略陽工程地質(zhì)實習(xí)

1、工程地質(zhì)實習(xí) 一 前 言略陽縣位于陜西省的西南端，漢中市西緣，秦嶺南麓，嘉陵江上游，處于陜甘川三省交界地帶。勉略（勉陽略陽）公路與寶成鐵路交匯處。海拔高度約14001500米，相對高差200600米。屬北亞熱帶北緣山地暖溫帶溫潤季風(fēng)氣候，夏無酷署，冬無嚴(yán)寒，植被發(fā)育，并有柑、桔、棕、芭蕉之類的植物生長。年平均氣溫132年平均降雨量860毫米，素有“秦蜀襟帶”之稱。略陽素有“富山盛礦”之美譽(yù)，全縣礦藏資源種類多分布廣，儲量大、品位高、易開采。已探明的金屬和非金屬礦藏主要有金、銀、銅、鐵、磷、硫、鉛、鋅及石棉、白云石、蛇紋石等種，礦體及礦點134處，其中鐵礦、鎳礦、蛇蚊石、白云石等礦儲量居全省之首

2、。黃金儲量49.26噸，列全省第二位。位于其中心的煎茶嶺鎳金礦，儲量達(dá)21噸，為全國第三大鎳金礦床。改革開往以來，略陽縣依托資源、面向市場，形成了以冶金、磷肥、黃金、建材、生物資源開發(fā)五大支柱產(chǎn)業(yè)和電力、礦產(chǎn)、食品、農(nóng)、林、特產(chǎn)品加工為主的工業(yè)格局，成為全省重要的鋼鐵、化肥、電力和黃金生產(chǎn)基地。嘉陵江由北向南，大體與本區(qū)東西向的構(gòu)造線垂直，河面狹窄，谷坡陡峻，呈峽谷地形。在這里嘉陵江有兩條支流：一為八渡河，一為東渡河，八渡河流向與本區(qū)構(gòu)造線方向近于垂直。在千枚巖分布地帶，河谷比較開闊，在石灰?guī)r分布地帶呈局部峽谷地形。東渡河大致與本區(qū)構(gòu)造線平行。兩河與略陽城下匯入嘉陵江。5月14號至5月17號，

3、我們在略陽進(jìn)行了野外實習(xí)，本次實習(xí)為認(rèn)識性實習(xí)，重點在于對不同種類巖石的觀察和認(rèn)識，培養(yǎng)我們的分析和認(rèn)識地層分布，地形構(gòu)造，地質(zhì)現(xiàn)象的能力，掌握一些野外工作的基本操作方法。具體觀察路線如下：5月14日，靈巖寺南觀察線：從東渡河與嘉陵江的匯合處開始，沿嘉陵江左岸至靈巖寺南。路線大致與構(gòu)造線垂直。5月15日，吳家營觀察線：由巴渡河開始，沿河上溯至吳家營。路線大致與構(gòu)造線垂直。5月16日，七里店觀察線：由大溝口至七里店。路線大致與構(gòu)造線平行。5月17日，火車站觀察線：從東渡河與嘉陵江的匯合處開始，過鐵路橋至略陽火車站附近。 二 地 層略陽地區(qū)屬于秦嶺古生代地槽區(qū)，本區(qū)分布的主要巖層都是在古生代形成的

4、。其中下古生代整套巖層變質(zhì)程度很深，未作進(jìn)一步劃分，統(tǒng)稱為下古生代變質(zhì)巖系，主要分布于略陽城至城北高家峽一帶。下石炭紀(jì)的略陽灰?guī)r主要分布于略陽城南至靈巖寺、峽門子一帶。中石炭紀(jì)千枚巖僅在城北吳家營一帶出露。第四紀(jì)堆積物以沖擊物、坡?lián)粑餅橹鳎饕植加诤庸燃皟砂缎逼乱粠?。按從老到新的順序?qū)⒈緟^(qū)出露地層及其主要巖性特征簡述如下：1.下古生界變質(zhì)巖系：1）千枚巖：在吳家營線路上可觀察到。深灰色，有明顯的片理構(gòu)造或類似于片理構(gòu)造的片麻構(gòu)造，另外還有石英，由石英礫巖變質(zhì)而來。由于含有較多的娟云母，所以片理帶有絲絹光澤。千枚巖巖性松軟，易裂開成薄片，山體經(jīng)長期剝蝕，多呈現(xiàn)出渾緩地形。千枚巖中有時可見到“分

