准确的依据。
2.4 静力触探
静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、粘性土和砂类土的承载力。把静力触探用于覆盖型岩溶工程地质勘察,在长(春)大(连)铁路瓦房店路基塌陷病害整治工程提供了实践经验。在一定的地层条件下,静力触探手段解决了其他勘探手段未能解决的问题,取得了良好的效果。在覆盖型岩溶工程地质勘察中,静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在;土洞的规模及埋藏位置;疏松裂隙带的分布及其范围等。
其方法是:在依据钻探物探资料进行了初步稳定性分区的基础上有针对性的布置静力触探孔,结合具体情况,解释静力触探PS-h(PS:贯入阻力,h:探测深度),有是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。静力触探方法得到的成果分析资料的准确性和可靠性,在勘探期间和紧接着的设计与施工中,都得到充分的证实。
覆盖型岩溶工程地质勘察,在钻探、物探手段受到技术上和经济上的限制以及场地的限制,无法满足要求时,为了探明覆盖层中潜蚀作用的分布范围和强度,可以采用静力触探方法。根据不同勘察设计阶段、不同工程性质及地层条件,在综合勘探中合理使用静力触探手段可以提高勘测质量、缩短勘测周期。通过静力触探与地质雷达相结合来探明土层中隐伏土洞与扰动土层的效果显著。
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我国山地面积占陆地总面积的70%,山区道路沿线的地形地貌、地质条件和水文条件较复杂,不确定性较大。路基填挖交替频繁,深挖、高填路段多,从而使路基的物理力学性能有很大的差异,造成路基不均匀沉降,发生失稳现象。这就需要对工程地质条件做深入的研究,找到针对性较强的勘察方法和手段,为山区高速公路设计和施工提供完整、准确的工程地质资料。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅析山区公路隧道的工程地质勘察方法相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要随着东部地区的不断发展,国家渐渐的关注到了西部同时也需要发展,在东西部发展的同时,首先要关注的问题就是路,所谓要致富先修路就是这个意思,所以拥有了一个比较比较好的修路技术与规划是非常重要的。在平原上修路非常的简单,只要考虑很少的方面,但是在山区修路就变成了一种很难的事情,在期间要考虑很多问题,比如工人的日常生活保障的问题,修建过程中的安全问题等等,只有把这些问题解决了,才能够修建出能够给人们带来福祉的路。
(一)地质勘查的重要性
在山区公路隧道建造之前,对其地质勘查是一个很重要的方面,只有对其进行一个比较严密并且认真的勘查,才能够建造出让人们放心的山区公路,我国的山区公路的事业才能够得到发展,有了一条安全的公路,便会带动公路两端经济的发展,才能够让人们过上小康的生活。如果不进行良好的地质勘查,就会让山区公路的质量处在一个很低的水平,导致人们不敢去走这样的路,那如果这样的话,这条路修不修还有什么区别呢。所以说,在山区公路的建造中,地质勘查是非常重要的。
(二)地质勘查中的重点
在地质勘查中,首先要注意的问题是地形,地貌等方面,其次是注意关注他周围的环境,探究此环境是否具有稳定性,再次是要重点注意一些特殊地方的位置选择,在观察完外界环境之后,再去预测可能出现的一些问题,并提出一些具体的解决方案。
(一)收集资料
在做任何一件事情时,首先要做的就是要收集足够的资料,山区公路隧道地质勘查也是如此。在勘查中,要收集探究本地的的一些风土人情,研究当地的一些地质构造,水文地质,地质构造,地震等一些问题,对本地区地质有一个大致的了解,同时也要去寻找一些以前留下来的资料,用来更加全面的了解本地区的地质状况,也可以借助卫星等工具来进行一个总体的观察,对后期的一些工作起到一定的作用。
(二)调绘工程地质
工程地质的调绘是一项很重要的承前启后的工作,他首先要研究在之前通过各种渠道获得的资料,要对那个资料根据实际情况进行详细的记录与整理,与此同时,要通过一些遥感的资料进行探究,具体了解此处周围所有的地形及其他的构造,要探究其是否有可能出现滑坡,泥石流等情况,并根据此情况作出相应的应对方案,这一步是极其重要的,他决定着下一步应当要怎么做,同时也在一定程度上影响着山区公路的质量,所以一定要着重关注。
(三)钻探
钻探这种方法比较直白,他能够直接反映出一些具体的地质特点,很容易让工作人员根据具体的地质特点来确定相应的方案,但是钻探这种方法比较困难,因为一般在山区,道路本身就比较崎岖,人上山都会有一定的困难,更不用说是钻机这种比较大型的工具了,所以这种方法要在比较适宜的情况下进行使用,让其在应有的情况下发挥出其最大的作用,从而让测量更精密,在以后的建造过程中也会更加的顺利。
(四)物探
物探是一种需要一定的知识功底的方法,它是根据地形上面的物性差异来获得一些地质信息,这种方法成本比较低,比较适用与各种场合,会给勘探工作带来一定的方便,不会像钻探一样,出现因条件不允许而不能进行的情况发生。这种方法同时也是一种所用时间比较短的方法,这样更能够给山区公路隧道的勘查工作带来一定的方便性,更容易进行取材等方面工作,为以后的工作奠定良好的基础。
(五)测试
测试包括很多方面,其主要就是对地质进行一定的测试然后确定出更好的方案。其中有地温测试,这种的主要就是探究一些地质中岩层随着深度的增加而产生的一些温度变化的情况,同时还有通过走访等方式研究此地是否有滑坡泥石流等现象的出现,从而作出相应的应对方案。还有放射性测试,主要就是要研究地质中是否存在一些危害性的放射性物质,在很多测试都完成之后,要进行一定的讨论研究,从而确定出更好的方案。
在地质勘查中最重要的就是工人的安全,要着重观察周围的地质,其是否是那种滑坡和泥石流地质需要进行一定的防护措施,保障工人的安全,同时也有可能出现温度变化的情况,要注意进行预防,在建造过程中有可能会出现偏压的问题,这种情况也要做好防护,同时还有可能有放射性物质和有毒气体,相关部门要做好相应的准备。在平原上修路非常的简单,只要考虑很少的方面,但是在山区修路就变成了一种很难的事情,在期间要考虑很多问题,比如工人的日常生活保障的问题,修建过程中的安全问题等等,只有把这些问题解决了,才能够修建出能够给人们带来福祉的路。同时要做好在发生突变事件时的准备,保证工程的安全,做到有备无患。
在山区公路隧道工程中,地质勘查是很重要的一个方面,这关系到工程以后的安全性,同时也关系到经济的进一步向前发展,所以说,要好好的进行此工程的地质勘查,对各个方面都要做到有备无患,让人们走上高质量的山区公路,促进公路两端地区经济的进一步发展,从而促进我们整个民族的进一步向前发展。
