工程地質實習報告巖石

工程地質實習報告

工程地質實習報告

實習時間：2015年8月30日—9月3日

實習地點：火爐山、中國科學院廣州地球化學研究所、土木與交通學院學術報告廳、廣州西江引水工程基坑工地

實習目的：通過實習，使我們獲得對地質實體的感性認識，鞏固課堂上所學的基本理論和基

本知識，為後續課程的學習打下基礎，學會鑑別基本的礦物巖石及地質構造，分析其成因，通過野外及工程實地勘察，進一步瞭解不良地質災害及工程地質在工程建設，特別是基坑工程中的應用。

實習內容：

（1）時間：8月30日 星期一 晴

地點：土木與交通學院學術報告廳

內容：今天舉行了土木與交通學院土木工程專業地質實習動員大會，標誌着我們為期5天的地質實習正式開始。會上，老師為我們介紹了本次實習的時間安排及對我們的一些要求。

（2）時間：8月31日 星期二 晴

地點：火爐山

內容：今天我們集體前往火爐山進行實地勘察。我們班8點30分集中乘車，大約9點15分到達山腳準備上山。上一學期老師跟我們説了，火爐山是一個天然的實習基地，風景也很好。我們班也在火爐山組織了一次班級活動。而此次到火爐山，是帶着學習的心態來的。來到山頂，感受了一下“一覽眾山小”的氣勢之後，我們也開始了真正的實地勘察。在老師的帶領下，我們從山頂一路走下山腳，老師也一邊為我們介紹沿途的各種地質構造。 山頂上是幾塊巨石，表面渾圓，沒有稜角，這就是老師跟我們説的球狀風化所造成的。所謂的球狀風化就是指由於巖性結構在太陽暴曬和晝夜温差下產生層狀物理風化作用,峯頂臨空的稜角以及一些塊體較小的山石的稜角逐漸消失的一種地質現象。發生球狀風化一般要經歷以下幾個階段：

1. 巖石在內力地質作用下抬升，裸露於土層表面，在太陽，雨水，風，温差的綜合作用下表面開裂，形成如龜殼般的節理，如左圖所示。並不是所有的地方都能在自然力作用下形成這種龜裂狀的節理，火爐山是花崗巖性山體，在內力作用下台升，隨後接受大自然的風化作用，廣東地區雨水豐富，流水作用在次地作用明顯。這種地貌是內力地質作用與特定的外力作用共同創造出來的大自然的鬼斧神工。

2. 龜裂的巖石在外動力作用（風的吹蝕，流水侵蝕，地球重力作用）下表面一層逐漸剝離，掉落地表形成殘積土，或者在流水搬運作用下被移至山腳形成坡積土。餘下的巖石繼續接受風化作用，此時巖石表面基本光滑而無稜角。如左圖所示。

3. 巖石表面風化作用進行的同時，巖石與地表接觸處的縫隙也逐漸發育，在風化作用下一步步往內擴裝，剝離後形成的殘積土也在外力搬運下被一點點地移走。在上下兩個方向的風化作用下，巖石漸漸脱離基巖而獨立成為一整塊無稜角的巨巖，形成所謂的“飛來石”。

我們此次上火爐山，主要研究了一路上所見到的巖石的節理構造。巖石受到的應力超過其強度時，其連續完整性遭到破壞，發生裂縫或錯段，形成斷裂構造，而巖體沿破裂面沒有明顯位移或僅有微量位移的就稱為節理。節理常把巖體分割成形狀不同，大小不等的巖塊，使得巖塊的強度與包含節理的巖體強度明顯不同。因此，巖質邊坡的失穩和隧道洞頂的坍塌往往與節理有關，在工程基礎工程的建設過程當中，對節理縫隙發育地區，對其進行深入的調查研究，詳細論證其對工程建築的不利影響，採取相應的處理措施，這對保證工程建築的安全與正常使用尤為重要。沿山路往下走，一路上遇到不少節理構造十分奇特的巖石，其中一塊巖石的裂隙清晰，看似不久前形成的，周圍也沒有發現與之產狀一致的裂縫出現，因此推測裂縫是此巖石是從山頂上滾落，摔至地面而破碎形成的。除此之外，上還有許多由典型的生物風化形成的破碎巖石，其中有一塊巨巖直接被一棵大樹的根系劈裂，實在令人感歎生物的力量。