5、結(jié)條帶”，由石英質(zhì)條帶和云母質(zhì)條帶相間構(gòu)成，平行片理分布。千枚巖的產(chǎn)狀直立，對工程有利。2）綠泥石石英片巖：在吳家營線路上可清楚的觀察到，主要成分有綠泥石、石英及絹云母等，呈深綠色，片理清晰，比較堅硬，具有片狀構(gòu)造，片狀礦物含量高，變晶結(jié)構(gòu)，結(jié)晶規(guī)則分布，片理較為發(fā)育?？煽吹桨咨氖！?）薄層石灰?guī)r：顏色較深，深灰至灰黑色，抗分化能力弱，有的已呈現(xiàn)凹狀，中層的石灰?guī)r顏色為灰白色。礦石成分以方解石為主，其次有少量百云石和粘土礦物。，厚層一般在210厘米，與千枚巖、石英片巖呈互層，有變質(zhì)現(xiàn)象。石灰?guī)r分布廣泛，易于開采加工，是很廣的建筑石料。4）變質(zhì)礫巖：觀察到的變質(zhì)礫巖，在風(fēng)化作用下呈破碎狀，形

6、狀渾圓，灰綠色礫狀結(jié)構(gòu)，為角度不整合的伴生現(xiàn)象。石灰?guī)r膠結(jié)物經(jīng)變質(zhì)呈明顯片理化特征。其中頁巖夾層已變質(zhì)為千枚巖。由于變質(zhì)礫巖是由風(fēng)化剝蝕的碎屑物經(jīng)搬運(yùn)、沉積、膠結(jié)，在經(jīng)內(nèi)力變質(zhì)作用而形成，變質(zhì)過程中不僅產(chǎn)生新的特征，而且常常保留礫巖的某些特征，成分一般比較復(fù)雜。2.下石炭系略陽灰?guī)r：在靈巖寺線路上可清楚的觀察到，深綠色、灰黑色。兩層面的垂直距離從薄層到巨厚層都有，主要是中厚層。中顆粒結(jié)晶質(zhì)，構(gòu)造裂隙發(fā)育，大量解理被方解石填充，局部含有珊瑚化石，夾有灰白色的白云母，巖性堅脆，多形成陡峭峽谷地形。石灰?guī)r呈堿性，氧化環(huán)境中形成淺色石灰?guī)r，還原環(huán)境中形成深色石灰?guī)r。地表常溫常壓下形成，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，同

7、時與瀝青的結(jié)合度高，工程性質(zhì)好，并且?guī)r性均一，易于開采開挖，是一種用途很廣的建筑石料，常以爆破方式開挖，沿途可見未充分利用的炸眼和殘留的炮痕。3.中石炭系千枚巖及板巖：具有板狀構(gòu)造，余變結(jié)構(gòu)，有時變晶結(jié)構(gòu)，多由頁巖經(jīng)淺變質(zhì)而成，礦物顆粒細(xì)小，主要有絹云母、是石英、綠泥石和粘土組成，灰色，易裂開，在實習(xí)路線的局部地段出露有板巖。千枚巖綠泥石石英片巖薄層石灰?guī)r變質(zhì)礫巖下石炭系略陽灰?guī)r花崗巖4.第四系松散沖擊層、坡?lián)魧樱海?）松散沖擊層：堅硬的巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕等外力作用，破碎成大小不等的巖石或礦物顆粒，這些巖石碎屑物質(zhì)在斜坡重力作用、流水作用等作用下被搬運(yùn)到別處，在適當(dāng)?shù)臈l件下沉積成各種類型的土體。

8、沉積過程中呈現(xiàn)規(guī)律變化。沖擊層可以分為河床相與河漫灘相，河床相沉積物顆粒粗大。河漫灘相下部顆粒粗大，表層顆粒細(xì)小，故稱為二元結(jié)構(gòu)，是不良的工程地質(zhì)環(huán)境。第四紀(jì)是地區(qū)發(fā)展的最新階段，第四紀(jì)沉積物形成時間短，成巖作用不充分，沖擊層于略陽處主要由嘉陵江、巴渡河、東渡河等長期作用，搬運(yùn)、堆積至此，在河漫灘地區(qū)可見到顆粒呈下大上小的分層分布。（2）坡積層：由坡面細(xì)流的侵蝕、搬運(yùn)和沉積作用在坡腳或山坡底凹處形成的新的沉積層。是第四紀(jì)陸相沉積物之一。大小顆?；旌隙?。由于坡積層松散、富水，是不良的工程地質(zhì)環(huán)境。沖擊層 坡?lián)魧樱ǘ┑貙咏佑|關(guān)系：1.中石炭系與下石炭系在吳家營呈斷層接觸。2.下石炭系與下古生界

