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Análisis de la tecnología y gestión de la construcción de ingeniería subterránea y de túneles
La ingeniería subterránea y la construcción de túneles siempre han recibido amplia atención. Este artículo primero describe el nivel de tecnología de la construcción en nuestro país, luego analiza brevemente la tecnología de construcción y la gestión de túneles y proyectos subterráneos, y espera con interés la dirección futura del desarrollo de los métodos técnicos.
Palabras clave: túnel; ingeniería subterránea; gestión técnica
Prólogo
Con el continuo desarrollo de nuestro país, todos los ámbitos de la vida también están progresando, y también tecnología. . La industria de la construcción sobre el suelo está en pleno apogeo y también se están realizando construcciones de altura relativamente baja. En los últimos años, la construcción de obras subterráneas se ha convertido en un tema candente. Con la implementación exitosa de una serie de proyectos de construcción a gran escala en nuestro país, se ha desencadenado un auge en el diseño y la construcción. La implementación sin problemas de proyectos como el Ferrocarril Qinghai-Tíbet también ha proporcionado buenas condiciones experimentales para la mejora de la construcción relevante. niveles investigativos y técnicos en nuestro país. Con el mayor desarrollo de túneles a gran escala y otros proyectos subterráneos, los requisitos de mi país para el nivel de tecnología de construcción de túneles subterráneos y otros proyectos relacionados son cada vez mayores. La mejora y el resumen de la tecnología son factores esenciales para el desarrollo futuro y también son condiciones favorables para mejorar la seguridad de la construcción. Esto requiere el desarrollo continuo de la tecnología de construcción y la gestión de túneles y proyectos subterráneos en mi país.
La situación actual de la ingeniería subterránea en China
La reforma y la apertura han marcado el comienzo de la primavera de la tecnología de construcción de ingeniería subterránea en mi país. Al mismo tiempo, han surgido tecnologías de desarrollo de apoyo relacionadas. También logró logros notables. Especialmente en los últimos años, los túneles, ferrocarriles, carreteras y metros urbanos han logrado grandes avances, y la tecnología de diseño y la tecnología de construcción también han mejorado enormemente.
2.1 Túneles de tráfico
Los túneles son proyectos subterráneos, refiriéndose principalmente a la construcción de túneles de ferrocarril, carreteras y metro. Actualmente, en nuestro país, los túneles ferroviarios ocupan una posición de liderazgo en la construcción de ingeniería subterránea en términos de longitud, tecnología de diseño y tecnología de construcción. No hay muchas ciudades operativas actualmente y la duración no es larga. Hay relativamente muchos proyectos en construcción y las ciudades que ya han abierto metros también están atravesando proyectos de expansión. En la década de 1980, China construyó túneles de carretera. Sin embargo, debido a las limitaciones técnicas de esa época, la escala de desarrollo de los túneles de carreteras no era grande y la mayoría de ellos se centraban en la construcción de túneles cortos. Era difícil diseñar túneles largos y túneles a gran escala. Después de la reforma y apertura, con el fin de mejorar efectivamente el desarrollo rápido y seguro de la industria del transporte de mi país, se construyeron varios túneles de carreteras, incluido el túnel de doble vía de Babanling en Liaoning. La longitud total alcanza los 1.600 m. Con el rápido desarrollo de las carreteras en mi país en los últimos años, hay cerca de 2.000 túneles en nuestro país, muchos de los cuales tienen más de 10 km de longitud.
2.2 Conservación de agua y túneles hidroeléctricos
Los proyectos de conservación de agua y túneles hidroeléctricos se refieren a túneles hidráulicos y centrales eléctricas subterráneas, entre los que se incluyen túneles de conducción de agua, túneles de desvío, etc. El edificio de la fábrica subterránea se refiere a las cavernas estancas relevantes, incluido el edificio de la fábrica principal y el edificio de la fábrica auxiliar de la central eléctrica. Los túneles hidroeléctricos y de conservación de agua de mi país se han desarrollado vigorosamente desde mediados y finales de la década de 1970, y se han construido varios proyectos hidroeléctricos famosos.
