地质素描简介

隧道掌子面地质素描相关概念及具体实施简介1岩石分类1.1 岩石一级分类即按成因进行分类，可以划分为三类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。

岩浆岩是上地幔或地壳深部产生的炽热粘稠的岩浆冷凝固结形成的岩石，如花岗岩、闪长岩、玄武岩等。

沉积岩是成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。

在地壳表层，母岩经风化作用、生物作用、火山喷发作用而形成的松散碎屑物及少量宇宙物质经过介质（主要是水）的搬运、沉积、成岩作用形成沉积岩，如灰岩、白云岩、砂岩等。

变质岩是由于地质环境和物理化学条件的改变，使原先已形成的岩石的矿物成分、结构构造发生改变所形成的岩石，如片麻岩、大理岩等。

1.2 地质年代与地层单位的概念地质年代按照宙、代、纪、世表示，具体可参见“表1.1 地质年代表”。

地层单位按照宇、界、系、统、组等表示。

如，我国辽西的寒武系、第四系地层分组可参见图1.1、图1.2。

对于第四系黄土，Q1、Q2为老黄土，Q3、Q4为新黄土。

新黄土一般有湿陷性。

古生界Pz图1.1 寒武系地层示意新生界Kz图1.2 第四系地层示意1.3 地质符号参见“表1.2 部分地质符号简表”及表1.3。

表1.3 第四系地层成因及符号Q al冲积层Q dl 坡积层Q pl洪积层Q el 残积层Q l 湖积层Q eal风积层Q n 沼泽堆积Q eol 崩塌堆积Q del滑坡堆积2 岩层产状2.1 产状要素任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示，参见图2.1。

走向，倾斜平面与水平面的交线叫走向线（图2.1中AOB）。

倾向，倾斜平面上与走向线相垂直的线叫倾向线（图2. 1中OD）。

图2. 1 倾斜平面的产状要素图示图2. 2 真倾角与视倾角的关系图示α-真倾角；β、β-'视倾角；ω-二者夹角倾角，倾斜平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角（图2.1及图2. 2中之α角），即在垂直倾斜平面走向的直立剖面上该平面与水平面间的夹角。

当剖面与岩层的走向斜交时，岩层与该剖面的交迹线叫视倾斜线，其夹角（图2. 2中之β、β'角）称视倾角。

倾角与视倾角的的关系可用数学式表示：βcosωα=（2. 1）tantan⋅2.2 产状的表示(1)走向：一般用与正北方向所夹的锐角表示，如NE300，或N300E；NW450，或N450W。

(2)倾向：与走向垂直，即夹角900或2700。

(3)倾角：倾向线与水平面所夹的锐角。

(4)产状：文字表示法①用英文缩写“ST”表示走向，“／”表示倾向，“∠”表示倾角，如ST300／3000∠350，或ST300／3000∠350。

②只用倾向加倾角表示，如3000∠350。

在地图上用符号长短线（走向倾向）“⊥”数字（倾角）表示。

2.3 测量（1）一般采用地质罗盘。

（2）磁偏角校正：在测量前，应进行侧偏角校正。

因为：地理方位=地磁方位±磁偏角式中，东偏取“加”，西偏取“减”。

我国一般为西偏，取“减”。

在山西岢岚，经内插后的磁偏角为：3°56′≈4°。

具体做法为：拨动罗盘的刻度盘，使其指示黑线对准360°-4°=356°，或者测量值减4°。

3 岩石（体）的具体分类3.1 岩石强度分类从工程地质角度，岩石按其饱和单轴抗压强度（Rb）可分为硬质岩、软质岩两大类，见表3.1。

表3.1 岩石硬度分类3.2 岩体按完整程度分类（1）岩体完整程度的定量划分见表3.2。

表3.2 岩体完整程度定量分类v岩体岩石2岩体岩石（2）岩体完整程度的定性划分见表3.3。

3.3 岩石按风化程度分类岩石按风化程度划分见表3.4。

表3.4 岩石按风化程度分类3.4 岩体厚度划分块状层（巨厚层）：厚度大于100cm；厚层：厚度50cm~100cm；中厚层：厚度10cm~50cm；薄层：厚度小于10cm。

