隧道地质素描作业指导书.doc

隧道地质素描作业指导书1、 准备工作进洞进行地质素描工作前，应做好如下准备工作：1）熟悉了解已有勘察资料，掌握掌子面所处地段的地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征；2）熟悉了解其他预报手段探测成果，分析判断掌子面所处地段工程地质与水文地质特征可能出现的差异（与勘察成果比较）；3）准备好洞内素描所需要的工具：外业包、罗盘、地质锤、笔记本、数码相机等；2、现场素描 现场素描，首先应对掌子面及掌子面附近开挖段进行详细观察。首先从岩性、岩体完整性、出水量大小等方面进行大范围、前后左右对比，宏观把握地层岩性等的变化。对于地层颜色、软硬程度、节理裂隙发育状况、出水量与周围岩体发生明显差异的部位，进行重点详细观察，通过手触、锤击、采集样本详细观察查明差异的性质，分析造成差异的原因。地质素描应记录以下信息：1） 工程地质信息 地层岩性：描述地层时代、岩性、产状、层间结合程度、风化程度等。 地质构造：描述褶皱、断层、节理裂隙特征等。断层的发育位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系；褶皱的性质、形态、地层的完整程度等；节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理面特征，分析组合特征、判断岩体完整程度。节理裂隙的描述首先应根据其产状特征进行分组归类，一般产状差异不大的节理应划分为一组。对于成组出现的节理，应示意性地标示在图纸上，图纸采用的节理倾角应为换算的视倾角，标注的产状为真实产状，图示节理间距应能表明其真实发育程度（即不同发育程度的节理组，在图纸上显示节理间距应不同）。对于零星发育的节理应作为随机节理描述，贯通性好、对岩体稳定性影响大的随机节理（包括岩脉）应重点描述，并按其实际出露位置标示在图纸上。 岩溶：描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。 特殊地层：煤层、沥青层、含膏盐层、膨胀岩和含黄铁矿层应单独描述。 人为坑洞：正在使用或废弃的各种坑道和洞穴的分布位置及其与隧道的空间关系。 地应力：包括高地应力显示性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩心等现象。 塌方：应记录塌方部位、方式与规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进的影响。有害气体及放射性危害源存在情况。2） 水文地质信息出水段落及范围、出水形态及出水量大小（渗水、滴水、滴水成线、股水（涌水）、暗河）。必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系。3）影像信息隧道内重要的和具代表性的地质现象应进行摄影或录像。3、分析判断根据现场素描获得的地质信息，依据工程地质现象发生的一般规律（地质前兆），结合勘察资料、其他预报手段成果进行综合分析判断，预测预报前方工程地质条件，对于可能发生重大地质异常的地段，提出进行进一步核实预报的措施手段。断层破碎带的集中主要临近前兆：1）节理组数的急剧增加。临近断层破碎带时，节理组数可多达612组； 2）临近断层破碎带时，出现牵引褶曲或牵引褶皱； 3）临近断层破碎带时，有时会出现由弧形节理组成的小型施卷构造或反倾节理； 4）临近断层破碎带时，一般岩石强度都明显降低； 5）逆断层为主的断层破碎带附近会出现压裂岩和碎裂岩(多数情况下出现夹泥或铁锈染压裂岩、碎裂岩)，平移断层为主的断层破碎带附近会出现以11节理为代表的节理密度明显增加。大规模塌方的临近前兆主要有：1）顶板岩石开裂，裂缝旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬；2）支撑拱架变形或发生声响；3）拱顶岩石掉块或裂缝逐渐扩大；4）干燥围岩突然涌水等。煤与瓦斯突出的临近前兆：1）掌子面岩层发生鼓裂；2）瓦斯含量突然增大或忽高忽低；3）工作面有移动感；4）工作面发出瓦斯强涌出的嘶嘶声，同时带有煤尘；5）工作面附近，时常听到沉雷声或闷雷声。4、提交资料 地质信息应在现场根据实际情况翔实记录，并经整理后反映在规定的表格、图纸上，具体提交资料如下：1）开挖工作面地质素描记录表2）隧道地质展视图3）前方工程地质条件与水文地质条件的评价及进一步采取预测预报方法的建议。开挖工作面地质素描记录表线段隧道工程开挖工作面地质素描记录表工程名称： 施工里程： 编号项 目名 称状 态 描 述1掌子面尺 寸开挖宽度(m)开挖高度(m)开挖面积(m2)开挖方式其它2掌子面状 态稳定正面掉块正面挤出正面不能自稳其它：3毛开挖面状态自稳随时间松弛、掉块自稳困难、要及时支护要超前支护其它：4岩石强度(MPa)306015305155其它：5风化程度微风化弱风化强风化全风化其它：6裂隙宽度(mm )535131其它：7裂隙形态密集部分张开开口夹有粘土其它：8涌水状态无水渗水整体湿润涌出或喷出特别大9围岩级别划分附图 掌子面地质描述填表单位： 填表： 复核： 日期：隧道地质展示图隧道方位： 作图日期：展示图左边墙拱部右边墙里 程设计工程地质及水文地质条件设计围岩分级施工揭示工程地质及水文地质条件描述内容如：二叠系灰岩，灰色，中厚层，岩层产状N25W/30S，微风化中等风化，岩体较完整、，块状结构，节理较发育，主要发育有2组节理及少量随：J1 产状N45W/2030S，间距 3045cm,密闭，节理面平直，无充填，节理贯通性好，延伸远；J2。；地下水不发育，岩体干燥、局部湿润。 注意：当岩性、节理、构造等要素发生变化时，应分段进行描述。段落划分应根据描述要素变化确定，当只是个别要素发生变化时，如节理发生变化时，整体可以作为一段，只是在描述节理时进行分段。以上描述严格对照隧道围岩分级主要工程地质特征的内容，影响围岩分级因素的划分按照后边的附表建议围岩分级绘制 ： 复核隧道围岩分类 类别围岩主要工程地质条件围岩开挖后的稳定状态（坑道跨度5m时）围岩弹性纵波速度Vp（km/s）主要工程地质特征结构特征和完整状态硬质岩石饱和抗压极限强度Rb60MPa（600kgf/cm2）：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层）；层状岩层为厚层，层间结合良好。呈巨块状整体结构围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆。4.5 硬质岩石Rb30MPa（300kgf/cm2）：受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动；层状岩层为中层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象；或为硬质岩石偶夹软质岩石。