繼續往下走，來到溪邊，老師把大家的注意力引向了溪邊的'一組產狀、走向均一致的節理上面。這組節理形成原因很可能是由於內力地質作用形成的，只要另外在火爐山的其他地方發現與這組節理走向一致的節理，那就能有很大的把握説明火爐山受到過的內力地質作用的作用方向，也可以從地表的這些由內力地質作用而形成的節理推斷出地表下巖石節理的發育程度及其密度。在溪邊的另外一頭，有一塊巨巖，其上也有一組節理，其走向與之前的那一組節理大概呈正交關係，但由於那一塊巖石在山路旁邊，因此老師説不能把此組節理與之前的那一組節理作比較，因為路邊的這一塊巖石很可能是在修路時被人為的移動，並不能反映出巖石節理最開始的產狀。野外考察時，對節理髮育地區進行測量統計需尋找的節理應具有代表性，所謂的代表性，必需要保證選擇的節理是保持其最初的產狀的，否則最後的調查結果會與事實相差很遠，影響後面的作業及維護工作的順利進行。

之後，我們沿途又發現了石英的巖脈，試着用榔頭把巖脈敲開一小塊進行更好的觀察。來到山腳，老師跟我們介紹了鑑別坡積土與殘積土的方法。具體來説，風化以後未經搬運而殘留在原地的鬆散堆積物質，為殘積土；而由於重力，雨水或雪水的作用將處於高處的風化碎屑物質向下搬運，堆積在平緩斜坡或坡腳處形成的堆積物質稱為坡積土。坡積土與殘積土的最大一個不同點就是殘積土與其下伏母巖的巖性一致，而坡積土則與其下伏巖的巖性不一致。因此可據此來鑑別出坡積土與殘積土。火爐山山腳處的坡積土土層較薄，用榔頭敲幾下就可發現底層的土層與外層的顏色，紋理都不一樣，表層的土更為鬆軟，那是因為表層的土是坡積土，而裏層的土是殘積土的原因。表層的坡積土是從山上搬運堆積在此的，因而與下伏基巖巖性不一致，而裏層的殘積土則是保持着原來基巖的巖性及其紋理，只是在風化作用下已成為鬆散的土。

火爐山是一個天然的地質公園，廣東省正嘗試將其變為一個森林公園，因此派出了隊伍來火爐山進行巖性取樣研究。我們路上就經過了一個編號為23的鑽孔。工作人員從鑽孔中取樣，分析計算各層巖石的RQD值及巖心採取率，並對個巖層及地下水位進行標高。標高時採用海拔高度值或相對高度值，為避免地面進行了開挖以後所導致的巖層及地下水埋深變化而產生誤差，一般不用埋深來表示。

從火爐山回來以後，仍然對那裏的風景與在那邊所上的第一節實習課感慨良多，其實我們身邊也有好多隨處可挖掘出的地質構造痕跡，只要用心觀察，學會給自己提問、找尋資料、細細分析，最後面也能得出自己想要的結論。

（3）時間：9月1日 星期三 晴

地點：中國科學院廣州地球化學研究所

內容：今天進行了實習的第二個項目，一大早乘車來到了中國科學院廣州地球化學研究所，到了裏面的那個地質博物館參觀。一進門就能看到的幾個獨立的展櫃裏面放置的是幾種古生物化石，包括恐龍蛋化石、角石羣化石以及三葉蟲羣體化石。我也對古生物化石比較感興趣，因此一開始就被此吸引住了。其中三葉蟲活動於寒武紀到二疊紀，而角石則是奧陶紀的代表生物，中國最大的恐龍蛋化石羣位於河南南陽。古生物化石只出現在沉積巖或由沉積巖變成的變質巖中，在不同的地質年代沉積的巖層中，都含有着和地質年代相對應的古生物化石羣。因此，可根據沉積巖中所含的某種古生物化石羣體來判斷出沉積巖巖層的相對地質年代，此為巖層地質年代鑑別的古生物化石法。由於巖漿巖中不含古生物化石，因此其地質年代鑑別方法不能用此方法，一般採用同位素法來測定。

