北京交通大學工程地質實習報告

1、工程地質實習論文指導教師：劉世海 張璐 11231234工程地質實習報告姓 名：張璐學 號：11231234班 級：土木1108指導教師：劉世海單 位：北京交通大學土建學院時 間： 2013年05月06日目錄前言1專論4一、天津薊縣中上元古界國家標準地質剖面5二、野溪斜河澗地質路線10結論及建議15結束語16 前言2013年年初，我們11級土木工程學生在工程地質課題組老師的帶領下，進行了總共為期兩天的地質實習。工程地質作為土木工程的基本專業(yè)課程，對于以后的選線、勘察、施工情況掌握等有著重要意義，地質實習更是在最大程度上將書本上的二維內容擴充到實際中的立體空間上來，在實習中我們在老師的指導下仔細

2、分析地質構造、巖層性質及產狀等，具體分析可能的工程地質問題，鞏固所學的理論知識，并把知識真切的運用在上面，從而鍛煉了我們的動手能力，分析能力和思考能力。本次實習老師選擇了天津薊縣中上元古界國家標準地質剖面和野溪斜河澗地質路線，分別從地層層序、地質構造、工程地質問題認識和地質構造、地層、地層分界面、巖石構造等方面進行了詳盡的介紹。并且在最初給我們普及了羅盤的運用。實習內容：(1)基本工具的使用方法(地質羅盤儀)； (2)地層巖性判別； (3)地質構造的判別； (4)節(jié)理的測量、統(tǒng)計及節(jié)理玫瑰花圖的繪制； (5)地質剖面圖的繪制(河谷斷面圖)； (6)地基、邊坡、圍巖穩(wěn)定性分析； (7)野外地質勘

3、測的基本方法等。專論一、 天津薊縣中上元古界國家標準地質剖面1、簡介：青白口系（厚371米）井兒峪組，砂礫巖，海綠石砂巖，頁巖，灰?guī)r。8.5億年下馬嶺組，頁片狀粉砂巖。厚163米10.5億年薊縣系（厚4509米）洪水莊組，頁巖和粉砂質頁巖。厚131米迷霧山組，燧石白云巖，瀝青白云巖。厚3389米楊莊組，紅色，白色含粉砂泥質徽晶白云巖。14億年長城系（厚4257米）高于莊組，白云巖，白云質灰?guī)r，燧石白云巖，含錳白云巖。大紅峪組，石英巖，砂巖，火山巖，燧巖白云巖。團山子組，含泥砂的鐵質白云巖，細砂巖，頁巖。串嶺溝組，粉砂質頁巖，頁巖。常州溝組，礫巖，砂巖，石英巖。18億年中上元古界國家級自然保護區(qū)

4、位于天津市薊縣境內，面積900公頃， 主要保護對象為中上元古界標準剖面，袒露著一塊保存完好、結構單純、出露連續(xù)的古代地層，自黃崖關附近常山村向南延伸，至薊縣城北府君山，長20余公里，這就是1982年命名為“中上元古界”（前稱“震旦亞界”）的地層剖面，被譽為罕見而有價值的地質瑰寶，堪稱世界珍貴的自然歷史遺產。地層總厚9197米，剖面長約24公里，以頂底清楚、構造簡單、變質極淺、古生物化石豐富而著稱。據測，該地層的地質年齡約為18.5億至8億年，由老至新分為長城系、薊縣系、青白口系三個地層單位，包括11組105層。1984年國務院批準將該剖面列為第一個國家級地質自然保護區(qū)，下設陳列館，集地學資料、

5、學術研究、自然景觀于一體，填補了中國此類自然保護區(qū)的空白。這個厚近萬米的剖面，在地質界稱為中上元古界標準地層剖面，簡稱“薊縣剖面”。薊縣中上元古界底層劃分表 2、實習內容： 1號觀測點位置：串嶺溝村主要觀測內容：片麻巖片麻巖是一種變質巖，而且變質程度深，具有片麻狀構造或條帶狀構造，有鱗片粒狀變晶，主要由長石、石英、云母等組成，其中長石和石英含量大于50%，長石多于石英。如果石英多于長石，就叫做“片巖”而不再是片麻巖。實習中在路邊隨處可見片麻巖的蹤影，片麻巖極其容易辨別，巖石顯示出明顯的面狀定向組構，即片麻狀構造。在片麻巖廣泛發(fā)育地區(qū)，片麻理和條帶構造常伴生或交替發(fā)育，構成片麻巖區(qū)具有特色的面理

