北京交通大学工程地质实习报告

1、工程地质实习论文指导教师：刘世海 张璐 11231234工程地质实习报告姓 名：张璐学 号：11231234班 级：土木1108指导教师：刘世海单 位：北京交通大学土建学院时 间： 2013年05月06日目录前言1专论4一、天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面5二、野溪斜河涧地质路线10结论及建议15结束语16 前言2013年年初，我们11级土木工程学生在工程地质课题组老师的带领下，进行了总共为期两天的地质实习。工程地质作为土木工程的基本专业课程，对于以后的选线、勘察、施工情况掌握等有着重要意义，地质实习更是在最大程度上将书本上的二维内容扩充到实际中的立体空间上来，在实习中我们在老师的指导下仔细

2、分析地质构造、岩层性质及产状等，具体分析可能的工程地质问题，巩固所学的理论知识，并把知识真切的运用在上面，从而锻炼了我们的动手能力，分析能力和思考能力。本次实习老师选择了天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面和野溪斜河涧地质路线，分别从地层层序、地质构造、工程地质问题认识和地质构造、地层、地层分界面、岩石构造等方面进行了详尽的介绍。并且在最初给我们普及了罗盘的运用。实习内容：(1)基本工具的使用方法(地质罗盘仪)； (2)地层岩性判别； (3)地质构造的判别； (4)节理的测量、统计及节理玫瑰花图的绘制； (5)地质剖面图的绘制(河谷断面图)； (6)地基、边坡、围岩稳定性分析； (7)野外地质勘

3、测的基本方法等。专论一、 天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面1、简介：青白口系（厚371米）井儿峪组，砂砾岩，海绿石砂岩，页岩，灰岩。8.5亿年下马岭组，页片状粉砂岩。厚163米10.5亿年蓟县系（厚4509米）洪水庄组，页岩和粉砂质页岩。厚131米迷雾山组，燧石白云岩，沥青白云岩。厚3389米杨庄组，红色，白色含粉砂泥质徽晶白云岩。14亿年长城系（厚4257米）高于庄组，白云岩，白云质灰岩，燧石白云岩，含锰白云岩。大红峪组，石英岩，砂岩，火山岩，燧岩白云岩。团山子组，含泥砂的铁质白云岩，细砂岩，页岩。串岭沟组，粉砂质页岩，页岩。常州沟组，砾岩，砂岩，石英岩。18亿年中上元古界国家级自然保护区

4、位于天津市蓟县境内，面积900公顷， 主要保护对象为中上元古界标准剖面，袒露着一块保存完好、结构单纯、出露连续的古代地层，自黄崖关附近常山村向南延伸，至蓟县城北府君山，长20余公里，这就是1982年命名为“中上元古界”（前称“震旦亚界”）的地层剖面，被誉为罕见而有价值的地质瑰宝，堪称世界珍贵的自然历史遗产。地层总厚9197米，剖面长约24公里，以顶底清楚、构造简单、变质极浅、古生物化石丰富而著称。据测，该地层的地质年龄约为18.5亿至8亿年，由老至新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位，包括11组105层。1984年国务院批准将该剖面列为第一个国家级地质自然保护区，下设陈列馆，集地学资料、

5、学术研究、自然景观于一体，填补了中国此类自然保护区的空白。这个厚近万米的剖面，在地质界称为中上元古界标准地层剖面，简称“蓟县剖面”。蓟县中上元古界底层划分表 2、实习内容： 1号观测点位置：串岭沟村主要观测内容：片麻岩片麻岩是一种变质岩，而且变质程度深，具有片麻状构造或条带状构造，有鳞片粒状变晶，主要由长石、石英、云母等组成，其中长石和石英含量大于50%，长石多于石英。如果石英多于长石，就叫做“片岩”而不再是片麻岩。实习中在路边随处可见片麻岩的踪影，片麻岩极其容易辨别，岩石显示出明显的面状定向组构，即片麻状构造。在片麻岩广泛发育地区，片麻理和条带构造常伴生或交替发育，构成片麻岩区具有特色的面理