除了古生物化石，地質博物館裏更多的是礦物及巖石標本。其中給我印象最深的是左圖所示的“沙漠玫瑰”。沙漠玫瑰又稱“戈壁石”、“風雕石”，主要產於浩瀚戈壁，沙漠玫瑰是自然形成物，是沙漠的細石經風吹雨打後形成的類似玫瑰般的結晶石，因為沙漠的特殊地質條件，形成了千姿百態，瑰麗神奇的石中之花。這種巖石的形狀與玫瑰相似，故被稱為“沙漠玫瑰”。該種巖石在天然奇石市場上佔有特殊地位，具有極其珍貴的研究和收藏價值。展示在我眼前的沙漠玫瑰，讓我再一次感歎大自然的鬼斧神工。還有天然的紅寶石以及藍寶石，沒有專業的眼光根本難以發現它們，平常人看到的只是鑲嵌在普通巖石中的一小塊顏色較深的石頭。鑑別礦物是一項非常不簡單的工作，鑑別人員除了要有豐富的專業知識之外，還要有豐富的實踐經驗以及不放過任何細微東西的細心，這也是我們以後需要鍛煉出來的能力。

老師本來打算如果時間充足，我們還會去珠江新城的廣東博物館去認識更多的礦物巖石以及其他地質標本，但時間原因而沒有去。因此，我和另外幾個同學一同去了那裏參觀。那裏的地質展廳確實要比中國科學院廣州地球化學研究所大，標本分類以及數量都較為齊全，典型。雖然老師不在身邊指導，但我們幾個各抒己見，分析看到的一個個礦物標本，並通過博物館中詳細的介紹，也獲益良多。到博物館以及地化所參觀的經歷，讓我對巖石礦物有了更深一步的瞭解，也讓我從先前書上所學的理論知識通過實踐得以昇華。

（4）時間：9月2日 星期四 晴

地點：土木與交通學院學術報告廳

內容：今天進行了實習周的第三個項目，在學院學術報告廳裏，主講教授賈老師為我們帶來了一場以最近頻頻發生的地質災害為話題的精彩講座。中國近幾年來頻頻發生各種大型的自然災害，從08年的南方雪災、汶川地震到今年的舟曲特大泥石流災害，自然災害發生頻率越來越大，就數今年，大型自然災害已有5起，其中包括：1月3日的內蒙古大雪、受災6130.6萬人，經濟損失238.6億元的西南大旱、4.14玉樹地震、6.25南方十省洪澇災害以及最近發生的8.8舟曲特大泥石流。“天災總是在人們將其淡化的時候來臨。”天災何時會來臨我們並不能確定，但我們需要有防災的意識，同時做好防災的工作，很多時候就是由於我們的存有的淡化天災，缺乏防災意識的思想讓天災給我們帶來了慘痛的經歷。

救災就得快，不如防災防得好。做好“預防、預測、救災、重建”這四道自然災害防線，堅持“防為主，防救結合”的應對自然災害方針極其重要。

在眾多的災害當中，地震是其中最難預測，破快力也最強的災害。2002年12月在全國地震大形勢判定會上，內蒙古地震局副局長孫加林提出，大陸百年尺度新一輪8級特大地震開始。之後，08年的汶川地震到今年的玉樹地震似乎應驗了這一説法。中國地處太平洋板塊、印度洋板塊、歐亞板塊以及東南亞板塊四大板塊交界處，內力構造運動活躍，自古以來就是一個地震多發區。自1900年到08年的汶川地震，中國在地震中的死亡人數為614522人，遠遠超過印度尼西亞、日本等其他地震多發國家，佔世界地震死亡人口的百分之33.20。而中國也有一個地震活躍地帶，就是汶川、玉樹所處的“龍門山地震帶”。此地震帶是由於印度洋板塊與歐亞板塊碰撞而活躍起來的，早在汶川地震以前，此地帶已發生過不少7級以上的大地震，如1950年西藏察隅8.5級地震，1970年雲南通海7.7級地震，1988年雲南瀾滄、耿馬7.6級地震。地震在這些地方造成傷害如此巨大，有很大一部分原因是由於當地的屋舍結構不牢固，不符合基本防震要求或其本身所處的地方就是斷裂，褶皺等不穩定地質構造發育區。另外，老師也跟我們説過，突發性地質災害，如這次的舟曲特大泥石流，是汶川地震的誘發災害，外面的許多專家並沒有考慮到並不是所有地方都適合災後重建，違背事實去重修那些會引起更大地質災害的工程，只會對人們未來的生活帶來更多的災難。“一般研究自然科學的都不尊重歷史，不懂得歷史”，這句話就是要提醒我們要尊重客觀事實，尊重歷史，前車可鑑，不能讓悲劇一次次重演。