6、類型。2號觀測點位置：九龍山村主要觀測內容：角度不整合、礫巖、斜層理、交錯層理此時所看見的角度不整合及斜層理交錯層理非常明顯，主要由頁巖和礫巖組成，一層一層分布顯著，像老師講過的似一本書，一頁一頁的疊起來。3號觀測點位置：青山嶺村主要觀測內容：頁巖、中華裂梭藻化石薊縣中元古代長城系串嶺溝組是一套以頁巖和粉砂頁巖為主的濱海相韻律式沉積物,在細砂和粉砂巖層面上常見有波痕、泥裂等潮間帶沉積形象成巖時間距今大致19億年左右。巖石基本未變質微化石保存良好。在暗黃綠色粘土頁巖中微化石含量豐富, 其豐度可達每立方厘米1020個個體。取樣以5米間距自下而上采取,室內處理以薄片法為主,浸漬法次之(浸漬法對大型脆

7、弱個體效果不佳)。海藻狀巖石造型奇特。4號觀測點位置：桑樹庵村馬營公路南側大紅峪溝口主要觀測內容：泥裂、格魯納迭層石泥裂是當未固結的沉積物露出水面時，會受到暴曬而干涸，并發(fā)生收縮和裂開，這時所形成的裂縫叫泥裂。泥裂的裂片為多角形，裂縫上寬下窄，大致與層面垂直，其中常充填有上覆沉積物的成分，泥裂多見于湖或海洋的濱岸地帶或者河漫灘沉積環(huán)境中。格魯納迭層石是層柱狀疊層石，其柱狀體部分多由硅泥質組成，常彼此共土。柱體斷面為此圓形到橢圓形?；緦映时《彽膹澬危蛏嫌胁煌潭鹊耐黄鹱兓?，地質年齡約為16.8億年。5號觀測點位置：大紅峪溝主要觀測內容：火山角礫巖，斷層火山角礫巖為由直徑大于4毫米之火山巖片

8、所成，所含之熔巖碎片遠較凝灰?guī)r者為多，但玻璃細片及整石較少。有些角礫巖有多量之火山巖渣，礫塊多具棱角，直徑約十至三十厘米居多，堆 積情形不顯層次，皆由火山物質膠結，一部分集塊巖之膠結緊密，礫塊與膠結物之間無明顯之界限，此當由於其堆積之時尚未脫融狀態(tài)。礫塊之安山巖種類有普通輝石、紫蘇輝石，及角閃石等多種，慣稱為安山巖質集塊巖。此地有非常多的氣孔構造和杏仁構造，巖漿巖的特征非常明顯。6號觀測點位置：大紅峪組潛行1KM處的小溝口主要觀測內容：錐疊層石切頂，運用羅盤測量巖層走向，傾向及傾角羅盤儀的使用及測量： 地質羅盤儀是進行野外地質工作必不可少的一種工具。借助它可以定出方向，觀察點的所在位置，測出任

9、何一個觀察面的空間位置（如巖層層面、褶皺軸面、斷層面、節(jié)理面等構造面的空間位置），以及測定火成巖的各種構造要素，礦體的產狀等。利用地質羅盤在巖層面上量取巖層的走向、傾向和傾角。在一定地區(qū)進行地質工作使用地質羅盤時，應首先根據該地區(qū)的磁偏角對羅盤進行磁偏角校正。經過磁偏角校正后，在本地區(qū)使用地質羅盤，所測得的方位角即為真方位角。 根據公式即可計算得出巖層的傾角。結構：地質羅盤式樣很多，但結構基本是一致的，我們常用的是圓盆式地質羅盤儀。由磁針、刻度盤、測斜儀、瞄準覘板、水準器等幾部分安裝在一銅、鋁或木制的圓盆內組成。地質羅盤儀的構造如下圖測量方法： 走向：將羅盤一條長邊底線緊貼巖層面，調節(jié)羅盤至水

