求杭州地铁坍塌事故分析(杭州地铁漏水地质方面的研究)

铜街子电站坝基地质结构的地质力学模拟研究

1 前 言

铜街子电站是目前正在施工的大渡河上最下游一个阶梯电站,坝址区工程地质条件较复杂。地质勘探发现,作为坝基的主要持力层玄武岩体中发育有多组层间、层内错动面和中、缓倾断裂体系。这显然是电站主体基础工程的关键问题之一。

由于上述勘探结果与一般地质构造的特征有所不同,地表又未见这套断裂的露头,因而对这一成果的可靠性有不同的看法。一些研究和设计工作者怀疑这一套特殊断裂体系的存在,认为是一些层间错动面所构成。为了对地质勘察成果作出验证,进一步了解软弱结构面的空间分布及其力学性能、形成机制,以指导进一步勘探、设计和施工,1984年9月至1985年5月成都地质学院应水电部成都勘察设计院的要求开展了相似材料地质力学模型试验和数值模拟研究工作。

通过深入分析和反复试验,我们采用了一些特殊手段,使模型试验和同时进行的数值模拟均取得了满意的结果,且二者对照相当吻合。该成果不仅深化了勘测、设计单位对坝基地质结构的认识,而且引起了施工部门的重视,使施工中的一些疑难问题(如爆破超程、掉钻、漏水、压水试验反常等)得以正确解释。这项成果的主要结论和建议已为有关部门采纳。1987年8月,电站施工的基坑开挖揭露了坝下地质结构,其实际情况与模拟成果非常接近。

2 坝区地质条件简述

2.1 地层岩性

电站坝址区河谷开阔,出露基岩为上二叠统的峨眉山玄武岩(P2β)和砂弯组(P2s)砂、泥岩。峨眉山玄武岩具五次喷溢轮回,可分为五大层,各大层间沉积了一套厚度一般不大于1m的火山碎屑岩—正常沉积过渡相沉积物,该沉积层受后期挤压发展为层间错动带。拟建的混凝土重力坝坐落在第五层玄武岩(P2β5)底部。现将与本课题有关的地层岩性简列于表1中。

表1 地层岩性简表

2.2 地质构造

本区大地构造上处于川滇南北构造带与四川盆地北东向构造带交接部位。区内发育一系列舒缓褶皱,他们两翼岩层平缓,倾角一般小于20°。坝址区处于顺大渡河发育的近南北向喻坝背斜的向北倾伏端,岩层总体产状为:走向北西50°~70°,倾向北东,倾角6°~8°(图1)。在背斜轴部顺河发育一对中、缓倾角对冲断层(F3、F6),分别倾向两岸,破碎带厚度1~3 m,垂直断距2~6 m。此外,缓倾角的层间错动面 C4、C5及层内错动面 Lc也较发育(参见图11),Lc的发育程度各部位不尽相同。

图1 电站坝区区域地质图

3 模型设计

3.1 受力条件的确定

如前所述,研究对象处于一顺河发育的背斜核部,如图2所示。图中令Z轴与褶皱轴平行,很明显,X、Y、Z方向分别与褶皱形成时构造应力的三个主应力σ1、σ3、σ2一致。现平行于XOY面截取一单位厚度来研究,显然其内各点的应力和应变分量(或位移分量)与坐标Z无关,属平面应变课题。其控制性边界条件为:

图2 原型力学环境图

地壳浅表圈层与人类工程

式中:X、Y分别为截体表面沿x、y方向的面力分量;V、W分别为y、z方向位移分量;l、m为方向余弦。

3.2 模型几何图形设计

根据以上分析,与褶皱轴相垂直的地质剖面(参见图11)可作为平面课题中模型设计的几何依据。但应指出,图11所示为经过构造变动、河流侵蚀等内、外地质营力长期作用的结果,本课题要研究的是再现这些作用的过程及其造成的结果。考虑到背斜轴与河谷方向的一致,背斜的形成很可能与河谷的侵蚀之间有一定的关系,据此在确定背斜形成初期上覆盖层的厚度时,参考了河谷地带夷平面和阶地的高程,将河谷以上盖层厚度确定为50m。

研究表明,固体层状介质受力发生弯曲时,其褶皱波长与板梁厚度间具有如下关系:

地壳浅表圈层与人类工程

式中:L 为褶皱波长;H 为板梁总厚度;E 为主干层弹性模量,Eˊ为周围介质层弹性模量;n 为分层层数。参考这一公式,如假定 E 为10×103M Pa,Eˊ为3×103M Pa,设 n 为5层,并近似视为等厚层,则有:

地壳浅表圈层与人类工程

即最易发生褶皱的波长为其厚度的1.56倍。小比例尺试验还显示背斜隆起部位由于种种原因也是随机的。

本次试验将起始模型设计为如图3所示的舒缓褶皱,其中心部位为一倾角2°的背斜,模型宽(L0)96cm,高(H0)58cm,=1.65。

3.3 物理、力学参数选择

根据试验资料,出于明显的考虑,试验采用了高于岩体低于岩块的力学参数,如表2所示。

表2 选用参数表

图3 模型几何形状设计图

3.4 相似关系

本课题要求满足相似关系的物理量有:

地壳浅表圈层与人类工程

其关系由下式确定:

地壳浅表圈层与人类工程

式中:C为相似系数,L、γ、σ、E、μ、R、σt、c、f分别为几何尺寸、容重、应力弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力、摩擦系数,P代表原型,m代表模型。