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随着我国近年来地质勘察工程的不断发展,使得工程地质勘探中的钻探技术应用的越来越广泛,主要是依靠其精准的分析能力以及广泛的适用能力。以下是读文网小编为大家精心准备的:工程地质勘探中的钻探技术应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:建筑行业的飞速发展使其在施工过程中面临着更多的安全问题及质量问题,特别是在实际施工之前要充分做好工程地质的全面勘探,这其中的钻探技术就是地质勘测中的主要施工途径,不仅能够保证施工队伍及时了解施工地点的地质特征,而且能够提升建筑工程的完成效率以及整个工程的质量。该文主要介绍了工程地质钻探的主要特点及适用条件,同时对工程地质钻探的特殊要求、钻探方法、钻探设备、钻孔设备进行了深入的讨论,从而为钻探技术的应用提供专业的参考依据。
进行建筑工程地质勘探时普遍应用的途径就是钻探施工技术。钻探技术应用的范围较广,适用性较强,不论是何种地质条件、何种工程建筑类型,只要满足工程地质勘探的要求,就可以应用钻探施工技术。
在进行工程地质勘探过程中应用钻探技术需要注意以下四点:第一,应用钻探技术前,要考虑建筑工程施工地点的地质地貌特点,根据建筑工程的类型及施工特点,确定钻孔的分布。例如,在工民建工程施工过程中,确定钻孔的分布的依据是建筑物的轮廓线;但是在水利工程施工过程中,应该根据水坝的坝轴线确定钻孔分布。第二,一般的建筑工程,在开展钻探工作时,钻孔的深度比较浅,平均深度在9m-10m,因此采用简单的钻探方法,使用简单易操作的钻探设备即可。但是像大型水利工程、具体地区的地质勘探工程等,应用钻探技术时就需要深度较大的钻孔。第三,钻探技术的基础操作是钻孔,钻孔的目的是勘测建筑工程施工地点的地质地貌、水文、岩石等特征,除此之外,钻孔可以方便施工单位技术人员在施工地点取样进行试验,因为试验与钻孔大都是同时进行的,所以会影响建筑工程的钻探进程。第四,工程地质勘探中应用钻探技术需要注意钻孔的结构、方法以及观测钻孔进程并进行记录等。
在工程地质勘探中应用钻探技术,可以保证钻探的精确度,方便技术人员提取样本。应用钻探技术可以加深勘探深度,加快钻进速度。
工程地质钻探的目的是为建筑工程设计提供参考依据,保证建筑工程的施工质量,因此在应用钻探技术时,要严格控制钻进方法、钻孔结构以及钻进过程中的观测编录等。建筑工程地质勘探中应用钻探技术要求岩心采取率高于80%,工程建筑的软弱夹层与断层破碎带高于60%,在钻探过程中,岩心采取率一般很难达到80%。为提高钻探的岩心采取率,需要依据工程施工地面的岩层性质选择合适的钻进方法。例如,在软弱夹层与断层破碎带钻孔时,应该选择干钻,进行低速钻孔。
应用钻探技术的同时要确保施工现场的水文、地下水位测试工作的正常开展,所以要根据工程施工地点的含水层位置及有关试验要求选择合适的钻进方法,合理确定钻孔分布。对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离,换径、分层止水的次数与含水层的数量呈正比。钻孔的直径一般为91毫米,孔身结构确定依据是换径的位置及次数。若在基岩而以上的砂卵石层中作抽水试验千钻,不允许使用泥浆加固孔壁的办法。一般钻孔要直,不能发生弯曲;孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一致。这些要求在钻探操作工艺上给予满足。
钻孔水文地质观测,是工程地质钻探的一项重要工作,藉以了解岩层透水性的变化,发现含水层之间的联系,找到含水层水位的规律。若在岩层较坚硬地区可借助岩心开展取样工作,但是要注意岩石软弱夹层与断层破碎带的保护。取样过程中,为保证样品的质量,需借助先进的取样设备,采用科学的取样方法,钻探技术施工人员需要严格遵守取样操作工序要求。
工程地质钻探的钻探方法和设备的选择依据是施工地点的地质特征。钻探方法有四种,分别是冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探,其中冲击钻探和回转钻探是工程地质勘探中经常使用的两种钻探方法。钻探方法若依据动力来源划分,可分为人力钻探和机械钻探,其中最广泛使用的钻探方法是机械回转钻探方法,因其具有高效率、钻孔深、岩心采取容易等特点。目前,国内外正在人力革新钻探技术,逐步朝着全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合的方向发展。
力学性质,在工程地质勘察中,应结合勘探工作采取原状土样。但是在钻孔中采取原状土样时受到很多因素影响,其中主要的是取土器的结构和取土实用。取土器主要有限制球阀式取土器、上提橡皮垫活阀式取土器、回转压入式取土器和水压活塞式取土器4种,这4种取土器适用于采取粘性土的原状土样。采取砂类土和饱水软粘土就比较困难了,需要使用特制的取土器。如采用厚壁管靴长筒上提活阀式取土器,反旋活阀分节取土器和真空活塞取砂器等,采取地下水位以下的原状砂类土和软粘土样,效果较好。原状土样的采取方法主要有3种:第一种,击入法。适用于较硬的土层中取样,又可分为孔外及孔内的轻锤多击法和重锤少击法。实践证明,孔内的重锤少击法取样效果好,效率高而且土样扰动小。第二种,压入法。适用于较软的土层中取样,又可分为连续压入和断续压入法。连续压入法是借助活塞油压筒或钢绳滑轮组合装置,将取土器一次快速均匀地压入土中,土样的扰动较小,当采用连续压入法无法将取土器压入土层时,则可采用断续压入法。第三种,振动法。当振动钻进时,可利用振动器的振动作用将取土器压入土中。这种方法对土样的边缘部分扰动较大。易受振动液化的土层不适用。
为了保证土样的质量,除了对取土器和取土方法进行选择外,还应注意钻探方法、钻孔结构、清除孔内残土、操作方法和土样封存及运输等各顶问题。
钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角,也叫做钻孔倾角。按照钻孔倾角及其变化情况,可将钻孔分为铅直孔、斜孔、水平孔和定向孔4种。在进行工程地质勘探时,为了能取得尽可能多的地质资料,又节省钻探工作量,钻进方向最好与不同岩性接触而或与断层而垂直。
4.1 直孔
直孔倾角为90度。在工程地质钻探中此类孔最常用适于查明岩浆岩的岩性岩相、岩石风化壳、基岩石以及第四纪覆盖层的厚度及性质、缓倾角的沉积及断裂等。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。
4.2 斜孔
斜孔倾角小于90度。当钻孔倾角小于90度时,需要表明钻孔的方向。例如,在沉积岩岩层应用钻探技术,钻孔角度多数大于65度,在钻进时应该选择和岩层断层带相反的方向。斜孔勘探一般用在水电、水利工程的地质勘探,目的是了解水利工程的地质结构。若勘探峡谷工程或河床较窄的工程,最好选用斜孔钻进方法,既可以避免在河中央布孔的困难,也可以有效控制河床结构。
4.3 水平孔
水平孔的倾角多数为0度。水平孔一般在坑探工程中布置可作为平铜、石门的延续,用以查明河底地质结构、进行岩体应力量测、超前探水和排水。在河谷斜坡地段用以探查岸坡地质结构等效果比较好。
4.4 定向孔
在工程地质勘探过程中,根据工程地质的具体情况,采用某些先进技术,使钻孔方向随着深度的变化而改变,实现钻孔定向钻进,定向钻孔的角度大于60度。例如,对上缓下陡的岩层进行钻孔,钻孔需要保持一定的深度间隔,可以在一个钻孔中控制多个定向孔,钻进同一岩石层,定向钻孔方向要求与岩石层垂直。定向钻孔工艺在操作时比较复杂,目前国内采用的是在一个钻孔中控制多个定向分支孔的方法开展定向钻孔工作。