9、變質(zhì)巖系在吳家峽呈交代不整合接觸。3.下古生界變質(zhì)巖系與下石炭系在略陽城南呈斷層接觸。4.下石炭系與下古生界變質(zhì)巖在靈巖寺南呈角度不整合接觸。 三 地 質(zhì) 構(gòu) 造在大構(gòu)造上本區(qū)屬于秦嶺加里東復(fù)背斜褶皺帶。出露的主要構(gòu)造有略陽大背斜及處于不同部位的高角度斷裂構(gòu)造。構(gòu)造線方向呈東西向延伸。（一）褶皺1.略陽大背斜布滿全區(qū)，大致在略陽大斷層和高家峽角度不整合之間，以穿越法垂直與巖層走向進(jìn)行觀察。褶皺分為直立、傾斜、倒轉(zhuǎn)、平臥，略陽大背斜為傾斜褶皺，構(gòu)成本區(qū)構(gòu)造的主要格架，軸向東西。核布地層是下古生界千枚巖及綠泥石石英片巖，兩翼地層均為下石炭系略陽灰?guī)r。由于褶皺強(qiáng)烈，翼部又發(fā)育有一些更小型的背斜和向斜

10、幾不整合地形，這種結(jié)構(gòu)稱為復(fù)式構(gòu)造。略陽大背斜略陽大背斜2.靈巖寺向斜屬于小型向斜，整體位于靈巖寺南角度不整合與略陽大斷層之間，處于略陽大背斜之內(nèi)，靈巖寺稍北，軸向呈東西，北翼產(chǎn)狀SW205°50°，南翼產(chǎn)狀NE25°65°。3.蛇形褶曲在略陽到漢中的公路上觀察到蛇形褶曲。由兩個背斜套了一個向斜組成。巖石成分為中厚層灰?guī)r。靈巖寺向斜蛇形褶曲 緊閉褶曲 寬緩褶曲（二）斷層1.略陽大斷層位于略陽城南嘉陵江與八渡和河匯流處，傾向NE350°，傾角75°，上盤為下古生界變質(zhì)巖，下盤為石炭系石灰?guī)r。而且缺失整個泥盆紀(jì)，這又是判斷斷層的一個重要依

11、據(jù)。上盤作上升運(yùn)動，下盤相對下降，為逆斷層。又因為斷層線的方向和褶皺軸的方向一致，又是判斷是逆斷層的第二個依據(jù)。巖層破碎帶大，有鏡面擦痕，斷層角礫等，這些都是判斷逆斷層的依據(jù)。逆斷層的傾角較小，破碎帶大，透水性強(qiáng)，對工程的影響極為不利，寶成鐵路線幾乎與斷層線垂直的方向通過，最大限度減少不利影響。略陽大斷層略陽大斷層2.吳家營正斷層，位于略陽城北高家峽口處，。地形發(fā)生了變化八渡河在此處發(fā)生彎曲；巖性發(fā)生了變化由下石炭統(tǒng)灰?guī)r變化成中石炭統(tǒng)片巖；地層有缺失，南翼的灰?guī)r厚度比北翼厚很多，斷層一旁存在斷層崖，均可作為判斷斷層存在的依據(jù)。斷層走向NW85°，傾向NE355°，傾角70&

12、#176;。與略陽大斷層走向平行。斷層南面一側(cè)為下盤，地層為下石炭系略陽灰?guī)r；北側(cè)為上盤，出露中石炭系千枚巖。下盤上升，下盤下降為正斷層。正斷層受拉應(yīng)力行成。 吳家營正斷層斷層崖（三）不整合（1）靈巖寺南角度不整合，直立巖體為下古生界變質(zhì)巖，傾斜巖體為下石炭系石灰?guī)r，巖產(chǎn)狀向北傾，傾角為40°45°，巖層有缺失。周圍存在橢圓的礫巖，可證明角度不整合的存在。（2）整高家峽角度不合：位于城北高家峽一帶。溝谷狹窄、地勢陡峻。南側(cè)為下古生界的變質(zhì)巖（石英片巖、滑石片巖、石墨片巖），產(chǎn)狀直立；北側(cè)為下石炭系的石灰?guī)r，石灰?guī)r產(chǎn)狀向北傾，傾角為40°45°，二者傾向不

