地层学

2024-07-11

地层学(通用10篇)

地层学 篇1

天文地层学的兴起

“天文地层学”是由旋回地层学等演变而成的一个新名词,可明确地与层序地层学等其他研究旋回的学科相区别.天文地层学的主要优点是把地质时间与天文因素相联系,它的研究成果可以有助于进行比阶一级年代地层单位更精细的划分;它是应用连续沉积物的自组织特性,求出其中由于响应天文轨道周期的`影响而形成的旋回特性,可用以进行地层高分率的划分和对比.

作 者:徐道一 韩延本 李国辉 尹志强 XU Dao-yi HAN Yan-ben LI Guo-hui Yin Zhi-qiang  作者单位:徐道一,XU Dao-yi(中国地震局地质研究所,北京,100029)

韩延本,尹志强,HAN Yan-ben,Yin Zhi-qiang(中国科学院国家天文台,北京,100012)

李国辉,LI Guo-hui(中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院,四川成都,610051)

刊 名:地层学杂志  ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF STRATIGRAPHY 年,卷(期):2006 30(4) 分类号:P53 关键词:天文地层学   旋回地层学   层序地层学  

★ 兴起的近义词

★ 历史教案-维新运动的兴起

★ 免费报纸的兴起及其运营模式

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地层学 篇2

关键词:馒头组,寒武系,米级旋回

徐州地区位于江苏省西北部, 苏、豫、鲁、皖四省的相接地带。剖面地层穿过山丘和沟谷, 连续出露, 倾角较大, 一般为70°左右。除下寒武统下部的猴家山组未见底外, 其他地层都出露完整, 沉积相标志比较丰富, 交通方便, 是研究碳酸盐沉积比较理想的剖面。

1 区域背景

馒头组岩性分三部分 (图1) 。

上部:灰色薄层灰岩、泥灰岩、瘤状灰岩、砂质泥灰岩和紫色页岩、页状砂质泥灰岩互层、夹黄绿色页岩、钙质页岩、鲕状灰岩和竹叶状灰岩扁豆体, 灰岩有的具斜层理和波痕。向南灰岩增多。

中部:灰色薄至中厚层灰岩。产三叶虫Redlichianobilis、R.Chinensis等。北部厚92米左右, 中部厚43米左右, 南部厚78米左右。

下部:紫、暗紫色页岩, 底部为含海绿石灰岩和黄绿色页岩 (0.5-5米) , 层位稳定, 厚32-42米, 是区域对比的重要标志层。

2 米兰科维奇旋回与米级旋回

20世纪初, 前南斯拉夫学者米兰柯维奇 (1920) 提出了第四纪冰期形成的天文假说, 他认为:北半球夏半年日照量的减少是冰期形成的原因。任意纬度日照量ω的大小, 是太阳常数So、偏心率e、黄赤交角ε和岁差p的函数, 即:ω=f (So, e, ε, p) 。其中So变化很小, 可视为常数。米兰柯维奇根据上述地球的3个轨道要素, 计算了北纬65度线上100万年来日照量的变化, 100万年来日照量的9个极小值与第四纪冰期非常吻合, 并与第四纪深海和黄土沉积物建立的温度系列一致 (Haysetal., 1976[1];Liuetal., 1999) 。因此, 第四纪中的米兰柯维奇旋回沉积已被地学家所证实, 可能的米兰柯维奇旋回已追溯到前第四纪 (House, 1985[2];Herbert, 1990;Schwarzacher, 1993[3];Galletetal., 2003[4]) 、前中生代 (House, 1995;Elrick and Hinnov, 1996[5];龚一鸣, 2004[6]) , 甚至前寒武纪 (Grotzinger, 1986) 。

3 馒头组米级旋回的类型及特征

馒头组各种类型的旋回的特征分述如下:

(1) 类型A图1徐州大北望下寒武统馒头组剖面图

该类型出现于馒头组下段剖面的底部。其下部为紫红色泥岩, 水平层理发育, 为安静的水动力条件下的沉积产物。向上含泥灰岩透镜体和薄层 (厚度1cm左右) 渐多, 呈现出泥岩-泥灰岩薄互层的L-M旋回。上部单元为海绿石石英粉砂岩-鲕粒灰岩-鲕粒-核形石灰岩, 顶面为溶蚀面。

底部的紫红色泥岩猴家山组顶部的海进后发生海退, 岸线向陆退缩, 陆上的泥质物质在靠岸的泻湖环境中沉积。鲕粒的粒度是下部鲕粒细小, 上部鲕粒粗点, 具有冲洗交错层理和平行层理, 属于鲕粒滩相沉积。

(2) 类型B

该类型出现于馒头组剖面下段的下部。该旋回序列的岩石都在水面沉积, 没有出露, 是连续沉积的。因此层序界面不清楚, 属潮下低能浅水环境下的产物。

生物扰动构造极发育, 以水平-缓倾斜状为主, 表明了水体安静、盐度适中、食物丰富, 适合生物生存。生物扰动构造的发育程度反映了水体的安静程度和沉积速度, 下部发育而向上渐少, 说明水体渐浅, 同时白云化程度加强也佐证了这一结论。

(3) 类型C

该类型出现于馒头剖面下段的中部。旋回的底部是亮晶砂屑生屑灰岩, 单层厚度2-5mm不等, 其沉积环境是强水动力条件下沉积的滩相;旋回的中部是薄层灰岩和瘤状灰岩, 单层厚度1-3cm, 向上泥质增多, 其环境是局限台地相的中心部位-边缘斜坡;旋回的上部是泥质白云岩, 单层厚度为20cm左右, 层内水平层理、微波状层理发育, 其沉积环境为浅水泻湖-潮坪相。该旋回同样代表一个快速海平面的上升及之后的下降的旋回。

(4) 类型D

该类型出现于馒头组剖面下段的上部。岩相类型包括紫红色泥岩和粉砂岩。旋回的底部是紫红色泥岩, 夹少量薄层泥晶灰岩, 其沉积环境为泥质泻湖;旋回的上部是含海绿石粉砂质灰岩, 沉积环境为泻湖浅部-潮坪。

(5) 类型E

该类型出现于馒头剖面下段的上部。旋回的下部单元是薄层灰岩夹竹叶状灰岩, 薄层灰岩单层厚度2-3cm, 竹叶状灰岩单层厚5-10cm, 向上泥质增多, 其环境是局限台地相。所夹的竹叶状砾屑灰岩中的砾屑为叠瓦状, 砾屑间的填隙物为生物碎屑颗粒及泥晶基质, 属于风暴沉积产物。旋回的上部是紫红色泥岩, 夹少量灰岩条带或透镜体, 其环境是靠陆的泻湖。

(6) 类型F (L-M旋回)

该类型出现于馒头剖面下段的顶部。旋回的底部是薄层的灰岩, 往上是紫红色泥岩。薄层灰岩的单层厚度是1-2cm, 发育水平层理, 其环境属于海相的局限台地。旋回的上部为紫红色泥岩, 单层厚度在0.3-0.8mm左右, 向上泥质增多, 灰岩逐渐减少, 其环境属于泥质泻湖。旋回层序由下向上代表了一个的海退序列。