地质钻探技术简单的来说,就是通过对地下进行钻孔从而打碎岩石的一种施工方法,同时,地质钻探技术是一种对地下岩层材料信息和实物资料,以及矿石品位的评价和计算储量进行验证的一种重要的技术手段。由于地质钻探的目的不一样,所以使用的钻探工艺与钻探装备也不相同。目前,我国对钻探技术投入了许多人力资源、物力资源和财力资源,使我国的钻探技术逐渐形成一个技术体系,在地质勘测中,常用的一些钻探技术包括绳索取心技术、新型的节水钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、以及反循环钻探技术等。
5.1 绳索取心技术
绳索取心技术不依赖钻孔直接用钢丝绳打捞器提取出岩心,只有在钻头损坏或更换钻头时才会使用钻机。采用绳索取心技术进行地质钻探的技术要点分别是:第一,绳索取心技术设备包括具有良好性能的钻杆、双层或三层的岩心杆、钢丝绳索打捞器等。第二,钻机的钻头需选用金刚石材料,因其具有高强的适应性。第三,需使用高性能的钻机和泥浆泵。第四,绳索取心技术操作人员需要进行专业的技术培训,掌握相应的技术要领。
绳索取心技术因其效率高、节省钻进时间,广泛应用在工程地质勘探中。例如在天然气钻探、石油钻探、冰层钻探、矿产钻探中等多领域中。同时,绳索取心技术的钻孔深度不大,可有效减少钻杆与钻进的摩擦,延长钻孔设备使用时间。
5.2 反循环钻探技术
依据循环介质不同可以将反循环钻探技术分为空气反循环技术和水利反循环技术。水利反循环钻探技术将泥浆或水运送到孔的底部,提取钻头后得到岩心。空气反循环钻探技术以空气作为循环的媒介,使用双壁钻杆运送空气至孔底,潜孔锤会在孔底空气膨胀产生的压力的作用下,不断撞击岩石,提取钻杆可以带出部分岩屑,我们可以通过岩屑对岩层进行研究。水利反循环勘探技术能提取较完整的岩石,提高岩石研究的精准度,其缺点是在应用时,钻进速度缓慢且耗费大量水资源。空气反循环钻探技术有效节约成本,实现节水钻进,适合在干旱、缺水地区应用,其缺点是通过岩屑无法研究岩层的特性,但其应用范围较广,多用于固体矿产资源的勘探中,尤其是稀有矿产或破碎地层中。例如,第三、四系砾岩型金矿或赋存在构造破碎带、蚀变带的金矿床的勘探中,用普通钻进方法很难获取岩心,若使用水利反循环钻进技术会污染岩心,只能采用空气反循环钻探取样,保证地质研究结果的准确性,提高钻去效率。
5.3 液动潜孔锤钻探技术
我国在应用和研究液动潜孔锤这类钻探技术时,所取得的研究成果在世界上都是处于领先地位的。其工作原理为用冲洗液来带动液动潜孔锤工作,当外界的力量冲打液动潜孔锤时,液动潜孔锤同样也会将这部分能量传递给钻头,这时钻头就可以击破岩石了,施工现场的泥浆泵就是输送冲洗液的最佳工具,钻头的反复运动就可以产生有节奏的冲击负荷。作为回转钻探技术的一种改进技术,在冲击力和回转力的驱使下,液动潜孔锤钻探技术大大的提升了设备的钻进效率,并且也减少了打孔的成本。另外,液动潜孔锤钻探技术还能够很好的利用坚硬岩石脆性大并且抗剪强度低的特点,有效的解决钻探复杂状况以及无法保证钻孔质量的问题。
因为在采用液动潜孔锤钻探技术时,其一直都是在高频作业的,所以这种技术对于岩质坚硬以及脆性较大的地质结构中是较为适用的,但是在施工作业时一定要重视设备的紧固问题,并且液压的泥浆质量将直接决定液动锤的实际磨损状态,所以我们在选择液压泥浆时,也尽量选择润滑性能好、含沙量低并且粘稠度也较低的原料。当处于较高强度的工作环境中,液动潜孔锤钻探技术的使用寿命以及工作状态是无法得到有效的保证的,所以此技术的发展趋势应为延长潜孔锤的使用寿命并且提升潜孔锤的工作效率,现阶段,液动潜孔锤钻探技术主要应用在水电建材、石油化工以及金属矿山等领域中。
5.4 组合钻探技术
组合钻探技术是将“绳索取心技术”、“液动潜孔锤钻探技术”、“反循环钻探技术”三种钻探技术进行组合,可以充分发挥三种钻探技术的优势。在工程地质勘探中,应用组合勘探技术可以避免地质条件限制,根据实际情况进行钻探施工,降低施工劳动强度、节省成本,提高钻探的工作效率。
综上所述,工程建筑施工地点的选择直接影响地质勘探的质量与工程施工质量。工程地质勘测可以检测施工地点的地质特征、水文特征以及岩石特征等,为工程设计提供参考依据。钻探技术在工程地质勘测中具有重要意义,在实际应用中,根据地质的具体情况选择合适的钻探方法、设备,保证工程地质勘探结构的准确性,提高工程施工的质量安全。目前,我们应该加大钻探技术的研究投入,深入了解钻探技术相关知识,促进我国钻探技术水平的提高。
工程地质勘探中的钻探技术应用相关
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水文地质问题在岩土工程勘察当中起到了越来越关键的作用,并且为加强工程施工的安全与稳定,防止发生人为诱发的岩土工程水文地质危害。其中,在岩土工程勘察中采取科学合理的方法来进行各种水文地质问题的相关参数的测定,并通过行之有效的分析来给出客观准确的评价,是非常重要且又必要的。以下是读文网小编为大家精心准备的:岩土工程勘察中水文地质的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:在经济的快速发展下,岩土工程的勘察工作在快速进行中,在岩土工程勘察中水文地质发挥着重要的作用,为工程施工的稳定性和安全性提供了帮助。岩土工程勘察是建筑工程施工建设的基础,在岩土工程勘察中应用水文地质,可以帮助岩土勘察地下水文信息并判断地层的承载力等,为建筑工程的施工提供有力的参考依据,为建筑工程的安全施工建设提供保障。
近几年随着中国经济的发展,建筑行业得到快速的发展,各种各样的建筑工程快速的建立。在建筑工程施工中岩土工程勘察是基础工作,可以为建筑工程的安全施工提供保障,为了将岩土工程的勘察质量提高,需要加强对水文地质的重视,并将其在岩土工程勘察中广泛应用。水文地质在岩土工程勘察中有重要的作用和意义,在勘察中合理有效地利用水文地质,可以促进岩土工程勘察质量的提升。本文从岩土工程勘察中水文地质的应用以及与其相关的内容进行分析。
经济在发展,社会在进步,在这个过程中,人类经历了漫长的历史,在这个过程中,也经历了各种各样的地质灾害,例如地震、洪涝、泥石流、台风、海啸等,在这些灾害中,大部分地质灾害都与地下水文有关。地下水文与岩土结构相互作用,可以产生各种各样危害性较大的地质灾害,这些地质灾害具有复杂性、严重性、广泛性等特征。
地下水文与岩土工程有重要的关系,从以上的地下水文与岩土工程的作用中可以看出,地下水文会对岩土工程产生一些影响,这些影响主要有:
第一,对基础埋深产生的影响。在岩土工程施工中,在基础埋深时,需要的地下水文的条件、动态等情况进行详细的掌握,如果地下水存在时,基础埋深要在地下水以上,如果必须埋深到地下水以下,需要采取降水位措施。在基础埋深时还需要考虑到承压水的作用,以免在基坑开挖时基坑底土被承压水冲破。从基础工程施工现状进行分析,天然地的造价较低,而且施工方便,在工程施工中都会优先考虑,但是在基础沉降过大或者是地基稳定性无法满足设计要求时,就需要对地基进行处理,提高地基的承载力,提高基桩成桩号质量。除此之外,地下水文还会对基础开挖产生一定的影响,如果出现土体软化强度降低等,会影响基础开裂。
