隧道工程地质学

概论

第一节隧道工程地质学的性质及任务

第二节隧道工程地质学的发展

第一篇隧道工程地质学基础

第一章矿物

第一节矿物的概念

第二节矿物的外形和物理性质

第三节常见矿物

第二章岩石和土

第一节岩石的基本概念

第二节沉积岩

第三节火成岩

第四节变质岩

第五节土

第六节特殊岩

第三章岩体

第一节基本概念

第二节岩体结构

第四章地层

第一节基本概念

第二节地层年代表

第五章内外动力地质作用

第一节基本概念

第二节地壳运动

第三节地震作用

第四节岩浆作用和变质作用

第五节风化作用

第六节剥蚀作用

第七节搬运作用

第八节沉积作用

第九节负荷地质作用

第十节硬结成岩作用

第六章地质构造

第一节基本概念

第二节岩层、节理面、断层产状

第三节节理

第四节断层

第五节褶皱

第六节活动断层

第二篇隧道工程地质问题

第七章隧道施工地质灾害

第一节围岩（土）变形失稳塌方

第二节涌突水

第三节涌突泥

第四节隧道洞内泥石流

第五节涌沙

第六节煤与瓦斯突出爆炸

第七节岩爆

第八节地面塌陷及地表水源流失枯竭

第九节我国隧道施工地质灾害状况

第八章隧道施工不良地质体

第一节断层及其破碎带

第二节节理密集发育破碎岩体

第三节岩溶及其充填物

第四节软岩（含软夹层）

第五节煤层与瓦斯及其他有害气体

第六节含水体

第七节褶皱构造

第八节在采及废弃矿巷

第九节饱水全风化及暴露后极易风化软化岩脉

第九章隧道施工不良地质体与隧道洞内地质灾害

第一节断层（断裂）及其破碎带与隧道洞内地质灾害

第二节节理密集发育破碎岩体与隧道洞内地质灾害

第三节岩溶及其充填物与隧道洞内地质灾害

第四节隧道施工穿越软岩可能造成的地质灾害

第五节隧道施工遇煤层、瓦斯及其他有害气体可能带来的地质灾害

第六节隧道施工揭穿含水体带来的地质灾害

第七节隧道施工揭穿废弃矿巷可能带来的地质灾害

第八节隧道施工揭穿饱水全风化及暴露后极易风化软化岩脉可能带来的地质灾害

第九节褶皱与隧道洞内地质灾害

第三篇隧道工程地质工作

第十章隧道工程地质阶段性工作

第一节隧道工程可行性研究阶段地质工作

第二节隧道工程勘察阶段地质工作

第三节隧道工程施工阶段地质工作

第十一章隧道选线

第一节沿河谷隧道宁里勿外、宁长勿短

第二节越岭隧道宁低勿高、宁长勿短

第三节穿越大河湾隧道截弯取直

第四节不同地质条件下隧道位置的选择

第五节不良地质的避让

第十二章隧道工程地质勘察

第一节基本概念

第二节隧道工程地质勘察的阶段划分

第三节隧道工程地质勘察的任务

第四节隧道工程地质勘察方法及其主要工作

第五节地球物理勘探技术

第六节目前我国隧道工程地质勘察工作中存在的问题

第十三章隧道工程岩体（围岩）分级

第一节隧道工程岩体（围岩）分级现状及其发展趋势

第二节工程岩体分级标准（GB50218—94）

第三节公路隧道设计规范（JTGD70—2004）

第四节铁路隧道设计规范（TB10003—99）

第五节隧道施工地质预报围岩级别确定现状

第六节隧道施工阶段围岩级别确定

第七节隧道工程岩体（围岩）分级中值得研究的问题

第四篇隧道施工地质预报

第十四章隧道地质预报

第一节基本概念

第二节开展隧道地质预报的必要性

第三节隧道施工地质预报的目的及其主要内容

第四节隧道施工地质预报技术现状及其发展

第十五章隧道施工地质预报方法

第一节地质法

第二节超前钻孔法

第三节超前导坑（平行导坑、隧道）法

第四节波反射法隧道施工期超前地质预报

第六节层析成像法

第十六章隧道施工地质预报设计、预报方法选择及预报体系建立

第一节隧道施工地质预报设计