呈大块状砌体结构暴露时间长，可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落。3.54.5软质岩石Rb30MPa（300kgf/cm2）：受地质构造影响轻微，节理不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好。呈巨块状整体结构硬质岩石Rb30Mpa（300kgf/cm2）：受地质构造影响严重，节理发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系尚不致产生滑动；层状岩层为薄层或中层；层间结合差，多有分离现象，或为硬、软质岩石互层。呈块（石）碎（石）状镶嵌结构拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍。2.54.0软质岩石Rb=5MPa30Mpa（50300kgf/cm2）：受地质构造影响较重，节理较发育；层状岩层为薄层、中层或厚层；层间结合一般。呈大块状砌体结构硬质岩石Rb30Mpa（300kgf/cm2）：受地质构造影响很严重，节理很发育；层状软弱面（或夹层）已基本被破坏。呈碎石状压碎结构拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。1.53.0软质岩石Rb=5MPa30Mpa（50300kgf/cm2）:受地质构造影响严重，节理发育。呈块（石）碎（石）状镶嵌结构土：1.略具压密或成岩作用的粘性土及砂性土2.一般钙质,铁质胶结的碎、卵石土、大块石土3.黄土（Q1、Q2）1、 2呈大块状压密结构3.呈巨块状整体结构石质围岩位于挤压强烈断裂带内，裂隙杂乱，呈石夹土或土夹石状。呈角（砾）碎（石）状松散结构围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍至地表1.02.0一般第四系的半干硬硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土圆砾，角砾土及黄土（Q3，Q4）非粘性土呈松散结构粘性土及黄土呈松软结构石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软体。围岩极易坍塌变形、有水时土砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍至地表1.0(饱和状态的土1.5软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等。粘性土呈易蠕动的松软结构；砂性土呈潮湿松散结构岩石坚硬程度的划分岩石类别单轴饱和抗压强度Rc (MPa)代 表 性 岩 石硬质岩极硬岩Rc60未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等硬 岩30Rc60弱风化的极硬岩；未风化或微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、灰岩、钙质胶结的砂岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等软质岩较软岩15Rc30强风化的极硬岩；弱风化的硬岩；未风化或微风化的云母片岩、千枚岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、泥岩、凝灰岩等软 岩5Rc15强风化的极硬岩；弱风化至强风化的硬岩；弱风化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类；泥岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等极软岩Rc5全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石岩体完整程度的划分完整程度结 构 面 特 征结构类型岩体完整性指数（Kv）完整结构面12组, 以构造型节理或层面为主, 密闭型巨块状整体结构Kv0.75较完整结构面23组, 以构造型节理、层面为主, 裂隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物块状结构0.75Kv0.55较破碎结构面一般为3组, 以节理及风化裂隙为主，在断层附近受构造影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填物层状结构, 块石、碎石状结构0.55Kv0.35破碎结构面大于3组, 多以风化型裂隙为主，在断层附近受构造作用影响大，裂隙宽度以张开型为主，多有充填物碎石角砾状结构0.35Kv0.15极破碎结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填，充填物厚度大散体状结构Kv0.15围岩节理发育程度划分 等 级基 本 特 征节 理不发育节理（裂隙）12组，规则，为原生型或构造型，多数间距在1m以上，多为密闭，岩体被切割呈巨块状节 理较发育节理（裂隙）23组，呈x形，较规则，以构造形为主，多数间距大于0.4m，多为密闭，部分微张，少有充填物，岩体被切割呈大块状节 理发 育节理（裂隙）3组以上，不规则，呈x形或米字形，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分微张，部分张开，部分为粘性土充填，岩体被切割呈块（石）碎（石）状节 理很发育节理（裂隙）3组以上，杂乱，以风化型和构造型为主，多数间距小于0.2m，微张或张开，部分为粘性土充填，岩体被切割呈碎石状层状岩层的层厚划分巨厚层：大于1m；厚层：大于0.5m；中层：0.1m0.5m；薄层：小于0.1m。地下水状态的分级级别状态渗水量L/（min10m）干燥或湿润10偶有渗水1025经常渗水25125风化程度分级风化程度野外特征未风化岩质新鲜，未见风化痕迹微风化组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙中等风化组织结构部分破坏，矿物成分发生变化，节理面附近的矿物风化成土状，风化裂隙发育，岩体被切割成2050cm的岩块，锤击易碎，用镐难挖掘，岩心钻方可钻进强风化组织结构大部分破坏，矿物成分已显著变化，含大量粘土质粘土矿物，风化裂隙很发育，岩体被切割成碎块，干时可用手折断或捏碎，浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解，用镐或锹可挖掘，干钻可钻进全风化组织结构已全部破坏，矿物成分已全部改变并已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性节理宽度分级分级名称节理宽度密闭节理b1微张节理1b3张开节理3b5宽张节理b5