道桥铁道专业地质与线路构造认识.docx
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道桥铁道专业地质与线路构造认识
第一部分专业认识实习
一、实习目的
通过专业认识学习,使学生对道路桥梁工程结构物进行初步认识,明确其构造类型及结构组成等情况,进一步提高学生的形象思维能力和空间想象能力,以达到理论联系实际,增强学生学习的兴趣和主观能动性。
二、实习任务
(一)路基工程
1.认识路基的组成与分类;
2.了解路基宽度、路基高度、路基坡度、路基压实等技术指标;
3.认识路基地面排水与地下排水等排水设施;
4.认识路基边坡的防护与加固工程;
5.了解特殊路基处理的常用方法;
6.了解路基现场施工工作内容。
(二)路面工程
1.认识路面的组成与分类;
2.了解不同类型路面的相关技术指标;
3.认识路面加宽和超高的变化;
4.认识路面排水工程;
5.了解路面现场施工工作内容。
(三)桥梁工程
1.认识桥梁的组成与分类;
2.了解不同类型桥梁的相关技术指标;
3.认识桥梁的上部结构、支座及下部结构;
4.了解铁路、公路桥梁现场施工工作内容。
(四)铁路线路
1.认识铁道工程建筑物组成;
2.了解铁路勘测的相关技术指标;
3.了解铁路现场施工工作内容。
(五)隧道工程
1.理解隧道的组成与分类;
2.了解隧道的相关技术指标;
3.了解隧道的不同施工方法;
4.认识隧道的主体结构及附属工程。
(六)交通安全设施
1.认识交通标志的分类及支撑方式;
2.掌握各种道路标线、文字、箭头、突起路标及路边轮廓标的具体含义;
3.认识护栏的作用及对不同形式护栏的选用;
4.了解隔离栅及防眩设施等其他交通设施。
三、实习指导
(一)路基工程
1.认识路基的组成与分类:
2.常见路基断面形式:
3.路基填筑施工工艺:
4.路基横断面标准图:
(二)路面工程
1.混凝土路面分类:
2.混凝土路面施工:
(三)桥梁工程
1.桥梁的组成:
2.桥梁施工
桥梁下部结构施工:
指桥梁基础和桥台、桥墩的施工。
桥梁基础按其构造和施工方法分为:
明挖基础、桩基础、管柱基础、沉井基础及沉箱基础。
明挖基础可敞坡开挖基坑或用围堰围护开挖。
桩基一般用锤击打入,或震动下沉,或钻(挖)孔灌注等方法施工。
60年代以来,随着水上自升平台、高效能钻挖机械以及泥浆护壁、泥浆排土等新工艺的发展,钻孔灌注桩在桥梁基础中的应用日益广泛。
管柱施工一般靠震动强迫下沉,并在管内用钻、挖、吸等方法清除土石,以减少下沉摩阻力。
沉井和沉箱施工,在岸滩或浅水中多用筑岛施工,深水中可用浮运施工。
沉井使用抓土机或吸泥机等在沉井内除土,同时排水或不排水下沉。
沉箱一般多用人力在高气压下开挖除土,劳动条件差,目前已很少使用。
圬工桥墩、桥台多采用就地建造,也可预制构件拼装施工,混凝土高桥墩近来多使用滑升模板就地灌筑。
桥梁上部结构施工:
指桥梁上部结构的制造和安装架设,包括钢桥制造和钢桥架设、混凝土桥制造(包括素混凝土桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥)和混凝土桥架设,以及石桥、木桥的施工等。
钢桥在工厂内制成杆件或梁段、运至工地拼装架设。
混凝土桥可在工厂内预制构件或节段,也可在桥位上灌筑。
石拱桥一般用拱架法在桥位上砌筑。
木桥加工容易,多在工地制造,安装架设。
钢桥架设和混凝土桥架设的施工方法,按桥梁结构在架设施工中受力状态的不同可归纳为:
①支架施工法。
由支架承重,结构在施工中处于不受力状态。
②悬臂施工法。
由结构本身承重,其受力状态为悬臂体系。
③整体架设法。
结构受力状态视架设时采用的支承条件而定。
桥梁附属工程的施工:
指桥头引道及导流建筑物的施工。
桥头引道的河滩路堤部分应使用透水性强的土质填筑,并用砌石护坡以防冲刷。
导流建筑物多在枯水季节,按照设计用柴排、石笼、砌石或混凝土等就地建造。
(四)铁路线路
轨道是铁路线路的组成部分,这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。