6、类型。2号观测点位置：九龙山村主要观测内容：角度不整合、砾岩、斜层理、交错层理此时所看见的角度不整合及斜层理交错层理非常明显，主要由页岩和砾岩组成，一层一层分布显著，像老师讲过的似一本书，一页一页的叠起来。3号观测点位置：青山岭村主要观测内容：页岩、中华裂梭藻化石蓟县中元古代长城系串岭沟组是一套以页岩和粉砂页岩为主的滨海相韵律式沉积物,在细砂和粉砂岩层面上常见有波痕、泥裂等潮间带沉积形象成岩时间距今大致19亿年左右。岩石基本未变质微化石保存良好。在暗黄绿色粘土页岩中微化石含量丰富, 其丰度可达每立方厘米1020个个体。取样以5米间距自下而上采取,室内处理以薄片法为主,浸渍法次之(浸渍法对大型脆

7、弱个体效果不佳)。海藻状岩石造型奇特。4号观测点位置：桑树庵村马营公路南侧大红峪沟口主要观测内容：泥裂、格鲁纳迭层石泥裂是当未固结的沉积物露出水面时，会受到暴晒而干涸，并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝叫泥裂。泥裂的裂片为多角形，裂缝上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物的成分，泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河漫滩沉积环境中。格鲁纳迭层石是层柱状叠层石，其柱状体部分多由硅泥质组成，常彼此共土。柱体断面为此圆形到椭圆形。基本层呈薄而缓的弯形，向上有不同程度的突起变化，地质年龄约为16.8亿年。5号观测点位置：大红峪沟主要观测内容：火山角砾岩，断层火山角砾岩为由直径大于4毫米之火山岩片

8、所成，所含之熔岩碎片远较凝灰岩者为多，但玻璃细片及整石较少。有些角砾岩有多量之火山岩渣，砾块多具棱角，直径约十至三十厘米居多，堆 积情形不显层次，皆由火山物质胶结，一部分集块岩之胶结紧密，砾块与胶结物之间无明显之界限，此当由於其堆积之时尚未脱融状态。砾块之安山岩种类有普通辉石、紫苏辉石，及角闪石等多种，惯称为安山岩质集块岩。此地有非常多的气孔构造和杏仁构造，岩浆岩的特征非常明显。6号观测点位置：大红峪组潜行1KM处的小沟口主要观测内容：锥叠层石切顶，运用罗盘测量岩层走向，倾向及倾角罗盘仪的使用及测量： 地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向，观察点的所在位置，测出任

9、何一个观察面的空间位置（如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置），以及测定火成岩的各种构造要素，矿体的产状等。利用地质罗盘在岩层面上量取岩层的走向、倾向和倾角。在一定地区进行地质工作使用地质罗盘时，应首先根据该地区的磁偏角对罗盘进行磁偏角校正。经过磁偏角校正后，在本地区使用地质罗盘，所测得的方位角即为真方位角。 根据公式即可计算得出岩层的倾角。结构：地质罗盘式样很多，但结构基本是一致的，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。地质罗盘仪的构造如下图测量方法： 走向：将罗盘一条长边底线紧贴岩层面，调节罗盘至水

10、准仪气泡居中，当磁针静止后对应刻度盘上的刻度值即为岩层的两个走向的方位角值。其中，磁北针对应刻度值为折叠式瞄准器一侧的走向，磁南针对应刻度值为相反的另一个走向。 测倾向：将罗盘一条短边底线紧贴岩层面，折叠式瞄准器指向岩层倾斜方向，调节罗盘至水准仪气泡居中，当磁针静止后北针对应刻度盘上的刻度值即为岩层倾向的方位角值。 测倾角：将测走向或倾向时罗盘底面与岩层面的接触线画出，即为走向线。利用罗盘长、短边垂直关系可在岩层面上画出真倾斜线。将罗盘侧立，使长边与真倾斜线重合，手指微微转动倾斜制动器旋扭，观察倾斜仪气泡居中停止转动，所指倾斜刻度盘上度数值即为倾角。在岩层下层面上测量产状方法如果有平整的岩层面