本试验几何比选择为250,容重比为1。其他各物理量的比例系数也随之确定。模型及其材料物理力学参数确定如表3所示。

表3 模型物理、力学参数表

4 模型材料及模型制作

4.1 模型材料

本试验选择了重晶石粉(80%)、氧化锌粉(12%)和石蜡油(8%)三种原料的拌合物作为制模材料。根据ISMES(即意大利结构模型试验研究所)的资料和我们的研究表明,通过适当调整三种原料的配比和成模压力,可以得到系列物理、力学性能有所差别的模型材料,用于模拟不同性能的原型材料。

为选择合适的配方和成模压力,试验中用特制的制砖装置和击实仪压制成不同密度的模块,并测得有关参数,经反复试验加以确定。模拟软弱面C4、C5的材料采用厚度为0.01mm的铝箔和滑石粉,将少量滑石粉均匀地夹于两层铝箔中,可将摩擦系数降低至0.25左右。

采用常规方法测定模型材料的单轴抗压强度、抗剪强度、容重。鉴于材料过软难以用常规方法测定其变形,本次试验中采用激光散斑方法测定材料变模。材料的各项指标与表3十分接近。

4.2 模型制作

根据模型受力条件和几何图形专门设计和制造了试验装置,并采用分层夯实法制成模型。夯实工艺事前由一系列击实试验来确定。模型两侧装上5cm厚的刚性承压板,前后两面装上钢化玻璃,夹上夹具。在模型与试验装置的所有接触面上都采取了相应降低摩擦的措施。

5 加载、量测装置及其技术

5.1 加载装置及其技术

在式(1)所示受力边界条件中,只有 X=两表面上存在着 X 方向面荷载,其分布如图4所示。为了获得这种梯形荷载,在模型两侧(X=)面的加压板上安装上、下两排千斤顶,分别由两个油泵供油(图 5)。这里需要加以说明的是,由于层状固体介质受力弯曲时,其边侧将因层间错动而产生如图6所示状况,因而如果直接用刚性承压板传压于模型,必将限制这种错动。故在模型设计时拟定使背斜两侧分别与半侧向斜相接,利用向斜轴面两侧位移场的对称性,将刚性承压板设在向斜轴面处(如图7所示),半侧向斜在此相当一个传递荷截的过渡层,以保证中央背斜部位变形破坏情况更加符合实际。

图4 面力 X 分布图

图5 试验装置全景

图6 层状固体介质受力弯曲时的情形

图7 加载位置示意图

5.2 量测技术

为了直接观测变形破裂全过程,模型被夹在两块钢化玻璃之间,并用两具钢支架夹紧,通过玻璃可直接观察变形破裂的全过程。实践证明在模型与玻板间涂上少量凡士林和润滑油可显著降低两者间的摩擦阻力,从而保证透过玻璃板所见变形破裂迹象代表模型变形实际情况。

为测得变形破裂较为精确的数据,在模型的一侧表面上用静电法印上每毫米两根的细方网格,可详细鉴别裂纹性质,错距以及生成次序和生长方向等。模型的另一侧表面上,对不同层次涂上不同色,用录像直接记录了变形破坏演变的全过程。

6 试验程序及结果

6.1 试验程序

试验分为预压(第一级荷载)、第一级荷载保持、第二级荷载、第二级荷载保持、第三荷载、松弛、河谷卸荷几个阶段进行。

预压是在正式加载前向模型施加的第一级低水平荷载,定为0.017MPa,并保持1h,使加载系统与模型紧密接触。第二级荷载在小于0.1MPa的条件下稳压至变形,破裂相对稳定为止,以便观察荷载与变形破坏发展的相互关系。第三级荷载加至模型中形成的褶皱与原型中相应部位的岩层产状倾角相同。然后停止供油,控制加载边界(即 X=)两面的 X 方向位移,模型于此时发生松弛,最后在 0.1MPa的恒定荷载下模拟河流侵蚀条件下的变形破坏过程。

6.2 试验结果

试验中分别以0.007MPa/min和0.0025MPa/min的速率施加二、三两级荷载,其结果如图8所示。松弛一周后进行人工刨蚀,模拟河流侵蚀下切,最终试验结果模型构造格架如图9所示。图10是模型卸荷回弹位移矢量及卸荷范围示意图。

图8 河谷卸荷完成前模型照片

据试验成果还对岩体断裂发育程度进行了分区(图10)。其中B区为位错碎裂带,系河谷两岸谷坡卸荷带,其破坏机制主要为滑移-压致拉裂。由于该区内层内错动面十分发育,河谷卸荷作用又使得岩体沿这些软弱面向临空方向发生滑移而形成广泛分布于该区的压致拉裂面。加之原有断裂的切割,该部分岩体比较破碎。A区为隆折拉裂带,这是河谷以下区域,岩体以弯曲-拉裂为其主要破坏方式。由于河谷形成后该处应力集中,σx陡增、σy减小,使本区在卸荷过程中主要表现为向上隆起并伴有沿原有软弱面的错动。因该区受两侧逆向断裂所限,受挤压隆折的岩层中仍有可能储存一定的应变能。

图9 试验结果模型构造格架总图(左右岸相反)

图10 卸荷回弹情况及断裂发育程度分区示意图(左、右岸相反)