(7) 类型G

该类型见于馒头组上段的下部。旋回下部单元主要为灰黄色核形石灰岩, 扁球形, 切面呈圆-椭圆状, 粒度30-50mm, 顺层面排列, 核形石间含砂屑和生屑, 与下层呈冲刷面接触, 其沉积环境为水下的核形石浅滩。旋回中部单元为链状-瘤状灰岩夹含海绿石含生屑竹叶状砾屑灰岩, 含10cm的薄层状红色鲕粒灰岩, 其环境为局限台地相。旋回上部单元为紫红色泥岩夹薄层灰岩, 厚度是1.5米。其环境时靠陆泻湖。

(8) 类型H

该类型出现于馒头组上段的下部。旋回下部单元主要为竹叶状灰岩, 单层厚度0.5-0.6cm左右, 其中夹生屑-砾屑透镜体, 其沉积环境是潮坪。旋回中部单元为瘤状-链状灰岩, 厚度为2米左右, 层位可见水平层理, 偶见生屑, 其环境为浅水局限台地环境。旋回上部单元为紫红色泥岩, 其环境为靠陆泻湖。整体是一个海进背景下的向上变浅序列。

(9) 类型I

该类型出现于馒头组上段的下部。旋回下部单元主要为薄层的泥灰岩, 单层厚度1-5cm为主, 层内发育波状层理和水平层理, 其沉积环境是浅水泻湖。旋回中部单元为中厚层状灰岩夹纹层状钙质泥岩, 整个岩层中冲刷面发育, 层位可见水平层理, 波状层理。其沉积环境时潮坪。旋回上部单元为紫红色泥岩, 其环境时靠陆泻湖。

(11) 类型K

该类型出现于馒头组上段的中部。旋回下部单元主要为黄灰色含泥质瘤状灰岩, 从下往上链状-瘤状往复交替, 链状灰岩被泥质挤压断裂, 层内发育水平层理, 部分微波状层理, 其沉积环境浅水泻湖。旋回中部单元为浅黄灰色条带状灰岩, 泥质含量较下层较少, 层内发育水平层理和鸟眼构造, 砾屑的排列杂乱, 甚至垂直于层面, 为风暴沉积的产物。向上泥质纹层逐渐减少。旋回层的顶部夹多层灰黄色竹叶状砾屑灰岩, 泥质纹层接近消失。该旋回是馒头组上段达到最大海进高峰的层序类型, 整个过程是向上变浅的。

(12) 类型L

该类型出现于馒头组上段的中上部。旋回下部单元主要为灰黄。色钙质泥岩夹泥质灰岩条带, 层内发育平行层理、微波状层理, 和液化现象。其沉积环境浅水泻湖。旋回中部单元为紫红色泥质灰岩, 纹层状, 发育水平层理, 其环境为浅水泻湖。旋回上部为紫红色纹层状页岩夹浅灰色砂质灰岩, 层内可见水平层理发育。其沉积环境是靠近陆地的泻湖环境。

(13) 类型M

该类型出现于馒头组上段的上部, 在这个类型里下部的旋回单元全是鲕粒灰岩, 而上部单元以泥质灰岩和颗粒灰岩为主, 颗粒包括生屑、砂屑、砾屑等。一共有10个旋回全是向上变浅序列且在海退的背景下。

4 结论

馒头组的旋回性明显, 在米兰科维奇天文旋回机制的控制下发育了11种类型的米级旋回的向上变浅序列, 为周期性的具有成因联系的高频率海平面变化旋回的产物。米级旋回属六级旋回, 可合并为11个五级旋回及两个半四级旋回, 每个旋回均包含了完整的海进-海退过程。建立了大北望馒头组米级旋回层序的环境变化谱系。

参考文献

[1]Martinson D G, Pisias N G, Hays J D, et al.Age dating and the orbital theory of the ice ages:development of a high-resolution 0to 300, 000-year chronostratigraphy[J].Quaternary Research, 1987, 27 (1) :1-29.

[2]Dickens C.Bleak House (1985) [M].BBC, 1985.

[3]Schwarzacher W.Cyclostratigraphy and the M ilankovitch theory[M].E lseviex, Amsterdam:1993, 1-225.

[4]Ga11et Y, K rystyn L., Besse J, et a1.Im-proving the U peer T riassic numerical time scale from cross-correlation between Tethyan marine sections and the continental Newark basin sequence[J].Earth and Planetary Science Letters, 2003, 212:255-261.

[5]Elrick M, Hinnov L A.M illennial-scale climate origins for stratification in Cambrian and D evonian deep-water rhythm item, western USA Palaeogeography[J], Palaeoclin-atology P alaeoecology, 1996, 123 (1-4) :353-372.

地层学 篇3

【关键词】层序地层学 教学内容 双语教学

【基金项目】长江大学教学研究项目(JY2011028)。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0208-01

一、层序地层学课程教学存在的问题

(一)内容繁冗,复杂抽象

层序地层学虽然出现时间短,但是它在全球范围内都掀起了研究热潮,也造成各种不同的新的理论认识不断涌现,形成了多个层序地层学流派,不同的流派对于层序的划分又各不一样,这使得学生在学习时极易混淆。

(二)教学方式方法传统单一

在信息化条件下,新时期的学生与社会交流越来越多,学生在获取课堂知识的同时还会大量接受来自课堂之外的信息,这通常会对课堂教学产生一定的干扰,如何让学生对在课堂45分钟内所学的知识保持深刻印象并深入理解,就成为了我们需要解决的问题。

二、革新优化课程内容

(一)调整课程内容结构,突出重点难点

当前,国际上主要流行Vail的经典层序地层学,Galloway的成因层序地层学和Cross高分辨率层序地层学三大派系,因而我们将这三大流派作为主要内容进行讲解,这样我们就能够将层序地层学的知识通过理论-实际应用这条主线衔接起来,不仅符合实际地质研究工作要求,也易于学生全面理解课程内容。

(二)及时纳入新内容,做到与时俱进

层序地层学的出现在沉积学、地质学以及与沉积岩相关的科学领域引起了极大震动,大量的地质学家加入到了层序地层学的研究队伍中来,极大的促进了层序地层学理论知识的突破与创新。我们在教学过程中及时的将这些新内容吸纳进来,可以有效增强学生学习的积极性,也能让他们了解层序地层学研究前沿。

(三)加强双语教学,提升专业英语水平

层序地层学作为一门起源于国外的地质学科,其最新的一些理论认识也多来自于国外,要想了解最新研究进展就必须将强专业英语的学习,并且中国海外勘探市场的扩张对资源勘查工程专业和地质学专业学生的英语能力也提出了新的要求。因此,我们在教学过程中,采用中文和英语2种语言进行讲授,并突出专有名词的正规翻译。通过这种教学方式,不仅能够提高学生的专业英语水平,还可以激发学生的学习兴趣。

三、改进完善教学方法

(一)加强实例分析,促进学生理解

层序地层学涉及内容较多,如果一味的讲授抽象理论,学生不仅容易出现疲劳,还会对所传授知识的认识模糊不清,也不知道如何应用。如我们在授课常讲层序界面的识别关键在确定不整合面和与之相对应的整合界面,但学生通常会是一头雾水,因而我们通过典型的地震、地质层序界面实例,讲授如何识别层序界面,哪些标志是层序界面标志。通过这样的教学方法不仅可以让学生易于理解,还可以提高他们的实际应用能力。

(二)推行开放式教学,提升学生学习自主性

我们在授课过程中,通过双向提问的方式,以及设置讨论性的题目让学生们利用课堂时间进行分析和讨论,并提供发言机会,然后由其他同学提出看法,最后老师进行点评的方式,调动学生的学习积极性,了解学生对课程内容的掌握程度,提高学生分析问题的能力与实践能力,锻炼学生的地质思维能力和综合表达与演讲能力。

