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图书分类

Book classification
  1. 本书为学术专著,从中国隧道工程建设及其存在的施工地质灾害出发,分别从隧道地质复杂程度分级与复杂地质条件形成,复杂地质隧道地质灾害与致灾构造,复杂地质隧道施工地质预报,隧道施工地质预报技术研究,隧道施工地质预报实践五个方面论述了隧道施工地质灾害及特点,隧道施工地质灾害现有预测预报方法及应用效果,并推介了多个地质预报新技术和需解决的现状问题。同时,例析了地铁隧道土洞、土石不密实、孤石;山岭隧道突水致灾...查看更多
  2. 前  言
    隧道,指修建于地面以下地层土、石中的线性洞室,可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。交通隧道中,穿越山区特别是穿越山脉的深埋长、特长隧道,往往是交通工程建设中的控制性工程。
    我国是一个山区面积广大的国家,山区面积占全国总面积的2/3,高原、山岭、平原、丘陵、盆地等形态各异的地形,以山脉为骨架,交错分布。
    高原,指海拔高度在500 m以上、地势相对平坦或者有一定起伏的广阔地区。它是大面积地壳长期连续抬升的产物,或宽广平坦,或山峦起伏。
    山岭,指连绵的高山。
    山脉,指沿一定方向延伸、包括若干山岭和山谷组成的山体。我国广袤的国土上分布着众多的山脉,包括东西走向的天山、阴山、秦岭、南岭、大别山、大巴山、昆仑山、巴颜喀拉山、燕山、祁连山等山脉,南北走向的贺兰山、横断山、六盘山等山脉,北东—南西走向的大兴安岭、太行山、雪峰山、巫山、长白山、阿尔金山、吕梁山、武陵山、武夷山、罗霄山、幕阜山、千山、乌蒙山、台湾、五指山等山脉,北西—南东走向的喀喇昆仑山、阿尔泰山、冈底斯山、祁连山、巴颜喀拉山、小兴安岭等山脉和喜马拉雅山、唐古拉山、宁镇山等山脉。
    地壳内动力地质作用造成的地壳大面积连续抬升,造就了高原的形成;地壳抬升和构造运动导致的地层褶皱、地层断裂、地块隆起和地块陷落,与包括对出露于地面岩体的风化破碎、对地面风化破碎岩体和出露于地面的构造破碎带破碎岩体的剥蚀搬运及搬运物沉积等在内的地壳外动力地质作用的共同作用,造就了山峦起伏的高原、山岭、山脉、平原、丘陵、盆地以及江、河、湖、海。
    较之于平原、盆地区受构造变动较小的广泛出露的新生届地层,以中生界、古生界和上原古届地层为主的山岭和山脉,地质条件复杂,地层褶皱严重,地层中断裂构造极为发育,地表、地下水活动强烈,可溶岩地层中岩溶强烈发育,形成了众多的可能因隧道施工接近、揭穿导致诸如突涌水、突涌泥、隧道洞内泥石流、煤与瓦斯突出、隧道围岩失稳塌方等隧道施工地质灾害发生的不良地质体-隧道施工致灾构造。
    随着我国国民经济发展对交通工程建设需求的进一步提升,特别是西部交通工程建设的进一步发展,穿越山区特别是穿越山脉的深埋长、特长隧道工程建设越来越多,面临的隧道施工地质问题越来越复杂。
    隧道施工遭遇不同类型的不良地质体-隧道施工致灾构造,产生不同类型的隧道施工地质灾害;不良地质体-隧道施工致灾构造在隧道施工掌子面前方及隧道开挖轮廓线外分布位置及其性质的准确的探测预报,是隧道施工提前采取合理工程措施选择在恰当时机进行包括岩土盘和不良地质体-隧道施工致灾构造处治的前提;选用针对性强的隧道施工地质预报技术进行不良地质体-隧道施工致灾构造预报,是确保隧道施工地质预报准确率的基础。
    中华人民共和国成立以来,我国交通工程建设取得了迅猛的发展,尽管还不能说是隧道强国,但算得上是实实在在的隧道大国。尽管我们在隧道工程建设中取得了令世人瞩目的成就,但也遭遇了严重的隧道施工地质灾害问题。在隧道工程地质,特别是隧道施工致灾构造及其预报研究方面,我们和同行们开展了大量的工作,但距离隧道工程特别是地质复杂隧道工程建设对隧道施工致灾构造及其预报研究的高要求,仍有大量的艰苦卓绝的工作要做。因此,总结以往隧道工程地质研究,特别是隧道施工致灾构造及其预报研究和隧道施工地质预报实践的经验与教训,对于提高我国隧道施工地质预报技术水平、服务隧道工程施工,无疑具有极为重要的现实意义。