7 数值模拟成果简介

在地质力学模拟的同时,对该课题进行了有限元数值模拟。计算中采用的几何图形、物理力学参数与地质力学模拟相同。计算结果与地质力学模拟的结果所反应的情况相当吻合。

8 研究成果的验证

图11 基坑开挖后的坝址区实测地质剖面图

1987年8月底,铜街子电站基坑开挖将地质构造基本揭露。F3断层倾向右岸坡内,倾角约30°(图1),相当于地质力学模拟中(图9)的Ⅰ1断裂;F6断层倾向右岸,倾角25°左右,相当于图9中的Ⅱ2断裂。层内错动面Lc广布于P2β5下部,相当于图9中的Lc,实地考察中见到其中夹有砾石,有的嵌合紧密,有的已被压裂,这反映了Lc的后期错动情况。将电站施工地质组与基坑开挖后实测的地质剖面图(图11)与图9对照,可见地质力学模拟的结果与实际情况十分接近,证明了这项模拟在理论、技术等方面的可靠性。

9 结束语

本项研究取得以下成果和认识:

(1)模拟了一种可称之为“浅生时效变形”构造形成的全过程,并为论证这类构造形成演化的力学机制提供了依据,有关这方面的综合研究另有专文讨论。

(2)根据模拟试验将坝区岩体按变形破裂状况划分为若干单元,为论证坝区岩体稳定提供了依据。

(3)试验中采用的一些设计、制模方法和测试技术可供同类试验参考。

近年来,杭州开通了多条地铁线路.在修建地铁时,地下土质大多为().这一现象说明杭州地区土地自水域演变而来

水稻土
近年来,杭州开通了多条地铁线路.在修建地铁时,地下土质大多为(水稻土).这一现象说明杭州地区土地自水域演变而来

你对地铁漏水事件有何看法

完全赞同团长的观点。因为我国建设的地铁时,根本没有真正按照建造标准来处理地铁专漏水的问题。从属建造的时候。都明显存在着严重的渗漏隐患。根本没有花到应该花的治理漏水问题的钱,所以漏是正常的,不漏是不正常。不漏的原因是该段地铁没有地下水的问题。我们给地铁做过堵漏,有着切身的体会,诸不知,地铁渗水,不但对地铁运行有直接安全隐患,更重要的是地下长期潮湿和漏水,会给地铁的设施带来好多看不见的损害,增大维修费用,缩短使用寿命,出现更多的安全隐患。我们是山西省大同市工程技术研究所,有三十五年特殊堵漏的设计和施工经验,今年在青岛地铁做过一段堵漏。总结了一套行之有效的堵漏工艺,但和现在的施工工艺不同。也因为我们是小的单位,无法将我们的能力提供给地铁防水堵漏使用。如果提问者有兴趣的话,可以进行交流提高。我们的方案并不等于地铁防水需要增加多少费用,只是一个施工技术的流程改动和某些小的技术的增加就能把地铁的渗漏隐患彻底根除。不知提问的朋友是何方神仙,呵呵。能否合作一把,为中国的地铁事业做点事情。

防止杭州地铁坍塌事件如何管理

疑问一:土质惹祸?

中铁集团一位不愿具名的负责人透露,地铁建设时导致路面塌陷的原因有很多。有可能是前期地质勘查工作没做好,也有可能在施工过程中遇到丰富的地下水,导致坍塌。但导致这次杭州地铁施工工地塌陷的具体事故原因还不清楚。

上海隧道工程股份有限公司总工程师杨国祥则表示,杭州的地质较为复杂,其地下水含量比上海要丰富,绝大多数土层皆为软土,地铁基坑开挖、地铁盾构推进等工程作业“如同在蛋糕里打洞,施工风险极大”。

疑问二:线路之变?

2004 年3月,几经论证修改的《杭州市轨道交通线网规划(优化)》提交最终报告,一号线江南终点站由城厢街道变更为远离萧山老城区的湘湖区块,该区域仅有宋城、万科等集团开发在建的高档别墅区。方案一经公布就曾广遭质疑。

据了解,目前萧山总人口117万(非农人口约30万),而杭州地铁一号线所在的滨江区总人口仅为10.8万。

杭州市规划局一位官员则表示:“老城区线跟人走,新城区人跟线走,这并无不妥。”并称整个规划论证过程极为严格。

杭州地铁集团董事长秘书李崇旦也表示,在国家批准的文本中,对于专家论证后的地铁线路基本没有修改。杭州市发展规划研究院副总经济师符文伟称,地铁一号线在地质勘探及站点选址方面不存在任何问题。

曾参加过杭州地铁一号线初期的征求意见稿的浙江大学区域与城市规划系教授周复多表示,杭州地铁存在边规划、边建设、边修改的“三边”现象。

疑问三:赶工期疑有融资压力?

据了解,在杭州轨道交通的所有宣传文字中,包括一号线和二号线在内的两段杭州地铁都宣布将于2010年建成。然而,一号线的工期比发改委的批复提前了1年,而二号线的工期则整整提前了2年。

赶工期的背后存在什么问题?有说法指向融资成本压力。

另有报道称中铁建、中铁工最近这几年承揽的工程比较多,施工线拉得比较长,这两年这两家中央企业发生事故是比较多的。

疑问四:瞒报隐患?

一个多月前,杭州地铁坍塌事故发生地的地面就已经出现裂缝。中铁隧道局技术顾问吴明冈表示,当时监测的数据表明一切都在可控范围之内,而且也对基坑内进行了加固,这个事故是突发事件,超出了数据的范围。

中铁方面称事故发生前已将隐患问题报告给杭州有关部门等待批示。但是,在场的杭州市长和浙江省副省长都表示从来没有接到过这样的申请或者批示。

疑问五:中标企业弄虚作假?