(三)强化实践,提高应用能力

学生通过大量课程实践,在实践中能更深刻体会到海泛面、层序界面、冲刷面、低位体系域及海侵体系域的概念及识别方法。我们通过提供不同的资料,实行分组方法要求学生参与到课程理论的实际引用上来,并根据实际结果加强对学生综合实验能力的考评,制定综合实验能力考评方案,确定考评内容与方法,通过多种考评形式来检验学习效果。这样,能让学生学有所思、学有所用,达到充分训练每一位学生的思考能力、实际应用能力及团队协作精神。

(四)加强课外学习,巩固课堂效果

一方面,我们在授课时会提供给学生邮箱、QQ号或者微信号,通过疑难解答或者分享配有图件的精彩知识点,让学生可以随时温习课程内容。另一方面,我们在课堂结束时会提出一个综合性的题目,要求学生利用课外时间通过查阅文献资料完成一个小型读书报告,写出自己关于课内知识的认识和看法。我们还组织学生利用空余时间观察野外地质剖面,应用理论知识进行层序地层研究,加深知识印象。通过课外学习可以提高层序地层学课堂教学效果。

参考文献:

[1]胡绍祥.遵循教学规律实践教学改革[J].中国地质教育,2006 (1).

[2]张德江.改革教学方法,培养创新人才[J].中国大学教学,2009(5).

作者简介:

复杂地层盾构施工技术研究 篇4

在分析工程重难点的基础上,对包括盾构机选型和刀具配置等盾构机主要技术参数进行较深入的探讨.同时,对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的.控制和同步注浆参数的设定等方面的技术措施进行了研究,总结出了一套较为成熟的施工技术方法.

作 者:宁锐 刘文斌 作者单位:宁锐(中铁南方投资发展有限公司,广东深圳,518055)

刘文斌(中国中铁一局集团有限公司,陕西西安,710054)

东庞井田含煤地层特征 篇5

东庞井田含煤地层特征

东庞井田含煤岩系为石炭~二叠系,属华北型含煤建造,煤系厚度稳定,旋回结构与粒度韵律清晰,且变化有一定规律,煤层沉积均较稳定,岩性特征明显.

作 者:李永高 LI Yong-gao  作者单位:中国煤炭地质总局,一二九勘探队,河北,邯郸,056004 刊 名:河北煤炭 英文刊名:HEBEI COAL 年,卷(期): “”(2) 分类号:P534 关键词:含煤地层   石炭~二叠系   标志层  

地层学 篇6

关键词:层序地层学,郑南斜坡带,地震层序界面,砂砾岩

1 研究区概况

郑南斜坡带位于东营凹陷西北部, 利津油田与王庄油田之间, 历经40年的勘探历程, 陡坡带-断裂带中浅层构造-岩性油藏勘探程度已很高, 而且已经到开发中后期, 随着勘探程度的进一步深入, 斜坡带沙三沙四段砂砾岩扇体油藏必然成为下步重点评价的目标。因此, 精确确定深层砂砾岩层序划分方案, 并与地震建立紧密联系, 重新对构造和储层进行落实评价, 成为目前的首要问题。

2 层序地层分析

郑南斜坡带古近系沙河街组层序划分主要是在参考前人划分方案的基础上, 通过对单井和连井层序划分和对比, 进行井-震校正, 对原层序界面进行一定的修正。根据所识别的层序界面, 郑南斜坡带古近系沙河街组可划分5个三级层序, 自上而下分别为沙三上段、沙三中段、沙三下段、沙四上段和沙四下段。

2.1 地震层序界面的识别

地层终止方式是地震层序识别的重要依据。根据地质事件在地震剖面上的响应特征, 地震反射终止现象区分为协调关系和不协调关系二种类型。协调关系相当于地质上的整合接触关系, 不协调关系相当于地质上的不整合接触关系。根据层序边界在地震剖面上的反射终止现象建立了地层层序的基本识别标志, 划分为上超、下超、顶超和削蚀四种接触关系, 上超和下超又统称为底超。层序顶界面常见削截、顶超反射, 层序底面常见上超、下超、双超反射特征。其中, 削截和顶超是层序界面识别的重要判断标志。削截意味者地层沉积期后、经受了强烈的构造隆升或海平面下降而出露地表、遭受长期侵蚀作用;顶超代表无沉积作用面, 表现为以很小的角度逐步向层序顶面收敛。两者都反映上下两套层序之间存在沉积间断。它们的特点及地质意义是:

(1) 削截 (削蚀)

地震剖面上削截反射是识别层序界面、反映地层被被剥蚀产生不整合最直接可靠的标志和最直接的证据。削截是层序顶部的反射终止方式, 它既可以是下伏倾斜地层顶部与水平或倾斜地层的终止方式, 也可以是水平地层顶部与上覆地层沉积初期因河流下切而造成的下伏地层的反射终止方式。它代表一种侵蚀作用, 说明在下伏地层沉积之后经过了强烈的构造运动或切割侵蚀。

(2) 下超

表现为一套水平地层 (或微倾斜) 沿原始沉积界面或沉积间断面向下超覆, 又称远端下超。它是顺向水流的前积现象, 意味着较年青地层依次超覆在较老的沉积界面上, 常出现在三角洲前缘沉积中。在东营凹陷郑南斜坡带利津地区各层序内部发育广泛。

(3) 上超

表现为一套水平 (或微倾斜) 地层逆着原始倾斜界面或不整合面向上超覆尖灭, 它是水域不断扩大时的逐步超覆沉积现象, 是老的层序结束后新的层序开始发育的标志。根据距离物源远近, 上超又可以区分为近端上超和远端上超。靠近物源称近端上超, 远离物源称远端上超。只有当盆地比较小而物源供应充分时, 沉积物才可能越过凹陷中心而到达彼岸, 形成远端上超。在东营凹陷郑南斜坡带利津地区各层序界面之上均有发育, 主要发育在斜坡部位。

通过以上地震反射终止特征, 本次研究在东营凹陷古近系沙河街组, 共识别出了沙三上段、沙三中段、沙三下段、沙四上段和沙四下段五个三级层序。

2.2 单井、测井层序界面的识别

2.2.1 测井曲线识别的理论依据

不仅在地震资料上可以进行层序界面的识别, 在测井资料上也可以识别和划分层序界面。

(1) 在测井曲线上, 一方面可以根据泥岩的低电阻率、高自然伽马特征识别准层序界面, 另一方面可将测井曲线形态和样式的转换作为参考依据, 如测井曲线样式退积-进积、进积-加积、退积-退积、进积-进积的变化。

(2) 层序内的岩性与厚度变化在常规测井中都有显示, 可以通过岩性测井与曲线形态分析来确定。位于深水相黑色泥岩与具生物扰动、低角度至水平纹层且没有水进滞留沉积的砂层之间的准层序界面, 利用地层倾角测井和成像测井能够判别生物扰动和层理构造, 从而识别层序界面。

2.2.2 层序界面的测井曲线特征

一个三级层序可包含进积的、退积的和加积型的准层序组或准层序组的组合类型, 不同的准层序组类型在测井曲线上的响应也有差异。

在进积准层序组中, 较年轻的准层序组依次向盆地方向进积, 形成向上砂岩厚度增大、泥岩厚度减薄、砂泥比值加大、孔隙度增高、电阻率变大、水体变浅的准层序堆砌样式。此外, 在准层序组中时代较新的准层序的厚度一般比时代较老的准层序的厚度大。在退积准层序组中, 较年轻的准层序依次向陆方向退却。就整体而言, 退积准层序组显示出向上水体变深、单层砂岩减薄、泥岩加厚、砂泥比值减小、孔隙度变小、电阻率降低的特征。