2.3 Ingeniería subterránea
Como ingeniería subterránea nacional, incluye principalmente proyectos de tuberías municipales, centros comerciales subterráneos y otros edificios subterráneos. A medida que la economía de China continúa desarrollándose, la planificación urbana también se desarrolla. El desarrollo de la urbanización ha provocado un aumento de la densidad urbana. Para garantizar la mejora constante del nivel de vida de los residentes, también está aumentando la demanda de diversas instalaciones, como la electricidad, lo que requiere un diseño más optimizado de las tuberías y una transformación completa de las tuberías antiguas. La base para solucionar este problema es la construcción de túneles subterráneos urbanos. En la actualidad, el espacio subterráneo urbano se ha utilizado cada vez más y muchas ciudades han construido centros comerciales subterráneos y otros proyectos. Debido a que la ingeniería subterránea tiene fuertes capacidades de prevención y resistencia a desastres y menos interferencias, atrae más atención a medida que envejece. Al mismo tiempo, también se están desarrollando algunos almacenes subterráneos.
La situación actual de la tecnología de construcción subterránea en mi país
3.1 NATM
En la actualidad, el Nuevo Método Austriaco es el principal método de construcción subterránea en mi país. La llamada Nueva Tecnología Austriaca de Construcción de Túneles suele denominarse en China método de construcción mediante voladura de anclas. Este método se utiliza principalmente para la construcción de túneles subterráneos. Las principales ventajas de NATM son la pequeña alteración del terreno durante la construcción y el bajo coste de inversión en la construcción. Y debido a su uso y desarrollo a largo plazo en China, su experiencia en aplicaciones es relativamente madura. En la aplicación de NATM, la geología de la roca se realiza principalmente mediante excavación distribuida o de sección completa, y primero se reforzará la capa de suelo y luego se excavará. Para proyectos con agua subterránea, la solución será deshidratar primero y luego construir. Los principales proyectos a los que se dirige NATM son túneles de cresta, metros y talleres subterráneos. Actualmente es el principal método de construcción utilizado en China.
NATM también se ha utilizado ampliamente en el campo de la ingeniería subterránea en todo el mundo y también ha logrado grandes logros y desarrollo. Los proyectos en muchos países han adoptado NATM para la construcción. Basándose en las condiciones geológicas únicas de China, NATM también ha seguido desarrollándose e innovando, desarrollando un nuevo método de excavación subterránea y entierro poco profundo, que tiene las ventajas de una alta adaptabilidad y flexibilidad a capas geológicas especiales. Actualmente, la mayoría de los proyectos de construcción de metros en China son desarrollados por NATM.
3.2 Método del escudo
El uso del método del escudo se remonta a Shanghai en las décadas de 1950 y 1960. En ese momento, Shanghai necesitaba construir un sistema urbano de drenaje bajo, y para la construcción se utilizó una máquina de escudo tradicional.
A medida que avanzaban las décadas de 1980 y 1990, mi país hizo más innovaciones en el método de construcción de túneles con escudo, como el uso del método de aire comprimido y la conversión del formato de rejilla al método de lodo-agua y al método de presión del suelo. Las principales ventajas del método de protección son que el proceso de construcción es seguro y rápido, no ejerce demasiada presión sobre el medio ambiente y es relativamente respetuoso con el medio ambiente. Actualmente, este método es adecuado para muchos proyectos de metro en China. Con el uso y desarrollo a largo plazo del método de túnel de escudo en proyectos de construcción, su nivel de tecnología de construcción también ha mejorado más rápidamente. Los cambios en las tecnologías emergentes han hecho que el método de túnel de escudo sea más utilizado y aplicable a diversos proyectos geológicos.
La mejora del método de escudo también incluye cuatro puntos: primero, participar en el diseño de la máquina de escudo para hacerla más adecuada para el desarrollo del proyecto y al mismo tiempo mejorar el diseño relacionado con el hogar. y nivel de fabricación. En segundo lugar, estoy más familiarizado con los métodos técnicos y las técnicas de cálculo del uso de túneles de escudo. En tercer lugar, dominar las tecnologías pertinentes hará que la construcción de proyectos sea más segura y eficiente. Finalmente, la experiencia de construcción sin condiciones geológicas continúa mejorando.