4 地质构造与岩体构造主要地质构造有褶皱、节理（裂隙）、断层、劈理。

（1）对于节理、断层、劈理，需要其量测产状、长度，描述其延伸情况；（2）对于节理（裂隙），一个地区、特定岩层，其节理（裂隙）主要呈现的是成组发育，一组裂隙的产状基本一致，一般可为两组或三组，具有一定的规律性。

（3）对于断层，还需要描述断层破碎带情况、断层带充填物性质等；规模较大的断层则会呈现区域分布特征和地形地貌特征。

岩体有其结构构造，如表4.1所示。

表4.1 岩体按结构类型分类沉积岩因沉积环境改变，而形成层理。

5 地下水类型存在于岩石空隙中的地下水，根据物理力学性质分为气态水、结合水（吸湿水和薄膜水）、毛管水、重力水和固态水等形态。

从地下水资源利用的角度看，重力水最为重要，按其埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。

地面以下的岩石与土体依含水状况分为包气带和饱水带。

从地表到地下稳定自由水面之间的地带，岩石与土体中的空隙没有完全被水充满，其中含有许多与大气连通的气体，称为包气带。

自由水面之下的地带，岩石与土体中的空隙全部被水充满，即为饱水带（参见图5.1）。

岩土体渗透性分级见表5.1。

表5.1 岩土体渗透性分级渗透性等级标准岩体特征土类渗透系数k（cm／s）透水率q（Lu）极微透水k＜10-6q＜0.1 完整岩石，含等价开度＜0.025mm裂隙的岩体黏土微透水10-6≤k＜10-50.1≤q＜1 含等价开度0.025～0.05mm裂隙的岩体黏土～粉土弱透水10-5≤k＜10-41≤q＜10 含等价开度0.05～0.01mm裂隙的岩体粉土～细粒土质砂中等透水10-4≤k＜10-210≤q＜100 含等价开度0.01～0.5mm裂隙的岩体砂～砂砾强透水10-2≤k＜10q≥100 含等价开度0.5～2.5mm裂隙的岩体砂砾～砾石、卵石极强透水k≥10 含连通孔洞或等价开度＞2.5mm裂隙的岩体粒径均匀的巨粒注：Lu —吕荣单位，是1MPa压力下，每米试段的平均压入流量，以L／min计。

6 地质素描示例6.1 地质素描的作用1）监控量测内容之一（目前记录、提交的资料仅以必测项目另外3项图5.1 地下水类型示意图为主），可有效监控围岩、洞室稳定性；2）超前地质预报内容和分析参考之一，可用于预报前方地质和岩层情况，一般可单独成节予以介绍和分析。

6.2 地质素描工具地质罗盘；皮尺或钢卷尺；小锤（地质锤）；数码相机；记录本、笔。

6.3 做法1）认真查阅勘察资料中隧道工程地质剖面图、了解相关地质情况，掌握隧道设计规范关于岩体分类的内容，做到心中有数；2）在现场认真查看开挖掌子面的地质情况（基本内容见上，验证剖面图的内容），逐项作图和记录；3）各项内容在现场要借助皮尺、罗盘量测其距离、宽度、范围、产状；4）记录实际看到的各种地质情况，用铅笔或签字笔粗略画出断面图；5）室内可重新清绘（另处重画、不是涂去重画）。

6）注意岩性符号与岩性、线条与产状需大致对应。

7）用数码相机清晰地照下掌子面、侧壁的整体和细部特征。

6.4 描述的基本内容结合岢临高速隧道检测工作特点（在地质预报报告文字部分可描述），主要内容包括：【岩性】K33+550右线掌子面为寒武系石灰岩3g（奥陶系石灰岩O1y、第四系粉土Q3eol），中等风化（或强风化、弱风化），岩层呈近水平层状、产状为163°∠2°。