第二,对建筑工程产生的影响。地基是建筑工程安全的前提,也是建筑工程施工的基础,在地基受到地下水文影响后,必然会对地上的建筑物产生一定的影响。如果地下水位高,会对地下室等建筑物产生潮湿等影响,还会增加土壤的盐渍化,加强对建筑物自身的腐蚀,进而破坏建筑物。所以在建筑工程施工前,都会先对地下水文可能造成的灾害和产生的影响进行分析。
第三,对支护产生的影响。随着城市的发展,高层建筑成为城市的一个标志,越来越多的高层建筑建起,随着高层建筑不断增加,城市建筑施工,受到施工场地、施工工艺的影响,会采用垂直开挖的方式进行施工。在高层建筑施工的过程中,基坑的开挖,会采用抽水的方法将地下水位降低,减少土侧的压力影响。但是地下水位的突然下降,会对相邻建筑产生影响,引发变形或者是造成地面沉降等,所以在建筑工程施工前进行岩土勘察、水位地质勘测非常重要。
在岩土工程的勘察和施工中,水位地质的勘察发挥着重要的作用,水文与岩体两者是相互作用、相互影响的关系,对建筑物的稳定性和耐久性均会产生较大的影响,所以在岩土工程勘察中,水文地质勘察工作需要得到重视并加强,为建筑工程的施工,提供可靠的水文地质资料,进而减少水文地质对岩土工程产生的危害。
水文地质是岩土工程勘察中需要面对的一个实际性的问题,因为水文地质与岩土工程有着密切的关系,某些地方的水文地质又较为复杂,在没有对水文地质有一个详细的了解下,进行岩土工程施工,则会引发一些水文地质问题,影响工程的正常施工,为了保证工程施工的安全性和稳定性,并对水文地质灾害进行预防,需要在岩土工程勘察中加入水文地质的勘察,并加强勘察和监督管理。
在岩土工程施工中,影响其施工安全性和稳定性的水文地质因素有,地下水文的类型、地下水位、地下水位的变动幅度等,为了提高岩土工程的勘测质量,降低地下水文地质对其产生的危害,需要在岩土工程勘察中加入地下水文地质的勘察。水文地质的勘察内容有:
2.1 自然地理条件的勘察
岩土工程的勘察工作为岩土工程、建筑工程的施工,提供了良好的岩土数据,进行水文地质的勘察,可以为岩土工程和建筑工程的安全施工,提供可靠的水文勘察依据。所以需要在岩土工程勘察中,应用水文地质勘察。水文地质勘察中包含很多内容,自然地理条件的勘察是其中的组成部分,自然地理条件的勘察需要包含的内容有地下水文特征、地形地貌。水文特征主要是指工程建设地区的气候,湿度、热量等,而地形地貌则是工程施工场所周围的水系、平原等的特征,地形是否开阔、地貌是否受到了侵蚀等。
2.2 地质条件的勘察
在岩土工程、建筑工程的施工中,地质条件非常重要,其影响工程地基施工建设的质量,还影响着地面上建筑结构的安全性、耐久性等,所以需要对地质条件进行勘测。岩土工程勘测中水文地质的地质条件勘察,主要是对工程建设所在区域的地质构造特征、基底构造、地层岩性、构造运动等进行勘测,为岩土工程的施工提供地质勘测数据支持。
2.3 地下水位勘察
在岩土工程、建筑工程等施工中,地下水位对地基施工、地上建筑物的安全性均会产生影响,地下水位的变化,会造成建筑物、地基出现下沉、变形等,所以在施工前,对地下水位进行勘测,有重要的意义。地下水位的勘测需要对近3~5年的最高水位、最低水位、水位变化等进行勘测。同时还要对地下水的排泄条件、地表水与地下水的补排水关系等,对地下水位产生的影响进行勘测分析。因为地下水位对岩土工程会产生较大的影响,所以在岩土工程勘察中,地下水位的勘察工作是重点内容。
2.4 隔水层、含水层的勘察
在岩土工程勘测中水文地质的勘察包含了很多的内容,除了以上这些需要勘察之外,隔水层、含水层的情况也需要进行勘察。隔水层和含水层的地下水类型、地下水流向、水位、变化幅度等,都需要进行勘察,其中主要对含水层的厚度、深度、分布进行勘察,还可以通过现场地层渗透系数等水文地质参数,对岩土工程的地下隔水层、含水层进行勘察,进而判断水文地质对建筑材料产生的腐蚀程度进行判断。
水文地质在岩土工程施工中发挥着重要的作用,准确地勘察出地下水文地质,可以为岩土工程的施工提供一个有效的水文地质参数依据,还可以保证岩土工程、建筑工程施工的安全性和稳定性,所以在岩土工程勘察中,水文地质的应用在提高岩土工程勘察质量中,有重要的意义。
在经济的快速发展下,建筑行业取得了显著的发展成绩,然而在建筑行业发展的过程中,各种各样的建筑问题不断产生,沉陷、下降、变形等,这些建筑工程出现的问题与岩土、水文地质有着密切的联系。水位地质在现代建筑工程中的作用越来越重要,在岩土工程勘察中,水文地质发挥着关键性的作用,所以在岩土工程勘察中,加强水文地质的应用,可以为岩土工程的稳定、安全提供水文地质依据,提高岩土工程的勘察质量。
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工程地质勘查作为工程建设中的重要组成部分,并具备有时间短和突击强等特点,其是工程建设中的首要任务,先结构设计及施工之前,因此,必须要确保工程地质勘查的质量。下面是读文网小编为大家整理的工程地质勘查论文,供大家参考。
摘要:
以东非区某水电工程为例,介绍了海外项目地质勘察的特点及基本流程,通过分析勘察技术管理工作的难点,阐述了国内外水电系统规范体系技术标准的差异,提出了相应的应对措施,为以后涉外工程勘察设计工作提供借鉴。
关键词:海外项目,地质勘察,水电系统
0引言
在经历近十五年的水电资源开发高峰后,国内主要河流的优质水电资源已大多开发完毕,中国电建集团正积极向西藏地区及海外市场拓展业务。本文以乌干达总装机600MW的引水式电站某项目为工程背景,阐述海外勘察工作的重点、难点,探讨东非地区勘察工作的技术及管理经验,为后续的海外项目提供借鉴意义。
1海外项目地质勘察的特点
目前,海外水电开发一般分为设计—招标—建造模式(De-sign-Bid-Build)、建筑工程管理模式(Construction-Management-Ap-proach)、建造—运营—移交模式(Build-Operate-Transfer)、设计—采购—施工模式(Engineering-Procurement-Construction)等多种方式。非洲国家普遍在体制、资金、技术等方面存在缺陷,因此一般主推总包模式,包括EPC,BOT等。这些海外项目一般具有周期特别快的显著特点,即在中标后,项目马上进入施工阶段,但此时前期的勘察设计成果的深度一般较浅,无法满足施工图的要求。在这种情况下,留给工程地质勘察工作的周期特别短,一般陷入边勘察、边设计、边施工的境地,由此形成的倒逼机制对勘察工作的组织及执行形成巨大压力。
2海外项目地质勘察的基本流程
目前,海外工程勘察任务主要来自于勘察设计分包合同。施工企业签订海外项目总承包合同时,常将勘察设计任务分包,有力地推动了勘察设计企业的国际化进程[1]。
3勘察项目执行流程