大自然正慢慢報復人類，人類向自然索取過量資源的同時，也一步步把大自然變得面目全非。舟曲以前是一個人傑地靈的地方，森林覆蓋率達到67%，但在人類活動下這個數字變成了現在的20%。的確，有些天災是無法避免，無法預料的，但也有很多一部分天災是人類活動影響所造成的，人類違背大自然的一個小小舉動，會在不知不覺中引起一場大災難，這就是“蝴蝶效應”。我們今天在為災區遇難同胞默哀的同時，也應該好好回顧歷史，自我反省。

（5）時間：9月3日 星期五 雨

地點：廣州西江引水工程基坑工地

內容：今天是實習的最後一天，到了廣州西江引水工程基坑工地佛山官窯地段。天下着雨，我們四個班一起人也比較多，乘車到了工地處，本來冷清的工地也變得熱鬧起來。首先，我們在會議室聽了此工程的概況及施工過程的介紹。廣州市西江引水工程是廣佛同城化建設的市政重點示範工程，項目採用盾構法施工，施工範圍是K26+470至K28+190，總長1720m，主要包括盾構始發井、盾構吊出井、單線盾構隧洞及二個明挖段和全線路的管道安裝與敷設。工程施工步驟為：盾構始發井場地土石方回填平整、盾構始發井旋噴樁及連續牆施工、始發井連續牆鋼筋籠安裝和吊裝及連續牆混凝土澆築、始發井兩道支撐施工及其底板施工，然後繼續完成與始發井施工步驟基本一致的吊出井的施工，接着盾構施工開掘隧道，運輸並焊接鋼管，最後泵送混凝土。工程施工時遇到的難點主要有：1.盾構始發和吊出井在全斷面30多米厚的富水砂層中開挖，局部出現沙礫石地層，連續牆成槽、土方開挖等施工風險較大；2.盾構掘進地層條件差，建築物和管線較多，盾構施工風險大；3.鋼管運輸隧道淨空為5.4m，而鋼管的外徑（4.84m）加上加肋板的寬度(150mm)，達到了4.99m,隧道與鋼管之間的間隙只有20.5cm,特別是還要經過轉彎段（R=300m）,使得運輸更加困難，且由於隧道單邊最大長度達到810m,混凝土經過長距離的輸送後，會發生離析，泌水現象，造成堵管。雖然時間緊迫，但施工隊伍還是解決了許多困難，工程也順利進行着。聽完報告以後，我們撐着傘到外面的工地觀看施工，並向老師請教不懂的問題。由於施工的隧道長度長，在盾構機施工的同時，已經挖掘的部分需同時修建支撐構件以防止隧道坍塌。

需然天下着雨，實習現場的同學也比較多，但總算有所收穫，不負此行。

實習收穫：為期一週的實習結束了，雖然時間不多，也由於專業人數比較多的原因而比較難展開，但我也從這短短几天實習時間裏面學到了許多實用的知識，自己上一學期所學的知識也得到了一次昇華。我在這次實習中對巖石及礦物有了更深一步的瞭解，學會了去從巖石的產狀去分析其成因，也學會了判斷一些簡單的礦物。除此之外，我對地質災害也有了更深的認識，對於地質災害方面的觀念也有所改變。我們不能堅持人定勝天的思想，人類在大自然面前永遠是渺小的，經濟建設不能違背大自然客觀事實進行，不然最後吃虧的只是人類自己。這似乎是從小到現在都一直聽的道理，但是試問這種違背大自然發展規律的事情何時停止過呢？