西北农林科技大学：《工程地质与水文地质》课程教学资源（PPT课件）08 地下建筑的工程地质分析研究

工程地质 与水文地质 第九章洞室的工程地质研究 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

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工粗地喷分折 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。 地下洞室：是指建筑于地下岩士体中，具有一定断面形态和 尺寸，并有较大延伸长度的地下建筑。 如地下机库、地下油库、防空洞、地下电站、引水隧洞、 交通隧道以及采矿区的地下巷道等。 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 内的岩士体

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。 如地下机库、地下油库、防空洞、地下电站、引水隧洞、 交通隧道以及采矿区的地下巷道等。 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

工程地质 与水文地质 第八章地下建筑的工程地质分折 第一节地下洞室选址的工程地质条件 863P.C0M 开关站 地下建筑位置的 选择，除取决于工 压力隧洞 斜井 Emenek调压井 程目的要求外，首 阀室 先要考虑区域、山 Ek压力洞室 Erik调压并 体稳定，其次为地 水库 压力 支流 Er 形、岩性、地质构 造、地下水及地应 1t000290m 力等因素的影响。 Enk引水堰 图1 Ermenek工程主要特性 **区域稳定性及山体的稳定：一般要求，建洞地区应是区域 地质构造稳定，无区域性大断裂通过，附近没有发震构造， 地震基本烈度应小于8度

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、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。 第一节 地下洞室选址的工程地质条件 **区域稳定性及山体的稳定:一般要求，建洞地区应是区域 地质构造稳定，无区域性大断裂通过，附近没有发震构造， 地震基本烈度应小于8度。 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工程地质分折 一、地形地貌条件 >山体完整，洞室周圆应有足够的山体厚度。 >隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓，无滑坡、崩塌。 >洞口岩石直接出露或坡积层薄，岩层景好倾向山里。 >洞口开挖在高边坡时，应不削坡或少削坡即进洞，必要时可做 人工洞口先行进洞，以保证边坡的稳定性。 >隧洞进出口排水方便且不易受水流冲刷

一、地形地貌条件 ➢山体完整，洞室周围应有足够的山体厚度。 ➢隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓，无滑坡、崩塌。 ➢洞口岩石直接出露或坡积层薄，岩层最好倾向山里。 ➢洞口开挖在高边坡时，应不削坡或少削坡即进洞，必要时可做 人工洞口先行进洞，以保证边坡的稳定性。 ➢隧洞进出口排水方便且不易受水流冲刷。 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章地下建筑的工粗地质分折 支洞 隧 洞 支洞 支洞 支洞 竖 竖 隧洞选线利用沟谷地形示意图 明 段 隧

隧 洞 选 线 利 用 沟 谷 地 形 示 意 图 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工程地质分折 二、岩性条件 岩石性质是控制地下洞室围岩稳定的重要因素，也是决定工程工 朗和造价的主要条件之一。 坚硬岩石中开挖隧洞---围岩稳定 日进尺快、造价便宜。 软弱岩层、破碎岩层和松散岩层中 掘进--顶板容易坍塌、侧壁和底板 容易产生鼓胀变形，常需支护或衬砌 后掘进，日进尺慢，造价高。 尽量避开不良围岩，使洞室置于 坚硬岩层中。 软硬互层或含软弱夹层的岩体，稳定性姜。层状岩体的层次念多，单层厚度念，， 稳定性念差

坚硬岩石中开挖隧洞-------围岩稳定， 日进尺快、造价便宜。 软弱岩层、破碎岩层和松散岩层中 掘进------顶板容易坍塌、侧壁和底板 容易产生鼓胀变形，常需支护或衬砌 后掘进，日进尺慢，造价高。 尽量避开不良围岩，使洞室置于 坚硬岩层中。 二、岩性条件 岩石性质是控制地下洞室围岩稳定的重要因素，也是决定工程工 期和造价的主要条件之一。 软硬互层或含软弱夹层的岩体，稳定性差。层状岩体的层次愈多，单层厚度愈薄， 稳定性愈差。 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工程地贵分桥 三、地质构造条件 地质构造条件对洞室围岩稳定有重要的影响。 尽量使轴线与地区构造线的方向相垂直或成大角度相交。 尽量避开大的断层破碎带或呈小角度相交。 倾斜岩层地区，注意洞轴线与岩层产状的关系。 1)对断裂构造：隧洞所遇断裂破碎带宽度愈大，走向与洞轴线交 角愈小，在洞内出露面和也愈火，对圆岩的稳定影响就念大，特 别是平行于洞轴线的断层更应尽量避开

地质构造条件对洞室围岩稳定有重要的影响。 ➢ 尽量使轴线与地区构造线的方向相垂直或成大角度相交。 ➢ 尽量避开大的断层破碎带或呈小角度相交。 ➢ 倾斜岩层地区，注意洞轴线与岩层产状的关系。 三、地质构造条件 1)对断裂构造: 隧洞所遇断裂破碎带宽度愈大，走向与洞轴线交 角愈小，在洞内出露面积也愈大，对围岩的稳定影响就愈大，特 别是平行于洞轴线的断层更应尽量避开。 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工程地质分折 断层对地下洞蜜选线的影响 压力相对稳定段 断层带 压力增加段 洞室 洞室 洞室轴线与断层轴 洞室被几组断裂切割， 线关系示意图 洞室承受压力不同示意图

断层对地下洞室选线的影响 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章 地下建筑的工程地质分桥 2) 褶皱剧烈地区，断裂也发育，尤其褶皱核部岩层完整性最差。 背斜核部，虽岩层破碎，然犹如石砌的拱形结构，能将上覆岩 层的荷重传递重两侧岩体中去，所以有利于洞顶的稳定。洞顶虽 张裂隙发育，然岩块呈上宽下窄形，不易掉块。 向斜核部岩层呈倒拱形，顶部被张裂隙切割的岩块上窄下宽易 坍落。 另-一-一向斜核部往往是承压水储存的场所，地下洞蜜开挖时 地下水会突然涌人洞室。因此，在向斜核部不宜修建地下洞蜜

2) 褶皱剧烈地区，断裂也发育，尤其褶皱核部岩层完整性最差。 背斜核部，虽岩层破碎，然犹如石砌的拱形结构，能将上覆岩 层的荷重传递至两侧岩体中去，所以有利于洞顶的稳定。洞顶虽 张裂隙发育，然岩块呈上宽下窄形，不易掉块。 向斜核部岩层呈倒拱形，顶部被张裂隙切割的岩块上窄下宽易 坍落。 另-----向斜核部往往是承压水储存的场所，地下洞室开挖时 地下水会突然涌人洞室。因此，在向斜核部不宜修建地下洞室。 第八章 地下建筑的工程地质分析

工程地质 与水文地质 第八章地下建筑的工程地喷分折 地下闲蜜轴线与褶皱的关系 垂直岩层走向穿过褶皱地区的隧道 褶皱地区平行岩层走向的隧洞 a一岩层向开挖面倾斜b一洞室穿过背斜轴部 a一洞室位于翼部b一洞室沿向斜轴； c一洞室穿过向斜轴部 c一洞室沿背斜轴

地下洞室轴线与褶皱的关系 第八章 地下建筑的工程地质分析