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上海地質(zhì)環(huán)境演化與工程環(huán)境效應(yīng)研究 版權(quán)信息
- ISBN:9787030677297
- 條形碼:9787030677297 ; 978-7-03-067729-7
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
上海地質(zhì)環(huán)境演化與工程環(huán)境效應(yīng)研究 內(nèi)容簡介
地質(zhì)環(huán)境演化特征決定了區(qū)域工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件,城市工程建設(shè)必須以地質(zhì)條件為基礎(chǔ)。本書通過大量的現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測、取樣和分析,從不同視角開展了相關(guān)專項研究,積累了豐富的資料,對上海市地質(zhì)環(huán)境演化過程進行了系統(tǒng)歸納和總結(jié),并對重點區(qū)域建設(shè)場地適宜性進行了綜合評價。以城市超強度開發(fā)為誘因,針對高層建筑和地鐵站深基坑開挖,城市地下空間大面積開發(fā),隧道、橋梁及高架道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中,產(chǎn)生的流沙、管涌、塌方、淺層沼氣排放、地面沉降、水土污染等相關(guān)工程地質(zhì)問題和工程環(huán)境效應(yīng)進行了探討,提出了各類地質(zhì)災(zāi)害防治對策和措施。在此基礎(chǔ)上建立了上海市工程地質(zhì)信息化管理系統(tǒng)和服務(wù)平臺,從點、線、面到三維地質(zhì)體實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)實時更新和可視化,隨時可以提取工程建設(shè)所需的地質(zhì)參數(shù)信息,為工程實踐和城市安全提供強有力的技術(shù)支撐。 本書可供地質(zhì)工程、地下水科學(xué)與工程及土木工程相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和科研人員參考。
上海地質(zhì)環(huán)境演化與工程環(huán)境效應(yīng)研究 目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 上海工程地質(zhì)與城市發(fā)展 1
1.2 上海工程地質(zhì)工作發(fā)展歷程及研究意義 2
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5
1.4 研究方法?研究內(nèi)容與技術(shù)路線 16
第2章 區(qū)域地質(zhì)背景與演化特征 20
2.1 地形地貌特征 20
2.2 晚更新世以來第四紀沉積環(huán)境演化規(guī)律 29
2.3 基巖地質(zhì)及地殼穩(wěn)定性 39
第3章 區(qū)域工程地質(zhì)層序劃分與工程地質(zhì)分區(qū)研究 87
3.1 區(qū)域工程地質(zhì)層序劃分 87
3.2 主要工程地質(zhì)層分布規(guī)律與評價 101
3.3 工程地質(zhì)分區(qū)研究 119
3.4 不良地質(zhì)條件及其對工程的影響 127
第4章 水文地質(zhì)條件及其對工程建設(shè)的影響 136
4.1 水文地質(zhì)層劃分 136
4.2 水文地質(zhì)層結(jié)構(gòu)特征與分區(qū) 139
4.3 水文地質(zhì)層與工程地質(zhì)層對比分析 169
4.4 地下水開發(fā)利用及變化特征 171
4.5 地下水對工程建設(shè)的影響 179
第5章 主要工程地質(zhì)問題及防治對策研究 188
5.1 地基變形 188
5.2 砂土液化 189
5.3 基坑突涌 195
5.4 地面沉降 199
5.5 淺層氣害 263
第6章 建筑場地與中心城區(qū)地下空間開發(fā)適宜性評價 269
6.1 天然地基工程 269
6.2 樁基工程 271
6.3 上海地下空間開發(fā)現(xiàn)狀 281
6.4 中心城區(qū)工程地質(zhì)條件 283
6.5 中淺層地下空間開發(fā)適宜性評價 303
6.6 深層地下空間開發(fā)適宜性評價 316
第7章 深基坑減壓降水引發(fā)地面沉降機理及控制措施 321
7.1 深基坑工程地質(zhì)環(huán)境條件 321
7.2 深基坑減壓降水引發(fā)地面沉降機理研究 326
7.3 深基坑減壓降水地面沉降規(guī)律研究 347
7.4 深基坑減壓降水地面沉降防治試驗研究 377
7.5 深基坑減壓降水地面沉降防治關(guān)鍵技術(shù)研究 388