11、暴露，而又缺少平整的岩层上层面出露，可以用下层面产状测量的方法测定岩层产状。倾斜或近水平岩层下层面产状测量的方法可参照下面讲的在煤层顶板下层面测量产状的方法进行。急倾斜岩层下层面产状测量操作步骤与在上层面测量产状相同，但要注意，从罗盘上读取倾向方位角值时，应读磁南针所指的刻度值，这是因为此时折叠式瞄准器所指的正好是岩层倾向的反方向的缘故。二、 野溪-斜河涧地质路线野溪斜河涧属于北京门头沟区妙峰山镇，位于门头沟区东北部，东距北京市中心仅30 公里。永定河、109国道穿镇而过，斜河涧位于永定河边的山上，丰沙铁路线正好从村子与永定河之间横穿而过。野溪桥头有大台线、丰沙线。该地层出露比较完整。属奥陶系

12、中统马家沟组厚层灰岩。呈箱形褶曲，柔性褶曲。野溪至斜河涧段，沿大台线铁路出露的地层是奥陶系中统马家沟组后层灰岩，从构造上可以看到各种类型的褶皱，如箱型褶皱、柔性褶皱，还可以见到断距仅1.2米的小断层。此段永定河流沿山蜿蜒回流，是比较宽缓的水流地段。优点：地层出露比较完整出露地层：奥陶系中统马家沟组厚层灰岩构造：箱形褶曲，柔性褶曲第1观测点：斜河涧，观察永定河中游河谷两岸的地貌特征。斜河涧两岸由于永定河的蜿蜒曲折，一侧经永定河冲击行车河沟，另一侧经其砂土沉积形成河漫滩，可以说斜河涧两岸河流阶地发育非常明显，已经有许多房屋建在河漫滩上。第2观测点：顺河流流向，观察其右岸的箱形褶皱特征。其右岸的褶皱

13、主要在妙峰山的标志所在山峰，从面相其山峰的左边说起，先是一个明显的向斜，然后是不太明显的背斜，期间有一个箱型结构，即挂着妙峰山三个字的山峰，向右延伸又是一个向斜。其特征明显，可以清晰分辨。第3观测点：观察隧道围岩特征（大台线2号隧道）隧道洞口为马蹄形，为向斜翼部，没有衬砌，因其虽然坡度较陡但是由于结构面并没有切断其根部，且岩石完整为奥陶系中统马家沟组厚层灰岩，层理清晰，但并不是页岩等脆弱岩石，风化不严重，所以结构稳定，无需防护措施。第4观测点：观察2号隧道两个出口设计的差异。隧道入口无衬砌，出口有衬砌，主要原因是由于其两边围岩性质有关。入口处岩石完整，是完整岩体，能清晰看出其层理和结构，而出口

14、出岩石风化严重，为碎裂岩体结构，且经过了长时间的地下室溶蚀作用，可观察到小型溶蚀洞穴，因此加衬砌以防护。第5观测点：观察向斜构造及溶洞。沿铁路线逆河而上，约沟壑处可观察到一处宽缓的向斜核部，核部近于水平，核部岩层层理明显，在完整岩层的底部有干溶洞出露。第6观测点：观察断层构造。从2号隧道出口开始就能看到一个明显的断层，断层先是逆断层后是正断层，且第二个较大断层面已经有许多填充物质，长出了树苗。第7观测点：观察岩浆岩与沉积岩的接触关系。断层沿着2号隧道出口继续向下走能看见一个明显的岩浆岩与沉积岩先侵入后沉积的关系，侵入岩浆岩侵入到沉积岩中形成岩墙，随后被沉积岩沉积，岩浆岩成黄褐色，而沉积岩成灰色