第二节隧道施工地质预报方法选择

第三节隧道施工地质预报体系的建立

第十七章不良地质体与不良地质现象预报

第一节断层及其破碎带、软岩层（含软夹层）、节理密集发育破碎岩体带、墙状岩脉预报

第二节岩溶预报及在采及废弃矿巷位置预报

第三节隧道涌水（含水体）预报

第四节岩体温度法隧道施工涌水预报

第五节煤层瓦斯、岩爆预测预报

第十八章隧道施工地质预报工作方法

第一节资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸

第二节补充地质调查

第三节洞内地质调查和掌子面地质素描

第三节物探方法的选择和掌子面探测

第四节探测成果分析

第五节预报报告的内容及报告的提交

第六节验证

第十九章隧道施工地质预报问题

第一节强行要求采用某单一预报设备

第二节不重视预报地质工作

第三节围岩级别确定问题

第四节片面强调预报准确率

第二十章隧道穿越不良地质体的处理

第一节节理切割及因岩层分布构成的局部不稳定岩体

第二节断层破碎带、密集节理发育破碎岩体

第三节密集节理发育破碎岩体和构造破碎岩体含水体

第四节地下含水构造单元含水体及与地下含水构造

或地表水相通的断层破碎带含水体

第五节岩溶含水体

第六节除水以外的岩溶充填物及空溶洞

第七节软岩变形支护

第八节软弱围岩开挖

第九节瓦斯及有害气体

第二十一章隧道围岩松弛带与围岩变形及其控制

第一节隧道围岩松弛

第二节隧道围岩变形与围岩岩石性质、岩体状态、地应力状态、洞径及隧道开挖方法关系

第三节隧道围岩变形控制

第四节隧道施工防坍方系统

第五篇隧道风险评估与管理

第二十二章隧道风险评估管理流程与分阶段评估及评估原则

第一节隧道风险评估

第二节隧道风险管理

第三节隧道风险评估基本流程

第四节隧道风险评估管理的基本流程

第五节隧道风险分阶段评估及其评估原则

第二十三章目标风险及风险因素或风险事件

第一节目标风险

第二节风险因素或风险事件

第二十四章隧道风险评估方法与风险管理ALARP准则及架构

第一节评估方法

第二节隧道风险管理ALARP准则

第三节通行的隧道风险管理架构

第二十五章隧道风险分级和接受及处理准则

第一节隧道风险分级

第二节风险接受准则

第三节风险处理准则

第二十六章隧道风险评估存在的问题及对策

第一节隧道风险评估存在的问题

第二节对策2100433B

隧道工程地质学内容简介

《隧道工程地质学》 由西南交通大学出版社出版。

隧道工程地质学作者简介

何发亮，广西贺州人，1962年11月出生。中铁西南科学研究院有限公司教授级高级工程师、副总工程师、学术委员会委员、中级职称评审委员会委员，享受国务院政府特殊津贴专家，中国铁路工程总公司首批有突出贡献的中青年专家，中国铁路工程总公司专家委员会专家，中国铁道科学研究院博士研究生导师、硕士研究生导师。

1984年毕业于中山大学地质学系地质专业，同年分配到中铁西南科学研究院有限公司（原铁道部科学研究院西南研究所）至今，主要从事隧道工程地质、声波探测技术应用、隧道施工地质预报、地质灾害防治研究及文物加固工程勘察设计技术咨询服务工作。

历任中铁西南科学研究院有限公司实习生、助理工程师、助理研究员、副研究员、教授级高级工程师，曾任中铁西南科学研究院有限公司工程地质研究室/地质预报中心副主任、主任，中铁成都勘察设计院总工程师，中铁西南科学研究院有限公司副总工程师。

长期从事工程地质、铁路隧道围岩分级、隧道施工期地质超前预报、声波探测技术应用、地质灾害防治研究和文物加固勘察设计工作，在隧道施工地质超前预报、铁路隧道围岩分级、地质灾害防治、声波探测技术应用及文物加固工程勘察设计等方面有较高的造诣，作出了突出的贡献。

