掌子面素描

地质描述：【玄武岩】==== ================颜色：未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色，也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的构造：绳状构造、气孔状、杏仁状构造、块状构造也具有明显的似层状特征,这可能是岩浆喷发间歇造成的结构：块石结构、碎石镶嵌结构、斑状结构节理：齿状节理（上部）、板状节理（中部）、柱状节理（底部）柱状、板状、齿状节理均与岩流冷却状态有关,多在较厚的岩流单元中严格地受相带部位的制约。

岩流单元上部冷却快,且均匀性差,形成齿状节理,其密度大,形态和方向不规则; 岩流单元中下部带冷却均匀、缓慢,形成规则到次规则的多边形柱状节理。

裂隙和空洞：玄武岩内孔、洞、缝形态与成因方式极为多样,查明其成因类型及其在岩流单元岩相带、不同岩相构造内的组合网络,按成因与形态将其分为6 类:1) 与岩流中出溶气体有关:气孔、气孔洞;2) 与次生化学作用有关:溶蚀洞(溶解洞) ;3) 与岩流正常冷缩有关:柱状节理、板状节理、齿状节理;4) 与岩流表壳自碎或岩流淬火碎裂有关:自碎裂缝、淬碎裂缝;5) 与次生风化或构造作用有关:风化节理缝、构造节理;6) 与复成因有关的微孔隙或微裂隙。

气孔、气孔洞与溶蚀洞气孔或气孔洞是低粘度玄武岩浆在一定深度下出溶气体留下的,因体积小,没有构成岩浆的破裂而发生爆发,经流动后缓慢冷却,导致玄武岩内形成气孔,其形态、大小、分布特点与面积比明显地服从于其所处的岩流单元部位。

溶蚀洞是指较大的空洞,形态极不规则,于岩流单元上部带和古风化剥蚀面最为发育。

有4 种产出形式: (1) 由气孔或气孔洞经水化学作用溶蚀原有的充填物,且溶解气孔壁岩石矿物,特别是橄榄石而成为不规则的空洞; (2) 裂缝与气孔的交汇部位溶蚀而成与缝相连的空洞; (3) 在两组裂缝与气孔复合部位溶蚀而成较大的空洞; (4) 沿节理缝经局部溶蚀,形成沿节理呈串珠状分布的小型空洞。

风化裂隙出现在古风化剥蚀面及岩流单元上部带,它是地表物理化学作用在原生节理的基础上扩大的不规则缝,多数经溶蚀形成不规则的洞缝组合。

地表具风化土壤性质的泥、砂或富含Ca ,Mg 的水体贯入到这些风化裂缝中形成倒贯脉。

沉积蜂窝型熔洞是熔岩流(舌)在冷凝沉积过程中,挥发成份无法释放到大气中,产生气泡冷凝形成空洞,分布在熔岩流(舌)底部或侧部的内接触带中。

隧道型熔洞为残留的岩流空洞或岩流管道,它是岩浆运移的残留通道。

在空间上,由无数个大小不等、形态各异、连通或不连通的小熔洞和大熔洞群组合而成。

局部地段具有多层结构、斜竖方向分支,呈不规则状产出。

洞高多在十几公分至1m,洞宽从几十公分至数m。

在顶部,地质雷达有熔洞的异常反映,说明熔洞群向外延伸,熔洞成群似层状、大面积蜂窝状产出,我们称此类熔洞为沉积蜂窝型熔洞。

在近水平方向上断断续续地延伸数十米至数百米,整个熔洞群面积可达几十m2至数千m2 ,常见沉积蜂窝型熔洞群具有多层结构。

变质：浅变质玄武岩多呈灰绿、暗绿色, 时代老, 岩石致密、坚硬、性脆, 局部具有杏仁状、气孔状喷发构造, 岩体中小断层及构造裂隙发育, 卸荷作用强烈,完整性差。

地下水：地下水多表现为裂隙水沿结构面局部渗、滴水, 偶见线状流水; 弱偏强卸荷带岩体结构面多呈微张, 充填碎屑和次生泥。

【泥岩】======================颜色：灰黄色、灰绿色、灰黑色构造：薄层、中层、厚层状构造，板状构造结构：泥质结构节理：表层风化节理发育、深层节理不发育地下水：一种层理或页理不明显的粘土岩。