10、準儀氣泡居中，當磁針靜止后對應刻度盤上的刻度值即為巖層的兩個走向的方位角值。其中，磁北針對應刻度值為折疊式瞄準器一側的走向，磁南針對應刻度值為相反的另一個走向。 測傾向：將羅盤一條短邊底線緊貼巖層面，折疊式瞄準器指向巖層傾斜方向，調節(jié)羅盤至水準儀氣泡居中，當磁針靜止后北針對應刻度盤上的刻度值即為巖層傾向的方位角值。 測傾角：將測走向或傾向時羅盤底面與巖層面的接觸線畫出，即為走向線。利用羅盤長、短邊垂直關系可在巖層面上畫出真傾斜線。將羅盤側立，使長邊與真傾斜線重合，手指微微轉動傾斜制動器旋扭，觀察傾斜儀氣泡居中停止轉動，所指傾斜刻度盤上度數值即為傾角。在巖層下層面上測量產狀方法如果有平整的巖層面

11、暴露，而又缺少平整的巖層上層面出露，可以用下層面產狀測量的方法測定巖層產狀。傾斜或近水平巖層下層面產狀測量的方法可參照下面講的在煤層頂板下層面測量產狀的方法進行。急傾斜巖層下層面產狀測量操作步驟與在上層面測量產狀相同，但要注意，從羅盤上讀取傾向方位角值時，應讀磁南針所指的刻度值，這是因為此時折疊式瞄準器所指的正好是巖層傾向的反方向的緣故。二、 野溪-斜河澗地質路線野溪斜河澗屬于北京門頭溝區(qū)妙峰山鎮(zhèn)，位于門頭溝區(qū)東北部，東距北京市中心僅30 公里。永定河、109國道穿鎮(zhèn)而過，斜河澗位于永定河邊的山上，豐沙鐵路線正好從村子與永定河之間橫穿而過。野溪橋頭有大臺線、豐沙線。該地層出露比較完整。屬奧陶系

12、中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r。呈箱形褶曲，柔性褶曲。野溪至斜河澗段，沿大臺線鐵路出露的地層是奧陶系中統(tǒng)馬家溝組后層灰?guī)r，從構造上可以看到各種類型的褶皺，如箱型褶皺、柔性褶皺，還可以見到斷距僅1.2米的小斷層。此段永定河流沿山蜿蜒回流，是比較寬緩的水流地段。優(yōu)點：地層出露比較完整出露地層：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r構造：箱形褶曲，柔性褶曲第1觀測點：斜河澗，觀察永定河中游河谷兩岸的地貌特征。斜河澗兩岸由于永定河的蜿蜒曲折，一側經永定河沖擊行車河溝，另一側經其砂土沉積形成河漫灘，可以說斜河澗兩岸河流階地發(fā)育非常明顯，已經有許多房屋建在河漫灘上。第2觀測點：順河流流向，觀察其右岸的箱形褶皺特征。其右岸的褶皺

13、主要在妙峰山的標志所在山峰，從面相其山峰的左邊說起，先是一個明顯的向斜，然后是不太明顯的背斜，期間有一個箱型結構，即掛著妙峰山三個字的山峰，向右延伸又是一個向斜。其特征明顯，可以清晰分辨。第3觀測點：觀察隧道圍巖特征（大臺線2號隧道）隧道洞口為馬蹄形，為向斜翼部，沒有襯砌，因其雖然坡度較陡但是由于結構面并沒有切斷其根部，且?guī)r石完整為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r，層理清晰，但并不是頁巖等脆弱巖石，風化不嚴重，所以結構穩(wěn)定，無需防護措施。第4觀測點：觀察2號隧道兩個出口設計的差異。隧道入口無襯砌，出口有襯砌，主要原因是由于其兩邊圍巖性質有關。入口處巖石完整，是完整巖體，能清晰看出其層理和結構，而出口

14、出巖石風化嚴重，為碎裂巖體結構，且經過了長時間的地下室溶蝕作用，可觀察到小型溶蝕洞穴，因此加襯砌以防護。第5觀測點：觀察向斜構造及溶洞。沿鐵路線逆河而上，約溝壑處可觀察到一處寬緩的向斜核部，核部近于水平，核部巖層層理明顯，在完整巖層的底部有干溶洞出露。第6觀測點：觀察斷層構造。從2號隧道出口開始就能看到一個明顯的斷層，斷層先是逆斷層后是正斷層，且第二個較大斷層面已經有許多填充物質，長出了樹苗。第7觀測點：觀察巖漿巖與沉積巖的接觸關系。斷層沿著2號隧道出口繼續(xù)向下走能看見一個明顯的巖漿巖與沉積巖先侵入后沉積的關系，侵入巖漿巖侵入到沉積巖中形成巖墻，隨后被沉積巖沉積，巖漿巖成黃褐色，而沉積巖成灰色