20多年来，主持完成国家自然科学基金“高压大流量岩溶裂隙水与不良地质情况的超前预报和治理”子项“岩体温度法隧道（洞）施工掌子面前方涌水预报研究”、铁道部 “岩溶地区铁路长隧道涌漏水综合治理技术研究”子项“岩溶地区铁路长隧道涌漏水规律研究”、国家863项目“隧道施工期大涌水等地质灾害超前实时预报系统与装备”子项“涌水灾害分级及突发性地质灾害实时预警预报及施工预案专家系统研究”，首次提出了岩体温度隧道施工涌水预报理论及方法、岩溶地下水动力剖面分带混流带概念，实现了隧道施工涌水预报理论和方法的重大突破；参与主持完成“TBM施工需要的裂隙围岩等级划分及地质参数确定研究”，提出TBM施工围岩等级划分方法并为《铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南》（铁建设106号）引用；主持开展了声波探测技术隧道施工地质预报研究；参与完成铁路隧道工程岩体（围岩）分级研究、大瑶山隧道工程岩体力学特性研究及F9断层攻关、青藏铁路察尔汗盐湖路基下盐岩溶洞探测、皖赣铁路下坑隧道运营监测等工作。郭如军，河南濮阳人，1983年3月出生。2005年7月本科毕业于中国石油大学（华东）工程力学专业，获工学学士学位；2008年7月研究生毕业于中国铁道科学研究院岩土工程专业，获工学硕士学位。现任中铁西南科学研究院有限公司工程地质研究所工程师，主要从事隧道地质超前预报研究、技术咨询服务和物探新技术研发工作。

作为主要完成人，完成国家自然科学基金项目“高压大流量岩溶裂隙水与不良地质情况的超前预报和治理”子项“岩体温度法隧道（洞）施工掌子面前方涌水预报研究”，获中国铁路工程总公司科学技术二等奖1项，该成果作为“隧道含水构造等不良地质超前预报定量识别及其灾害防治关键技术”的重要组成部分获2011年国家科技进步二等奖；参与完成“HSP206型隧道超前地质预报仪推广应用研究”，获中国铁路工程总公司科学技术一等奖和成都市科学技术进步三等奖；主持完成中国铁路工程总公司重大科技研究项目岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预报体系研究及软硬件研发”；获中国质量评价协会科技创新奖1项、实用新型专利1项。

主要论文：

《岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预测预报探讨》，现代隧道技术，2007年第2期

《岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预报模型试验研究》，现代隧道技术，2008年第2期

《岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预报正、反演试验研究》，现代隧道技术，2009年增刊

《综合预报技术在隧道岩溶探测预报中的应用研究》，现代隧道技术，2013年第5期

专著：

《岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预报》，西南交通大学出版社，2009年10月

吴德胜，四川德阳人，1974年9月出生。2000年7月毕业于吉林大学应用地球物理专业。曾任中铁二局助理工程师、工程师、高级工程师。现任中铁西南科学研究院有限公司高级工程师、工程地质研究所所长。主要从事工程质量检测与隧道超前地质预报工作。

自2000年参加工作以来，作为技术负责人和项目负责人，参与完成了西南、达万、宝兰、内昆、渝怀、遂渝、兰新铁路，忠垫、富广、广砚、垫邻高速公路和锦屏二级水电站交通辅助洞工程等隧道、隧洞的质量检测和地质超前预报工作；负责编写完成《中铁二局施工技术标准》中“TSP203超前地质预报”、“地质雷达超前地质预报”。

主持或参加“HSP206型隧道超前地质预报仪推广应用研究”、“隧道施工期围岩级别快捷判定技术及配套仪器研究”、“城市浅层高精度勘探技术及设备研制”等多项中国中铁重点课题项目。

主持完成的“HSP206型隧道超前地质预报仪推广应用研究”获中铁总公司科学技术奖一等奖、成都市科学技术进步三等奖，获得中国岩石力学与工程学会技术发明一等奖1项、中铁二局科技进步三等奖1项，荣获中铁二局集团公司“科技工作标兵”和“科技拔尖人才”称号。