国外一般把水电项目开发划分为可行性研究阶段(FeasibilityStudy)、初步设计阶段(PreliminaryDesign)、详细设计阶段(De-tailedDesign)、施工图设计阶段(ConstructionDocumentationPhase)等,与国内水电开发阶段的划分有一定差异[2]。地质工程师应全程参与项目的投标及履约过程,以便提供地质方面的技术支撑。海外项目一般在竞标成功后即破土动工,勘察设计工作也同步开展。但由于欧美的岩土工程咨询体系与中国有较大区别,在可研阶段的研究深度较浅,因此会遗留较多的地质问题需要查明,此时的勘察工作就非常关键,能显著降低施工风险,其勘察工作的组织有几个关键步骤:
1)组织方案:承揽勘察任务后,除组织地质技术人员进场外,项目部需要尽快组织开展勘探工作。目前勘探资源的调配有三种方式:国内调配、外委和当地购买设备及国内指派钻探技术人员。国内调配的优点主要是勘探技术员与地质技术员相互熟悉,勘探质量及进度有保障,缺点主要是:a.设备调配周期长;b.成本急剧增加。外委的缺点主要是勘探质量及进度的控制难度增大,且在执行过程中存在被迫更换外委方的风险,而其优势主要是外委方在当地的人脉资源;当地购买设备及国内指派钻探技术人员结合了前两种方案的特点,但其主要缺点是新购设备能否满足需要,且撤场后的处理难度较大。一般而言,在充分的市场调研及合同管理的前提下,将勘探工作全部外委的方案是最佳的。
2)外委合同谈判及签订:合同谈判及签订是勘察项目顺利推进的根本保障。项目经理初涉海外,需要迅速寻找相关信息,判断潜在的合作伙伴,完成合同谈判及签订,为项目推进奠定坚实基础。合同谈判涉及工作内容、工程量、价格、结算、责任及义务、免责条款等,包含一般条款及技术条款,需要熟悉和合理遵守菲迪克(FIDIC)条款。
3)项目管理:海外勘察项目运行成本高,后勤保障难,且存在安全、疾病等诸多风险。
4)合同管理及结算:由于欧美标准体系及工作方法与中国存在差异,项目管理要更加细化和灵活,加强管理和记录,确保勘探质量,保证合同结算顺利进行,避免出现严重纠纷。
4勘察技术管理工作特点及难点
本节以某项目勘察经历为背景,尝试阐述东非区勘察技术管理工作的特点、难点及应对策略,以期为以后的工程项目提供科学依据及经验教训。
1)政府办事效率低下:非洲政府机关的办事效率普遍低下,各项工作应尽早准备及启动,并充分考虑计划的弹性。如该项目的设计方案、环评报告等诸多事项均批复较慢。
2)履约意识不强:由于传统习惯及社会风气的影响,外委方往往难以如期完成工作,只能不断催促。该项目的地震安评工作外委给了能源矿产部的下属机构,合同规定为3个月,但最终历时7个月。
3)规范差异:国内外规范的差异是海外工程的一大难点,一般要求同时满足中国及当地国家的技术、质量、安全、环境等管理制度,但执行过程中难免有冲突。该项目就曾经在风化带的划分、压水试验、围岩分类的评分等技术细节上与业主工程师产生分歧,但最终通过沟通取得了一致。
4)勘察工作方法的差异:比较明显的有两点:a.报告格式及内容的差异,国外的勘察报告主体内容为钻探、物探、试验等原始资料,对岩土体物理力学性质侧重于定性分析,定量评价较少,一般不提供岩土体物理力学参数建议值;b.工作方法及深度的差异,国外的勘察一般工作量少,深度浅,对覆盖层的取样及分层要求低,重视物探。该项目FeasibilityStudy阶段的勘察报告中,主要是各种钻探、物探、试验的原始资料,对地层仅区分覆盖层与基岩,而中方划分了残积土、全风化、强风化、弱风化、微风化、新鲜等多级界限,从而提高了勘察质量,编制了更详实的勘察报告。
5)专题外委:区域地质及地震研究等专题研究宜考虑专项外委,以便充分调动当地研究机构的专业能力及社会影响力。
6)取费标准:东非国家虽然贫穷落后,但带技术含量的工作取费多显著高于国内平均水平。
7)钻探:非洲大陆地形平缓,往往采用整体移动式绳索取芯钻机,搬迁及钻探速度很快,一般能到3m/(10min)的平均进尺,岩芯采取率较高,但覆盖层的取样能力普遍较差,且一般没有河中钻探的经验。东非当地钻探公司的原位试验能力较低,一般只有压水、动力触探、标贯,没有静力触探等工程经验。
8)试验项目:土工试验室宜选择当地有认证证书的机构,并应作实地考察。但当地试验室方案可能存在以下问题:a.进度缓慢,时间安排上要有所准备;b.试验项目与国内有区别,要抓住关键试验项目。该项目就因试验进度及质量问题无法解决,最终选择托运部分样品回国开展试验。
9)语言:海外水电项目常见的有英语、西班牙语、法语,因此要加强项目成员的外语能力,并在必要时配备翻译。如该项目的所有资料均出具了中英文版本,对项目组成员既是严峻的考验也是锻炼的机会。
10)安全管控:当前,恐怖主义威胁渐趋严重,突发事件带来的风险,给承担海外项目的企业造成了巨大影响[5]。中资企业在非洲曾遭遇盗窃、抢劫、罢工、绑架、恐怖袭击等事件。该项目勘察期间,项目部要求当地雇员加强与外界的沟通,与附近居民、医院、警局、军队保持必要的接触和良好的关系,并经常阅读当地报纸,最终未发生安全事故。东非区疟疾盛行,威胁很大,项目部配备了物资及抗疟疾药物,有力抵抗了疟疾威胁。
5国外水电系统规范体系
国内外规范的差异是海外工程的一大难点。欧美体系的技术规范主要分技术法规和技术标准两类,其中前者是强制性标准,后者为非强制性标准。这里以美国水电系统规范为例进行比较。中国规范的条款较细,可操作性强,而美国规范的规定较宽泛,要求工程师有较强的专业背景及经验,并对勘察方法的使用及成果承担终身责任。在美国的水利水电建设体系中,主要采用美国陆军工程师兵团(USACE)及美国垦务局(USBR)的技术标准。其中,比较常用的有EngineeringGeologyFieldManual(SecondEdi-tion)[3],GeotechnicalInvestigations(EM1110-1-1804)[4],GeneralDesignandConstructionConsiderationsforEarthandRock-FillDams(EM1110-2-2300)等,详细介绍了各类岩土工程项目的勘察工作方法。USACE编制的标准体系在水电工程的勘察、设计、施工等方面的研究、开发及应用得到了世界范围的广泛认可和应用,成为水电项目建设的世界通用标准之一,
6结语
本文以东非区某项目为例,阐述了东非区水电工程勘察的特点及难点,从海外勘察项目的特点、流程、管理、文化等方面入手,系统介绍了相关背景知识及技术需求,特别是水电勘察项目执行中的难点,以及国内外技术标准的差异,以期为以后的海外项目提供借鉴意义。同时建议为了应对激烈的市场竞争,涉外勘察企业应收集并对比国际标准及规范,研究国际勘察设计管理规则,加强海外市场技术管理团队的建设力度。
参考文献:
[1]王凌君.我国勘察设计企业国际化的思考[J].科技创业月刊,2014(10):90-91.
[2]GB50287—2006,水力发电工程地质勘察规范[S].
[3]U.S.DepartmentoftheInteriorBureauofReclamation.Engi-neeringGeologyFieldManualSecondEdition[Z].2001.
[4]U.S.ArmyCorpsofEngineers.GeotechnicalInvestigationsEM1110-1-18042001[Z].2001.
[5]陶洪辉.美国陆军工程兵团水电工程标准体系介绍[J].红水河,2010,29(2):52-54.