3 结论

(1) 郑南斜坡带古近系沙河街组可划分5个三级层序, 自上而下分别为沙三上段、沙三中段、沙三下段、沙四上段和沙四下段。

(2) 层序边界的反射标志是判断层序界面的重要依据。

(3) 郑南斜坡带古近系沙河街组层序界面在测井曲线上有明显的响应特征。

参考文献

[1]冯有良, 东营凹陷下第三系层序地层格架及盆地充填模式[J].地球科学, 1999, 24 (6) :635~6421[1]冯有良, 东营凹陷下第三系层序地层格架及盆地充填模式[J].地球科学, 1999, 24 (6) :635~6421

[2]孙海龙, 等, 东营凹陷南斜坡沙四段高分辨率层序地层格架研究[J].特种油气藏, 2004, 11 (4) :19~221[2]孙海龙, 等, 东营凹陷南斜坡沙四段高分辨率层序地层格架研究[J].特种油气藏, 2004, 11 (4) :19~221

[3]姜在兴, 杨伟利, 操应长.东营凹陷沙河街组三段—二段下亚段沉积层序及成因[J].石油与天然气地质, 2002, 23 (2) :127~129[3]姜在兴, 杨伟利, 操应长.东营凹陷沙河街组三段—二段下亚段沉积层序及成因[J].石油与天然气地质, 2002, 23 (2) :127~129

地层深处的文明记录 篇7

华夏文明传承创新区是迄今为止国家批复的唯一以文化为主题的发展战略平台。此举体现了国家对甘肃发展的关注与重视,也体现了甘肃省领导的战略胆识和高瞻远瞩。国家和甘肃省委省政府已经提出了明确的战略定位和“一带”、“三区”、“十三板块”的发展布局,并且明确了时序进度。甘肃由此迎来了前所未有的跨越式发展机遇。

甘肃之所以能赢得这样的机遇,根本的支撑是悠久灿烂的历史和深厚的文化积淀。从文明肇始,甘肃这块土地持续不断地为中华文明奉献着聪明智慧和汗水鲜血。但是,在相当长的历史时期,甘肃的贡献被淡漠了、忽视了,需要重新得到“发现”。

本刊自2015年第1期始,特开设“发现甘肃”专栏,陆续刊登甘肃作家燕兵的系列文章,以独特的视角,全面展现甘肃悠久、厚重的历史文化及其在中华文明史上的地位。

引子

1914年,一份来自遥远中国的邀请,让年轻的瑞典地质学家安特生热血沸腾。神秘的东方魅力如此巨大,安特生毫不犹豫地辞去了令人羡慕的瑞典乌普萨拉大学教授和瑞典地质调查所所长职务,辗转万里来到北京。发出邀请的北洋政府,立刻聘任安特生担任农商部矿政顾问。这位地质学博士的任务是寻找铁矿和煤矿,来满足这个试图在混乱中向现代工业化艰难迈进的古老国家的迫切需要。(图1安特生资料照片)

但是,军阀之间连年的混战使所谓的强国梦想无法照进现实。踌躇满志的安特生自然无可奈何,他的找矿工作无法正常开展。

安特生被迫把兴趣转向对古新生代化石的大规模收集和整理。这让他在1921年秋天获得了震动整个西方史学界的发现:1920年秋天,在河南省偶然获得一些形状奇特的石器标本之后,1921年10月,经中国政府批准,安特生和中国学者袁复礼、陈德光等对仰韶村遗址进行首次发掘,他们确信出土的这些石器和带有彩色花纹的陶器,代表着中国黄河流域的新石器时代文化。安特生将之命名为“仰韶文化”(前6000年至前5000年)。

仰韶文化遗址的发现,第一次证实了中国土地上存在过非常成熟的新石器文化。西方史学界认为中国文化来自西方的坚挺论调,在这个发现面前轰然倒塌。尽管安特生在后来的研究中还坚持中国彩陶受西方影响的观点,但是这个西方人肇启了一段新的历史。

1923年,国势衰微中的中国更加震动世界的事件,是在北京周口店发现了猿人头盖骨。被称为“北京猿人”的考古发现,显示了在这个地区人类活动历史的悠久,远远不是西方人的历史常识所能够解释的。

随后,1928年,由中国人主导对河南殷墟的发掘,使留存在典籍中的文明记录迅速从传说变为信史。中国文明的伟大过去终于让西方人眼见为实。对于注重证据的西方人文科学体系来说,那片片甲骨上的文字和青铜鼎,就是一则宣言。(图2甲骨文、商青铜鼎资料照片)

……

这是19世纪末、20世纪初叶出现在中国的奇异景象:一队队西方探险家的身影,在荒漠、绿洲和废墟的深处寻找着历史的丰厚遗产,然后用各种手段和借口把这些重见天日的珍宝变成了“世界的”。而中国主流社会和知识分子的绝大多数,对此还浑然不觉或者麻木不仁,不以为然。1900年,20世纪人类最重要的文化发现之一——敦煌莫高窟藏经洞,被一个无知的道士无意间打开。但是,此后相当长的时间,这个伟大的宝藏根本就没有进入中国政府和主流社会的视野。导致文物经那些识货的西方探险家之手大量流失,也导致出现“敦煌在中国,敦煌学在国外”的局面。陈寅恪先生后来痛陈此为“中国学术之伤心史也”。(图3莫高窟藏经洞资料图片)

为什么会有如此巨大的差异?法国学者雅克·布罗斯在《发现中国》一书中这样解读:

一直到那时(19世纪末)为止,中国人为了尊重过去,从未系统地从事过考古发掘,大清帝国政府在西方列强的压力下,被迫于1890年允许这样做了。俄国、法国以及日本的考古学家们沿丝绸之路一线诸绿洲开始探险,这些地方不仅仅表现为奇特的艺术品宝库,而且还有写本卷子的宝藏。

所有这些研究都使人在时代问题上追溯得越来越古老,一直到发现中国第一个新石器时代的地层。在1923年又有了轰动全世界的发现——周口店中国猿人头盖骨。从此,一名耶稣会士就得以证实,18世纪他的教友们在声称中华民族是世界上最古老民族时,并无失误。从此之后,就显示出中国历史研究那令人眼花缭乱的前途,即从未存在过的最长和最有持续性的历史……这种文明不再是仅仅跟于欧洲之后了。

西方人为什么热衷于在中国的考古和文化探险?一个原因是学术的,即搜寻西方文明影响力的例证;另一个原因则隐讳不谈,其实就是利益驱动。英籍匈牙利人斯坦因和东印度公司的商业合同就是再明确不过的证明。所以,当年这一股“发现中国”的浪潮,也伴随着对中国人感情的严重伤害。

同时,理性地看待这一段历史,我们必须承认,通过西方式的科学考古手段,中国人开始重新审视自己的文化传承,典籍中的历史在考古发现的佐证下渐渐清晰。从西方人那里,我们学会了廓清我们古老文化的一些方法。后来那些伟大的考古发现,对辨认我们的文化血脉发挥了重要的作用。