3.3 Método de excavación poco profunda
El método de excavación poco profunda es una extensión de NATM, principalmente debido al método de construcción innovador utilizado por los diseñadores chinos en la construcción del proyecto del metro de Beijing de 1986. dirigido a la inaplicabilidad de NATM y las condiciones geológicas de la roca circundante en un medio de suelo suelto. Su principal ventaja es que no produce contaminación y es apto para túneles de diversos tamaños. El método de enterramiento superficial y excavación subterránea es una medida de apoyo basada principalmente en la capacidad de autoestabilización del suelo en un corto período de tiempo. El método de entierro poco profundo y excavación subterránea se utiliza ampliamente porque puede ahorrar muchos procesos como la demolición y la excavación de carreteras.
3.4 Perforación y voladura
Mi país tiene un vasto territorio y diversos tipos geológicos, lo que es más adecuado para la perforación y voladura de formaciones de roca dura. Existen muchos métodos de excavación con perforación y voladura, como el método de paso hacia adelante, el método de paso hacia atrás, etc. Más opciones de voladuras y soporte inicial. El método de impermeabilización utilizado se considera una buena medida antifugas.
A lo largo de años de experiencia en construcción, la I+D de China ha resumido muchas tecnologías nuevas que son más adecuadas para diversas condiciones geológicas, como la tecnología de construcción en áreas de suelo congelado, como el método de congelación horizontal en la construcción de túneles que cruzan ríos. , etc.
El desarrollo de los túneles y la ingeniería subterránea
4.1 Tendencias de desarrollo de la ingeniería subterránea
El desarrollo continuo de la ingeniería de túneles subterráneos en mi país está sincronizado con el desarrollo planificación de las ciudades nacionales. Dijo que están conectadas. El desarrollo de la ingeniería subterránea ha promovido el desarrollo económico de mi país, y el rápido desarrollo de la economía de mi país también ha promovido el desarrollo de la tecnología de la construcción. En el desarrollo occidental de China, existen mayores requisitos para el transporte de túneles y los proyectos hidroeléctricos, que son condiciones necesarias para mejorar el desarrollo económico y la construcción locales. En el caso de las ciudades costeras, también se están desarrollando rápidamente proyectos como las conexiones subterráneas. Nuestro país ha logrado grandes avances en varios tipos de túneles de tráfico y energía hidroeléctrica, y ha construido una gran cantidad de proyectos de fábricas a gran escala, lo que ha llevado la construcción de ingeniería subterránea de mi país a un período de desarrollo más próspero.
4.2 Perspectivas de desarrollo de la ingeniería subterránea
Debido al enorme apoyo financiero, se han apoyado y desarrollado muchos proyectos subterráneos. Dado el crecimiento continuo y la alta densidad de población de las ciudades, existe una mayor necesidad de ingeniería subterránea. En los últimos diez años, el desarrollo de la planificación urbana de China ha alcanzado una nueva etapa. La utilización de recursos subterráneos y la construcción de condiciones de desarrollo urbano también han llevado a China a un clímax de desarrollo económico más rápido. Hacer que algunas ciudades sean ciudades desarrolladas.
Conclusión
El desarrollo económico de mi país también ha promovido el desarrollo continuo de la ingeniería subterránea. En el proceso de acumulación continua de experiencia y construcción, la construcción de ingeniería subterránea también ha logrado los logros correspondientes. A medida que muchas ciudades responden a la nueva estrategia de desarrollo económico del país, existe una mayor necesidad de construcción de proyectos subterráneos, lo que plantea mayores requisitos para las tecnologías de construcción relacionadas. Creo que en el futuro, los proyectos de túneles subterráneos de China tendrán mejores perspectivas y definitivamente lograrán mayores logros.
Referencia
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Una breve discusión sobre estudios geológicos de ingeniería
El estudio geológico de ingeniería es la premisa y el fundamento de la construcción de ingeniería. El siguiente contenido de este artículo analizará brevemente el estudio geológico de ingeniería solo como referencia.
Palabras clave ingeniería; estudio geológico; geomorfología; hidrología
1. Desde la reforma y la apertura, con el continuo desarrollo de mi economía. La infraestructura del país ha llegado a su clímax de construcción. El estudio geológico de ingeniería es el estudio geológico y el trabajo de investigación para identificar los factores geológicos que afectan la construcción de ingeniería. También se ha desarrollado mucho como requisito previo y base necesarios para la construcción de infraestructuras. El siguiente contenido de este artículo analizará brevemente el estudio geológico de ingeniería y es solo como referencia.