第8章 重點區(qū)域工程地質(zhì)調(diào)查與評價及環(huán)境效應(yīng) 409
8.1 上海世博會會址區(qū) 409
8.2 上海臨港新城規(guī)劃區(qū)工程地質(zhì)調(diào)查與評價 428
8.3 上海虹橋商務(wù)區(qū)工程地質(zhì)調(diào)查與評價 449
第9章 軌道交通工程地質(zhì)安全評估及風(fēng)險控制關(guān)鍵技術(shù) 485
9.1 工程地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題 485
9.2 軌道交通工程地質(zhì)環(huán)境綜合評估方法 497
9.3 軌道交通建設(shè)地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險識別及評判 506
9.4 軌道交通地質(zhì)環(huán)境安全控制 510
9.5 軌道交通運營期地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險源識別及安全監(jiān)控 520
第10章 工程地質(zhì)信息化與服務(wù)體系構(gòu)建 562
10.1 工程地質(zhì)數(shù)據(jù)信息化 562
10.2 工程地質(zhì)信息系統(tǒng)建設(shè) 565
10.3 工程地質(zhì)信息應(yīng)用服務(wù)體系 572
參考文獻 618
上海地質(zhì)環(huán)境演化與工程環(huán)境效應(yīng)研究 節(jié)選
第1章緒論 上海市域面積為6833km2,其地位在我國乃至全世界都舉足輕重。上海所處的地質(zhì)環(huán)境及其變遷在我國東部濱海平原區(qū)具有一定的普遍性和代表性,但其特殊性也十分顯著。人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境會產(chǎn)生重要影響,同時地質(zhì)環(huán)境對人類工程活動也會產(chǎn)生干預(yù)。對地質(zhì)環(huán)境演化與工程環(huán)境效應(yīng)進行研究,有利于了解長江三角洲及我國東部濱海平原地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的系統(tǒng)演化規(guī)律。 1.1上海工程地質(zhì)與城市發(fā)展 地質(zhì)歷史的演化進程經(jīng)歷了太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代等歷史時期,其中在新生代第四紀我國青藏高原的持續(xù)隆起,塑造了中國現(xiàn)代地形地貌格局。特別是自第四紀以來,由于全球性古氣候旋回的周期性變化引發(fā)了一系列環(huán)境效應(yīng),如沉積環(huán)境隨海水升降、進退而發(fā)生變遷,受地殼構(gòu)造運動與氣候變化等內(nèi)外地質(zhì)營力長期作用的影響,在第四紀沉積層中留下了環(huán)境演化的相應(yīng)證據(jù),尤其是在沉降平原與濱海陸架交接地帶對地質(zhì)環(huán)境變化和海陸交替變遷的響應(yīng)更為敏感。上海位于我國東部沉降平原與濱海大陸架這兩個地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的交接帶上,海陸交替作用強烈,充分利用蘊含地質(zhì)事件的諸多信息,研究第四紀時期形成的沉積地層及環(huán)境演化規(guī)律,揭示早期的陸相環(huán)境、中期的海陸過渡及晚期以海相沉積環(huán)境為主的地質(zhì)環(huán)境演變歷史過程。第四紀期間,上海所處的地質(zhì)環(huán)境是由沉降平原內(nèi)部向平原前緣不斷延伸形成的東部平原系統(tǒng),再向濱海陸架系統(tǒng)逐步推進,且地殼沉降有漸行加強的演化趨勢。 上海及廣大沿海地區(qū)各類工程活動主要涉及第四紀地層。有關(guān)第四紀地層的正確厘定、巖土層的詳細劃分、巖性對比與分布特征、沉積環(huán)境變遷的重建等,都是工程地質(zhì)研究的范疇,需要借助大量的勘察成果資料進行綜合研究并給予充分、可靠的論證。近年來伴隨著上海城市建設(shè)迅猛發(fā)展,分布較淺的晚第四紀地層的中砂層、硬土層是承載城市建(構(gòu))筑物樁基或天然地基的持力層,而城市超強度開發(fā)引發(fā)的地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的控制愈加受到人們的關(guān)注,迫切要求對不同區(qū)域的第四紀地層結(jié)構(gòu)、組成成分與沉積環(huán)境演變過程等基礎(chǔ)地質(zhì)問題進行深入的研究。通過對第四紀地層中沉積韻律與構(gòu)造活動形跡的研究,以及區(qū)內(nèi)磁性地層與極性年表的對比分析,可以為新構(gòu)造活動性質(zhì)及活動斷裂的確定提供重要佐證。