主要论文著作：

《三种物探方法在岩溶隧道地质超前预报中的综合应用》，中国地球物理学会第二十二届年会论文集，2006年

《隧道内外结合综合物探地质预报方法应用》，中国地球物理学会第二十三届年会论文集，2007年

《地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用》，工程地球物理学报，2009年第6卷第6期

《TSP203系统在明月山隧道超前地质预报中的应用》，地质装备，2010年第10卷第1期

《山区特长岩溶隧道施工阶段勘察方法探讨》，西南交通大学学报，2012年第47卷增刊

《隧道煤层采空区的探测技术》，物探与化探，2012年第36卷增刊丁建芳，河南商丘人，1979年12月出生。2002年毕业于西南交通大学土木工程专业，同年进入中铁中铁西南科学研究院有限公司工程地质研究室。现任中铁西南科学研究院有限公司高级工程师、工程地质研究所副所长兼总工程师。主要从事工程地质、隧道超前地质预报、工程物探等科研及技术咨询工作。

历任中铁西南科学研究院有限公司助理工程师、工程师、高级工程师，长期从事工程地质、隧道超前地质预报、工程物探、监测及质量检测工作。在隧道施工地质预报和声波探测技术方面有较深入的研究。

参与完成辽宁省水利厅科研项目“大伙房输水工程特长隧洞修建技术——TBM突破不良地质地段的地质超前预报及施工预案研究”、国家自然科学基金项目“高压大流量岩溶裂隙水与不良地质情况的超前预报和治理”子项“岩体温度法隧道（洞）施工掌子面前方含水体预报研究”、国家科技支撑项目“西线超长隧洞TBM施工关键技术问题研究——TBM施工地下水超前预报技术研究”、铁道部重大课题“隧道围岩稳定性及其控制技术研究——高地应力及富水隧道设计理论和方法”子项“富水隧道设计理论和方法”等多项研究课题；主持完成西攀高速公路徐家梁子隧道，南渝高速公路尖坡、漏风垭隧道，襄渝铁路二线马鞍山、华蓥山一号、华蓥山二号隧道，四川大渡河瀑布沟水电站库区公路复建工程，宜宾城市环线公路观斗山隧道，厦蓉高速公路贵州境格都段，四川映汶高速公路等多项工程隧道超前地质预报技术咨询工作。

作为“HSP206型隧道超前地质预报仪推广应用研究”主要完成人，获中国铁路工程总公司科学技术一等奖、成都市科学技术进步三等奖，作为“大伙房输水工程特长隧洞修建技术——TBM突破不良地质地段的地质超前预报及施工预案研究”和国家自然科学基金项目“高压大流量岩溶裂隙水与不良地质情况的超前预报和治理”子项“岩体温度法隧道（洞）施工掌子面前方含水体预报研究”主要完成人，获中国铁路工程总公司科学技术二等奖，获中国质量评价协会创新成果优秀奖1项、国家发明专利1项、实用新型专利多项。

新增选的美国地质学会会士，由现有的美国地质学会会士推荐和选举产生，旨在表彰他们在地球科学领域作出的贡献。 2100433B

工程地质学（engineering geology）研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的科学。地质学的一个分支学科。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响，提出防治措施，以保证工程建设的正常进行。

工程地质学产生于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪之前，许多国家成功地建成仍享有盛名的伟大建筑物，可是人们在建筑实践中对地质环境的考虑，完全依赖于建筑者个人的感性认识。17世纪以后，由于产业革命和建设事业的发展，出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后，整个世界开始了大规模建设时期。1929年，奥地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》；1937年苏联的萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来，工程地质学逐渐吸收土力学、岩石力学与计算数学中的某些理论和方法，完善和发展了本身的内容和体系。在中国，工程地质学的发展基本上始自50年代。

工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质，控制这些性质的岩石和土的成分和结构，以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向；制定岩石和土的工程地质分类。由于各类工程建筑物的结构、作用、所在空间范围内的环境不同，所以可能发生的地质作用和工程地质问题也不同。据此，工程地质学往往分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学和城市工程地质学等。工程地质学的研究方法有运用地质学理论和方法查明工程地质条件和地质现象空间分布、发展趋向的地质学方法；有测定岩、土体物理、化学特性，测试地应力等的实验、测试方法；有利用测试数据，定量分析评价工程地质问题的计算方法；有利用相似材料和各种数理方法，再现和预测地质作用的发生、发展过程的模拟方法。随着计算机技术应用的普及和发展，工程地质专家系统也在逐步建立。