平洞地质编录及危岩诊断虚拟仿真实验
平洞地质编录及危岩诊断虚拟仿真实验

平洞地质编录及危岩诊断虚拟仿真实验

准备工作

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业务准备

1)了解工程区的基本地质情况,如地层、岩石、构造、岩石特征及岩层划分单元等;
2)熟悉平洞原始地质编录的有关规定,程序、要求等;
3)熟悉工程区地质工作部署及工程布置情况;
4)了解,熟悉平洞施工设计即钻孔指示书。

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工具、材料、表格

图包、地质锤、放大镜、三角板量角器、钢卷尺、文具盒(铅笔、橡皮擦、铅笔刀、防水墨笔等)、讲义夹、数码照相机、计算器、红油漆、白胶布,标本包装纸、样品袋等。表格及标签: ① 平洞地质记录表、平洞采样记录表、标本登记表、照片记录表、录相记录表、洞深校正及弯曲度测量记录表。
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平洞(竖井)编录工作要点

平洞编录方向只有一个,无论是边施工边编录,还是完工后编录的坑道,都是从坑口起“0”开始编录。虽然编录方向只有一个,但绘图方向可以自左往右。绘图员将坑口端置于图纸的左侧,自左往右绘图(比较方便),前进方向的左壁绘于图纸上方,右壁绘于图纸下方,坑顶绘于左、右壁之间,平洞编录的基本程序为:准备工作测定洞向和倾角桩号标注三壁形态测绘地层界线测绘和地层岩性描述断层裂隙测绘和描述出水点测绘和水文地质描述岩体结构分带和岩体特征描述风化分带及描述。
编录方法:平洞、竖井对每一壁来说,相当于编录比例尺为 150 ~ 1100 的工程地质剖面图;关键是展开和连接方法。
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平洞

1)要求:由于洞底面有残渣。因此,除大断层、溶洞、原位测试点处做四壁编录,其余通常只进行三壁(两侧壁、洞顶)编录,有时也包含掌子面编录;
2)展开方式:以洞顶为基准,采用俯视展开法(印模式、两壁掀起压平的展开法);
3)作图法(有两种):其一为按理想开挖断面绘制成一张图,在两个拱角对超挖延伸、欠挖缩回的办法制图;其二为两壁、拱顶单独绘成一张剖面,反映不规则形状,分三块图面绘制。
4)野外编录:编录时,在洞口稳定的岩体处设置固定点(用红漆编号),测出其坐标位置(x,y);绘出两壁腰线及洞顶中线,在任一壁按 1m 间距标出桩号;按桩号在两腰线及中线上测出要编录的地质界线位置,而后在中线上用垂线法标出地质界线在拱角及壁底的位置。这样一个贯穿整个洞径的地质界线通过 7 点出露位置,即可勾绘出来。
5)绘制这种图的关键也是要把空间上三个位置不同的平面,通过展开的方式缩绘到同一个平面上去。其展开的方式也有两种:即外倒式和内倒式。目前大多数工程中都采用内倒式展开,如一帮一顶素描图、二帮一顶素描图、顶板及掌子面素描图等。在实际素描时必须根据具体的地质情况和要求来确定。 此外,还需简单说明一下在素描时对拐弯坑道的处理方法:当坑道弯度不大时(即坑道方位角的改变小于10°),仍可按直线坑道进行素描;当坑道弯度较大时(即坑道方位角的改变大于10°),有两种处理方法:一是分段素描,二是采用展开图的形式进行素描。 拐弯坑道所采用的展开图的形式又有两种:一种是以坑道的一帮为基准,将顶板和另一帮按坑道拐弯角度的大小拉开;另一形式是以顶板为基准,根据坑道拐弯角度的大小,将一帮拉开,另一帮重叠,如图3.14所示。


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竖井

当地质情况简单时,一般只素描垂直岩层走向的一壁;当地质情况复杂时,则要求素描浅井的四壁,常采用四壁展开图。其展开的方式多用四壁平行展开法:就好像拿一个直立的火柴盒,从接头的地方把它撕开,按顺序展开成一个平面,每壁标上方位;并将浅井中所揭露的各种地质现象,按一定的比例尺缩绘在平面展开图上,即成一张浅井素描图。只要掌握了它的展开方式,读图也就比较容易了。其他垂直坑道(如天井、溜井等)素描图的绘制方法均与浅井素描图相同。
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平洞(竖井)编录工作步骤

1)首先通过平洞的日常巡视全面了解平洞的掘进情况及试验情况收集以下资料:开工与竣工时间、洞向、洞径情况、掘进方法、地下水位、试验数据等。
2)工程岩组划分及地质构造划分首先是覆盖层和基岩的划分以及基岩内不同岩组划分。其中:覆盖层需进行细分,细分标准参照《土的大工程分类标准》(GB/T50145-2007)。
3)岩体风化、卸荷、倾倒变形、岩体结构类型划分岩体结构类型中需统计 BSD 参考值(当岩体较完整时可量测<10cm 的岩块;当岩体较碎时可量测>10cm 的岩块,并以此换算 BSD 值)
4)平洞素描素描基本内容包括以下七项:岩性、构造、物理地质现象(风化、卸荷、倾倒、蚀变)、渗流条件、测线或 BSD 统计、施工及支护情况、基本评定。其中:主要岩性界线、级以上结构面界线(级节理、裂隙中闭合及微张状况的不素描,而处于张开状的裂隙需素描)、
5)节理、裂隙统计统计方法:(A)测线法进行线率统计;(B)统计窗法统计体积节理数(Jv 值)。
6)平洞照相及取样平洞照相:所有平洞均用数码成像,重大物理地质现象需记录。平洞取样:必要时可取样进行岩石常规试验及岩矿鉴定,应记录取样深度、岩层层位、风化状况,并对岩样编号,取样处作出标记。平洞水取样:视需要取样,需记录取样深度。
7)围岩分类
8)平洞质量评定
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地质描述要点