1遥感技术(RS)的应用
遥感技术即“RS技术”。在地质勘测过程中,RS技术一般多用于水利水电工程可行性研究方面,在与其他勘测手段的配合下,RS技术能够实现对大面积的地址测绘,提高填图、选址质量,为野外地质勘测进行明确的指导,减少不必要的外业工作量,实现对地质勘测工作效率的提升。基于RS技术在地质勘测方面的优势,其在水利水电工程的地质勘测方面应用越来越广泛,其主要应用的工作类型有:水利水电工程的地质调查与制图;岩溶状况的调查;缓坡、泥石流、崩塌等物理地质现象的调查;输水隧洞、渠道等长距离、跨区域等大型工程地质调查;特殊地区的地形、地貌、水文等地质内容的调查等。
2地理信息系统技术(GIS)的应用
地理信息系统技术即“GIS技术”。GIS技术在水利水电工程地质勘测环节中,主要负责处理图像、图片、空间数据以及与其相对应的属性数据库管理、空间分析等工作内容。在GIS技术的支持下,地质勘测工作在制图、数据分析等方面的工作效率都有了十分显著的提升,这为水利水电工程地质勘测效果的提升起到了重要的推动作用。最近几年,如何将GIS系统应用到工程地质信息管理和制图输出工作行为中,已经成为了GIS发展的主要方向。目前,国内应用最为广泛的GIS系统是由中国地质大学所研究开发的MAP-GIS系统,其在我国属于专业性较高的地理信息系统软件。
3地球物理层析成像技术(CT)的应用
地球物理层析成像技术即“CT技术”,其属于地质勘测工作的中的物理勘测技术类型。在勘测过程中,该技术能够通过对透射波的发射与接收来实现对发射波所到范围内地质的构造、深埋、属性及其他所有地质情况的勘测,对勘测数据进行采集与处理。该技术的优势在于其在勘测过程中,如果遇到孔洞间岩体,其可以实现对孔洞间岩体的波速值的反演,并在反演过程中通过系统自身的数据分析能力来对孔洞间的岩体进行判断、评价,从而帮助地质勘测人员更好的了解地质情况,为水利水电工程的地质勘测工作提供准确的勘测效果支持。
4钻孔彩色电视技术的应用
钻孔彩色电视技术是指“50毫米钻孔彩色电视技术”,也是地质勘测工作的中的物理勘测技术之一。相比于其他物理勘测技术,50毫米钻孔彩色电视技术是在融合电子技术与地质勘测钻孔观察技术的基础上而研发出来的。在50毫米钻孔彩色电视技术当中,首次实现了CCD光电偶合器件的应用,这是其先进性的重要表现,也正因如此其在工作效率、准确性方面有了明显提升。50毫米钻孔彩色电视技术的主要优势在于其具有彩色图像重现性功能,同时其还具有体积小、重量轻、功耗低、耐冲击、寿命长以及几何失真度小等特点。从水利水电工程地质勘测发展现状及未来发展需求角度分析,50毫米钻孔彩色电视技术必定会成为应用最为广泛的技术类型。
5结语
综上所述,对于水利水电工程建设而言,科学、准确、有效的地址勘测不仅可以保证水利水电工程的建设质量,还能大大提升水利水电工程的建设效益。地质勘测方法与技术作为地质勘测工作的技术支持,其先进性、科学性会对地质勘测效果产生直接影响,为了保证地质勘测工作质量,勘测人员必须要在科学选择勘测技术的同时,加大对新勘测方法与技术的研究,以便其能够更好的适应难度越来越大的地质勘测工作,为水利水电工程的有效建设提供保障。
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工程地质勘查技术为社会经济高速发展提供能源资源,为现代化建设创造良好的安全基础和信息条件。下面是读文网小编为大家整理的工程地质勘察论文,供大家参考。
摘要:
本文针对石油工程地质勘测勘查中出现的问题进行了深入的剖析,提出了若干方法,供相关人士参考。
关键词:石油工程 地质勘测
如今人民的生活水平不提高,对于石油的需求量渐渐增多,结合我国的实际情况来看,目前石油工程地质勘测水平比较低,相对世界发展比较落后,国家必须加强重视程度,专业地质科研学者进行深入研究,科学合理的进行勘察工作,才能保证石油资源应用的可持续性发展。
1石油工程地质勘测方法与原则
随着技术不断的改革完善,现今被广泛应用在石油勘测工作中的主要手段包括石油工程地质的长久观察、石油工程的地质测试、地球物理勘测、石油工程地质勘测、地石油工程地质测绘。应用过程中结合实际的自然环境状况,坚持由点到面的总体原则,综合运用多种现代化的技术手段(全球定位、原位测试、钻探、物探、遥感)进行多方面的勘测工作,为后期的工程提供科学的数据。
2石油工程地质勘测的问题和对策
2.1石油工程地质勘察的质量问题和解决方法
经过科学调查分析发现,很多的石油勘测工作开展过程中重点内容划分不清楚,工作手段和方法不符合实际的情况,验算工作应用的公式、理论基础和实际的地理环境不符合,具体工作环节意义不明确,责任划分不标准;递交的总结报告内容不合理,对于要求没有指定的界限,勘查工作整体质量没有保障工作不彻底,勘查结论过于草率,这些问题对于后续工作产生了影响,会耽误后期的施工留下很多的安全隐患。日后我国石油工程地质勘查工作中首先是以人为本,这对于我国全面落实科学发展观也产生了一定的影响。在实际的工作过程中,必须考虑工程勘查工作的商业性质和经济效益问题。将环境问题和勘查问题二者相融合,协调不同的地区找到工作侧重点,将不同区域的工作统筹规划,进行科学合理的安排,明确责任划分,更好的发挥地质勘测的作用,为后期的工作和发展奠定良好的基础。
2.2专业知识水平问题和解决方法
勘测过程中工作人员专业技术水平达不到需求的标准,不能够准确把握整体的工作流程,或是施工人员对于勘查工程产生误解,提出不合理的勘查问题,按照不符合情况的设计流程来开展工作,对于地质环境产生严重的破坏,也是设计工作和实际环境脱离的原因。相关的工作人员必须加大对于科学技术的认识度,在实际的石油勘察工作中合理的运用现代化技术和手段,为日后勘查技术的进步发展铺好道路,跟上科技发展的脚步实现地质勘查工作的现代化进程,针对特别区域状况要加深研究工作力度,将原有的地势优势逐步的向科技优势推进,不断的完善改革工作体系,完成勘查工作体系的创新。
3勘测周期不合理问题和措施
很多小型石油工程设计中,对于勘查工作开展到提交报告之间的周期没有准确规定,不合理要求频繁出现。石油工程前期的调查研究工作不到位,比如有些项目刚刚开始,就要求相关的部门提交具体的地质报告,不给工作人员合适的工作时间导致研究勘测工作不完整,后期的资金投入量无法准确把握,前期节省的小部分时间会带来很多的问题,后期必定会修改设计图纸出现施工问题。针对这种问题,公司内部的管理人员必须改变错误观念,加大对于勘查工作的认识程度,从源头上解决问题,此外技术工作人员应该不断了解我国的地理气候因素和资源分布情况,保证勘查工作和企业内部经济发展需求的原则保持统一,在勘查区域的布局工作中考虑基础设施建设,土地利用,人口分布,环境问题等诸多因素,保证工程总体的布局要求,进一步的促进企业资源开采工作的发展,最大化保障多方人员的利益。
4规程规范问题和对策
石油工程地质勘测过程中的不规范问题仍很多,施工环节十分混乱。如今我国并没有制定具体的规范细则,很多单位必须按照不同的标准和需求制定相关的报告,目的是应对后期的检查监管工作。国家应该加快制定相关的法律规定和细则,完善相关的体系,让企业按照一定的流程来进行工作,做到有法可依违法必究,为石油勘测工程领域的发展提供有力的法律支持。
5人才问题和对策
地质勘测工作中必须拥有高水平的人员才能提升效果。专业的地质学家可以应对复杂的自然环境问题,及时解决突发状况,对于整个工作起到引导性作用。地质学科本身比较边缘,关注度比较低,选择的可能性也比较低,加上教育水平有限,地质工作者需要有大量的工作经验,很强的工作责任心,种种原因结合导致想要培养出一位专业的地质学家是十分困难的事情。总之,为了满足社会发展的需要,石油工程地质勘测工作中必须遵循科学的方法和准确的原则,及时的发现勘测中的问题,针对问题进行改进及完善,梳理和界定各部门的工作责任,加大对于不同地质环境的研究,加深对于地质信息的重视程度,培养优秀的地质科学人员,多方面共同努力,保证我国石油工程地质勘测行业的长久性稳定发展。
参考文献
[1]陆然.浅谈民用建筑石油工程地质勘测[J].科学之友,2014.
[2]刘涛.民用建筑石油工程地质勘测应注意的问题[J].科技咨询,2013.
[3]吴少波.石油工程地质勘查相关问题研究[J].勘探开发,2013.