2. El contenido del estudio geológico de ingeniería
El estudio geológico de ingeniería es el término general para el estudio geológico, la exploración, las pruebas en interiores y las pruebas in situ que estudian y evalúan las condiciones geológicas de ingeniería. de sitios de construcción. Es una ingeniería Proporcionar las bases y parámetros necesarios para la planificación, diseño y construcción de la construcción. El estudio geológico de ingeniería es el estudio geológico y el trabajo de investigación para identificar los factores geológicos que afectan la construcción de ingeniería. Los factores geológicos necesarios para la investigación incluyen estructuras geológicas o estructuras geológicas, topografía y accidentes geográficos, condiciones hidrogeológicas, propiedades físicas y mecánicas de la roca y el suelo, fenómenos geológicos naturales (físicos), materiales de construcción naturales, etc. A menudo se les llama condiciones geológicas de ingeniería. Después de identificar las condiciones geológicas de ingeniería, es necesario predecir el modo, las características y la escala de la interacción entre los edificios de ingeniería y el entorno geológico (es decir, los efectos geológicos de ingeniería) en función de las características estructurales y operativas del proyecto de construcción, y hacer una Evaluación correcta para determinar las medidas de protección. Proporcionar una base para garantizar la estabilidad y el uso normal del edificio. Con base en los muchos años de experiencia práctica del autor, se cree que el contenido del estudio geológico incluye principalmente los siguientes aspectos:
(1) Recopilar y estudiar geología, topografía, fotografías de teledetección, hidrología y meteorología regionales. , hidrogeología, terremotos y otros fenómenos actuales. Hay información, así como experiencia de ingeniería e informes de estudios existentes.
(2) Ingeniería de estudios geológicos y cartografía.
(3) La exploración geológica de ingeniería se refiere a la prospección y exploración geológica de ingeniería.
(4) Ensayos y observación geotécnica Ver ensayos geotécnicos y observación de prototipos en sitio, ensayos y ensayos de mecánica de rocas.
(5) Recopilación de datos y preparación de informes de estudios geológicos de ingeniería.
El estudio geológico de ingeniería generalmente se lleva a cabo paso a paso de acuerdo con la etapa de diseño de ingeniería. Para diferentes tipos de proyectos de ingeniería, la división de etapas es diferente. Para proyectos pequeños y medianos con ciertos datos de ingeniería y condiciones geológicas de ingeniería simples, la etapa de estudio también se puede combinar adecuadamente.
3. Métodos de estudios geológicos de ingeniería
Basado en los muchos años de experiencia práctica del autor y en referencias a otros materiales, se cree que los métodos de estudios geológicos de ingeniería incluyen principalmente los siguientes aspectos:
3.1 El levantamiento y mapeo geológico de ingeniería es el trabajo básico del levantamiento geológico de ingeniería. Investiga y estudia diversas condiciones geológicas de ingeniería relacionadas con las actividades de construcción de ingeniería dentro de un cierto rango, produce mapas geológicos de ingeniería de una escala determinada y analiza. Posibles efectos geológicos de la ingeniería y su impacto en el diseño de los edificios, proporcionando una base para la organización de la exploración, las pruebas y la observación. La elección de la escala y el alcance del mapeo depende no sólo del nivel de investigación existente y de la complejidad de las condiciones geológicas del área de construcción, sino también de la escala, el tipo y la etapa de diseño del edificio. La pequeña escala (1:65438+10,000, 1:50,000) se utiliza para el mapeo geológico de ingeniería regional en la etapa de planificación y selección del sitio; en la etapa de diseño, la mayor parte del levantamiento y mapeo en el área del yacimiento usa escala media (1:25000). , 1:1:000), el sitio de la presa y el sitio están a gran escala (1: 5000, 1: 6550). El contenido de los estudios y mapeos geológicos de ingeniería incluye estructuras geológicas, litología estratigráfica, accidentes geográficos y geología cuaternaria, materiales de construcción naturales, condiciones hidrogeológicas, fenómenos geológicos naturales (físicos) y fenómenos geológicos de ingeniería. Toda investigación sobre las condiciones geológicas debe tener como objetivo predecir o demostrar las limitaciones o interacciones mutuas entre las condiciones geológicas y las actividades de ingeniería, y debe estar estrechamente integrada con las características de las actividades de ingeniería. Cuando estas condiciones están distribuidas de manera desigual en profundidad o los afloramientos no son buenos, es necesario cooperar con trabajos de exploración como zanjas, pozos, pozos planos, pozos y pozos verticales para realizar la exposición necesaria. Los estudios y mapeos geológicos de ingeniería generalmente adoptan el método de medición instrumental, utilizando mapas topográficos de cierta escala como mapa base, fotografías aéreas, fotografías satelitales y fotografías terrestres, y las dibujan en bocetos mediante interpretación en interiores. inspecciones del sitio a propósito y además use fotografías para interpretar y repetir Verifique y mida mapas geológicos de ingeniería más precisos. También puede mejorar la eficiencia y precisión de los estudios topográficos y cartográficos, y reducir la carga de trabajo de los estudios terrestres.