今年1月31日。在浙江省对杭州地铁一号线工程的人防防护设备的供货及安装进行公开招标中,浙江诸暨中兴人防设备有限公司在两个标段中被评为第一名。然而,此公司至今从未有已完成人防工程的业绩和生产安装大型钢结构双扇人防防护门的经历,更无从谈论有任何地铁施工业绩和地铁人防防护设备的生产、安装经验。

杭州地铁一号线的工程是杭州市历史上最大的一个基建工程,投资有220个亿左右。有媒体人士分析说:“这么大的蛋糕,谁都想咬上一口,出现这样那样的问题,并不值得奇怪。”

三峡库区地质体工程加固的动弹力参数测试法试验研究

杨勤海

(中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,071051)

【摘要】对三峡库区的松散地质体灌浆加固试验进行声波测试,即可获得松散岩体的主要地球物理动力学参数,为库区移民安置区的地基处理与合理开发提供科学依据,又可定量、全面评价三峡库区的松散岩体的稳定性。本文结合以往的声波测试成果,运用声波测试技术和方法,论述声波测试方法在研究库区测试松散工程体灌浆加固的效果。

【关键词】三峡库区松散地质体声波测试

1前言

在长江三峡库区移民安置中,奉节、巫山等不少城镇新址都遇到对复杂成因的第四系松散堆积层组成的滑坡、崩塌、岩溶等地质灾害体土地资源的开发利用问题。这些地带基本上是县城新址就地后靠的主要部位,由于其成因复杂,工程地质条件特殊,在县城迁建规划中未能充分加以利用,严重地妨碍了城市的建设和发展。第四系松散堆积体的地质成因虽然复杂、特殊,但是作为建筑地基,其工程地质条件并不很差,只要能进行充分论证,辅以必要的地质体改造工程,就可以为迁建城市所用,可增加迁建城镇的土地资源,产生巨大的经济效益和社会效益。近年来,对于这类复杂成因的第四系堆积体的研究成为工程地质界关注的焦点。本文介绍了声波测试技术及其在三峡库区工程地质体灌浆加固试验研究情况,结合以往在库区开展的一些有关岩土弹性参数与力学性质的关系方面的试验和研究工作,通过声波测试结果给出了工程地质体的力学指标,在一定程度上能够反映试验场地的动力学性质,可以定量、全面评价加固效果。

2试验场地地质条件与地球物理特性

2.1试验场地地质条件

试验场地选择在移民迁建急需且地质条件典型的地方,即奉节宝塔坪规划小区的赵家梁子一带和巫山二道沟四大家一带。因位置不同,试验场地的地质条件差别较大,反映了松散堆积体结构的不同性。各试验场地的岩性特征简述如下:

奉节第一组上部3m左右为第四系坡积含碎块石亚粘土,密实。下部为深灰色薄—中厚层泥灰岩,裂隙发育,岩层破碎,岩芯呈短柱状、饼状及碎块状。

奉节第二组上部为粉土含碎块石角砾,稍密,透水性弱,下部为碎块石,粘土充填,后经开挖验证:2m以上为坡积亚粘土含块石,密实;2m以下为黄褐色—灰色泥灰岩。岩层裂隙发育,强风化,在6m以上段裂隙被泥质充填紧密,6m以下段充填物较少。

巫山第一组上部13m以上段为绿灰色泥灰岩,中强风化,垂向裂隙发育,多被泥质充填,岩芯呈碎块状,钻进过程中3~12m段易垮塌,一般不漏水。13m以下为钙质粉砂质泥岩,暗紫红色,裂隙发育,岩芯仍较破碎。

按设计要求,每组试验均由7个钻孔组成,中间1孔,周边6孔,呈梅花状分布,其中3个为灌浆试验孔,4个为测试观测孔,奉节试验点孔深为20m,巫山试验点为18m。各孔浆液配比、灌浆量均不同。

2.2试验场地地球物理特性

根据以往在巴东黄土坡滑坡、万州关塘口滑坡等地及实测资料,试验场地完整岩体的声波速度一般在3000m/s以上。由于库区大部分地质条件较差,基岩上部的地层破碎、裂隙发育、完整性差。声波速度变化区间较大,多在700~2600m/s之间。声波在岩体中传播时,其参数的变化直接反映岩体的地质构造和物理力学性质。

声波测试岩体(石)的弹性力学参数是在快速瞬间加载情况下完成的,称为动力法。所测得的参数称为动弹性参数,如动弹性模量Ed、动泊松比μd、动剪切模量Gd等。只要测得岩体的纵波速度、横波速度,密度,则可根据下列工程式计算出岩体(石)的动弹性参数。

动弹性模量计算公式:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

动剪切模量计算公式:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

动泊松比计算公式:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:Vp——纵波速度(km/s);

Vs——横波速度(km/s);

ρ——岩石密度(g/cm);

Ed——动弹性模量;

Gd——动剪切模量;

μd——动泊松比。

因此诸如纵波速度、横波速度、振幅、频率等参数,可作为评价工程岩体的定量依据,并可校验工程地质体灌浆加固的效果。声波测试主要是为了评价灌浆质量,而灌浆质量主要依据声波速度进行评价,根据声波测试获得的波速资料,结合地质资料,可准确定量评价灌浆效果,从而为试验场地的稳定性评价提供科学依据。

3测试方法及技术

要了解第四系松散堆积体灌浆加固效果且要求所采用的方法快速、经济,声波测试技术是满足上述条件的首选方法。经过反复比较研究,松散堆积体灌浆加固试验检测方法主要选择岩心测试、单孔声波测试及跨孔声波测试方法。