因此,研究第四紀沉積環(huán)境、地層結(jié)構(gòu)與工程性質(zhì),無論是在理論上還是在實際工程應(yīng)用上對工程地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展都具有非常重要的科學(xué)價值和現(xiàn)實意義。 上海市在解放初期人口只有500萬人,到1978年為1100萬人,1992年為1365萬人,截至2018年底常住人口已達到2418.33萬人,全年實現(xiàn)國民生產(chǎn)總值32679.87億元,成為長江三角洲的龍頭。經(jīng)濟的高速發(fā)展和人口的快速增長帶動了城市的擴張和大面積的開發(fā),1979年上海市超過24m高的建筑只有135幢,到2013年底已經(jīng)達到36055幢。高層建筑層出不窮,上海的地標建筑“上海中心大廈”建筑主體地上119層,地下5層,總高度為632m,占地面積30368m2,總建筑面積達57.8萬m2,是目前國內(nèi)*高的超高層建筑。上海于1990年1月19日開始修建地鐵1號線,1993年5月28日正式通車,隨后相繼有多條地鐵線路開工建設(shè)和建成通車,截至2019年底已經(jīng)建成通車的地鐵線路有17條,運營總里程達705km,擁有地鐵站415座,位居全國**。還有多條地鐵正在興建,“上海市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2017—2025)”項目實施后,軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模將達到24條線路,總長度超過1000km,車站總數(shù)600余座。另外,跨越黃浦江的大橋已經(jīng)有6座建成通車,穿越黃浦江的隧道已有13條(不含地鐵線路隧道)。上海的建設(shè)和發(fā)展速度,在全國都起到了示范和引領(lǐng)作用,也令全世界矚目。 上海城市的發(fā)展,得益于廣大工程地質(zhì)工作者對城市建設(shè)場地和區(qū)域工程地質(zhì)條件的深入研究。他們肩負起城市工程地質(zhì)調(diào)查和研究的重任,付出了艱辛的勞動,為城市的建設(shè)和發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐,做出了不可磨滅的貢獻。同時,城市快速擴張和工程難度不斷加大,也為工程地質(zhì)工作者提出了更高要求,有力地推動了上海工程地質(zhì)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。 1.2上海工程地質(zhì)工作發(fā)展歷程及研究意義 1.2.1上海工程地質(zhì)工作發(fā)展歷程 上海是中國近代地質(zhì)科學(xué)和地質(zhì)工作的發(fā)端地之一,為我國地質(zhì)學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展發(fā)揮了重要作用。上海的工程地質(zhì)工作主要以服務(wù)城市建設(shè)為特色,其發(fā)展歷程大致經(jīng)歷了5個階段。 (1)晚清民國時期,地質(zhì)科技教育逐步興起,對地面沉降問題開始研究。 據(jù)相關(guān)史料記載,上海本地開展地質(zhì)調(diào)查與鉆探工作可以追溯到1860年,當(dāng)時在黃浦路(今中山東路)美商旗昌洋行內(nèi)鉆探了**口以取用地下水為目的的深度達77m的深井,于1871年開始觀測記錄水文資料。在1920~1922年,劉季辰和趙汝鈞二人在松江和金山進行地質(zhì)調(diào)查。在此期間,英、美學(xué)者先后發(fā)表了有關(guān)上海第四紀地層及地下水水質(zhì)方面的研究論文。隨后,美國人克里塞利用英商上海自來水公司在市區(qū)開鑿的一些深井剖面資料,首次對上海第四紀地層做了較為深入的研究。在1928年1月~1932年9月,著名地質(zhì)學(xué)家李四光在上海創(chuàng)建了“中央研究院地質(zhì)研究所”。 在上海張華浜附近于1900年設(shè)立了**個水準點——吳淞零點,在1910~1919年,經(jīng)反復(fù)水準測量,發(fā)現(xiàn)西門外一里程標高點高程有3.96mm微小變化,說明在此之前上海地面無明顯的沉降現(xiàn)象。在1920年*早發(fā)現(xiàn)上海地面有下沉現(xiàn)象,是從潮水位上升和水準點高程降低發(fā)現(xiàn)的。在1920~1946年,市區(qū)水準點高程年平均降低達30mm,當(dāng)時已認識到地下水開采是造成地面沉降的主要影響因素,為地面沉降監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。 (2)中華人民共和國成立初期,地質(zhì)工作重點是資源勘探,工程勘察初步應(yīng)用于城市規(guī)劃建設(shè)。 20世紀50年代,上海地區(qū)的地質(zhì)工作曾一度以石油等地質(zhì)普查為主。