作为一个整体性工程结构,轨道铺设在路基之上,起着列车运行的导向作用,直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。
在列车运行的动力作用下,它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性,保证列车按照规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行。
钢钢轨的作用:
直接和车轮接触,并提供运行阻力最小的接触面,引导列车按规定的方向运行。
钢轨的型号:
根据每米钢轨的质量分为75、60、50和43。
轨钢轨的标志:
在每根钢轨的轨腰轧制有生产厂标志、钢轨型号、制造年月等。
联接零件-接头连接零件:
接头连接零件:
联接两根钢轨端部。
功能:
接头联接零件使车轮能顺利滚过钢轨接头,并保持前后两根钢轨协调工作。
联接零件-中间连接零件:
中间连接零件:
联接钢轨和轨枕,称为扣件。
功能:
钢轨和轨枕连为一体构成轨道框架,使两股钢轨保持正确的相对位置;扣件提供足够的压力,防止钢轨倾覆,阻止钢轨的纵向移动。
轨枕:
轨枕的功能:
支承钢轨、保持轨距和线路方向,并将来自钢轨的压力经其分布后传于道床。
轨枕的分类:
按材料可以将轨枕分为木枕、混凝土轨枕和钢枕。
钢枕在我国很少使用。
我国的钢筋混凝土轨枕分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。
(五)隧道工程
1.隧道的组成:
2.隧道施工:
新奥法:
应用岩体力学的理论,也就是隧道开挖后采取锚杆和喷射混凝土为主要支护手段及时的支护,以维护和利用围岩自身承载能力为基点,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、控制来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。
隧道设计是以标准支护、信息反馈和数据分析法为主,所以施工中尤其要充分重视和加强初期支护体系的质量控制。
盾构法(ShieldMethod)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
(六)交通安全设施
城市道路交通标志标线,车辆、道路、驾与交通安全的关系。
第二部分工程地质野外实习
一、实习的目的与任务
1、目的:
教学实习是本课教学内容中重要环节之一。
通过实习,可以起复习和巩固课堂讲授的基本概念和基本理论的作用,还可以接触到工程地质野外调查的基本方法,使学生初步懂得如何利用地质理论联系工程实际来分析地质与工程的关系。
2、任务:
(1)褶曲构造裂缝(节理)、断层概念及野外特征;
(2)岩石风化的工程性质及特征;
(3)几种地貌、分水岭、河漫滩、崩塌、陡崖、滑坡、岩溶等地貌的特征和分析;
(4)顺向坡、逆向坡、横向坡及其与工程关系。
5)初步训练鉴定和描述岩石露头及地质坡面的野外工作方法(包括地质罗盘使用原理和方法)。
二、实习要求:
实习以小组为单位独立开展工作,仔细收集和整理资料。
如果提交的报告和图件不符合实际情况,或没有达到指导老师的要求,则一律返工。
每个人必须完成一套作业,严禁抄袭他人作业。
实习成绩实行百分制,实习报告和图件的质量占70%,实习答辩占20%,实习纪律占10%。
凡实习成绩不合格,或旷课超过一天,或事假超过二天,或严重违反实习纪律者一律不予通过。
三、实习地及主要内容:
(一)实习地:
柞水
1、总概念:
柞水沿河边延长约6公里,作南西—北东方向的石灰岩为主组成的山。
山西面面临柞水,悬崖峭壁,形势十分险峻。
沿江边发育着许多熔洞,在这里发育着许多水平溶洞,还有漏斗状溶洞和天然桥等。
在幕府山的东北端有一座三面环水,高约40米的小山。
山体水小,但地形险峻,山脊沿河岸陡立。
岩石由白云质石灰组成(含镁质石灰岩,属奥陶纪)。
