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：

βcos

ω

α

=（2. 1）

tan

tan⋅

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＜10

q≥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