传播于固体中的声波是机械波。由于其作用力的量级所引起的变形在线性范围,符合虎克定律,也可称其为弹性波。声波测试与浅层地震、面波勘探同属弹性波测试技术范畴。声波测试所使用的波动频率从几十 Hz到50kHz(现场原位测试)和50kHz到500kHz(岩石及混凝土样品测试),覆盖了声频到超声频,在检测声学学科领域中仍称其为“声波测试”。由于采用的信号频率要高于地震波和面波的频率,因此有较高的分辨率,适用于对岩体等地质目标进行较细致的研究。测试动力学参数具有设备轻巧、测试简便、经济迅速等优点,而且许多大型工程都要考虑岩土的动力学特征,因此测量岩体的动弹性参数具有实际意义。

3.1岩心试件测试

先将所选柱状岩心切齐、磨平做好测试准备,后用纵波换能器、凡士林和岩心耦合进行纵波波速测试;用横波换能器、锡铂纸与岩芯耦合进行横波波速测试。

采用的仪器为CYC-4型超声岩石测试仪,BPFT型和WT型纵波探头频率分别为100kHz 25kHz;HT型横波探头频率为460kHz。表1列出了灌浆前钻孔取芯的岩样试件声波速度及相关动力学参数实测资料。

表1岩心测试成果表

3.2单孔声波测试

单孔声波测试是采用长源距一发双收探管,发射—接收间距50cm,接收—接收间距30cm。在钻孔(赋存井液的裸孔)内沿井壁发射、接收声波信息,测井时将探管下至井底,按测井点距(本次测试选用0.5m点距)向上测试,由笔记本计算机完成采集与存储,室内通过回放和资料处理拾取纵波,在采集波形中根据波形干涉点、幅度、频谱分析确定纵波初至走时,计算纵波波速。

测试使用的仪器为SSJ-4D全波列声波测井仪,井下探头:源距0.5m,间距0.3m,直径78mm;电缆长度300m。表2列出了此次试验场地灌浆加固试验中的不同期单孔波速实测资料。

表2奉节、巫山单孔波速表

3.3跨孔声波测试

跨孔声波测试法采用的是同步提升法:在其中一个钻孔(裸孔)内激发,另一个钻孔(裸孔)内接收,由孔底起始同步上升至上部,按测试要求点距向上测试,在一钻孔内由电火花(或剪切锤)发射信号、另一钻孔内由换能器接收声波信息,由仪器完成采集与存储,室内通过回放和资料处理拾取波形,在采集波形中根据波形干涉点、幅度、频谱分析确定纵波或横波初至走时,计算波速。

仪器采用SWS-1型多功能仪(北京水电物探研究所研制),测试激发源一般采用电火花(湘潭市无线电厂生产)或剪切锤两种激振方法。贴壁式三份量检波器接收。表3列出了此次试验场地灌浆加固试验中的不同期跨孔波速实测资料。

表3奉节、巫山跨孔波速表

4 试验场地力学参数及方法分析

4.1 力学参数明显提高

通过采用声波测井方法对灌浆效果的检测,工程地质体改性加固灌浆后力学参数明显提高。

(1)声波参数

①灌浆前:

a.含粘土松散岩土体(巫山),纵波速度1320m/s~1480m/s。

b.裂隙基岩破碎岩体(奉节),纵波速度810m/s~1100m/s。

②灌浆后:

a.含粘土松散岩土体(巫山),单孔波速平均提高11%,跨孔波速平均提高25%。

b.裂隙基岩碎裂岩体(奉节),单孔波速平均提高14.6%,跨孔波速平均提高65%。

(2)场地力学参数

①灌浆前:

a.含粘土松散岩土体(巫山),地基承载力[R]=557(kPa),凝聚力[c]=151(kPa),压缩量[Es]=8.9(MPa),摩擦角[φ]=36(°)。

b.裂隙基岩松动岩体(奉节),地基承载力[R]=388-438(kPa),凝聚力[c]=92~110(kPa),压缩量[Es]=6.9~7.3(MPa),摩擦角[φ]=25.6~29(°)。

②灌浆后:

a.含粘土松散岩土体(巫山),地基承载力[R]=636(kPa),凝聚力[c]=181(kPa),压缩量[Es]=10.3(MPa),摩擦角[φ]=41(°)。

b.裂隙基岩松动岩体(奉节),地基承载力[R]=504~568(kPa),凝聚力[c]=134~157(kPa),压缩量[Es]=8.1~8.9(MPa),摩擦角[φ]=31~37.1(°)。

4.2 测试方法的分析

由上述中可以看出岩心试件、单孔及跨孔的纵波速度存在明显的变化,这是因为岩心试件、单孔声波、跨孔声波3种方法的测试结果之间具有可对比性,每种方法所呈现的波速变化与岩石、岩质之间的关系是互相对应的,趋势是一致的。只是由于测试方法的不同,其结果亦表现出不同的特点。

岩心试件的测试一般是在规定尺寸上进行的。相对而言可以视为岩体一个点上的测试,测试频率范围为超高频率;单孔声波测试的间距是30cm,其所测的只是井壁圆柱体一个波长附近有限范围内的岩体声学特性,相对而言可以视为一段一维杆状岩体的测试,频率范围为高频;跨孔法在小孔距的范围内进行,与上述两种方法比较,测量范围要大的多,在较大的范围中,弹性波传播不但受岩质的制约,而且更重要的是受岩体结构面的控制。也可以视为二维平板状岩体上的测试,频率范围相对为低频。由于上述的差别,表现在波速参数上的关系是岩心试件测得的声速大于单孔声速,而单孔声速又大于跨孔声速(V岩芯>V单孔>V跨孔)。以上是符合客观规律的。岩心测试反映的是岩体点上的声学特性,单孔反映局部岩体的纵向声学特性,而跨孔却代表岩体的横向变化。