3.2 La exploración geológica de ingeniería incluye principalmente la prospección geofísica de ingeniería, la perforación y la exploración de tajos. El siguiente será un breve análisis:
(1) La prospección geofísica de ingeniería, conocida como prospección geofísica de ingeniería, utiliza instrumentos especiales para determinar la densidad, conductividad, elasticidad, magnetismo, radioactividad, etc. de varias rocas. , suelo o cuerpos geológicos. Se analizan y explican las diferencias en las propiedades físicas para determinar las condiciones geológicas de la ingeniería subterránea. Es un método de exploración indirecta que detecta las condiciones geológicas de ingeniería subterránea basándose en trabajos de topografía y mapeo. Según las condiciones de trabajo, se puede dividir en prospección geofísica subterránea (registro de pozos) y prospección geofísica de superficie, según las propiedades físicas de detección, se puede dividir en método eléctrico, método sísmico, método de ondas acústicas, método de gravedad, método magnético; método, método radiactivo y otros métodos. Los métodos geofísicos terrestres más comúnmente utilizados en la exploración geológica de ingeniería incluyen el método de resistividad aparente en el método eléctrico, el método de refracción superficial en la exploración sísmica, la exploración de ondas acústicas, etc. El registro integral se utiliza principalmente para el registro de pozos. La ventaja de los estudios geofísicos es que los datos obtenidos de múltiples perfiles en diferentes direcciones son tridimensionales, lo que permite estudiar grandes áreas de forma económica y rápida. Sobre la base de estos datos, realizar pruebas y organizar la exploración en puntos anormales y puntos de control no sólo puede mejorar la precisión sino también reducir la ceguera. El registro de pozos no sólo mejora su calidad sino que también complementa los datos obtenidos de los esfuerzos de perforación. El uso de una variedad de métodos para realizar una exploración geofísica integral y la realización de análisis comparativos basados en los resultados integrales pueden mejorar significativamente la calidad de la exploración geológica, ampliar el alcance de los problemas de exploración geofísica, acortar el ciclo de exploración geológica de ingeniería y reducir el costo de la exploración geofísica integral. exploración. Debido a que la exploración geofísica requiere una interpretación indirecta, sólo se pueden lograr buenos resultados cuando existen diferencias significativas en ciertas propiedades físicas o estados físicos (como el contenido de agua, el grado de fragmentación y el grado de karstificación) entre los cuerpos geológicos.