【结构构造】呈碎裂松散结构（或薄层状结构、碎裂松散结构整体块状结构，或分部位描述），结构面发育（；节理面主要为两组，产状分别为？）。

【地下水】水文地质类型为基岩裂隙水及岩溶水，掌子面未见地下水。

【围岩稳定性】综上，掌子面岩体完整性差（好、较好）、属Ⅴ级围岩，围岩成洞较差条件、稳定性较差，开挖后围岩易掉快、失稳。

特别强调，如果岩性、产状、位置变化或与勘察资料不一致时，要高度注意，尤其是岩性变差。

具体描述可见表6.1 “洞内外观察原始记录表”。

6.5 图示见下图，为示意图。

侧壁、顶拱相似。

图6.1 掌子面素描示意图以上供参考。

二〇一一年七月廿八日燕山阶段老阿尔卑斯阶新阿尔卑斯阶段藻类及菌类繁盛（绿藻）原核生物出现表1.1 地质年代表地质时代、地层单位及其代号同位素年龄/Ma 构造阶段生物演化阶段宙(宇) 代（界）纪（系）世（统）时代间距距今年龄大阶段阶段动物植物显生宙PH新生代Cz第四系Q全新世Qh 0.01联合古陆解体人类出现无脊椎动物继续演化发展被子植物繁盛更新世Qp 2.59新近纪N上新世N2 2.7哺乳动物繁盛中新世N118古近纪E渐新世E38.7始新世E223.5古新世E18.5中生代Mz白垩纪K晚白垩世K231爬行动物繁盛早白垩世K141裸子植物繁盛侏罗纪J晚侏罗世J368中侏罗世J2早侏罗世J1三叠纪T晚三叠世T322中三叠世T214联合古陆形成海西|印支阶段印支阶段早三叠世T19古生代Pz晚古生代Pz2二叠纪P晚二叠世P37海西阶段两栖动物繁盛中二叠世P220蕨类植物繁盛早二叠世P118石炭纪C晚石炭世C225早石炭世C134泥盆纪D晚泥盆世D318鱼类繁盛裸蕨植物繁盛中泥盆世D216早泥盆世D124早古生代Pz1志留纪S末志留世S428联合古陆形成加里东阶段海生无脊椎动物繁盛藻类及菌类繁盛晚志留世S3中志留世S2早志留世S1奥陶纪O晚奥陶世O352中奥陶世O2早奥陶世O1寒武纪Є晚寒武世Є310中寒武世Є213早寒武世Є130 硬壳动物出现元古宙PT新元古代Pt3震旦纪Z晚震旦世Z287裸露动物出现早震旦世Z150南华纪Nh晚南华世Nh2120早南华世Nh1地台形成晋宁运动真核生物出现青白口纪Qb晚青白口世Qb2100早青白口世Qb1100中元古代Pt2蓟县纪Jx晚蓟县世Jx2200地台形成晋宁运动早蓟县世Jx1200长城纪Ch晚长城世Ch2200早长城世Ch1200古元古代Pt1滹沱纪Ht 500吕梁运动200太古宙AR 新太古代Ar3300中太古代Ar2400陆核形成古太古代Ar1400始太古代Ar0冥古宙HD喜马拉雅阶段0.012.605.323.33256.5659613720522724125025727729532035437238641043850049051354368063080010009001200140016001800230025002800320036004600生命现象开始出现真核生物出现表1.2 部分地质符号简表分类构造/岩性图例/花纹/符号地质构造实测界面推测界面岩层产状断层破碎带第四系松散层黄土粘土卵石中砂粉土素填土沉积岩砂岩砾岩砂质砾岩灰岩泥岩泥质砂岩泥质灰岩泥灰岩白云岩页岩岩浆岩花岗岩闪长岩橄榄岩玄武岩表6.1 洞内外观察原始记录表洞内外观察原始记录表。