西方人的“发现”和从此以后我们自主的“发现”,与那些流传千古的传说、故事和典籍对应,对我们重新了解和认识甘肃意义重大——甘肃是中华文明最重要的发祥地之一,在文明的里程中长期占据着主流位置。甘肃大地为中华文明做出持续的、从未中断的贡献,我们需要拨开历史的尘土,在细致的梳理中还原其被掩埋已久的光华。同时,不同历史时期,甘肃大地为中华文化奉献的精神产品,总是成为一个时代的标志,牢牢镶嵌在民族记忆当中,成为中国人灵魂的一部分。

地层深处的文明记录

在周口店“北京人”被发现的当年,沉迷于考古发掘的安特生在兴奋中沿黄河向西,继续他的仰韶文化探寻之旅。以兰州为中心,甘肃、青海河湟流域的二级台地是他的目标。在甘肃临洮马家窑,发掘出的大量堪称绝品的彩陶,和仰韶文化年代相近(前3300年至前2050年)。这让安特生惊喜万分(1945年,我国学者夏鼐把安特生在马家窑的发现命名为“马家窑文化”),这也是他与甘肃因缘的开端。随后,他于1924年发现齐家文化(前2100年至前1600年)和辛店文化(前1600年至前600年)。

……

单纯从时间意义上说,揭开中国旧石器时代研究序幕的功劳,还不应该归于安特生,而是另一个西方人——法国神甫兼古生物学家桑志华。同时,中国最早发现旧石器标本的地点也不是河南仰韶,而是甘肃庆阳。

1920年6月4日,桑志华神甫在庆城县辛家沟发现了一块石英岩石块,它的形状像一个锥状的手斧,高4.5厘米,称之为石核,年代为距今1.8万年。8月10日,他在赵家岔又发现了两件石片刮削器,石片距今约10万年。桑志华在庆阳的发现,比安特生在仰韶的发掘早了一年。

根据后来甘肃境内大量考古发掘证明,远在一二十万年前的旧石器时代,我们的先民就在这块地方生息、繁衍,利用简陋的石器顽强地同大自然作斗争。而在人类活动之前,这里就有蓬勃的生命记录:1947年,在兰州红古发现马门溪龙;1973年3月,庆阳合水县发现黄河象;1978年4月,庆阳县发现环江翼龙;1973年,和政发现和政羊;2000年,发现兰州龙、甘肃鸟、恐龙足印……(图4 马门溪龙、黄河象、和政羊、恐龙足印)

这些一直上溯到侏罗纪的发现,可以证明甘肃大地孕育生命的土壤极其肥沃。远古时期的甘肃,气候温暖、湿润。低凹地丰富的水源,高山茂密的灌木丛,台地上疏松的黄土,灌木、草地上生活的多种动物,为原始人类生存提供了天然、适宜的环境。正因此,这里成为中华民族灿烂文化的重要发祥地。

安特生将在中国收集到的大量彩陶带回瑞典后,与东南欧及中亚一带文化进行了简单类比,得出“中国彩陶源于西方”的结论,并且直到晚年才改变自己的观点。他的说法最终被大地湾的考古新发现所推翻。

1978年,甘肃秦安大地湾发掘出比仰韶文化和半坡文化更早的文化形态——大地湾文化。其中,大地湾一期文化出土的距今约8000年前的三足钵等200多件紫红色彩陶,以不容置疑的事实说明,西北黄土高原地区就是中国彩陶的起源地。从探究文明进程的角度来说,这一惊人的发现,让中华文明可以确切证实的历史提前到了8000年前。

大地湾的考古发现还有更多兴奋点,包括农业、文字、建筑、绘画等有关华夏文明进程的重要内容:

——中国最早的旱作农作物标本。大地湾一期出土的炭化稷标本,将我国北方旱作农业的起源时间上推了1000年。

——中国文字最早的雏形。大地湾一期出土的陶器上发现了10多种彩绘符号,这些符号比过去国内最早发现的西安半坡陶器刻画符号的时间早了1000多年,且有一些符号与半坡符号基本一样。虽然这些神秘符号的意义至今未能破解,但专家们认为,它们可能就是中国文字最早的雏形。

——中国最早的宫殿式建筑。距今5000年的大地湾四期文化发掘出的一座编号为“F901”的建筑,是目前所见我国史前时期面积最大、工艺水平最高的房屋建筑,开创了后世宫殿建筑的先河。

——中国最早的“混凝土”地面。F901宫殿式建筑主室,全部为料礓石和砂石混凝而成,类似现代水泥的地面。这与古罗马人用火山灰制成的水泥同属世界上最古老的混凝土。

——中国最早的绘画。大地湾编号为F411的房址地面上发现的一幅黑色颜料绘制的画作,是我国目前发现的时代最早的独立存在的绘画。这幅长约1.2米、宽约1.1米、保存大部完好的地画,改写了中国美术史,将其前推了2000多年。(图5 大地湾出图文物)

令人惊叹的是,如此众多惊人的发现还只是大地湾遗址总面积1.34%的发掘成果。

甘肃境内的考古发现,从大地湾文化到马家窑文化,再到齐家文化、辛店文化、寺洼文化、火烧沟文化,所呈现的是甘肃大地上曾经灿烂的文明,是一个被湮没在历史记忆深处的文化源流。而敦煌遗书、居延汉简、西夏碑、天水秦墓等伟大的发现,又使模糊了的历史变得鲜活起来。

地层学 篇8

段浩

中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司

摘要:针对软弱地层下地铁车站基坑的特点,对工程水文地质情况、周边环境以及施工工序引起的工程风险的主要因素分析,对工程风险的防范从施工管理、设计等方面给出了一些建议和管理措施;期望能够给地铁建设起到借鉴作用。

关键词:地铁

基坑

风险

围护结构

降水

措施

前言:随着全国地铁工程建设的不断深入,各种工程事故不断出现,如何控制地铁建设工程风险已经成为工程领域的热门课题。地铁工程的工程风险具有鲜明的特点,其单个工点的工程事故不仅造成进度和经济的损失,给后续施工造成困难和隐患,而且可能影响到整个项目的建设,具有明显的放大效应。地铁车站基坑工程是地铁工程建设中最大的风险源,基坑工程除了其固有的风险外,由于施工对工程周边环境的影响,还存在工程的环境风险;环境的风险往往是工程本体的工程活动造成的,本体的事故往往连带产生环境的问题;环境的制约提高了工程的施工难度,也加大了工程本体的风险。二者相互作用、相互影响,都是工程风险的重要组成部分。基坑工程在地铁建设中确属于事故高发项目,但通过采取有效的技术措施和管理措施,也并不是不可预防、不可避免的。

一、地铁车站基坑工程基本概况

以天津地铁车站基坑为例:车站主体区域地质主要为淤泥质土、粘性土、粉土、粉砂、细砂、粉质粘土层;场地埋深45米以上表层地下水类型主要划分为3个含水层:潜水含水层、第一承压含水层Q41a1、⑧2-

1、⑧2-

2、⑨2-

1、⑨2-2透水性好,为承压含水层、第二承压含水层⑪2透水性好,为承压含水层。地铁的地下车站通常是狭长形的基坑,一般标准地下二层车站长度一般为180m、宽度约20m、开挖深度15~18m。施工大部分采用明挖法;在受交通、周边环境或其他特殊条件制约下,可采用盖挖法、逆作法等施工方法;车站主体结构一般采用地连墙围护;地铁车站附属结构包括风井、出入口等根据其埋深等大部分采用SMW工法或钻孔桩加止水帷幕的形式。