13、同，地質(zhì)年代不連續(xù)，故為角度不整合。整高家峽角度不合 （四）解理和層面解理是同一物質(zhì)在內(nèi)力作用下產(chǎn)生的而層面可能是不同物質(zhì)。層面的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于解理。解理成組平行出現(xiàn)，比較平直，分布范圍短，解理面兩側(cè)巖石相同，同一組解理的間距相同。斷面延伸規(guī)模大，有一系列厚度的但不平行的層面群，在垂直方向巖性不同。在工程上，解理和斷面是相對概念，要進(jìn)行認(rèn)真處理的叫斷面，不用認(rèn)真處理的叫解理。 四 地 質(zhì) 現(xiàn) 象（一）巖溶位于略陽城南靈巖寺一帶，由下石炭系略陽會巖經(jīng)地下水溶蝕而成。主要為溶洞，其中靈巖寺溶洞規(guī)模較大，洞內(nèi)有石幔，石鐘乳，石筍及石柱等形態(tài)，并有巖溶水出露。巖溶發(fā)育的條件如下：（1）可溶性層的存在?？?/p>

14、溶性巖分為易溶巖的鹵素鹽類、中等溶解度的硫酸鹽類、難溶的碳酸鹽類。鹵素鹽類及硫酸鹽雖易溶解大分布面積有限，影響遠(yuǎn)不如分布較廣的碳酸鹽類巖石。（2）溶劑：作為溶劑的水一定要具有侵蝕力即含有CO2 ，且水必須是流動的。（3）可溶巖必須是透水的，構(gòu)造解理和裂隙要發(fā)育，。巖溶在垂直方向上的數(shù)量，反映了地殼運(yùn)動的次數(shù)。此觀察點有三層巖溶，要產(chǎn)生大規(guī)模的巖溶，地殼要長時間穩(wěn)定。在單斜地區(qū)進(jìn)行隧道工程時，盡量避免穿越且開挖隧道的主線應(yīng)與巖層的走向垂直。巖溶巖溶（二）滑坡（1）將軍澗滑坡：屬于堆積物滑坡。（2）魯光平滑坡：屬于坡積層滑坡。（3）略陽電場滑坡：屬于松散堆積物滑坡。此處有三個坡面的滑坡。（4）火車

15、站滑坡（云俊山滑坡）：屬于坡積層滑坡。右邊界為略陽大斷層包括其后緣，左邊界是一條沖溝。有45米的坡殘積層。由于寶成鐵路的施工對坡角的大開挖使其滑動。外圍設(shè)置截水溝，坡面可看到樹枝狀的排水溝，枝溝與滑動方向垂直，主溝與滑動方向平行。還設(shè)置了支撐滲溝，并采取了刷方減重、抗滑樁、抗滑片石舵等措施?；掳l(fā)生條件不嚴(yán)格，任何土體，任何坡度均可發(fā)生滑坡。對滑坡影響最大的因素是水，地表水回破壞坡體的完整性，地下水丟滑動面以上的坡體增加重量。水的動壓力即水有向下流動的趨勢與坡體滑動的方向一致，會增大坡體向下的滑動力。而且水下滲是被阻擋存積在層面，會軟化巖體使巖體的抗滑力下降。滑坡的治理措施有以下幾種：（1）坡

16、體卸載：使坡體后部減載，前部加壓，把坡面整平亢實。（2）排水：對于地表水，在滑坡體周圍外界設(shè)置截水溝，在滑坡體上設(shè)置樹枝狀的排水溝。對于地下水，可設(shè)置截水滲溝，截水隧道。在地下水集中的地方可順斜坡10%的角度大平孔。大范圍的排水可用邊坡滲溝，其結(jié)構(gòu)為樹枝狀的溝渠，下游和溝底是防水的，上游為反滲層，溝體內(nèi)填的是卵粒石。也可用支撐滲溝，其結(jié)構(gòu)和邊坡滲溝相似，但溝體內(nèi)填的是片石，溝體嵌在穩(wěn)定的地層內(nèi)。對于深層地下水，可在坡體上設(shè)置排水隧道、平孔、豎井。（3）支擋：下滑力大于抗滑力時，提供人工加固，可設(shè)置抗滑擋墻、抗滑樁、抗滑石舵或卯固等。（4）改善滑動帶巖土體的性質(zhì)，例如利用無機(jī)或有機(jī)的漿液注入滑動

17、帶增強(qiáng)其強(qiáng)度。將軍澗滑坡抗滑樁 明洞 明洞的外伸梁結(jié)構(gòu)（三）崩塌和碎落.崩塌在第三天的路線中觀察到閣老嶺崩塌，位于略陽大斷層南惻，規(guī)模較大，坡腳處于嘉陵江岸，巖石組成為石灰?guī)r，地形陡峻，坡度為60°，其垂直落距大于水平位移。發(fā)生崩塌的條件：（1）巖體到巖土體均可發(fā)生，土體（老黃土）也可發(fā)生崩塌。（2）坡體條件：A地形要高大陡立，坡度大于55°，高30米以上。B巖性組成：由比較完整的硬質(zhì)巖石或軟硬互層的巖體或黃土構(gòu)成構(gòu)造：裂隙面、層面、軟弱夾層。（3）外力條件：1）水是造成崩塌的主要因素，徑流會沖刷坡體使其破碎，水滲入坡體后會軟化坡體，減小其強(qiáng)度，增加自重。2）地震：地震力會

