工程地質及水文地質課後答案

1. 土木工程地質課後答案陳文昭

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1工程地質學 工程地質學是地質學的一個分支，是研究與工程建築活動有關的
地質問題的學科
一、礦物 礦物是在地殼中天然形成的，具有一定化學成分和物理性質的自然元
素或化合物，通常是無機作用形成的均勻固體
岩石 岩石是天然產出的具有一定結構構造的礦物集何體。
層理層理是指岩層中物質的成分、顆粒大小、形狀和顏色在垂直方向發生變化
時產生的紋理，每一個單元層理構造代表一個沉積動態的改變
片理 岩石中礦物呈定向平行排列的構造稱為片理構造
岩層 岩層是沉積地層的基本單位，它是物質成分、結構、內部構造和顏色等
特徵上與相鄰層不同的沉積層稱為岩層
岩石結構 岩石結構是指岩石中礦物的結晶程度、晶粒的大小、形狀及它們之
間的相互關系
二、地質構造 構造運動引起地殼岩石變形和變位，這種變形、變位被保留下來
的形態被稱為地質構造。
岩層產狀岩層在空間分布狀態的要素稱岩層產狀要素。一般用岩層面在空間
的水平延伸方向、傾斜方向和傾斜程度進行描述。分別稱為岩層的走向、傾向和傾角。
褶曲 褶皺構造中任何一個單獨的彎曲稱為褶曲，褶曲是組成褶皺的基本單
元。
節理 節理是指岩層受力斷開後，裂面兩側岩層沿斷裂面沒有明顯相對位移
時的斷裂構造。
斷層 斷層是指岩層受力斷開後，斷裂面兩側岩層沿斷裂面有明顯相對位移
時的斷裂構造。
地層 地史學中，將各個地質歷史時期形成的岩石稱為該時期的地層
地質圖 地質圖是把一個地區的各種地質現象，如地層岩性、地質構造等，
按一定比例縮小，用規定的符號、顏色、花紋、線條表示在地形圖上的一種圖件

2. 工程地質及水文地質

（1）岩溶揭示

在齊岳山背斜地段施工中，共揭示6個規模較大的岩溶，如表10-24。

（2）岩溶發育特徵

對齊岳山背斜地段所揭示的6個岩溶進行分析，具有以下6個特徵。

表10-24 齊岳山隧道溶洞統計表

1）高頻率發育。如圖10-78，在齊岳背斜DK361＋597～DK362＋277長680m區段內，共發育6個規模較大的岩溶，平均岩溶間距不到300m，岩溶發育頻度極高，因此，在這種岩溶高發地段，為規避施工風險，採取超前地質預測預報是十分必須的。

圖10-78 齊岳山隧道岩溶分布圖

2）水壓力不高。對施工所揭示的6 個岩溶進行水壓力測試，水壓力值最大不超過0.3MPa，現場實際測試結論與體會與前期勘察設計階段認為存在高水壓力的推斷難以吻合。對於齊岳山隧道不存在高水壓力的主要原因，筆者認為：齊岳山隧道存在四級夷平面：第一級夷平面高程1700～1800m，第二級夷平面高程1500～1600m，第三級夷平面高程1300～1400m，第四級夷平面高程1100～1200m，背斜西翼岩溶水主要由第二級夷平面向第四級夷平面過渡，由夷平面高程差來看，可能會存在3～4MPa的高水壓力。但在隧道附近發育著規模極大的大魚泉（標高1115 m）、小魚泉（標高1112 m）和朝陽洞（標高1143 m），附近三個規模較大的岩溶洞穴與隧道進口（標高1126 m）高程相比，位於隧道上、下15～20m范圍，因而，泉點與洞穴將襲奪地層中的岩溶水，造成隧道內揭示岩溶水壓力值不高，水壓力值約為0.3MPa，這與洞穴高差相吻合。

3）水量貧富不均。在施工中所揭示的6 個岩溶中，PDK361 ＋870、DK362 ＋060、PDK362＋144三個岩溶涌水量高達2000m³/h，而另外3個岩溶水量不大，小於100m³/h。富水的三個岩溶位於T₁d地層，以及T₁d與T₁j、P₂c的交界面，這能否成為背斜地層岩溶富水特徵值得深入研究。

4）充填介質復雜多樣。由背斜所揭示的6個岩溶來看，充填介質有水、淤泥、粘土和塊石土四種，沒有空腔型干溶洞存在。

5）岩溶賦存於斷層和完整灰岩的交界面。所揭示的6 個岩溶中，PDK361 ＋597 和DK361＋614溶洞位於F3 斷層，其餘的四個溶洞均位於完整灰岩交界面，由此來看，斷層處和完整灰岩交界面是溶洞多發區，這在施工超前地質預測預報中應予以加強。勘察階段，認為在背斜核部F5、F6處岩溶極其發育，但在實際施工中卻未發現。筆者認為，造成背斜核部岩溶不發育的主要原因可能是受P₂w隔水層的限制所致。

6）以管道型和溶槽型發育，未發育大型溶洞。施工中所揭示的6 個岩溶中，除DK362＋060為溶槽型外，其餘5個均為管道型，未揭示大型溶洞。根據這一特徵，在背斜地段，遇到溶洞後，為解決工期問題，採取繞越方案會十分有效。

（3）岩溶分類

根據岩溶特徵，可將施工中所揭示的6個岩溶進行分類，如圖10-79。

圖10-79 齊岳山隧道岩溶分類

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