二、影响地铁车站基坑风险的主要因素

控制地铁车站基坑的工程风险,除了要解决支护体系和立柱的稳定问题,还 需要控制基坑开挖施工造成的环境影响,以及承压水降压相关问题,工程的风险期主要集中在开挖阶段。影响地铁车站基坑风险的主要因素极其复杂、繁多,但总结、归纳地铁地下工程影响的主要因素如下:

(1)工程所处的水文地质状况:工程的水文地质条件是决定工程风险程度的首要条件。不同的水文地质和工程地质条件决定了工程风险的程度,特别是处于承压水、微承压水等复杂水文地质条件下的工程。

(2)工程本身特征:工程本身固有的特征和工程风险程度也密切相关,深基坑的风险大于浅基坑风险,宽大基坑有立柱隆起风险,长基坑有纵向滑坡风险,异形基坑存在局部节点受力不平衡问题等等。

(3)周边环境的影响:工程周边环境主要指受基坑工程施工影响的周边建筑物和管线,不同建筑物和管线抵抗施工影响的能力不同,发生环境事故的次生灾害的影响不同。在粉砂工程地质条件下,若环境有大量水土流失,即使在基坑2倍开挖深度之外,也会对基坑本体造成影响,严重的会导致基坑本体发生次生灾害。

(4)施工工序的影响:车站主体结构与附属结构分期施工往往会产生新老混凝土接头,这些接头、接口部位处置不当往往会引发工程风险。

(5)气候对工程的影响:对地下工程而言。夏秋季节往往是暴雨多发时期,也是水文变化最为复杂的时期。施工稍有不慎,在多种不利因素条件下而引发工程事故。而且,在恶劣气候条件下也不利于工程的应急抢险。

三、地铁车站基坑风险及防范措施:

1、工程水文地质引发的地铁车站基坑工程风险及防范措施:

在承压水、微承压水或地下水风险条件下砂性土、粉砂性土层的基坑工程,地连墙渗漏引发的工程危害较为常见,也极具危害。对受砂性土影响的深基坑工程。要从地质勘察、设计方案、围护施工等源头,强化设计、施工等技术措施和参建各方的管理措施,加强各工序管理,以确保工程风险受控,主要防范及控制措施如下:

(1)、通过补充勘察,确保地质勘察资料的完整性、准确性:

地质勘察资料不能仅利用为主体结构工程而进行的勘察资料,通过对现有勘察报告的分析找出地质报告中显示的薄弱点或者有疑问的部位结合基坑的平面位置,沿基坑周边布孔进行补充勘察。另外,针对目前勘察市场的现状,参建单 位应与地质单位沟通好,确保地质资料的准确性和完整性。

(2)设计方案的针对性

基坑设计方案要根据基坑周边地质条件,环境条件(包括地上建(构)筑物、地下建(构)筑物、地下管线),基坑开挖深度的不同,分别按不同的支撑和围护结构剖面进行设计。设计单位要针对软弱地层区域易发生的施工问题进行设计优化。工程设计应充分考虑水文地质状况,施工工序等安排,对地连墙围护接头型式、分期施工槽段分幅型式,开挖及结构浇注顺序、支撑体系,坑内地基加固与坑内外墙缝止水的结合等,从设计源头确保工程安全。

针对基坑围护结构及支撑体系施工过程、基坑开挖过程的地质情况及监测数据所反映的情况分析支撑及围护结构方案的安全性,若有与原设计依据的资料不符或施工达不到设计要求应及时进行设计变更;根据基坑开挖过程中的监测结果,对原设计方案的安全性进行复核,若基坑未达到设计标高,位移或应力己达到或超过设计报警值,必须及时进行补强设计,确保基坑安全。

地质资料不齐、准确性差;周边环境未调查清楚,超载取值有误;设计未对支护结构的整体稳定进行验算;未能根据实际地质情况作出判断;止水帷幕设计有误,施工质量难以达到设计要求;设计没有选取地质情况最差的钻孔进行设计;支撑与腰梁、腰梁与支护结构节点设计考虑不周局部破环引起整体破坏;未能及时根据监测结果调整设计方案等是常见的由设计原因引起的基坑安全事故。

(3)加强围护结构施工过程管理:

施工过程中须强化从围护施工开始直至结构浇筑各环节、各工序之间的风险梳理,强化技术管理从源头上防范风险。

与设计单位进行充分沟通,明确围护型式包括围护墙深度,是否隔断承压水、地连墙接头型式和地连墙的分幅型式,特别是分期施工,接口段的分幅型式;结合地层分布确定加固方式(包括墙缝止水措施),在墙缝止水措施选择时要考虑浅层砂层土坍孔等对墙缝止水效果的影响,强化对墙缝止水孔定位、引孔、垂直度控制等技术要求。

地连墙施工须结合工程水文地质状况,选用适宜的成槽设备;选用适宜的地基加固、降水或组合加固方式,以确保地连墙施工质量;地连墙施工中应通过试成槽,明确各项施工技术指标,包括工序之间的衔接;对砂性土地层刷壁监控。根据地连墙不同接头型式,做好接头防“绕流”措施以确保接头质量,防止接头处渗漏。

根据砂性土层所处不同位置,采取合理措施对地连墙接缝进行止水处理。基坑支撑体系宜优先选用混凝土支撑。

(4)强化降水管理:

在承压水降水设计上要考虑最不利因素进行降水设计,但施工要考虑地墙对水的隔断作用以及承压水位变动等因素尽量少降、甚至不降承压水,以避免承压水降水产生的对周边环境的影响。

根据围护结构与含水层不同关系设置降压井或疏干井,且不宜设置混合井。必须做好深基坑降水试验。在降水试验的基础上,制订的具有针对性的降水方案。严格控制降水井的数量与质量,包括坑外降水观测井;坑外降水观测井的设置应避开地墙墙缝等不利位置,并离基坑有适当距离。在降水过程中做好降水量的统计。水位及安全性判断结果作为基坑监测点主要内容形成报表及时上报有关参建单位。

(5)高度重视基坑监测工作的重要性:

基坑施工过程中及时且准确的监测数据,能够使设计、施工、监理方等对基坑的安全性做出及时评判,也是确保基坑安全的重要措施。

对处于粉质粘土、粉细砂等软弱地层中的基坑工程须加强监测工作,特别是地连墙位置监测,每一幅地连墙墙缝须设深层地表监测点,同时,隔一段距离(20m左右)布设深层地表监测点的断面,强化对墙缝位置的地表变形监测。做好对承压水、微承压水及地表水抽水量、水位观测孔水位变化等监测,及时发现围护结构可能存在的渗漏,以便事先采取相应的防范及应急措施。

认为应严格按规范要求的项目进行监测,水平位移的监测应采用桩顶水平位移及土体深层水平位移(测斜)相结合,且测斜孔应尽量布置在周边环境敏感位置、地质条件较差位置,平面上尽量不要太靠近角点。基坑基准点要设置在基坑位移影响范围之外。必须按照要求设置支撑轴力、混凝土支撑应力监测点,所用轴力计和应变计必须进行校核。

监测初始值在基坑开挖前测量不少于2次,确保基坑在每层土开挖过程中的测试次数不少于一次,位移临近或超过报警值时要加密监测次数。每次监测结果要及时向设计、建设单位等相关部门汇报,发现异常情况要及时通知相关各方。雨季或出现水管爆裂等异常情况时,要加密监测次数,直至位移稳定、基坑安全有保障才能恢复正常观测。