一、水利工程地质勘察发现的主要问题
我国产业经济收益正处于快速增长阶段,与经济事业相配套的基础工程得到扩建,水利工程改建是现代化中不可缺少的内容。鉴于水利水电项目的重要地位,国家要求地方水利部门做好日常勘察与维护工作,及时掌握水电站的工作状态。根据现场勘察所得的结果,总结出以下3方面主要问题。
1.1地质方面
水文地质是目前水利工程面临的主要问题,水文运动规律变化导致地面层出现异常变化,同时引发了诸多的地质灾害现象。参考水利工程勘察结果,30%以上的地质病害来源于水文运动,地下水流动产生巨大的力学作用,破坏了水电站地质层的稳定性。例如,滑坡是水电站围挡结构比较多发的病害,在水库堤坝周边建造的支护坡度中,极易受到地质作用而发生滑坡现象。滑坡既能破坏土地层的牢固性,坡度滑移也引起了周边设施的病害。
1.2设施方面勘察
发现,国内大部分水电站均面临着不同情况的病害,这些病害主要发生于水利设施的主体结构,以及建筑物的基础层。例如,厂房是水电站的主要生产区域,勘察发现厂房建筑均有不同程度的裂缝现象,厂房墙体基础部分有明显的沉降问题,这些都是由于地质条件变动引起的结构性病害。另外发现,随着水利水电运作规模的扩大,厂房病害率也越高,大型、超大型水电站厂房病害率达40%以上,但受损程度不一。
1.3防护方面
正常条件下,水电站处于24h发电作业状态,高强度运行也使得水利渠道工程有所耗损,水工建筑物整体性能指标下降,造成大量水资源浪费。这是由于水利渠道长时间处于供输水状态,渠道四壁承载的水流量较大,混凝土结构容易出现渗漏问题。渗漏降低了渠道供输水的效率,水资源耗损率普遍上升;大面积渗漏基本破坏了渠道的水利性能,进一步引起更为严重的裂缝病害,这些都是破坏水利设施功能的主要因素。
二、基于地质勘察的水利施工方法
水利水电工程是社会现代改造的主要项目,不仅关系着区域水资源调配的利用效率,也决定了一个地区的总体发电生产效率。在施工地质工作中发现,地质条件对水利工程产生的破坏性,主要集中在渠道、厂房、边坡稳定3个方面,这些结构发生病害严重影响到了水电站的作业性能,不利于水利水电设施改造的有序进行。结合现有的水利施工技术条件,笔者通过自身的有限经验,针对这些病害提出几点可行的施工方法和治理方案。
2.1渠道基础及防渗
1)地基处理。在渠道防渗工程施工之前,应进行科学的施工放样,按照设计图纸中的底脚线和渠口线进行结构规划,配合机械进行土方开挖,使得地基土的水分能够在自然风干状态下得到降低,以保证土基的强度质量,具体克服冬季冻胀的破坏效果。2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有与施工制备条件相协调的和易效果,尽量保证捣碎密实的前提下进行钢筋结构部件的搭配;利用机械振捣处理中,可选用较小的坍落度进行质量水准补充,争取渠道防渗建设工程能够顺利进行。
2.2厂房边坡
1)大方量土方开挖。开挖采用反铲,在高度方向从上至下分层开挖,一次开挖高度3m,在上下游方向分段依次进行开挖,由下游向上游方向,严禁从中间开作业面掏挖。分层分段挖掘时用人工配合反铲整修边坡。同时加强测量控制,边坡随开挖随成型,保持边坡平顺。确保开挖步骤符合现场的地质条件要求,避免破坏地质层结构的牢固性。2)护坡。边坡预留20cm的保护层,在大方量开挖完毕后,采用人工削坡,以保证设计轮廓线的形成和避免保留体受到扰动。为防止修整后的永久开挖边坡遭受雨水冲刷,在边坡修整验收后,及时进行护坡施工。根据招标图纸及工程量清单,该边坡防护型式为混凝土护坡,拟在边坡开挖完成后一个月内完成混凝土护坡施工。具体结构按设计图纸进行施工。
2.3滑坡体治理
1)削坡。削坡是处理滑坡体病害的常用方式,主要施工:岩体受节理、裂隙切割,较为破碎,可能产生崩塌坠石、边坡局部失稳现象,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部。对土质滑坡体,削缓边坡,减小滑动体厚度,以减小滑动力,注意对坡脚下部可能阻滑部分不可削减。边坡高度较大时,可分级留出平台,提高边坡稳定性。2)抗滑挡墙。挡墙是目前较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。现场施工人员要注重每个环节的工艺安排,严格按照图纸要求执行施工操作,保证滑坡体得到有效的治理。
三、结论
水利水电工程是现代化建设的重点项目,搞好水电站建设对区域水资源调度起到了保障作用,同时也促进了我国发电生产行业的可持续性。针对地质勘察发现的诸多问题,水利部门应要求施工单位编制有效的处理方案,避免结构性病害对水利项目造成的危害。此次经过地基防渗、滑坡治理、厂房加固等方式,水电站设施整体功能得到了完善。
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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。下面是读文网小编为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
【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。
【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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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。下面是读文网小编为大家整理的工程地质实习论文,供大家参考。
一、工程钻探与山地勘探
1.金刚石钻进技术
我国的勘探工作起步相对来说比较晚,在70年代才初步发展,到80年代的时候才逐渐得以推广。通过利用这项技术大大改变了我国钢粒钻进与硬质合金钻进的落后局面,使我国的钻探效率大大提高,岩心的采取率达到了90%。金刚石钻进技术的进步,也带动了相关的设备、仪器的发展,使我国的勘探事业更好地发展。
2.砂卵石层钻进技术
在水利水电工程钻探工作中,砂卵石钻进技术一直是一项较难掌握的技术,由于存在着一定的难度,我国也逐步加强了对其认识程度,在“六五”技术攻关中,对砂卵石钻进以及取样技术进行了深入的研究,最终很好地攻克了这一难题。在此次攻关中研制成功的SM植物胶以及MY-1A植物胶,在对砂卵石层钻进中发挥着重要的作用,由于其得到了很大的推广,其产生了很大的社会效益。
3.金刚石绳索取芯钻进技术
相对于其他的技术来说,这项技术是一项比较先进的技术,其主要的技术原理就是在勘测的时候做到了在不提钻的情况下采取岩芯。80年代这项技术主要应用于深孔中,但是在浅孔应用中也存在着相应的优势。
4.软弱夹层钻进技术
由于一般的金刚石钻进技术不能很好的处理软弱夹层的问题,成功率在50%左右,这样很难保证生产的需要,造成了一定的成本压力。为了解决这个问题,特采取了一系列措施。诸如在原来的技术的基础上又采用了悬挂装置、岩芯堵塞报警装置、扶正装置等新技术。这项技术在多年的使用过程中得到了很好的反响,证明了其技术方法的很好的应用型,目前该项技术已经被编入了行业的规范里面。
二、遥感技术应用
1.区域构造稳定性研究
遥感技术由于具有辽阔的视野,所以其能够提供宏观线形的结构指征,这样就能够让研究者更好地对当地的地质情况、水文情况、地貌情况进行细致的了解。其生长的资料对于研究当地的构造框架、断裂体系、周缘构造等都存在着重要的作用。遥感技术现已被广泛地应用于解决这个问题。
2.水库区崩塌、滑坡、泥石流研究
在对某些工程区的内的岸坡等地的滑坡、泥石流等松散堆积体进行研究的时候,也可以利用遥感技术,通过拍摄航片或者彩红外篇的方式了解当地的地质情况。在对其情况有了初步的了解之后,就可以进行现场的勘察、复查、检查工作。了解这些地区病害的现状,并找到触发原因,这样就能够更好地促进工作的进度。
3.岩溶调查
遥感技术在岩溶的调查中同样发挥着重要的作用,通过彩红外片,我们不但能够了解岩溶的地貌情况,还能通过红外光谱之间的差异,了解当地的地下水的分布情况。在实际的勘测工作中,彩红外片对于解决岩溶渗漏问题有很大的作用。
4.地质测绘填图