1958年,上海市成立了上海石油普查大隊,初步查明了上海及周邊地區(qū)全新世天然氣形成、遷移、聚集規(guī)律和分布狀況,編制了《上海市石油、天然氣地質(zhì)普查總結(jié)報告》。當(dāng)時地質(zhì)部在上海進行了1:100萬航空磁法及重力測量普查工作以及1:20萬高精度航空磁法普查。同時,還開展了石材、砂料、泥炭和煤等固體礦產(chǎn)資源的地質(zhì)調(diào)查工作,編寫了《上海地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)普查工作總結(jié)報告》。1959年4月,上海市人民委員會決定將上海石油普查大隊改建為綜合性地質(zhì)隊伍,成立了上海市人民委員會地質(zhì)處,首創(chuàng)了市政府直接管理地質(zhì)工作、政事合一的城市地質(zhì)調(diào)查專業(yè)機構(gòu)。1960年6月,上海市貫徹執(zhí)行中央關(guān)于“大搞地質(zhì)、抓地下資源”的指示精神,決定擴充上海的地質(zhì)隊伍,組建了上海市地質(zhì)勘察局。 據(jù)地質(zhì)檔案資料記載,上海市地質(zhì)檔案館館藏的**份報告是1956年11月26日編寫完成的《上海市華東紡織工程學(xué)院工程地質(zhì)勘察報告》。在當(dāng)時,上海的許多鋼鐵、化工、制藥、造船以及相關(guān)高校單位新建和擴建,加大了對工程勘察的需求。為此上海市編制了全市33個規(guī)劃地區(qū)共688km2的1:1萬、1:5萬工程地質(zhì)圖,著重調(diào)查了各規(guī)劃區(qū)天然地基承載力、暗綠色硬土層作為樁基持力層的分布及可能發(fā)生流沙的地段,首次出版了《上海市工程地質(zhì)圖集》,成為上海城市規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)施工的重要基礎(chǔ)性技術(shù)資料。其間,還為上海市地鐵、越江隧道的預(yù)期規(guī)劃研究開展了前期地質(zhì)調(diào)查工作,完成了選線勘察和部分地段初步設(shè)計及詳勘工作。 (3)20世紀60~70年代,環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作得到加強,在城市建設(shè)中發(fā)揮重要作用。 自20世紀60年代起,上海市加強了地面沉降調(diào)查與控制措施的研究工作。為研究、控制上海地面沉降問題,1961年9月,上海市基本建設(shè)委員會組織城市建設(shè)局、地質(zhì)勘察局、港務(wù)局、公用局、隧道局,以及華東師范大學(xué)地質(zhì)地理研究所、同濟大學(xué)等單位,組成上海地面沉降問題研究小組開展工作。1962年5月,地質(zhì)部和上海市政府組建地質(zhì)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)第二大隊,正式接受研究、控制上海地面沉降的科研項目。首先查清地面沉降原因,在此基礎(chǔ)上有針對性地采取措施控制地面沉降。經(jīng)過綜合調(diào)查、地質(zhì)勘查、專家論證,查明了過量開采地下水是引起上海地面沉降的主要原因。隨即采取了壓縮或限制地下水開采的措施,從1966年起基本上控制了上海市區(qū)的地面沉降,組織編寫了《上海市地面沉降勘察研究報告》《上海市地下水動態(tài)觀測總結(jié)報告》《上海市區(qū)地面沉降水準測量總結(jié)報告》《上海地區(qū)第四紀地質(zhì)水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件》等,取得了一系列的研究成果。 自20世紀70年代起,上海城市地質(zhì)工作高度關(guān)注環(huán)境地質(zhì)的調(diào)查與評價工作。1974年,將地下水動態(tài)監(jiān)測與地質(zhì)環(huán)境工作相結(jié)合,提交了《上海市地下水污染監(jiān)測工作總結(jié)報告》。1979年,上海市開展環(huán)境地質(zhì)普查與專題評價研究,先后提交了《上海市人工回灌引起地下水中酚污染問題探討》、《上海市地下水中砷成因初步探討》及《蘇州河水質(zhì)評價報告》等地質(zhì)研究報告和相關(guān)成果,為評價水質(zhì)、治理污染和合理保護提供了科學(xué)依據(jù)。 (4)20世紀80~90年代,地質(zhì)工作的內(nèi)涵不斷豐富,服務(wù)領(lǐng)域得到全面拓寬。 