(6)严格控制基坑开挖程序和施工配合:

基坑开挖前须对地连墙围护施工过程和质量、墙缝止水加固、降水监测等工作进行全面总结和分析及时发现基坑围护可能存在的问题,并对围护结构施工中可能存在的问题制定和落实防范措施。做好开挖条件验收工作。

在基坑开挖中应严格按照先探后挖、随挖随撑的施工程序执行,防止围护结构出现大的变形,造成地连墙接缝渗漏。基坑开挖须在各项准备工作准备充分前提下,从第一道支撑开挖到结构底板浇注完成整个阶段必须按照快速、有序地要求开展各项工作,开挖过程中对地连墙墙缝或接驳器等易发生渗漏部位先开样沟检查,发现渗漏及时回填,及时注浆处理。同时合理调整工序。

加快挖土与支撑速度,确保及时挖土、及时支撑。在地墙凿毛过程中,对易发渗漏的墙缝位置严禁混凝土凿毛,对于渗漏点必须随挖随堵,当挖至基坑底标高时,须做到垫层随挖随浇,加快底板施工进度。

2、基坑结构风险防范技术措施

工程本身结构和特征决定了工程本身的风险。主要反映在下列几个方面:天津地区的深基坑的开挖深度达到一定范围时,基坑风险将会有一个质的变化。一旦深层粉砂、砂性土发生突涌或出现坑底渗漏,不仅对工程产生毁灭性灾难,同时对周边环境也将产生灾难性打击;基坑越宽,基坑支撑体系稳定问题就显得尤为重要。基坑的宽度对支撑稳定有直接的影响,受到土体回弹和承压水作用下,立柱在开挖阶段通常隆起,而立柱的隆起对支撑稳定有致命的影响;平面异形的基坑,由于设计通常采用平面计算,不考虑基坑空间受力平衡的问题,容易在基坑异形的部位点产生应力集中,出现节点破坏;基坑由于周边交通等影响,特别是重车等影响,也会加大围护变形或差异变形,引发基坑渗漏或周边管线损坏等事件发生。基坑工程结构引起风险的防范技术控制措施如下:

(1)基坑围护结构及支撑系统的正确选择基坑围护结构及支撑系统的选择必须结合具体的情况和规范要求,同时也要充分考虑环境条件、建筑物的结构对基坑施工的特殊要求、各种围护结构的适用范围、技术特点以及造价。

(2)根据基坑底部土层分布及各土层特性,严格控制疏干井的疏干降水工作,减少微承压水、承压水对立柱隆起的影响。

(3)信息化施工:基坑工程事故的调查表明,任何一起基坑工程事故无一例外地与监测不力或险情预报不准确相关。在基坑施工中,应时刻关注周边环境的变化,同时对一些异常情况采取必要的工程措施。

3、周边环境风险及其控制措施:

在市区修筑地下工程,尤其是在地面建筑密集、地下管线复杂的城市中心地区,地铁施工引起的地面沉陷将有可能危及周围建构筑物、管线的安全。在施工前必须清楚地掌握工程沿线建构筑物、管线的构造、型式、年代、使用状况等情况,对工前建构筑物、管线进行评估,确定建构筑物、管线的已有的变形以及抵抗剩余变形的能力。其次在施工过程中进行监控量测,并根据评价指标进行判断,对建构筑物、管线进行评估。做出比较合理的技术决策和现场应变措施。最后对建构筑物、管线工后进行评估。应开展以下 5 个方面的工作:①建构筑物、管线资料的调查;②建构筑物、管线现状评估;③地铁施工对邻近地层和建构筑物、管线的影响与预测;④地铁施工沉降控制标准的制定;⑤地铁施工过程管理和控制程序的制定。对于周边环境风险采取以下几点措施:

(1)认真核查周边环境资料与设计图纸是否一致。

施工单位在基坑施工前,应先对周边环境资料按设计图纸先核实,特别是地下建(构)筑物,地下管线,一旦发现与设计图纸不符,应及时通知设计进行设计变更。由于种种原因,部分地下建(构)筑物,地下管线在基坑施工前未能查清,则在施工过程中一旦发现或发现情况与设计图不同,应及时向设计反映,以便及时进行设计变更,确保基坑安全。

(2)严格施工程序加强施工过程管理:

由于施工不慎引起基坑周边管线(包括给排水管、电缆线、煤气管)等破坏,是基坑工程常见的事故之一,这一点施工单位应高度重视。

(3)、认真核查止水结构能否满足止水要求:

止水结构能否满足止水要求是基坑施工能否顺利的重要因素,也是基坑施工过程中周边环境的安全与否的重要因素之一。目前基坑工程常用的止水结构为搅拌桩止水帷幕、高压旋喷桩止水帷幕。砂层中含有较多的旧基础,特别是木桩基础;砂层中的水为流动水;止水帷幕施工过程中,设备故障多,导致止水帷幕的施工搭接口较多等情况下一般止水效果不佳,建议采取复合型止水帷幕,增加高压注浆。

4、施工工序等引起的基坑风险防范技术措施(1)围护结构未完全闭合情况下开挖

由于受交通或某些重要管线的影响,围护结构无法完全闭合。还有某些出入口设计,在端部取消了围护结构,利用放坡作为围护等。围护结构未闭合的情况 6 下开挖对基坑而言是极具风险的。特别是砂、粉性土或土层存在有薄层砂、粉性土,施工又值雨季等地下水变化频繁的季节,极易发生基坑土体滑移而造成基坑坍塌事件。在围护结构未闭合的情况下开挖,必须预先落实专项技术措施。否则严禁开挖。

(2)前后工序搭接或预留存在障碍:

地铁车站施工由于受交通、管线等诸多因素影响,不可能避免地存在有分段施工。如车站出入口、风井与车站主体分段施工。分段施工新老砼的接口处易在新老混凝土结构搭接处发生渗漏、流水流砂,会对环境和基坑工程产生危害。

因此必须包括不同围护结构施工工艺,工法的接口从设计落实防范措施。车站主体与出入口、风井两种不同围护结构工法之间的接口设置旋喷桩止水措。

(3)不同部位对对地基加固止水方案选择。

不同的加固方法有不同特征,无论是双轴搅拌桩还是三轴搅拌桩,与地连墙等其他工艺、工法无法形成有效搭接。需采取旋喷对其搭接部位进行止水等加固。选用适宜的加固形式,优化加固工艺过程,合理安排工序。

四、结束语:

地铁工程建设投资大,施工周期长,车站基坑一般位于城市中心区周边建筑物密集、各种地下管线多,工程结构及施工工艺复杂。包括工程自然环境、场地条件等工程风险影响因素多。因此,造成地铁工程建设期间的风险发生机理具有多发性,潜在的不利后果和损失具有严重性或灾难性,由此而产生的环境影响和社会影响范围大、程度严重。地下工程建设必须加强风险管理,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则,采取有效的管理措施和技术措施。实施经济、可行、主动的,确保安全的处置对策,减少或降低可能发生的风险及损失。

参考文献:(1)《基坑工程手册 》 刘国彬,王卫东,中国建筑工业出版社 出版时间: 2009-11-1

(2)上海土木工程学会,地下及隧道工程事故和风险监控技术,2009

地层学 篇9

复合地层中盾构滚刀磨损原因分析及对策

通过系统地总结和分析约40台次混合式盾构机在复合地层中掘进近100km的滚刀磨损情况,对滚刀磨损做了定性分类,并根据滚刀磨损的.影响因素,提出滚刀磨损的对策,以期指导今后复合地层施工中盾构机刀盘刀具选择、配置及盾构掘进.