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覆盖层描述

参照第四节要求。
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基岩鉴定与描述

1)岩性
正确定名,描述其颜色,矿物成分和颗粒成分、结构、构造及矿物蚀变(必要时取样进行岩矿鉴定)。根据洞壁剖面详细进行岩性分层,有覆盖层的要求准确界定覆盖层与基岩界线,基岩按岩性分段。对沉积岩和浅变质岩,应按下述标准确定岩性组合类型:
相间状结构:一般发育于两种不同的岩性的组合中。同一岩性单层(厚度不定)形成一定厚度的单层组与不同岩性的单层组呈间隔分布(即岩组间的间隔分布),单层组的厚度较大,一般>1m 以上,不同岩性的单层组线率统计百分含量比例一般为 4:6,最低不少于 3:7。
互层状结构:一般发育于两种不同的岩性的组合中。为不同岩性间单层(厚度不定)或单层组呈韵律间隔分布,岩组的韵律间隔分布很少,不同岩性的岩组线率统计百分含量比例一般为 4:6,最低不少于 3:7。
夹层状:两种不同的岩性组合中,某一岩层组的线率统计百分含量比例低于 30%时,称为**夹**层。

2)结构面构造(断层、节理(裂隙)或板理)描述
A.断层
描述构造发育状况:断层、挤压面发育深度、宽度、组成物质,擦痕及力学性质等。
仔细观察构造迹象,如破碎、擦痕、断层物质(糜棱岩、断层泥、角砾岩、片状岩等),
注意区分构造破碎与节理破碎、机械破碎。
B.节理(裂隙)或板理
描述节理或板理发育状况:节理或板理面的粗糙度、充填状况(铁锈、绿泥石或钙质
充填)。必要时结合压水资料、岩性、风化、岩体结构,按裂隙密度统计描述节理,统计
缓(0~30°)、中(31°~60°)、陡(61°~90°)倾角分类的发育状况。

3)风化鉴定
根据风化标准确定。

4)卸荷鉴定
根据卸荷标准划分。

5)倾倒鉴定
根据岩层倾倒标准划分。

6)蚀变鉴定
根据蚀变标准划分。

7)水文地质条件
地下水的揭露的情况:

1.揭露点洞内桩号
2.发育部位(左壁、右壁、顶拱中心、左顶拱、右顶拱)
3.地下水流态(干燥、潮湿、湿润、浸水、滴水、股状涌水)
4.流量

8)岩体结构类型
根据岩体结构类型标准确定(注意爆破产生的破碎而造成的岩体结构失真)。

9)BSD 统计
结合地层岩性、岩体风化带来分段统计。

10)平洞试验
A.岩体力学试验(包括点荷载试验)
B.平洞物探声波测试

11)取样试验

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平洞(竖井)室内成图及资料汇总

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室内资料的整理及成图

根据制图的规程、规范成图。图面中应反映所量测到的各类地质界线,对于张开的裂隙需标示(可判断卸荷状况)。图面上的节理仅需表示三壁贯通的节理、成组或成带出现的节理,其余节理不需表示。
平洞工程地质说明需加入物探声波资料、地应力试验资料、岩体剪切资料,对有地温测试、有害气体测试的均需反映成果。
制图完毕,整理、制图人员签名。

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资料汇总

要求完成:整个工程汇总表、各分项工程汇总表、基础数据的统计。
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句容抽水蓄能电站平洞编录简介

句容抽水蓄能电站共布置 6 个探洞,分别为上水库 PD1PD3PD4PD5PD6 和下水库的 PD2PD1 PD2 位输水系统进出水口探洞。
PD1 位于上水库库盆左岸(东库岸),见图 3.15a),在进/出水口上方(洞底高程为260m),进出水口地面高程为 220370m,自然边坡坡度为 2835°,坡顶局部形成陡坎,地表大片基岩出露,岩性为寒武系观音台群下段(2‐3gn‐1)中厚层含燧石结核或燧石条带白云岩夹薄层灰质、泥质白云岩,弱~微风化,PD1 探洞揭露:泥质白云岩呈薄层状,单层厚度 110cm,岩层产状为 N70~75°ESE 50~55°
PD2 长探洞进口位于下水库进/出水口部位,见图 3.15b),主洞长 568.50m,洞口底板高程约 85.74m,洞底底板高程约 99.14m,洞向S28°W→S42°W;厂房支洞 PD02‐1PD02‐2 探洞位于主洞桩号 166.5m 处,洞口底板高程 273.30mPD02‐1 洞位于主洞右侧,长171.5m,洞底底板高程为 274.20m,洞向 N60EPD02‐2 支洞位于主洞左侧,长 150.0m洞底底板高程约274.15m,洞向S60W,高于地下厂房顶拱约37m。地下厂房长探洞内共布5 个垂直钻孔、4 个斜孔及 6 个水平孔,孔内进行原位试验。主洞及支洞内共布置 5 组岩体变形试验,洞内钻孔地下水水位观测,地震波试验、洞室有害气体及放射性等工作。



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