    本书以复杂地质条件的形成作为开篇,从地质复杂隧道施工地质灾害与致灾构造、隧道施工地质预报技术、地质复杂隧道施工地质预报工作方法和典型复杂地质类型及其施工预报要点,论述了地质复杂隧道施工地质预报,系统介绍了中铁西南科学研究院近年来在隧道施工地质预报技术研究和技术咨询服务方面的工作。期望对今后的地质复杂隧道施工地质预报工作有所帮助。
    限于作者水平和成稿仓促,不足之处和疏漏难免,敬请各位同行提出宝贵意见,我们一定在今后的工作中加以改进。

    作  者        
    2019年秋于成都 
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  1. 目  录
    第1篇  隧道地质复杂程度分级与复杂地质条件形成
    第1章  绪  论 003
    第2章  隧道地质复杂程度分级 022
    2.1  隧道地质复杂程度分级目的 022
    2.2  隧道地质复杂程度分级原则 022/>2.3  地质复杂隧道分级 023
    第3章  复杂地质条件形成 027
    3.1  风化作用 027
    3.2  剥蚀作用 029
    3.3  搬运作用 029
    3.4  沉积作用 031
    3.5  成岩作用 038
    3.6  地下水作用 040
    3.7  节理(裂隙) 041
    3.8  断  层 042
    3.9  褶  皱 043
    3.10 地壳表面的隆起及陷落 045
    3.11 岩石的熔化、蚀变、变质作用 045
    3.12 地震地质作用 046
    3.13 负荷地质作用 046
    第4章  复杂地质条件与中国主要构造体系 048
    4.1  巨型纬向构造体系 048
    4.2  经向构造体系 053
    4.3  新华夏构造体系 055
    4.4  山字形构造体系 055
    4.5  青藏歹字形构造体系 058
    4.6  构造体系联合、复合、叠合、交接和穿插造成构造体系内
    地质复杂化 058
    4.7  构造体系中强烈的岩浆活动更加剧了地质条件的复杂程度 059
    4.8  复合作用成就高山峡谷地区复杂地质条件 061
    第2篇  地质复杂隧道地质灾害与致灾构造
    第5章  围岩变形失稳塌方灾害与变形失稳塌方致灾构造 065
    5.1  隧道施工围岩变形与变形致灾构造 065
    5.2  隧道施工围岩塌方灾害 066
    5.3  隧道施工塌方致灾构造 067
    第6章  隧道施工围岩大变形与围岩大变形致灾构造 070
    6.1  软  岩 070
    6.2  隧道施工围岩大变形 070
    6.3  隧道施工软岩大变形致灾构造 072
    第7章  隧道施工突涌水灾害与突涌水致灾构造 074
    7.1  隧道施工突涌水灾害 074
    7.2  隧道施工突涌水灾害产生原因 076
    7.3  隧道施工突涌水灾害危害 076
    7.4  突涌水致灾构造 077
    第8章  隧道施工突涌泥灾害与突涌泥致灾构造 081
    8.1  隧道施工突涌泥灾害 081
    8.2  隧道施工突涌泥灾害产生原因 081
    8.3  隧道施工突涌泥灾害危害 082
    8.4  突涌泥致灾构造 082
    第9章  隧道施工瓦斯及有害气体灾害与致灾构造 085
    9.1  瓦斯及有害气体 085
    9.2  隧道施工瓦斯及有害气体灾害 086
    9.3  瓦斯来源 087
    9.4  隧道施工瓦斯及有害气体灾害致灾构造 087
    第10章  隧道施工洞内泥石流灾害与致灾构造 089
    10.1  隧道施工洞内泥石流灾害 089
    10.2  隧道施工洞内泥石流产生原因 090
    10.3  隧道施工洞内泥石流的危害 090
    10.4  隧道施工洞内泥石流灾害致灾构造 091
    第11章  隧道施工岩爆灾害与发生部位 092
    11.1  隧道施工岩爆及其发生条件 092