作 者:竺维彬 王晖 鞠世健 Zhu Weibin Wang Hui Ju Shijian 作者单位:广州市地下铁道总公司,广州,510380刊 名:现代隧道技术 ISTIC PKU英文刊名:MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY年,卷(期):43(4)分类号:U455.3+9关键词:复合地层 盾构 滚刀磨损 原因分析 对策

试析煤田勘探地层构造活动影响 篇10

【关键词】煤田勘测;地层构造;勘探技术

煤田是我国目前的主体能源,是能源的基础。煤田的地质勘测是煤田工业顺利发展的必要条件,它贯穿于国民经济、煤田工业和我国经济社会发展的全过程,一方面担负着开发、利用和环境保护的责任;另一方面担负着为煤田发展提供可靠资源的重任。煤田地质开发必须依靠煤田勘探技术,煤田的勘探技术又必须围绕煤田工业的发展而发展。因此可知,建立新型的煤田地质勘测体系,推进煤田地质的科技创新,是煤田健康发展的需要,也是我国国民经济健康快速发展的客观要求。

一、煤田勘探和地质之间产生的问题

(一)煤田的水文地质条件复杂

随着开采深度的增大,经常会出现突水事故,突水量也逐渐增加。由于煤田的水文条件相对复杂,再加上开采深度增加,浅部矿井的水治理技術往往不适宜对深部矿井进行运用。

(二)灾害性的地质现象

在动态地质的研究方面,常见的井下灾害,如:井筒破裂、突水、冲击地压、瓦斯爆炸、岩煤突出等危险情况,实际上是一种动力地质现象。类似的这些现象都和岩体的应力场有关。主要是因为岩煤被采集,原有的自然条件和地质因素间的生态平衡遭到破坏,岩体应力再分配,那么最后就导致了这些灾害性的地质现象。

(三)煤矿区的环境问题

由于矿区的开发违反了自然环境的规律,破坏了地质体系,因此很可能形成一系列环境问题,例如:一氧化碳污染、二氧化硫污染、粉尘、沙化和水污染等更具破坏性的灾难地质现象,比如滑坡、地震、地面坍塌和地裂等。由于很多原因影响,煤矿逐年开发,旧账未清,新账纷至,产生的后果非常严重。煤矿的环境问题是煤炭工业发展的关键一环,矿区的环境治理和评价应该更加抓紧、提上日程。

(四)资源匮乏

从提高勘测精度来看,现代煤炭工业和自动化采掘的特点是连续作业。这就要求在勘测开发前必须查明所采煤层的变化,例如煤层厚度和结构等细微变化,煤层和顶底板岩物理学性质的局部变化等。但是目前世界的煤炭总储量和我国现有的探明量均未充分满足现代开采要求的地质信息,因此,为了适应现代化、机械化的开采要求,需要做到普遍补充勘探。

(五)煤层的开发难关需攻克

在煤层的开发中,目前常出现的问题有:多数井煤生产率低、钻井冲洗液污染煤井、完工后坍塌等。这些难关需要利用先进的科学知识解决。

二、煤田勘测与地层活动

(一)认真选样

在开展选样的时候,最关键的内容就是确保样本具有非常显著的代表性特征,例如收集钻芯煤样时,需要确保煤芯的采取率,只有这样才能确保样本具有较好的针对性,通常此比率要高于百分之八十。若比率太低,样本就没有意义,从而影响煤质的检验结果,开采时就会与结果差距较大。

(二)认真进行煤质和地层活动的分析、检测

煤田地质的勘测阶段,对于煤质的分析和测定时根据煤层的种类、用途等类别确定的。例如,动力用煤,它对煤质没有太高的规定,因此它的煤质分析测定的项目就比较少,只有煤灰的熔融性和成分;又如当确定煤牌号的煤样时,煤质分析测定的项目有:灰分、挥发分、全硫和浮煤等。尤其是褐煤,需要结合具体的状况分析是否需要对其进行腐殖酸的测试。

(三)认真编写材料

第一,认真审查和分析煤质。在处理煤质分析的时候,通常都要认真审定样本的精准性和针对性等特征,要进行适当的取舍,这样做就可以降低人为的失误性。最常见的就是灰分的测定时,若数值非常高,首先就要分析是否因不慎混入了泥浆物质,或是没有正确布置钻孔方位,除了这两项外,还要分析是否因钻孔正巧位于比较浅的煤层地段,导致灰分不合理。如果经过一定的分析后,发现上述问题都不是根本原因,那么接着就应该分析是否在移送及检测的过程中将样本弄混,或者送样单据出现了失误。而且最后就算选定样本,已展开了深入的探讨,相关的机构还是要对其进行检测的复核,这样的目的是为了保障样本的针对性。除了上述问题之外,当硫分不合理时,也要展开详细的分析探讨,要分析钻孔时是否危急到了样本,最常见的就是钻孔时将样本烧坏;还应检测钻孔是否在预订的区间中。因此可知,当检测信息不合理时,首先就要分析勘测活动是否出错,接着分析样本的制作和检测时是否出现不合理现象,最后再使用最精确的数据进行勘探活动。

第二,总结煤质地层的变化规律,用于勘探实践。煤质的变化规律对以后的煤田勘探和开采有重要的指导、参考意义,是地质勘测中煤质分析和地层构造分析的重要环节。就算遇到构造复杂的煤田或煤质变化比较大的煤田时,也能通过分析结果找出规律从而保证勘探的顺利进行。

(四)采用新技术勘测煤田和地质活动

近年来,勘测仪器日新月异,性能更加灵敏,分辨率、精确度更高,并由计算机实时分析、处理和监控,并由此计算出三维图形供相关人员研究;勘测方法也是多种多样,例如:多参数测量和多方法融合发展,计算机和高新技术结合应用,在各作业单元甚至整个勘测系统都有重要作用。新技术的运用形式如下:

第一,井下的勘测技术依据国内外资料,对于小型褶曲和小断层而言,如落差低于5米、长度小于150米,近期是不可能用地面勘测方式探明的,而现今的探地雷达技术快速发展,可以采用此方法解决先前无法探明的问题。

第二,技术先进的国家越来越重视水平钻进法,即沿着煤层钻进,并采取与其相配合的技术。水平钻进技术是由受控的定向钻进演进而来的。这种钻进技术在近几年发展很快,不仅仅能在井下沿着煤层钻进,还可以沿着地面垂直——圆弧——水平线的轨道进入煤层勘探。

结束语

如上文所述,采掘活动会诱发危害矿井安全的动力地质现象。因此,预测该动力地质现象和其强度,不能仅凭原始地质的静止数据,还要分析岩煤层应力等元素的动态特征,从而将煤田的勘测和地层构造结合起来,高效、高产地实现采煤和勘探的速度性、效率性。

参考文献

[1]胡川.煤田地质钻探的相关问题研究[J].西部探矿工程,2013(02)

[2]安庆,马飞宙.新疆三塘湖煤田条湖勘查区9号煤层煤质特征分析[J].煤质技术,2013(01)

[3]思勤,解瑞.探讨煤田地质勘探的技术分析与趋势展望[J].中国科技博览,2013(02)

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