(2) La perforación y exploración de pozos, utilizando métodos de perforación con máquina perforadora o excavación de minas, revelan directamente las condiciones geológicas de ingeniería dentro del rango de diseño del edificio y la profundidad de influencia, y proporcionan mediciones precisas del perfil geológico de ingeniería para el diseño de ingeniería. método. Su misión es identificar las estructuras geológicas dentro del rango de influencia del edificio, comprender el daño o la integridad de los estratos rocosos, detectar buenas capas portantes para el edificio e identificar superficies estructurales que tengan un impacto adverso en la estabilidad del edificio ( tales como capas intermedias débiles, fallas, fisuras) o estructuras de macizos rocosos, exponer el agua subterránea y observar su dinámica para extraer muestras geotécnicas para realizar pruebas o realizar perforaciones o túneles para pruebas de campo u observación a largo plazo; La perforación es más eficiente que la exploración en tajos y se ve menos afectada por las aguas subterráneas, las aguas superficiales y la profundidad de detección, por lo que se utiliza ampliamente. Sin embargo, es difícil obtener muestras de núcleos de capas intermedias débiles y capas de grava en los lechos de los ríos, y no se pueden realizar pruebas de campo a gran escala mediante la perforación de agujeros. Por lo tanto, a veces es necesario utilizar fotografías de pozos durante la perforación, o adoptar tecnología de perforación de gran apertura y utilizar registros geofísicos integrales o televisión de pozos para compensar sus deficiencias. Sin embargo, en ubicaciones clave, se deben utilizar proyectos de exploración de tajos, como pozos planos, pozos inclinados y pozos verticales, para facilitar la observación directa y las pruebas de la capa objetivo. El costo de la perforación de pozos exploratorios es alto. El número, ubicación, profundidad, dirección y estructura de los pozos, pozos y pozos deben diseñarse razonablemente en función de los problemas que deben identificarse en las diferentes etapas de exploración geológica de ingeniería y en base a la geofísica. prospección e ingeniería de estudios geológicos para maximizar la obtención de la mayor cantidad de datos geológicos posible con la menor cantidad de trabajo posible y garantizar la precisión necesaria.
3.3 Las pruebas en interiores y las pruebas in situ son medios para obtener el diseño geológico de ingeniería y los parámetros de construcción, y para evaluar cuantitativamente las condiciones geológicas de ingeniería y los problemas geológicos de ingeniería. Son una parte integral del estudio geológico de ingeniería. . Las pruebas de laboratorio incluyen: determinación de propiedades físicas, parámetros de propiedades mecánicas y propiedades hidráulicas de muestras geotécnicas. Las pruebas in situ incluyen pruebas de corte directo in situ, pruebas de penetración, pruebas de carga de placas de soporte y mediciones de tensión del suelo. En la etapa inicial de diseño de edificios grandes o cuando el proyecto de diseño es de pequeña escala y las muestras geotécnicas son fáciles de obtener, a menudo se utilizan pruebas en interiores. Las muestras de prueba de interior son pequeñas, difíciles de mantener la estructura natural y carecen de representatividad. Por lo tanto, para proporcionar varios parámetros para el diseño preliminar y el diseño de planos de construcción de proyectos de construcción, se requieren pruebas de muestras grandes en el sitio de estructuras naturales o acuíferos representativos. Para obtener los parámetros físicos y mecánicos de arcilla blanda licuada, arena fina acuosa suelta y masa rocosa fuertemente fracturada donde no se pueden obtener muestras estructurales originales, se deben realizar pruebas in situ.
3.4 Observación a largo plazo, utilizando instrumentos de observación especiales, cambios con el tiempo en los elementos de condición geológica de ingeniería del área de construcción o los procesos geológicos naturales (físicos) que tienen un impacto importante en las actividades de construcción de ingeniería y algunos importantes procesos geológicos de ingeniería, realizar mediciones repetidas durante un largo período de tiempo. Los principales contenidos de las observaciones son: (1) cambios en los niveles de agua subterránea en la roca y el suelo; rango, dirección y velocidad de desplazamiento de la roca y el suelo sobre la superficie de falla del macizo rocoso causado por la aceleración máxima de las partículas; carga de cambios en el sistema de refuerzo artificial, etc. Este trabajo se lleva a cabo principalmente en la etapa de estudio detallado del diseño de planos de construcción y demostración de proyectos de construcción, y la observación de los efectos geológicos de ingeniería a menudo se lleva a cabo durante la construcción y el uso del edificio. Después de clasificar y analizar los datos obtenidos de observaciones a largo plazo, se pueden utilizar directamente para la evaluación geológica de ingeniería para probar la precisión de las predicciones geológicas de ingeniería y tomar medidas preventivas oportunas contra los efectos geológicos adversos para garantizar la seguridad del proyecto.
Fin
Como condición técnica necesaria para la construcción del proyecto, el estudio geológico de ingeniería también es de gran importancia para garantizar la seguridad de la construcción del proyecto y reducir los costos del proyecto. Como técnicos, debemos continuar aprendiendo en la práctica, prestar atención al aprendizaje de experiencias avanzadas en el país y en el extranjero, mejorar constantemente nuestra calidad profesional y nuestra calidad integral, y hacer las debidas contribuciones para mejorar la calidad de los estudios geológicos de ingeniería.
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