隧道施工地质 ppt课件

第三、四系地层中的岩石，多呈半成岩状态或松散状态。
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• 3.2 地质构造
• 地质构造是由各种内、外动力地质作用导致的岩石变形的产物，
具体表现为岩石的褶皱、断裂、劈理、节理以及其它的面状、线
状构造等。
• 构造运动是地球内部应力集中—释放的过程，地震、地壳表面的
隆起(造山运动)、板块的漂移碰撞等无一例外都是构造运动的型
隧道地质及施工地质
顾问 、研究员
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隧道地质
• 1. 概述
• 隧道是修建于岩土体中的地下工程。隧道工程的设计和施工必须
以工程岩体（围岩）的工程地质、水文地质条件为主要依据。合 理、科学的设计和施工方案应该与工程场区的岩土体地质条件相 匹配，对场区的地质条件的认识是否清楚和掌握，是隧道工程建 设成败的关键之一。
• （4）断层及节理：岩层受力作用发生断裂变形，断裂变形阶段
产生的构造统称断裂构造。
• 一般地说，沿断裂两侧岩层未发生明显位移或位移极小的断裂称
为节理；沿断裂两侧岩层发生明显位移的断裂称为断层。
• 根据节理与所在岩层产状要素的关系可分为走向节理、倾向节理、
斜向节理，根据节理与区域褶皱枢纽方向、主要断层走向及其他 线状构造延伸方向的关系可分为纵节理、横节理、斜节理，按节 理的力学成因可分为剪节理、张节理、扭节理。
• 3. 地层和地质构造
• 3.1 地层
• 地层的划分，根据其生成时间（年代）从老到新，划分为太古界、
元古界、古生界（寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、
二叠纪）、中生界（三叠纪、侏罗纪、白垩纪）和新生界（第三
纪、第四纪）。
• 一般来说，除特殊岩类地层外，年代越老的地层岩石成岩程度越
高，密度越大；年代越新的地层岩石，成岩程度越低，密度越小，
岩裂隙水、岩溶地下水、破碎岩富水带等。第四系松散岩类孔隙 水主要引起第四系松散岩类的变形坍塌；基岩裂隙水软化泥化岩 石增大围岩的变形，降低结构面的内聚力造成不利组合岩块的塌 落甚至引起大的坍方；破碎岩富水带多造成涌水和构造岩、风化 岩、破碎岩的失稳坍方、泥石流；岩溶地下水则造成隧道岩溶涌 水、涌突泥等灾害。
状理面、交错层理面结构，波痕、干裂、缝合线、叠层和鲕状构
2020/11造/29，主要结构面为层面。
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• 沉积岩有碎屑岩（砂岩、泥（页）岩、砾岩等）和碳酸盐岩（灰
岩、白云岩等）是分布较广的两类沉积岩
• 2.2 火成岩
• 火成岩分侵入岩和喷出岩（火山岩）。前者是地球深部高温高压
岩浆或熔岩流沿地壳内薄弱地带、构造通道等向地壳深、浅部侵 入形成，多呈岩脉、岩墙、岩床、岩盖(岩盘)、岩盆、岩脊、岩 基状，由于侵入岩是高温高压岩浆冷凝而成，因此未经构造变动 的侵入岩往往具有原生冷凝收缩节理(横节理、纵节理和水平节 理)，主要原生节理走向往往平行岩体的长轴方向，此外在侵入 岩边界外存在一定范围的原岩变质，变质程度自边界往外由强变 弱。侵入岩按性质可分酸性、中性、基性和超基性等侵入岩。喷 出岩是由地球深部高温高压岩浆或熔岩流沿火山口通道喷溢出地 面冷凝形成，多呈岩被、岩锥、火山口和火山通到。流动构造和 原生节理是火成岩特有的构造特征。
式。
• 构造运动和外营力作用(地表岩石的风化、剥蚀等)的结果，即我
们今天所看到的地球表面和地质构造。
• 与隧道超前地质预报相关的地质构造主要包括：
• （1）水平岩层：岩层的层面基本上是一个水平面，即岩层的
同一层面基本处于同一海拔高度。水平岩层主要分布在受地壳运
动影响较轻微的地区。其特征是上新下老、地层界线与地形等高
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• 断层按断盘的移动可分为正断层、逆断层和平移断层，按断层的
走向与区域构造线（如褶皱轴向）的关系可分为纵断层、横断层 和斜断层，按断层与地层产状的关系可分为走向断层、倾向断层、 斜向断层和顺层断层，按断层产生的力学性质可分为压性断层 （层间断层）、张性断层和扭性断层。
• 3.3 其它构造：如穹窿构造、火长岩原生构造（侵入岩的破裂构
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• 2.3 变质岩 • 母岩在特定地质和物理化学条件下经过转变再造作用(变质作用)
形成的具有新的矿物组合和结构构造的岩石。在变质岩中，绢云 母、绿泥石、蛇纹石和滑石等变质矿物是变质岩矿物成分的基本 特征，变余、变晶、交代和碎裂结构是变质岩特有的结构，变质 岩构造主要以变余构造和变成构造为主。变质岩中包括浅变质岩， 如千枚岩、板岩、变质砂岩等；深变质岩，如片岩混合岩、混合 片麻岩。
造、锥状岩席及环状岩墙，火山岩的破裂构造及火山构造等）.
• 3.4 构造特别是节理、断层作用的最终结果是使岩体破碎甚至泥
化、糜棱岩化，造成破碎岩体的强透水性和泥化、糜棱岩化岩体 的隔水特性。工程地质工作者，应着重研究断层，节理的上述作 用对工程岩体强度、完整状态、岩体质量及稳定性的影响。
2020/11/29地面
坡度成反比。
• （2）倾斜岩层：由于受地壳运动或岩浆活动影响，原来的水
平岩层产状发生变化，形成在一定地区内具有大致相同的倾向、
倾角的一系列岩层，即倾斜岩层。
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（3）褶皱：岩层受力作用发生弯曲即褶皱。岩层向上弯曲，核心 部位岩层老，两侧岩层较新，称为背斜；反之，岩层向下弯曲， 核心部位岩层新，两侧岩层较老，称为向斜。背斜和向斜是褶皱 的两种基本形态类型。由系列向斜和背斜组成的背斜称为复式背 斜，由系列向斜和背斜组成的向斜称为复式向斜。
• 2. 岩类
• 2.1 沉积岩
• 沉积岩是母岩（沉积岩、火成岩和变质岩）风化作用、生物作用、
剥蚀作用（破岩作用）和某种火山作用产物经风、水的搬运（搬
运作用）后由于搬运营力的减弱在一定环境条件下经过沉积、固
结成岩作用形成的岩石。
• 一般来说，未经构造变动的沉积岩岩层基本为水平岩层或倾角较
缓，层理构造是沉积岩的基本构造特征，主要为水平层理、沙纹
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• 4. 地下水
• 在隧道工程施工中，地下水的作用非常活跃：本身可造成隧道涌
水；可软化泥化岩石，增大围岩的变形；降低结构面的内聚力， 造成不利组合岩块的塌落甚至引起大的坍方；加剧构造岩、风化 岩、破碎岩、粘土砂及泥夹块石类岩溶充填物活动性，引发隧道 洞内坍方、泥石流、岩溶涌突泥灾害；
• 隧道工程遇到的地下水类型主要有：第四系松散岩类孔隙水、基