5结论与讨论

采用声波测试技术对三峡库区松散堆积体灌浆加固试验进行测试,取得了良好的效果,奉节、巫山两地的灌浆加固试验结果表明上述方法是可行的、有效的;声波测试不仅具有快速、简便、准确的特点之外,还是一种无损的测试方法,能够从整体上、全方位地评价灌浆质量。

应当指出,由于动力法是在瞬间加载情况下进行测试的,且对岩体施加的应力较小,因此,动、静弹性参数间存在一定的差异。为了满足当前工程技术界仍需将动弹性参数换算成荷载条件相近的静弹性参数的要求,有必要进一步研究二者之间的关系。但这个问题比较复杂,一般其对应关系因不同岩性和不同地区而异。实际工作中,往往要进行一定数量的动静弹性参数的对比测试,才能找出其中的对应规律。

参考文献

[1]郭建强等.地质灾害勘查地球物理技术手册.北京:地质出版社,2003

[2]林宗元.岩土工程试验手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,1994

[3]陈仲候等.工程与环境物探教程.北京:地质出版社,1999

杭州等地地铁发生过诸多漏水之类的事故,你怎么看待

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求杭州地铁坍塌事故分析

杭州地铁塌陷事故,是一起突发事件,但它发生在政府大规模基建投资前夜。

追问事故原因真相,不仅仅是还原事件本身,更多是为了规避类似事件重演。往事不可追,来者尤可鉴。接下来的政府基建投资,在拉动经济增长的同时,希望能减少基建各个环节的变异事件。

“杭州地铁存在边规划、边建设、边修改的'三边'现象!”11月18日,浙江大学区域与城市规划系教授周复多向本报记者表示,杭州地铁一号线塌方事件并非偶然,其中可能存在线路布局不合理、前期工作不充分、承包方资质审查不严以及违规施工等问题。

周参加过杭州地铁一号线初期的征求意见稿,但没有参加评审。他直陈,目前萧山总人口117万(非农人口约30万),而杭州地铁一号线所在的滨江区总人口仅为10.8万。来源:南方报业传媒集团-21世纪经济报道

“一号线重点为什么不选择萧山老城区,而选择人流量稀少的富人区?在出现事故的湘湖这种偏僻地段,为什么不选择造价低、风险小的轻轨?”周复多提出疑问。

线路之变

杭州地铁一号线在钱塘江南岸的走向,曾经几度变更。

1993年,杭州启动轨道交通网规划,并完成了市区21公里地铁一期工程规划。到2001年,余杭和萧山两市划归杭州市,由北京市城建设计研究院编写完成《地铁一号线工程预可行性研究报告》,线路全长激增为51公里。

2002年7月,受国家计委委托,中国国际工程咨询公司组织10名专家对地铁一号线进行国家评审。根据项目建议书,地铁一号线工程向南经萧山区市心路调整到城厢街道(原定萧山新街镇),全长52公里,总投资约152亿元。

据本报从杭州市规划局获得的资料显示,到这次评审会时,一号线已经历多次规划方案的调整和5次预可行性研究。

2003年,杭州初步完成编制《城市轨道交通线网规划》。同年底,国家发改委委托中国国际工程咨询公司对此进行了评审,专家评审通过该方案。

2004年3月,几经论证修改的《杭州市轨道交通线网规划(优化)》提交最终报告,两院院士周干峙等人参与终审。此时,一号线江南终点站由城厢街道变更为远离萧山老城区的湘湖区块。由于该区域并无密集居住区,仅有宋城、万科等集团开发在建的高档别墅区,该方案一经公布就曾广遭质疑。

记者获悉,此前,紧邻西湖的杭城住户就曾对地铁线路规划变更提出过异议——根据2005年6月国务院批准的杭州地铁方案,湖滨站口设在西湖大道与延安路的交叉点上。但在2007年3月,这个已经通过法定程序的规划突然被“稍做调整”,改从延安路和将军路斜穿通过开元路至西湖大道。

不过,杭州市规划局一名官员向本报记者表示:“老城区线跟人走,新城区人跟线走,这并无不妥。”并称整个规划论证过程极为严格。而杭州地铁集团董秘李崇旦也表示,在国家批准的文本中,对于专家论证后的地铁线路基本没有修改。

杭州市发展规划研究院副总经济师符文伟向本报记者称,地铁一号线在地质勘探及站点选址方面不存在任何问题。

杭州市发改委副主任朱师钧曾参与地铁线路规划,目前仍负责地铁招商进展。11月18日,他以人在外地不便交流为由,拒绝了本报的采访要求。

不过杭州经济技术开发区规划局局长杨明聪称:“一号线方案仍然存在变数”。地铁一号线延伸段将从下沙再次穿越钱塘江,延伸至萧山国际机场,工期可能要适当延缓。目前,该延伸段还没正式通过国务院审批,最终能否实现,还是未知数。

赶工期问题

如果说,规划问题可以有争议,“赶工期”问题则似乎已经浮出水面。

“在那个由省市两级政府、安监系统、施工单位等参加的会议,中铁四局六公司的副经理白中仁承认,为了赶施工进度,疏忽了安全生产。”一位列席人士透露说。

在事故现场,记者发现,东西两侧墙面并没有做好地面连接,仅西侧一半有混凝土地面,本该是U形的墙地面结构底部缺了一道口,墙面无法承受外侧压力。

“一般地下工程都是遵循先两边后中间的原则进行施工,然而现在的施工单位普遍为节约人力和时间成本进行分段施工,很难做到两侧同时完成正好衔接上。”中隧集团副总工程师万姜林在现场对记者分析说。