矿物成分复杂，主要由粘土矿物（如水云母、高岭石、蒙脱石等）组成，其次为碎屑矿物（石英、长石、云母等）、后生矿物（如绿帘石、绿泥石等）以及铁锰质和有机质。

质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显。

常见类型有：①钙质泥岩。

含适量碳酸钙，常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。

②铁质泥岩。

含较多的铁矿物，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等，多见于红色岩层。

③硅质泥岩。

SiO2含量较高，不含或极少含铁质和碳酸盐质物，常与铁质岩、硅质岩、锰质岩相伴生。

泥岩具吸水、粘结、耐火等性能。

泥岩结构极细粒，肉眼无法辨认颗粒。

其许多特征与页岩相同，可能含有化石，但层理不如页岩发育。

吸水率高、遇水崩解，具有膨胀性泥岩夹砂岩，产状平缓，基本为水平层理，泥岩、砂岩互层，层厚不一，薄层～厚层不等，节理发育，易产生掉块、坍塌现象。

洞身岩性主要为砂岩夹泥岩：砂岩，砂状结构，薄层～厚层状，节理裂隙发育，泥质胶结，呈碎块状，压碎结构；泥岩，泥质结构，薄层～厚层状，泥质胶结，节理裂隙发育，呈碎块状，镶嵌结构【泥质粉砂岩】=================颜色：灰色、深灰色构造：块状构造结构：泥质结构节理：地下水：基岩裂隙水和松散岩类孔隙水泥质粉砂岩、砂岩、泥岩夹煤互层，风化程度不均粉砂质泥岩、泥质粉砂岩与砂岩不等厚互层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩层间结合较差，层间裂隙较发育，在岩性分界处，尤其是洞顶板为粉砂质泥岩段，洞顶可能产生掉块或松动落石，局部可能坍塌。

围岩开挖后极易风化、潮解，遇水泥化造成大的围岩压力，表面张裂可能引起局部坍塌。

受构造裂隙及层面交叉切割可能形成不稳定的危石。

由于砂岩与泥岩呈互层状，泥岩具有一定的隔水性能，经褶曲错移，构成不同规模的封闭的储水构造，形成局部水压力。

对隧道施工可能存在不利影响。

掌子面为灰-灰黑色薄-中层砂岩、泥质粉砂岩及煤线，岩层产状182°<28°。

掌子面正中发育一201°<89°小断层，断层泥及断层角砾发育，厚20~40cm。

掌子面岩体呈块状镶嵌结构，主要发育三组节理。

掌子面潮湿，拱顶岩体较破碎，易塌掉块。

【层状结构】===============特点：层状结构岩体包括薄层沉积岩和沉积变质岩等。

这类岩体的力学特征接近于横观同性介质，由于岩体中层面和片理面比较发育与连续性较好，因此，这类岩体的变形和破坏，在很大程序上受层面和片理面控制。

破坏失稳：在隧道开挖后的应力调整过程中，由于软弱结构面和夹层的抗剪强度较低，在自重作用下使围岩发生结构面控制型的变形破坏，主要表现为拱部不稳定块体沿软弱结构面或夹层的剪切错位、拉裂坠落。

常见破坏形式有非对称楔体破坏与塌冒。

前者表现为应力强度型破坏，其破坏形态为：当岩层倾斜时，由于滑移、层间分离而可能产生挠曲，引起偏心力，使侧墙基础破坏。

后者表现为结构失稳型。

处理：①增加周边爆破眼的数量，减少隧道开挖爆破对围岩的影响，提高光面爆破效果，控制右拱肩顺层掉块。

②变格栅拱架为工字钢拱架，提高初支刚度，抑制松动圈的发展。

③根据板裂岩体力学模型，减小岩板长度可以控制岩板弯曲，对此可采用加密锚杆的措施。

提高初支刚度和坍腔回填密实，可以抑制松动圈的进一步发展。

加密锚杆以减小岩板长度，从而控制岩板弯曲变形。

【煤层】==================失稳影响：深度的增加也使煤层在压力的作用下降低了透气性，有利于保存瓦斯在水平煤系地层中，隧道围岩的稳定性主要受煤层、煤线、植物化石等软弱结构面的影响。