遥感技术的应用不能脱在野外工作和成图现场校核,只有在进行现场勘测的基础上,利用先进的遥感技术,才能起到事半功倍的作用,才能更好地促进勘测工作的进行。在对中小的比例尺地质图进行测绘的时候,也可以利用遥感成图的方式。遥感技术具有一定的准确性,对于地质测绘填图有着重要的作用。
5.岩土工程开挖面地质编录
为了满足反馈设计、存档备案等的需要,在高边坡的开挖、地下建筑物开挖等过程中往往会利用地面遥感技术。对地质进行编录,并对一些设计到地质的稳定性、工程进度的地质资料进行整理。
三、工程物探
1.钻孔彩色电视系统
这个系统研制的时间在70年代的中期,在70年代末逐渐成熟,在葛洲坝的供中起到了重要的作用。其主要的优势就是电路的集成度更好,系统的运行效果更加顺畅,与旧式的探头相比,其彩色图像的识别度更高,使用寿命比旧式的更长,能够承受住钻孔中带来的冲击力,在体积上也有了很大的突破,重量比以往的更轻,能耗也更低。也正是这些有点,使其应用在工程的物探当中,发挥着越来越重要的作用。
2.地球物理层析成像技术
这项技术利用的主要是已被钻出来的平洞或钻孔,利用透射波透过特定的发射和接受当时来进行采集和处理操作,这样就能对岩体的波速值进行比较详细的了解,进而就能对岩体进行判断和评价。在当前并没有出现新技术的情况下,这项技术还拥有很大的优越性,其对于勘察孔洞的完整性有其独特的作用。如果对这项技术利用比较好的话,不但可以节约很大一部分的工作量,还能对孔洞的物理力学性有更加深入的了解,从而使我们对勘测的整体的效果有更加深入的理解。在“七五”、“八五”、“九五”中涉及的相关的水电建设,都对这项技术给予了很高的重视程度,并进行了相应的技术攻关,取得了很高的实践效果。
3.浅层地震反射法应用
这种方法产生并发展于70年代末与80年代初,作为一种地震勘测的新技术,而得到广泛的应用。其最先是由加拿大人研发而成的,起初利用的方式是信靠增强,通过“最佳窗口技术”使其试验成功。后来逐渐引入到我国,经过了“七五”、“八五”等技术攻关,取得了很大的成果。对于P波或是SH波的反射都有了很大的发展。在此基础上还对浅层反射震源、最佳窗口、水平多次迭加技术等进行了相关的试验,并取得了很大的收获。针对横波反射震源,还研制出了钉钯震源垫板,这样就使得横波的能量得以激发,在相关的参数选择、观测系统、分辨率、信噪比等技术方面都取得了很大的突破,积累了宝贵的经验。在数据的采集和处理上也取得了相应的成果,相关的工作人员言之除了ES数据采集系统,并制作出几款能够适用于不同情况的反射数据处理软件。其中采集系统和软件处理系统将数据的收集和处理进行了很好的整合,大大提高了工作的效率。
4.高密度电法勘探
究其本质,其属于电阻率法勘测,为了能够达到理想的勘测效果,该技术引用了数据采集办法,在野外进行测量的时候将电极都放置在被测的点上,之后利用相应的电极转换开关、电侧仪实现数据的自动的采集。通过测量结果,就能够显示出剖面图。其是随着电子信息技术的不断发展而应用到水利水电工程地质勘测中的,其不但大大提高了工作的效率,还使得地电信息的采集量大幅度提高,实现了一维勘探向二维勘探的一个跨越。(本文来自于《中国水运》杂志。《中国水运》杂志简介详见.)
四、总结
我国的水利水电工程的发展时间还比较短,各方面还不算成熟,在水利水电工程地质勘测方面我国与发达国家相比还存在着一定的差距。为了更好地促进我国的水利水电工程地质勘测工作更好地进行,就需要对我国当前的水利水电工程地质勘测技术进行深入的了解,并在此基础上不断进行引进新技术、进行技术创新,只有这样才能实现我国水利水电事业的长久发展。
一、教学内容的优化
在教学内容的选择上,突出了地质特色。工程动力地质作用研究部分选择与地质工程专业内容一致,但增加了工程地质勘察的内容。具体内容如下:
1.内动力地质作用研究。包括活断层工程地质研究和地震工程地质研究。
2.外动力地质作用研究。包括斜坡变形工程地质研究、岩溶工程地质研究、渗透变形工程地质研究、泥石流工程地质研究、河流侵蚀和淤积的工程地质研究、地面沉降工程地质研究。
3.工程地质勘察方法。包括工程地质勘察方法、工业与民用建筑工程地质勘察方法、地下建筑工程地质勘察方法内容。其中精讲工业与民用建筑的主要工程地质问题、地基中应力分布、地基强度及承载力确定、桩基工程地质论证、地基处理措施等内容。实践证明,在课程中增加工程地质勘察内容对土木工程方向的学生是有效的。从事相关行业的毕业生,特别是施工方向的毕业生,工作上手快,能够结合工程地质条件看、想问题,解决问题实际效果好。
二、教学方法的选择
由于课程课时短,内容多,采取自学与课堂讲解相结合的教学方法。泥石流工程地质研究、河流侵蚀和淤积的工程地质研究、地面沉降工程地质研究、工程地质勘察方法、地下建筑工程地质勘察方法,采用课堂讲解基本概念、基本研究方法,其余部分让学生自学和答疑相结合的教学方法。一方面可以腾出课时讲解工程实例,另一方面也能够锻炼学生的自学能力。
三、增加对工程实例的讨论
在地震工程地质研究、斜坡变形工程地质研究、岩溶工程地质研究每个内容讲解结束后,均安排2个学时,专题讲解最新发生的地震灾害、滑坡灾害、岩溶灾害问题,结合工程实例,师生一起讨论灾害的发生机理、预测、预警以及防治措施等问题。学生很喜欢这种上课方式,能够尝试用学到的知识去解决实际问题,让他们很有成就感。同时也锻炼了其发现问题、分析问题的能力。
四、加强实践环节,提高学生感性认识
由于学校的地质特色,对实践环节非常重视,土木工程专业也不例外。在大一暑假,地下建筑工程方向、道路桥梁工程方向学生均到我校北戴河野外教学实习基地,进行为期2周的地质认识实习;在大二暑假,到我校三峡秭归野外教学实习基地,进行为期3周的专业教学实习。北戴河实习内容包括风化作用、河谷地貌和河流沉积物、三角洲、岩溶作用和岩溶地貌、海水的物理化学性质和波浪作用、基岩海岸和沙质海岸的地质作用、滨岸海洋生物、沉积岩和地层、火山岩和侵入岩、地壳运动和地层不整合接触关系、褶皱和断层构造、矿产资源和环境保护等。此外,还学习如何使用和掌握地形图、地质罗盘、地质定点、岩层产状测量、野外记录簿记录、地质素描图制作和地质剖面和地质标本采集等[2]。秭归的实习内容包括地质基础实习、土木工程专业认识实习、工程地质现象与地质灾害治理工程实习等内容。地质基础实习包括地层岩性、地质构造、水文地质条件方面的内容。土木工程专业认识实习要求对工程建筑的结构、工程建筑与地质条件之间的关系、工程建筑兴建后对地质环境的影响作了解。包括:三峡大坝考察,道路、桥梁、隧道工程考察,了解路桥隧工程的类型、结构及选址需要考虑的工程地质问题。工程地质现象与地质灾害治理工程实习内容包括滑坡与崩塌变形体的一些外部特征、形成机制、危害、监测手段、防治措施等。通过野外实习,学生对地质问题和工程地质问题有了感性的认识,有利于对课堂教学内容的理解和吸收。
五、布置大作业,深化学习内容
在本门课程教学中,三个大作业贯穿整个课程教学时间。第一个大作业是岩质滑坡剩余推力法的计算,要求利用C语言、EXCEL工具编制程序或者上网下载已编制好的程序,计算给定滑坡的稳定性系数,并进行分析。第二个大作业是岩溶地面塌陷危险性的分析,要求提交危险性分区图。第三个大作业是在课程结束时,提交一篇综述报告,要求学生对课程内容感兴趣的部分,通过对文献的查阅,了解本方向的发展进展。通过三个大作业的深化学习,学生学会了应用计算机技术解决专业问题,提高了文献查阅和综合分析的能力。在近年来的教学活动中,我们坚持贯彻以上措施,取得了一定的效果。土木工程专业的本科毕业生在隧道、地铁、路基、桥基施工中能够结合地质条件,提出合理的支护措施。接着上研究生的学生,一部分改专业为地质工程专业,他们能较快转变研究方向、适应地质工程专业的培养目标和要求,达到了我们在课程中设计的两级教学目标。
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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。下面是读文网小编为大家整理的工程地质学论文,供大家参考。
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。
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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