15、。接触关系第8观测点：沿线4段人工路肩墙。沿途陆续构筑了约段人工路肩墙，这是因为该段山底部紧邻永定河岸，为了防治永定河侧蚀对山体的侵蚀，进而影响到铁路路基的稳定性，因此对山体进行了防护。第9观测点：观察永定河畔人工丁坝。在永定河畔建设人工丁坝主要是为了阻挡永定河对岸边的侧蚀作用，防止其对河岸的进一步冲刷，而导致河流越来越弯曲，形成“河曲”，同时，防止河流的进一步侵蚀到铁路附近，对铁路地基造成损坏，影响铁路的稳定性。所以改变水流主线方向，将侧蚀水流引开，从而保护凹岸路基。第10观测点：丁坝附近观测永定河河流的堆积特征。在丁坝附近，河流堆积明显，形成河流阶地从而形成河漫滩，是明显的沉积阶地。第11

16、观测点：斜河涧丰沙二线2号隧道进口处破带。在斜河涧丰沙二线号隧道进口处，有一宽度达余米的破碎带，带内节理非常发育，风化严重，岩石极为破碎，仔细观察还可见到糜棱岩和断层擦痕。隧道体外侧岩体可见出露的千枚岩，风化颜色为蜡黄色，结构定向性明显、破碎，与灰白色、厚层灰岩的外观截然不同。主要原因是由于其结构面方向与滑动方向相同，且由于岩体破碎，加之风吹雨淋及火车的震动，使得边坡不稳定，每到雨季经常发生溜坍和掉石，危及行车安全，因此进行了至少三次的挡墙防护。第12号观测点：1号隧道整个洞身全衬砌支护。由其侧部的多次防护可知，整个围岩并不具备整体构造岩体的特性，非常容易发生滑坡，蠕变等危险运动，会对铁路造成

17、严重影响，且其隧道顶端位于向斜核部，地下水汇集于此，易产生溶蚀现象，因此防备完善。结论及建议上大学以来，这是我们的第一次实习。高中时，听到一些哥哥姐姐说去哪里哪里实习，总觉的实习是大学的典型代表，是我们即将步入社会的前兆，因此一直对她有种恐惧和期待。这次实习解开了它的神秘面纱，原来实习不止是完全的疲惫，原来实习真的能够学到许多的东西。这次实习用了两个周末的时间，虽然两个周末相隔一个多月，但是我们在最后汇总实习论文的时候依旧对第一个去蓟县的实习印象深刻，那一周似乎特别的冷，但是老师却兢兢业业，我们光是站在那里听着老师讲解，时不时的拿出手机照几张相片，到最后的时候已经冻得瑟瑟发抖，手脚麻木。但是老

18、师却要在给我们讲解的同时还要总用手来指引我们的视线，却从没表现出一点寒冷的感觉。第二周就顺利许多，眼光明媚，却也发生了小插曲，因为去的人有点多，再加上一个车子突然坏了，换了一辆小型客车，人坐不下，老师商量了许久，最终让学生们先回，老师继续等待。在这里，我要说声：“谢谢老师！”地质实习后学会的最重要技能就是使用罗盘，用罗盘测量高度，走向，倾角，倾向都手到擒来，终于知道原来罗盘有这么多的功能。实习给我带来的最大影响就是对山的看法。以前爬山的时候，只会感叹山的雄伟，山的壮丽以及美丽高耸的树木，而现在，每次进到山里总会说出，这是断层，这是褶皱，这是节理，这是页岩等等话，实习之后从前神秘的山峰在我眼里似乎变成了一本厚厚的书，让人想不住的探看山的本质。这次实习最大的收获就是将书本上的东西应用到现实中来了，我们真正知道了岩层间的接触关系，知道了变质岩、岩浆岩、沉积岩的识别特征。总的来说，这次实习有许多突发状况，老师们都非常顺利的解决了，带队的研究生们也很是辛苦，起到了自己的作用，因为一个院的人这么多，能安排的井井有条有一些困难，但是却从没有在车上等过很久。只是在