隧道拱部岩体被煤层、煤线或植物化石以及节理等结构面切割成不稳定的楔块.隧道开挖后，拱部围岩结构面发生剪切破坏，岩石以楔块形式塌落。

由于这种塌方发生前块体会稳定一段时间，因而常给人造成一种错觉，故危害性较大。

隧道拱顶地层有发育的煤层或煤线的，随着围岩变形增大，层间发生错动，拱腰部位岩体受不住上部松散岩体的压力而沿煤层、煤线发生塌方，塌成n状。

这种塌方在水平煤系地层中经常发生，是水平煤系地层坍方的主要形式。

这种塌方往往是拱部围岩坍塌成II状后，由于未及时采取措施对围岩进行支护，围岩变形不断增加.塑性区域不断增大，随着松散体的出现，拱部岩层沿煤层或煤线等软弱夹层逐层坍落，最后形成稳定的塌落拱。

采用格栅支护时，格栅一定要和岩面密贴，选用强度高、不易风化、尺寸较大的片石填密间隙，否则，也会因支护不力而发生塌方。

【预报】==================雷达异常：(1) 雷达反射波同相轴发生明显错动;(2) 雷达反射波同相轴局部缺失;(3) 雷达反射波波形发生畸变;(4) 雷达绕射波明显加强;(5) 雷达反射波频率发生变化描述：于掌子面(桩号BK13+565)前方5～15m雷达波反射强烈，预测含水量较大波幅较小，频率较低，围岩较紧密反射波振幅较大，高频成分无规律衰减，构造活动强烈受构造作用影响，发育褶皱，挤压带内发育透镜体强振幅反射波，反射波同轴凌乱反射波无明显异常局部反射波杂乱，振幅较大，围岩较破碎脉冲周期明显增大面向掌子面前方出现了连续的反射波界面，反射界面明显，反射面附近波幅显著，可能存在（压性）节理面掌子面前方有明显的强反射存在，经过多次测试，重复性极好，图形特征为：界面反射强烈，反射面波幅增强，反射波同相轴的连线为破碎带的位置有异常存在，推断该处可能为不含水裂隙，或产状有变化。

含水夹泥薄层。

掌子面前方25m围岩回波波形凌乱，同向轴连续性差，多处反射波被围岩吸收强烈，结合探测掌子面围岩地质素描情况，得出如下预报结论:ZK7+046掌子面前方25m围岩强度总体较低，结构面较发育，且多为北东向(图2直线所示)，围岩弱风化到强风化，局部全风化，部分结构面发育有软弱夹层，围岩完整性差，且部分裂隙含水现象明显(图2椭圆标识处)。

其中,面向掌子面左前方7～9m处、13～16 m处、右前方9～12m处发育有裂隙水存在;左前方9～13m处充填有泥质夹层;掌子面前方6～15m整体较前6m破碎。

判定围岩等级为Ⅳ级。

从地质雷达剖面图中可以看出,右边墙内部较左边欠稳定,破碎带、脱空区都存在,受偏压严重,因此在初期开挖后,右侧变形较大,在施工单位接受建议并采取了相应的措施后,围岩变形减缓,基本稳定,接近收敛值,这些从现场监控量测数据已经得到反映。

裂隙发育使岩层中出现许多断断续续的裂纹或缝隙, 不规则的形状导致电磁波同相轴紊乱, 因界面增多, 信号衰减迅速, 与正常岩层的反射电磁波特征差异十分明显裂隙充水时反射信号强, 后续波衰减雷达资料的地质解释步骤一般为：⑴反射层拾取：根据勘探孔与雷达图像的对比分析，建立各种地层的反射波组特征，而识别反射波组的标志为同相性、相似性与波形特征等。

⑵时间剖面的解释：在充分掌握区域地质资料，了解测区所处的地质结构背景的基础上，研究重要波组的特征及其相互关系，掌握重要波组的地质结构特征，其中要重点研究特征波的同相轴的变化趋势。

特征波是指强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波。

同时还应分析时间剖面上的常见特殊波(如绕射波和断面波等)，解释同相轴不连续带的原因等。

基于上述解释过程还应对不同测区不同目的的雷达图像具体分析，找出我们所需的有用信息，才能得出符合客观实际的雷达解释结果。