18、使松散的巖土體有向外的地震力，使其有一個向外的加速度。3）人類活動：開挖坡角，爆破震動等。4）植物生長。其防護(hù)措施有：（1）清除坡面危巖（2）坡面的加固和防護(hù)：危巖支頂、危巖卯固、護(hù)坡、噴漿等。（3）攔截：攔石網(wǎng)、攔石槽、攔石墻等。（4）跨越：明洞、棚洞。（5）排水；坡體整平填塞，在坡體上部修筑截水溝，在坡體上修筑排水溝?；屡c崩塌的主要區(qū)別：（）動力機(jī)制不一樣：滑坡是剪切破壞，崩塌是拉張破壞。（）動力學(xué)特征不一樣：崩塌的垂直落距大于水平位移，滑坡的水平位移大于垂直落距。（）崩塌具有突發(fā)性，時間短；滑坡發(fā)生緩慢，有較長的變形期。（）滑坡有滑動面。閣老嶺崩塌閣老嶺崩塌攔截?fù)鯄?碎落碎落是崩塌發(fā)生

19、后，由于破碎巖體尚未穩(wěn)定，仍有碎石或碎屑物質(zhì)滑落的現(xiàn)象。以下幾種邊坡易發(fā)生碎落：千枚巖、片巖、泥頁巖。防護(hù)措施有：設(shè)置碎落臺，設(shè)置邊溝（邊溝上可蓋板）（四）泥石流泥石流是山區(qū)危害極大的一種洪流，其特點是突然爆發(fā)、持續(xù)時間短、含有大量泥沙石塊，有沖擊和沖撞作用。其形成條件有：（）有大量松散的固體物質(zhì)（）有大量的水體，比如暴雨、水庫決堤、或冰雪融化等。（）地表坡度陡。三個條件必須同時具備。本區(qū)的泥石流上部的漏斗狀區(qū)域是泥石流的形成區(qū)，流通區(qū)是下部狹窄的河谷，出了河谷的部分是推積區(qū)。通過不同區(qū)域的工程處理是不同的，對于形成區(qū)工程與泥石流接觸面積大，對于堆積區(qū)主要考慮泥石流的沖刷和沖擊作用，對于堆積區(qū)

20、主要考慮泥石流的掩埋作用。防護(hù)措施有：（）坡面加固把地表的松散物質(zhì)加固，采用護(hù)面、噴漿等。也可植樹造林，不僅可以加固松散物質(zhì)還可以減少地表水的徑流速度。（2）攔截：在流通區(qū)設(shè)置攔擋壩。（3）引排：采用排導(dǎo)溝、急流槽。（4）引渡：當(dāng)工程頂面的標(biāo)高和泥石流溝口的標(biāo)高有一定的標(biāo)高差時可，在泥石流溝口修引渡槽，當(dāng)泥石流爆發(fā)時使其越過工程。在略陽的泥石流上主要在形成區(qū)植樹造林，在流通區(qū)修筑了三道攔擋壩。 泥石流溝 支溝五 河 流 地 質(zhì) 作 用新形成的河流以侵蝕和搬運(yùn)作用為主，老河流以沉積和搬運(yùn)作用為主；同一條河流上游主要是沉積作用，中游主要是搬運(yùn)作用，下游主要是沉積作用；山區(qū)的河流以侵蝕和搬運(yùn)作用為主，平原的河流以搬運(yùn)作用為主。 （一）河流的侵蝕作用八渡河流經(jīng)區(qū)為千枚巖分布地區(qū)，巖性松軟，側(cè)蝕顯著，河谷橫斷面呈現(xiàn)字型。八渡河的上溯有一個大彎道，原因是在流經(jīng)過程中被阻擋，對山體沖刷不動，可見河左岸的巖體的硬度很大，但左岸的巖石成分可觀察到是片巖，所以在片巖中必有其它物質(zhì)，例如含有大量的石英巖幔。河流在彎道出橫向環(huán)流（凹岸向凸岸流動）和縱向流動共同作用，水是螺旋運(yùn)動，橫向的環(huán)流會不斷侵蝕凹岸，由于水的螺旋流動使凸岸不斷在偏下方的地方堆