软弱围岩隧道掌子面地质素描作业指导书.doc

1、新建铁路成都至兰州线 CLZQ6 标段隧道掌子面地质素描作业指导书编 制: 复 核: 审 核: 中铁五局成兰铁路工程茂县指挥部二一四年四月目 录1、适用范围 .12、作业准备 .12.1 内业技术准备 .12.2 外业技术准备 .13、现场素描 .14、掌子面地质素描记录表基本内容 .24.1、掌子面状态 .24.2、毛开挖状态 .34.3、岩石强度（MPa） .44.4、风化程度 .44.5、裂隙间距（mm） .54.6、裂隙形态 .54.7、涌水状态 .54.8、围岩级别划分 .54.9、描述的基本内容 .54.10、产状要素的确定 .85、地质素描示例 .106、分析判断 .121隧道掌

2、子面地质素描作业指导书1、适用范围本作业指导书适用于成兰铁路 CLZQ-6 标隧道掌子面地质素描。2、作业准备2.1 内业技术准备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）2.2 外业技术准备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。3、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

3、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（1） 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。（2） 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

4、。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2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。（3）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。（4）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。（5）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。（6）地应力：包括高地

5、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。（7）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。（8）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。4、掌子面地质素描记录表基本内容4.1、掌子面状态1）填写内容：稳定、正面掉块、正面挤出、正面不能自稳、其它。2）填写依据现场观察并依据下表隧道围岩分类

6、正确填写。隧道围岩分类围岩主要工程地质条件类别 主要工程地质特征结构特征和完整状态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）硬质岩石饱和抗压极限强度 Rb60MPa（600kgf/cm 2） ：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层） ； 呈巨块状整体结构围岩稳定，无坍塌，可能产 4.53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层状岩层为厚层，层间结合良好。 生岩爆。硬质岩石R b30MPa（300kgf/cm 2）：受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面

7、（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。软质岩石R b30MPa （300kgf/cm 2）：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3.54.5硬质岩石R b30Mpa（300kgf/cm 2） ：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）

8、碎（石）状镶嵌结构软质岩石R b=5MPa30Mpa （50 300kgf/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硬质岩石R b30Mpa（300kgf/cm 2） ：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。 呈碎石状压碎结构软质岩石R b=5MPa30Mpa （50 300kgf/cm2）:受地质构造影响严重，节理发育。呈块（石）碎（石）状镶嵌结构拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。土：1.略具压密或成岩作用的粘性土及砂性

9、土2.一般钙质,铁质胶结的碎、卵石土、大块石土3.黄土（Q 1、Q 2）1、 呈大块状压密结构2、 呈巨块状整体结构1.53.0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 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（Q 3，Q 4）非粘性土呈松散结构粘性土及黄土呈松软结构围岩易坍塌，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石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软体。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围岩极易坍塌变形、

10、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1.54.2、毛开挖状态41）填写内容：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。2）填写依据依据上表隧道围岩分类及相关设计资料填写。4.3、岩石强度（MPa）1）填写内容：3060、1530、51、5、其它。2）填写依据依据下表岩石坚硬程度的划分表正确填写。岩石坚硬程度的划分表岩石类别 单轴饱和抗压强度 Rc (MPa)代 表 性 岩 石极硬岩 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质岩 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

11、、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较软岩 15R c30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 5R c15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软质岩极软岩 Rc5 全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石4.4、风化程度1）填写内容：微风化、弱风化、强风化、全风化、其它。2）填写依据依据下表风化程度分级表正确填写。风化程度分级表风化程度 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

12、有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙5风化程度 野外特征中等风化 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4.5、裂隙宽度（mm）1）填写内容：5、35、 13、1、其它。2）填写依据依据下表节理宽度分

13、级表正确填写。节理宽度分级表分级名称 节理宽度 单位（mm）密闭节理 b1微张节理 1b3张开节理 3b5宽张节理 b54.6、裂隙形态1）填写内容：密集、部分张开、开口、夹有粘土、其它。2）填写依据依据上表节理宽度分级表正确填写。充填有软弱介质的节理如实填写。4.7、涌水状态1）填写内容：无水、渗水、整体湿润、涌出或喷出、特别大。2）填写依据依据下表地下水状态的分级表正确填写。地下水状态的分级表级别 状态 渗水量L/ （ min10m） 干燥或湿润 10 偶有渗水 1025 经常渗水 25125注：任一隧道延米地下水涌出量大于 1.5m3/d 的地段进行注浆堵水。4.8、围岩级别划分按设计填

14、写。64.9、描述的基本内容1）岩性（1）地层时代及岩性跃龙门隧道右线测区属构造剥蚀中高山地貌，隧道洞身穿越志留系中上统茂县群（S2-3mx(1)）第一亚组千枚岩、炭质千枚岩夹灰岩；志留系下统龙马溪群（S1ln）黑色炭质板岩与薄层硅质岩互层；奥陶系中统宝塔组（O2b）泥灰岩、结晶灰岩；寒武系下统清平组（1c）粉砂岩、磷灰岩；震旦系下统邱家河组（Zbq）硅质岩、页岩、炭质页岩夹灰岩、白云岩；同时本区分布有大面积的侵入岩岩脉（） ，以辉绿岩为主。杨家坪隧道洞身主要通过志留系中上统茂县群（S2-3mx1、Smx3、Smx4、Smx5）千枚岩、炭质千枚岩、灰岩、石英千枚岩、透镜状泥质灰岩、砂岩等。（2

15、）风化程度参照4.4、风化程度描述。2）地质构造（1）褶皱、断层、节理裂隙特征褶皱岩层在形成时，一般是水平的。岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。要描述褶皱的性质、形态、地层的完整程度等。断层岩层或岩体在构造运动影响下发生破裂，若破裂面两侧岩体沿破裂面发生了明显的相对位移，这种构造就称为断层。断层要描述断层的发育位置、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节理裂隙岩石受力作用形成的破裂面或裂纹，称为节理，它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。节理裂隙要描述节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度

16、、张开7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。破坏面和破坏带分类描述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

17、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 0.75K v0.55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 0.55Kv0.358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.

18、15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。（注：沉积岩才有薄层状，变质岩一般可以叫薄片状或薄板状。 ）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3）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。4）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。5）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。6）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