在所有的宣传性文字中,包括一号线和二号线在内的两段杭州地铁都宣布将于2010年建成。

最具权威性的是一份名为2004年3月通过评审的《杭州轨道交通线网规划最终报告》,该报告称,杭州市将争取在2010年先建成地铁1号线和2号线。

而这个时间,则大大提前于发改委批复的项目时间。其中,一号线的工期比发改委的批复提前了1年,而二号线的工期则整整提前了2年。

记者找到了与杭州地铁一号线有关的所有招投标文件,招标文件显示,杭州地铁1号线工程经国家发改委(发改投资[2006]684号文件)核准同意建设,并已列为浙江省重点建设项目。

在这份国家发改委批复的文件中,杭州地铁一号线的计划完工时间为2011年。同样在另一份对于杭州地铁2号线的批复中,完工时间则是2012年。

虽然杭州地铁的开工时间也比既定时间有所提前,但在具体站点的施工上,工期也一再加快进度——2008年初,位于钱江新城的杭州地铁一号线市民中心站成型,这个站点的建设时间从常规的两年左右压缩至13个月,整整提前了11个月。

而本次塌陷的湘湖站的中标标段编号是2007-010-07-01,价格为30621.4188万元,原施工计划在2009年9月完成。

中标方中国铁路工程总公司承诺的工期是706天,中标时间为2007年7月。

由于最终的事故认定报告并没有公布,所以工期的缩短与塌陷之间的联系尚无定论。

中隧集团的两位专家对事故原因已经有所判断,其对本报记者说,“可能事故地点当时处在一种临界平衡状态,突然遇到了一些不可预计的外力,导致了这一场悲剧。”

其认为,“之前的所有监测数据都没有达到警戒标准,居民和路人所反映的裂缝和路面弯曲在地下施工过程中很常见,综合累计变形量和变形速率两组数据,并没有超过国家规定的安全标准。”

赶工期背后

赶工期背后,有说法则指向融资成本压力。

整个杭州地铁一号线曾被市长蔡奇称为杭州1949年以来投资最大、建设规模最大的基础设施项目。

在国家发改委的立项中,该工程总投资210亿元,其中静态投资196.85亿元,建设期利息12.90亿元,铺底流动资金0.26亿元。其中,资本金116.8亿元,由杭州市政府从地方财政全额出资;资本金以外部分拟申请国内银行贷款解决。

从公开资料看,杭州市地铁1号线工程采取“一次审批,分期实施”的方案。这一次审批就是上报国家发改委审批,共分为三期工程实施。

在实际招投标过程中,该地铁相关工程被分成很多标段,分别有车站施工、工程通信系统集成管理、绿化迁移工程等诸多门类。招标人为杭州市地铁集团有限责任公司,委托代理人为浙江国际招(投)标公司等几家单位。