20世紀80~90年代,上海市地質(zhì)工作將重點轉(zhuǎn)移至區(qū)域性地質(zhì)調(diào)查和與城市發(fā)展建設(shè)緊密結(jié)合的工程地質(zhì)調(diào)查工作上來,相繼完成了“上海市1:20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查”、“上海市1:10萬區(qū)域工程地質(zhì)調(diào)查”及“上海市1:10萬區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”等重大項目,編寫并出版了1:20萬《上海區(qū)域地質(zhì)志》,系統(tǒng)地建立了上海市地層層序,介紹了區(qū)域內(nèi)有關(guān)基巖的構(gòu)造格架及其特征,并匯集了從基礎(chǔ)地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)到水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的眾多研究成果,闡述了上海地區(qū)地質(zhì)史的演變進程。對上海地區(qū)廣袤厚積的第四紀地層進行了詳細劃分和典型表述,且被《中國地層典 第四系》廣泛引用。 1986年,先后完成了1:10萬《上海地區(qū)遙感解譯地貌圖》和《上海地區(qū)遙感解譯第四紀地質(zhì)圖》的編制,編纂了《上海市航空遙感綜合調(diào)查與研究》。遙感工作研究成果在上海市地質(zhì)調(diào)查、資源評價、土地利用、環(huán)境整治、灘涂開發(fā)及城市綜合管理等方面發(fā)揮了積極的作用。1991年,為配合編制城市總體規(guī)劃,進行了城區(qū)1:2萬工程地質(zhì)詳查工作,完成了主城區(qū)600km2工程地質(zhì)勘察,基本掌握了上海市工程地質(zhì)特征,對區(qū)域工程適宜性進行了評價,為城市規(guī)劃部門和建筑設(shè)計提供了地質(zhì)條件參考,也為場地選址提供了基礎(chǔ)依據(jù)。 為推進上海市的抗震防災(zāi)工作,上海地礦局主動開展了地震地質(zhì)研究。先后承擔(dān)并完成了“上海及鄰近地區(qū)區(qū)域地震地質(zhì)研究”和“上海地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造研究”等科研項目,對上海地區(qū)地震地質(zhì)背景及構(gòu)造穩(wěn)定性進行了全面深入的研究與評價。 隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,工程地質(zhì)的服務(wù)領(lǐng)域得到不斷拓展。為了配合浦東開發(fā)區(qū)的規(guī)劃建設(shè),上海地礦局及時開展了浦東地區(qū)工程地質(zhì)詳查和浦東張江高科技園區(qū)供水水文地質(zhì)詳查等專項調(diào)查工作。還為上海市地鐵1號線、2號線建設(shè),南浦大橋和楊浦大橋,浦東國際機場等一大批重點基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開展了工程地質(zhì)勘察工作。此外,還開展了大量的專項工程地質(zhì)調(diào)查(主要包括衛(wèi)星城鎮(zhèn)、工業(yè)基地建設(shè)),以及為城市規(guī)劃服務(wù)的工程地質(zhì)調(diào)查等。 (5)進入21世紀,地質(zhì)工作融入城市規(guī)劃建設(shè)中,信息技術(shù)推動城市地質(zhì)數(shù)字化。 在21世紀初,地質(zhì)工作已開始從注重基礎(chǔ)地質(zhì)研究轉(zhuǎn)向環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查研究,目的是進一步查明全市范圍內(nèi)地質(zhì)環(huán)境背景以及工業(yè)發(fā)展和工程建設(shè)活動而導(dǎo)致地下水污染的現(xiàn)狀、原因與途徑,著重研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境的相互作用和相互影響,在綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上進行現(xiàn)狀評價,提出防治對策。先后完成了中國地質(zhì)調(diào)查局重點項目“長江三角洲地下水資源與環(huán)境地質(zhì)評價”、“上海市幅1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”、“上海市國土資源遙感綜合調(diào)查”、“上海市1:20萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”以及“上海市海岸帶資源遙感調(diào)查與環(huán)境評價”等項目,取得了豐富的研究成果,為國土資源開發(fā)與整治提供了科學(xué)依據(jù),促進了經(jīng)濟建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,同時鍛煉和造就了上海區(qū)域地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的新
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