它曾经受剧烈的造山运动影响,岩体非常破裂,裂缝发育且位于断层地带,临长江边一带垂直山的走向有许多下切基岩发育成冲沟的斜谷,将山体切割成许多三角面山。
它们依次排列组成直线分布,是大断层的上盘(相对升起的部分),在三角面山的陡崖上有许多断裂位移证据:
如断层擦痕、断层角砾、断层台阶等。
长江流经这里,受到断裂构造带走向控制,河流沿断裂明破碎带下切侵蚀,使河床直线流过。
所以沿江边也可以看到山势延长方向几近一致,这是明显的断层河谷地貌。
燕子矶是一个单斜山由红色砾岩和砂岩所组成(晚白鉴纪浦口组)。
砾石成分复杂,形状不一,它主要由砂岩和石灰岩的岩屑组成,其中也有些是岩浆岩成分。
胶结物是铁质和硅质为主,故岩石质地较坚,岩石倾角较陡,靠江边是向坡,有明显的垂直裂缝组合,切割岩体,经过江水冲刷坡脚淘空,沿裂隙崩塌,沿江岸形成陡崖。
2、观察内容:
(1)观察1号洞附近,含镁质石灰岩的岩石性质,风化程度、地质构造;
(2)分析1号洞石灰石的构成及发展规律;
(3)观察岩石性质、地质构造、地貌特征:
测量岩层层面的产状要素(走向、倾角和倾向);
(4)观察南岸地貌(岩溶地貌、河漫滩地貌、单斜山地貌、断层地貌)。
(二)实习地:
姜眉半山公路
1、总概念:
半山公路在秦岭的北坡,岩石主要由古代石灰岩、页岩和石英砂岩组成,公路在山坡边缘盘旋而上。
在石灰岩、页岩、砂岩等地区,有许多公路边坡坡面,坡面上可见到各种地质现象。
例如:
页岩地区的严重风化现象;断层证据,擦痕,在石灰岩中夹有带状分布的方解石结晶体,它们呈放射状分布。
地貌方面有垂直岩层走向发育的冲沟,有石英砂岩沿裂缝纹面崩塌而成的陡崖,有坡积层覆盖着的顺向坡。
这里挖路堑后已发生滑坡,可以看到许多环状裂缝和土体崩塌现象。
2、观察内容:
⑴沿公路鉴定岩石的矿物成分,结构的构造以及风化程度定出不同的岩石名称;
⑵观察裂缝(节理)、断层的特征(擦痕)和放射状方解石结晶体(也是石灰岩体内的断层证据);
⑶用罗盘仪测出岩层走向,倾向和倾角,并定出路堑是顺向坡、逆向坡或是横向坡;
⑷观察顺向坡和路堑的土体塌滑现象;
将上述各种地质、地貌特征扼要记录在地质调查表格中(在工程地质评价栏内写出各个路堑边坡稳定性和路基稳定性,天然石料的地质评价)。
(三)实习地:
秦岭
1、凤凰岭附近实习:
(1)可见长石砂岩,长石砂岩为侏罗纪,倾向南西,倾角15°左右。
观察长石砂岩的颗粒成分和胶结物,可见节理和断层擦痕。
观察岩石的风化程度,观察坡积层的厚度和成分;
(2)观察地貌特征,马鞍状地形,顺向坡、逆向坡;
(3)滑坡形成的原因;
(4)铁路通过滑坡地区,工程地质勘测应注意的问题。
滑坡与公路、铁路工程的关系;
(5)明硐结构的特点,明硐周围防止滑坡的措施(御土墙和地表排水设备等)。
2、310省道公路一带实习:
(1)可见二迭系石灰岩(黑色,铁锤击有臭味,中间含隧石)。
观察石灰岩的矿物成分、构造、结构;
(2)在山顶部可见泥盆系石英砂岩、页岩等。
观察砂岩的颗粒物质、胶结物;
(3)观察公路两旁的地貌特征及顺向坡、逆向坡、横向坡;
(4)观察公路旁的地质构造现象(在石灰岩中的断层擦痕、断层角砾岩,重晶体的放射状方解石脉、磨光面、砂岩中的断层擦痕等)。
(四)实习地:
和尚原(秦岭分水岭附近)
1、观察玄武岩性质、特征、结构、构造及风化程度。
2、观察玄武岩地区的地貌特征。
3、观察玄武岩柱状节理的特征产状。
4、观察玄武岩沿途第四纪地层(残积、坡积、冲积等)。
5、观察粘土、亚粘土、砂土、砾石的分布特征及其物理力学性质。
第三部分总体安排
一、实习方案:
实习过程总体可安排为四个阶段进行:
①准备阶段;
②实习阶段;
③总结阶段;
④学生完成实习报告阶段。
二、时间及内容安排
第9周(4月16日~4月22日),班;
第10周(4月23日~4月29日),班。
序号
时间
实习内容
用车(班/辆)
1
星期一
上午
下午
2
星期二
上午
下午
3
星期三
上午
下午
4
星期四
上午
下午
5
星期五
上午
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