资宝成如何解释杭州地铁坍塌事故的原因

杭州地铁坍塌事件真相 11月15日15时许,杭州地铁湘湖站工地发生塌陷, 地面出现长75米、深15米的深坑, 11辆行驶中的汽车坠入塌陷处, 正在施工的一条条鲜活生命瞬间被压埋于地下。 连日来,省市政府和施工单位采取各种措施,投入巨大人力物力, 千方百计展开救援。但是随着时间的流逝,生的希望已渐渐远去, 施救上来的是一具又一具冰冷的遗体。 面对这起中国地铁建设史上伤亡最为严重的事故。 人们在悲伤之余不禁要问:事故发生的原因是什么? 究竟谁该为这起事故负责? 一问:程序重要还是人命重要? “就一眨眼的工夫,旁边就塌下来了!”回忆起事故发生时的情形, 施工人员赵师傅仍然心有余悸。眼看着一根根巨大的钢柱轰然倒下, 他脑子里一片空白,跟着工友爬出10多米高的深坑, 但还有许多工友最终没能上来。 记者在采访中了解到, 杭州地铁湘湖站坍塌事故的发生并不是没有任何预兆的。 早在一个多月前,事故现场就出现了沉降裂缝。 开挖掘机的河南籍工人华相磊事发时被埋在下面。 他的岳父告诉记者,前几天,周边道路就出现裂缝, 但是施工单位简单处理了一下又继续施工。 一位名叫叶志国的焊接工人表示,施工方发现路面下沉后, 多次采取浇灌混凝土、架钢筋等措施来补救。直到13日, 浇灌混凝土的工作仍在进行。 家住萧山湖头陈村的傅美珍回忆道:“七八天前, 这条路段出现了不少裂缝,长1米、宽两三厘米左右。 这些裂缝大约延长到100米远,就在湘湖小学路段附近。 不仅在机动车道路上有,人行道上也有。” 11月16日晚, 国家安监总局副局长赵铁锤赶到施救现场察看情况, 询问地铁施工相关负责人是否在事故之前发现过事故隐患? 该负责人表示确实存在隐患。 赵铁锤随即追问,为什么不事先采取措施解除隐患?该负责人表示, 已经向上级部门汇报过,需要等待上级批示。他反复辩解说, 要按照程序,和相关单位研究后,采取措施。 在场的几位领导当即表示,出现这么重大的安全隐患, 施工单位应该及时采取措施补救,根本不应等待审批。 面对地底下的农民工兄弟,面对其亲属们苦痛的目光, 这些施工单位,你们需要向谁去报告、和谁去研究?还有什么“ 程序”比生命更重要?我们还要问那些“上级”以及相关单位, 在这么重要的事故迹象面前,你们的“程序” 有没有本着对人民负责的精神及时作出反应? 二问:管理的“安全线”在哪里? 记者在采访中发现,发生事故的工程存在层层转包的迹象。 不少工人是刚刚种完小麦来到城里打工的农民, 他们在上岗前没有经过起码的技术培训。 现场安全措施和应急预案也面临质疑。 事故发生后,甚至一时搞不清究竟埋了多少施工人员。 一开始救上来的农民工说估计下面有50多人, 后来施工单位又说是死3人,失踪17人,到16日下午, 中铁四局集团党委副书记资宝成又宣布,人员清查有误, 失踪人员由17人增加到18人。 至今仍有不少人质疑失踪的真实人数。 在事故中因右腿开放性骨折正在萧山医院住院的木工宋长法说, 他是向他上面的老板承包了木工活儿,该老板也是从上面承包的。 还有不少受伤住院的农民工表示,他们是刚刚被招来做工的, 并没有接受过相关施工培训。 国家安监总局的领导在走访住院伤员时,有的受伤工人反映, 他18天前还在家乡种田,18天后就在杭州修地铁, 没有接受过系统培训。在接受调查时, 中铁四局施工单位的有关负责人嗫嚅着承认,可能有“个别” 工人没有培训过。 曾在上海参与地铁施工的宋长法说,在地铁的施工中, 每隔几米就会有支撑。“被泥土埋在里面的, 有许多是在最南边挖土的人。如果支撑做得足够好,就算出事, 他们也有更多逃生的机会。” 中铁集团总裁李长进表示, 前段时间事发现场地面确实出现小幅沉降, 但他们没有引起足够的重视,以为是车流量过大引起的, 没想到会突然塌陷。他说,集团的大部分员工都是经过培训的, 不过由于杭州地铁赶工期,部分员工存在流动, 对于这一部分流动的员工的培训有所缺失。他承认, 地铁在施工过程中,他们请专家来监测过几次, 但专家来的次数不够密集。杭州市领导也指出, 企业在安全管理方面还很欠缺。 每一位背井离乡来到地铁工地的农民工兄弟背后, 都背负着全家老小的梦想和希望。工人的生命,人民的财产, 社会的发展,如何信任这样明显有缺失的管理? 根据有关文件,工程施工严禁违法分包。一位业内人士告诉记者, 按规定,一个项目经理只能负责一个项目, 但是现在一些大的施工单位,根本做不到。为了“发展”, 面对拉开的战线,一个项目经理常常是满天飞, 同时负责好几个项目。有的单位凭借牌子、资质中标后, 因人手不够,在承建过程中,常常转包给一些技术条件不足, 甚至根本不懂技术的建设单位或者个体户,管理又没跟上, 给事故发生埋下隐患。这位业内人士说, 说起来建设工程是有监理的,但是在实际操作中, 监理单位所能发挥的监督作用很有限。“ 安全质量很大程度上就是靠施工单位的良心。” 地铁建设专家表示,地铁工程具有投资大、施工周期长、 施工技术复杂、不可预见风险因素多等特点,属于高风险工程, 因此对施工人员的技术要求以及安全监管具有特别高的要求。 三问:究竟是“先天不足”还是“后天缺陷”? 记者从杭州市政府获悉,事故原因的调查工作已于前天下午开始, 市检察院也已介入。 有关部门还没有对杭州地铁塌方事故的原因给出明确的回答。 有地铁专家在分析杭州地铁塌方事故原因时表示, 杭州的地质较为复杂,其地下水含量丰富,绝大多数土层皆为软土, 地铁基坑开挖、地铁盾构推进等工程施工风险极大。 还有一些社会舆论传闻,杭州的地质条件本来就不太好, 造地铁相当于在蛋糕里打洞。 但一些专家指出,坍塌发生并不一定意味着杭州不适合修建地铁, 更不代表在杭州修建地铁就一定要付出血的代价。这次事故发生后, 对周边群众的生活生产带来很大影响, 浙江省投入了巨大的人力物力进行抢险施救, 光是警力就达到上千名,付出了高额的社会和经济成本。 如果把这些成本放在事先的预防上,完善措施,弥补漏洞, 一定能避免事故的发生。 一位业内人士告诉记者,目前在国内的建设工程中, 存在着最低价中标和不合理地限定工期完工等现象。 一些施工单位针对前者动歪脑筋, 千方百计压低成本甚至不惜偷工减料, 后者会出现不顾一切赶工期增大事故隐患的问题。中国工程院院士、 北京交通大学教授王梦恕说, 在建设的快与安全之间一定要讲科学发展观。像地铁的建设, 该多少时间建成就多少时间,如果工期提前结束就要出问题, 这是实践证明的规律。 面对早就出现的地面裂缝、工人缺少培训的问题, 面对层层转包等各种疑点,杭州地铁事故究竟是“先天不足”还是“ 后天缺陷”?答案是显然的。 时下,全国4万亿元投资即将上马,大大小小无数工地即将开工, 杭州地铁坍塌事故为人们敲响了警钟。所有的施工单位、业主单位、 监理单位,一定要严格按照科学发展观的要求,以人为本, 尊重科学,尊重技术,注重安全。绝不能唯利是图,漠视生命。 在你们的规划、图表、机器下面,那些已逝者在注视着你们。

关于地质勘探孔出现漏水,用什么堵漏最好

漏水不是特别严重的时候用大量草、树叶等,切碎了混合泥浆(泥浆浓度视漏水情况决定)灌入孔内,然后下钻、扫孔。漏水特别严重的话就用水泥封孔,待水泥干后重新钻进。

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