论文部分内容阅读
南水北调工程是优化我国水资源配置的重大战略性基础工程。’北京PCCP段工程作为南水北调中线工程的末端重要组成部分,其地质条件复杂,施工沿线地质灾害分布点多、面广、成因复杂,灾害的发生既与自然条件相关,又与城市工程施工人为因素密不可分。采用多种技术手段,对沿线突发性的地质灾害和缓变型地质环境变化进行研究,以达到兴利除害,科学防灾减灾的目的;同时探索重大城市线状“生命线”工程地质灾害与环境效应研究方法,具有十分重要的意义。本文在分析研究了国内外跨流域远距离调水的资料的基础上,以南水北调中线北京段PCCP工程为例,从工程地质条件和地质环境条件入手,采用多种技术手段,如数值模拟计算、突变理论等对工程沿线突发性的地质灾害和缓变型地质环境变化进行系统研究研,探索重大城市线性工程地质灾害与环境的互馈机理,取得下列成果和认识:1、在揭示南水北调北京PCCP段地质灾害的分布规律和致灾机理的基础上,探索重大城市线性工程设施、工程岩体、水体、人类活动、自然地质环境之间的相互耦合作用机理,进而提出线性工程地质灾害风险管理的措施方法,针对典型地质灾害和跨河、穿路及不良地质条件等处理归纳提出了防治策略和处理措施,为工程安全施工和运营维护提供依据;2、采用多种技术方法,如典型地质灾害数值模拟和突变理论分析等,对线性工程边坡崩塌、滑坡、泥石流、岩溶灾害、暴雨、洪灾、冻融、砂土液化、爆破震动等方面的工程危害性进行综合评价,特别是应用FLAC3D及GeoStudio模拟软件对施工土质、岩质边坡在负重、暴雨条件下的工况做了模拟。模拟结果表明,土质边坡和岩质边坡稳定系数较高,不考虑边坡其余的失稳因素,在车载管道运输加载条件下是稳定的。通过在暴雨情况下的模拟,结果表明土质边坡安全系数降低,处于失稳边界。这与实际情况基本相符。提出相应的防护措施和处理方法,达到除害兴利、防灾减灾的目的;3、利用水、岩相互耦合作用及其变形破坏力学效应分析原理,研究分析工程区域许多不良地质条件和城市先存工程条件对引水工程的影响和相互作用,重点研究管道通过软土、黄土、砂土液化、地面沉降、铁路、公路、河流、地下管道等区域,引发水岩类型、速度或规模的改变,导致岩土体失去与其周围环境的平衡,发生灾变的可能性和潜在危害性,特别是岩土风化、施工降水、水土流失、地下水浸没等环境地质问题的影响和危害性,进而提出相应的处理措施和防治方法,为引水工程管道施工和安全运营保驾护航;4、研究分析引水工程岩质隧洞和第四系松散层隧洞的工程地质条件和主要问题,对岩质隧洞施工存在的坍塌、突水突泥和松散层隧洞存在的掌子面坍塌、渗水等地质灾害从多角度进行了分析评价,并提出相应治理措施;5、研究分析在城市郊区及市区工程施工,遭遇大量的地面建构筑物及地下设施,特别是城市供水、暖、电、信、污、热、油、煤气等管网及地铁等地下设施,对工程安全施工和运营的影响,重点分析评价地下设施的受力状况发生改变,结构受到影响,地下管线受力状况发生改变,可能潜在产生断裂、扭曲等现象的地段和采取的防护措施,探索重大城市线性工程施工与城市地面构筑物、交叉物、埋地管线、文物保护的相互关系及其安全性和社会影响,为大城市类似工程研究提供参考依据。