    11.2  隧道施工岩爆特点与危害 092
    11.3  隧道施工岩爆灾害发生部位 093
    第3篇  地质复杂隧道施工地质预报
    第12章  地质复杂隧道施工地质预报特点、目的、必要性及内容 097
    12.1  地质复杂隧道施工地质预报的特点 097
    12.2  地质复杂隧道施工地质预报目的 098
    12.3  地质复杂隧道施工地质预报必要性 098
    12.4  地质复杂隧道施工地质预报内容 101
    第13章  地质复杂隧道施工地质预报技术方法 103
    13.1  地质调查分析法 103
    13.2  超前钻孔法 105
    13.3  超前导坑法 107
    13.4  波反射法 108
    13.5  跨孔声波透射成像法 118
    13.6  地面地球物理探测法 119
    13.7  岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体/水体探测涌水预报 124
    13.8  激发极化法隧道施工掌子面前方含水体/水体探测涌水预报 128
    13.9  红外探水预报 130
    13.10 瞬变电磁法 131
    第14章  地质复杂隧道施工地质预报工作方法 133
    14.1  重点预报段确定 133
    14.2  预报技术方法选择与预报体系建立 134
    14.3  地质复杂隧道施工地质预报实施大纲编制 136
    14.4  地质复杂隧道施工地质预报实施细则编制 142
    14.5  跟踪预报与相互验证 144
    14.6  钻孔验证 144
    14.7  洞内地质调查 144
    14.8  探测成果分析 147
    14.9  隧道工程岩体分级 148
    14.10 验  证 149
    第15章  典型复杂地质类型及其施工预报要点 150
    15.1  典型复杂地质类型 150
    15.2  岩溶发育及岩溶预报要点 155
    15.3  可能遭遇瓦斯与有毒气体及其施工预报要点 160
    15.4  可能遭遇施工岩爆及其预报要点 162
    15.5  其他复杂地质及其隧道施工预报要点 162
    第4篇  隧道施工地质预报技术研究
    第16章  浅孔岩体温度法隧道施工涌水预报技术 167
    16.1  浅孔岩体温度法施工涌水预报原理 167
    16.2  隧道址区地温梯度确定 169
    16.3  隧道洞内围岩岩体温度测试结果的校正 169
    16.4  隧道施工掌子面前方含水体/水体空间分布位置判定 170
    第17章  利用TBM破岩震动为震源的HSP反射法地质预报技术 172
    17.1  TBM施工隧道特殊工作条件对地质预报的要求 172
    17.2  利用TBM破岩震动为震源的HSP反射法地质预报试验 172
    17.3  TBM施工条件下的HSP反射法地质预报 178
    17.4  TBM工作条件下的HSP反射法地质预报软、硬件改进 179
    17.5  一种适合于TBM施工的HSP声波反射地质预报方法 179
    第18章  基于无线传输和大功率电火花震源的HSP反射层析成像法
    地质预报技术 181
    18.1  问题的提出 181
    18.2  大功率电火花震源的研发 181
    18.3  信号无线传输技术开发 183
    18.4  一发多收空间阵列式测试布置方法 189
    18.5  新型高分辨弯扭式压电检波器的研制 190
    18.6  HSP反射法地质超前预报仪一体机研制 194
    18.7  基于反射与散射联合成像的预报成果展示 195
    18.8  数据处理软件系统开发 205
    第19章  大跨距孔间波透射层析成像探测技术 213
    19.1  大功率震源电火花震源研制 214
    19.2  适合孔中探测用大能量电火花发射头研制 217
    19.3  新型高分辨率传感器研究 218
