前言

QianYan

随着中国西部基本建设的蓬勃发展,宁夏中南部山区铁路、公路等基建项目日益增多。由于宁夏中南部水资源分布的不平衡,为解决缺水地区群众喝水问题及改善基本生存条件,近年来在该地区积极兴建长距离调水工程,将六盘山东麓雨量较多、水量相对丰沛、水质优良的地表水向北输送到北部干旱缺水地区。上述工程线路所经地带大部有白垩系及第三系软岩地层分布,在建设许多隧洞工程过程中,普遍遇到软弱围岩及处理问题。同时,随着地下工程向大埋深和长距离发展,软弱围岩变形及其稳定性控制问题也越来越突出,对隧洞软岩的不良地质问题的防治要求也越来越高。由于软岩成因复杂多样,地区环境差异巨大,对不同地区、不同地质条件下的软岩特性理论做针对性的研究和进一步的推进是很有必要的。

在宁夏水利水电建设过程中,尤其是长距离调水项目中不可避免地会遇到各种各样的复杂地质体及软弱破碎岩体,对于那些岩质软弱、不能满足强度及变形要求,或者具有胀缩性、崩解性、软化性,浸水后会直接威胁建筑物安全的围岩或地基必须进行工程处理。为此,针对宁夏地区广泛分布的白垩系及第三系软弱岩石的物理力学特性、水理特性及围岩变形特性及随环境的变化规律等进行了详细的科学试验研究;由于现行规范对中小型水利水电工程直径小于5m极软岩围岩分类没有规定,以新的分类因子组合,建立了小断面洞室软弱围岩分类标准;通过专题研究确定适合本地区工程特点的软弱围岩开挖方式、保护时机及支护技术等一系列与工程质量、投资等密切相关的工程技术理论,优化设计和施工。

宁夏中南部长距离调水及隧道工程沿线存在不同程度的腐蚀性水土,水土腐蚀容易造成隧洞结构物破坏和隧洞支护失效,除造成供水中断外,还会引起环境问题和造成财产损失。水土腐蚀性成为地下工程急需解决的关键技术问题。

通过研究,查明宁夏中南部地区腐蚀性水土的形成原因、时空分布与变化规律,掌握地区水土腐蚀作用的机理、影响水土腐蚀作用的主要因素以及对混凝土结构和钢结构的主要危害,并据此确定针对性的对策措施。

宁夏中南部城乡饮水安全工程隧洞软岩及腐蚀性研究项目属2012年宁夏回族自治区科技支撑计划项目,该工程项目已作为宁夏区内软岩隧洞施工的示范基地,开展该项研究工作除用于指导本地区工程实践外,研究成果对区内及周围陕甘宁地区乃至全国如四川、云南、新疆北部等地区白垩系及第三系陆相地层类似工程设计和施工具有很好的借鉴意义,并具有现实的经济和社会效益。

本书内容包括6个部分,结构及内容如下。

第一篇为宁夏中南部城乡饮水安全工程勘察,主要介绍了区域地质背景、隧洞工程勘察主要经验、地应力测量成果。

第二篇为软岩工程特性,分析软岩生成环境,对软岩工程特性进行试验研究:介绍软弱围岩工程性状及特征,包括室内物理力学试验、原位测试方法及成果。

第三篇为软弱围岩工程分类,主要介绍软弱围岩分类方法现状,建立适合本地区隧洞工程的小断面软弱围岩分类标准及方法。

第四篇为隧洞围岩变形及支护研究,包括:①理论研究现状、软弱围岩工程实例;②开挖过程中围岩变形检测方法及变形特征;③隧洞应力应变分布特征数值模拟研究;④隧洞开挖与支护时机及措施等。

第五篇为环境水土腐蚀性对隧洞结构物的影响,包括①水土腐蚀对隧洞的危害机理分析;②水土腐蚀评价方法;③腐蚀性水土分布特征;④水土腐蚀防止措施等。

第六篇为研究成果总结,分述了软岩主要特性及研究成果,水土腐蚀特性及研究成果。

由于编者能力和水平有限,时间仓促,难免错误和不足之处,敬请读者批评指正。

作者

2015年9月于天津