15、。接觸關系第8觀測點：沿線4段人工路肩墻。沿途陸續(xù)構筑了約段人工路肩墻，這是因為該段山底部緊鄰永定河岸，為了防治永定河側蝕對山體的侵蝕，進而影響到鐵路路基的穩(wěn)定性，因此對山體進行了防護。第9觀測點：觀察永定河畔人工丁壩。在永定河畔建設人工丁壩主要是為了阻擋永定河對岸邊的側蝕作用，防止其對河岸的進一步沖刷，而導致河流越來越彎曲，形成“河曲”，同時，防止河流的進一步侵蝕到鐵路附近，對鐵路地基造成損壞，影響鐵路的穩(wěn)定性。所以改變水流主線方向，將側蝕水流引開，從而保護凹岸路基。第10觀測點：丁壩附近觀測永定河河流的堆積特征。在丁壩附近，河流堆積明顯，形成河流階地從而形成河漫灘，是明顯的沉積階地。第11

16、觀測點：斜河澗豐沙二線2號隧道進口處破帶。在斜河澗豐沙二線號隧道進口處，有一寬度達余米的破碎帶，帶內節(jié)理非常發(fā)育，風化嚴重，巖石極為破碎，仔細觀察還可見到糜棱巖和斷層擦痕。隧道體外側巖體可見出露的千枚巖，風化顏色為蠟黃色，結構定向性明顯、破碎，與灰白色、厚層灰?guī)r的外觀截然不同。主要原因是由于其結構面方向與滑動方向相同，且由于巖體破碎，加之風吹雨淋及火車的震動，使得邊坡不穩(wěn)定，每到雨季經常發(fā)生溜坍和掉石，危及行車安全，因此進行了至少三次的擋墻防護。第12號觀測點：1號隧道整個洞身全襯砌支護。由其側部的多次防護可知，整個圍巖并不具備整體構造巖體的特性，非常容易發(fā)生滑坡，蠕變等危險運動，會對鐵路造成

17、嚴重影響，且其隧道頂端位于向斜核部，地下水匯集于此，易產生溶蝕現象，因此防備完善。結論及建議上大學以來，這是我們的第一次實習。高中時，聽到一些哥哥姐姐說去哪里哪里實習，總覺的實習是大學的典型代表，是我們即將步入社會的前兆，因此一直對她有種恐懼和期待。這次實習解開了它的神秘面紗，原來實習不止是完全的疲憊，原來實習真的能夠學到許多的東西。這次實習用了兩個周末的時間，雖然兩個周末相隔一個多月，但是我們在最后匯總實習論文的時候依舊對第一個去薊縣的實習印象深刻，那一周似乎特別的冷，但是老師卻兢兢業(yè)業(yè)，我們光是站在那里聽著老師講解，時不時的拿出手機照幾張相片，到最后的時候已經凍得瑟瑟發(fā)抖，手腳麻木。但是老

18、師卻要在給我們講解的同時還要總用手來指引我們的視線，卻從沒表現出一點寒冷的感覺。第二周就順利許多，眼光明媚，卻也發(fā)生了小插曲，因為去的人有點多，再加上一個車子突然壞了，換了一輛小型客車，人坐不下，老師商量了許久，最終讓學生們先回，老師繼續(xù)等待。在這里，我要說聲：“謝謝老師！”地質實習后學會的最重要技能就是使用羅盤，用羅盤測量高度，走向，傾角，傾向都手到擒來，終于知道原來羅盤有這么多的功能。實習給我?guī)淼淖畲笥绊懢褪菍ι降目捶āＲ郧芭郎降臅r候，只會感嘆山的雄偉，山的壯麗以及美麗高聳的樹木，而現在，每次進到山里總會說出，這是斷層，這是褶皺，這是節(jié)理，這是頁巖等等話，實習之后從前神秘的山峰在我眼里似乎變成了一本厚厚的書，讓人想不住的探看山的本質。這次實習最大的收獲就是將書本上的東西應用到現實中來了，我們真正知道了巖層間的接觸關系，知道了變質巖、巖漿巖、沉積巖的識別特征?？偟膩碚f，這次實習有許多突發(fā)狀況，老師們都非常順利的解決了，帶隊的研究生們也很是辛苦，起到了自己的作用，因為一個院的人這么多，能安排的井井有條有一些困難，但是卻從沒有在車上等過很久。只是在