    19.4  新型多通道声波CT仪主机研发 220
    19.5  大距离声波探测技术方法研究 221
    19.6  数据采集和分析软件升级 222
    第20章  多源地震干涉层析成像地质预报技术 226
    20.1  多源地震干涉技术及地震监测仪器现状 226
    20.2  多源地震干涉理论、地震波干涉与多源地震技术 230
    20.3  多源地震干涉法层析成像地质预报技术原理 236
    20.4  多源地震干涉法层析成像地质预报可行性研究 237
    20.5  多源地震干涉成像效果影响因素 252
    20.6  多源地震干涉法隧道超前地质预报数据处理方法 259
    20.7  软硬件研发 272
    第21章  瞬态面波地层缺陷探测技术 277
    21.1  瞬态面波探测技术及仪器设备发展 277
    21.2  SF12型瞬态面波仪软、硬件研发 285
    21.3  快速探测装置研发 285
    21.4  数据处理软件 288
    21.5  瞬态面波在不同目的不同环境条件下的探测方案研究 292
    21.6  地层缺陷、岩溶、路基密实度、注浆质量及分层界面
    瞬态面波识别技术 297
    第5篇  隧道施工地质预报实践
    第22章  地铁隧道施工土洞、土石不密实、孤石及漂石瞬态面波
    探测预报 303
    22.1  地铁隧道盾构施工土洞、土石不密实、孤石及漂石问题 303
    22.2  地铁区间隧道盾构施工土洞、土石不密实、孤石及漂石
    探测方法选择 304
    22.3  SF12型瞬态面波仪地铁区间隧道上方土洞、土石不密实
    探测预报 305
    22.4  地铁区间隧道施工掌子面前方孤石及漂石探测预报 308
    22.5  大跨距孔间透射波层析成像地铁区间隧道施工地质预报 308
    第23章  山岭隧道施工涌突水致灾构造预报 312
    23.1  涌突水致灾构造 312
    23.2  涌突水致灾构造预报 320
    23.3  西藏米林县派镇—墨脱解放桥通乡公路多雄拉山隧道TBM
    施工节理密集发育岩体破碎带位置及其含水性探测预报 321
    23.4  陕西引汉济渭工程秦岭输引水隧洞节理密集发育岩体破碎
    带位置及其含水性探测预报 324
    第24章  山岭隧道施工涌突泥致灾构造预报 327
    24.1  涌突泥致灾构造 327
    24.2  涌突泥致灾构造预报 336
    24.3  贵州余凯高速公路鱼洞1号隧道左线与地表相通黏土
    充填岩溶突泥预报 336
    24.4  贵州镇胜高速公路五龙山隧道与地表相通黏土充填岩溶
    突泥预报 341
    第25章  山岭隧道施工洞内泥石流致灾构造预报 345
    25.1  泥石流致灾构造 345
    25.2  隧道洞内泥石流致灾构造预报 346
    25.3  遂渝铁路荆竹岭隧道洞内泥石流致灾构造预报 347
    第26章  山岭隧道掘进机施工围岩变形失稳塌方致灾构造预报 349
    26.1  围岩变形失稳塌方致灾构造 349
    26.2  隧道围岩变形失稳塌方致灾构造预报 353
    26.3  引红济石调水工程引水隧洞TBM施工段围岩变形失稳
    坍方段探测预报 353
    第27章  隧道施工岩溶探测预报 357
    27.1  岩溶隧道施工地质灾害 357
    27.2  岩溶发育分布特征 357
    27.3  岩溶探测预报重点 359
    27.4  新建铁路叙永至镇雄段新高坡隧道进口溶洞探测 359
    参考文献 363...查看更多
  2. 何发亮,广西贺州人,中铁西南科学研究院有限公司副总工程师,教授级高级工程师,享受国务院政府特殊津贴专家,中国铁道科学研究院博士研究生导师,中国铁路工程总公司专家、首批有突出贡献的中青年专家

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