工程地質岩組簡表
Ⅰ 「8·」貴州開陽縣南龍鄉翁朵村魚田組滑坡
1 概況
2013年8月20日，受持續強降雨影響，貴陽市開陽縣南龍鄉翁朵村魚田組發生2起滑坡災害，造成區域內多處房屋、耕地和道路受損，其中6戶28人的居住房屋不同程度損壞，但未造成人員傷亡。災害點的地理坐標為東經107°04′49.3″，北緯27°01′15.5″。
2 地質災害特徵
2.1 區域地質環境條件
2.1.1 氣象及水文
災害發生地屬於中亞熱帶濕潤溫和氣候區，氣候溫和適宜，冬無嚴寒、夏無酷暑，濕潤多雨。災害性天氣有伏旱、倒春寒、夏旱、暴雨、冰雹、秋雨綿綿、凝凍等。年平均氣溫13.3℃，極端最高氣溫為33.7℃，最低氣溫-7.7℃；多年平均降水量為1019.4mm。每年5～9月為雨季，11月至次年3月為枯季。這里屬長江流域烏江水系，發育一條北西走向溪溝，調查時流量約15 L/s。
2.1.2 地形地貌
調查區為侵蝕中中山斜坡溝谷地貌，溝谷沿北西方向延伸，區內地形起伏大，總體地勢兩邊高中間低，海拔780～1016.1m，相對高差236.1m。滑坡地質災害群發育於溪溝左岸斜坡中下部，斜坡自然坡度30°左右，坡面上殘坡積層厚度0～5m，喬木灌木生長茂盛。魚田組居民分散居住於滑坡體上。
2.1.3 地層岩性
區內出露地層由新至老為：
（1）第四系殘坡積層（Qel＋dl）：岩性為碎石土夾塊石，碎石含量50%以上，碎石岩性主要為泥岩、泥質白雲岩，塊石岩性為灰岩，塊度0.1m×0.1m×0.1m-2.5m×2.5m×2.5m。該層厚度0～5m，分布不連續。
（2）寒武系下統清虛洞組
（3）寒武系下統金頂山組
（4）寒武系下統牛蹄塘組
2.1.4 水文地質條件
根據區內出露的地層岩性、地下水動力條件及含水介質特徵，調查區地下水類型分為鬆散岩類孔隙水、碳酸鹽岩岩溶水、基岩裂隙水。其中鬆散岩類孔隙水賦存於殘坡積層碎石土夾塊石的孔隙之中，富水性弱；岩溶水賦存於寒武系下統清虛洞灰岩的溶洞、裂隙中，富水性中等；基岩裂隙水賦存於寒武系下統金頂山組、牛蹄塘組中的風化裂隙中，富水性差。
調查區地下水以大氣降水為主要補給源，降水通過裂隙滲入補給地下水，地下水接受補給後，從西向東徑流，以泉的形式排泄於地勢低窪地帶，調查區出露3個下降泉。
2.1.5 地質構造與地震
調查區地質構造復雜，發育兩條性質不明斷層：①走向70°左右，長度約2.5km，影響寬度約300m；②走向35°左右，長度約1.5km，影響寬度約100m；兩條斷層相交於溪溝左岸斜坡中下部。受斷層影響，節理裂隙極為發育，兩組主控裂隙產狀為250°∠75°及70°∠60°，裂隙寬1～5cm，裂隙間距0.1～0.5m，局部切穿岩體，岩體完整性差。
根據國家質量技術監督局頒布的《中國地震參數區劃圖》（GB18306—2001），工作區地震基本烈度為Ⅵ度，地殼穩定性良好。
2.2 災害特徵及影響范圍
2.2.1 災害特徵
2起滑坡災害中1號滑坡位於溪溝上游左岸，2號滑坡位於溪溝下游左岸（圖1）。
1號滑坡災害特徵：1號滑坡為一殘坡積層推移式滑坡，所在位置原始斜坡坡向為45°，坡度30°左右。滑坡剪出口標高776m，後緣標高885m。滑坡平面形態呈舌形，縱長約300m，橫寬約200m，滑體平均厚度5m，總體積約30萬m3。滑坡主滑方向為45°，控滑結構面為岩土接觸面，滑體物質主要成分為黏土夾碎石，碎石含量約50%，結構鬆散。
該滑坡目前特徵較明顯，具體表現在以下兩個方面。
（1）拉張裂縫
滑坡後緣發育一條拉張裂縫，裂縫呈弧狀，長度約60m，裂縫寬度10cm左右，碎石土充填。據當地村民介紹，該裂縫初現於2010年6月，有逐年變寬趨勢。
圖3 2 號滑坡災害特徵
2.2.3 災害發生的原因
1號滑坡、2號滑坡所處位置均為平直陡斜坡，區域上屬於「上硬下軟」地層組合類型，殘坡積層較厚，結構鬆散，透水性飽水性強。下雨時，雨水滲入殘坡積層，造成滑帶土飽和軟化，天晴時，水位驟降，被水浸泡的後緣土體在內部孔隙水壓力和地下水動力以及土體自重的共同作用下，產生向溝谷臨空面方向的變形滑移，並對下部坡體產生推移作用。
3 地質災害巡查監測
南龍鄉翁朵村滑坡之前為一地質災害隱患點，由於開陽縣國土資源局雙流鎮國土所對其進行長期監測，平時每周巡查一次，下雨時則加強巡查密度，並作好監測記錄，對地質災害的變形情況作詳細的記錄。
險情發生後，及時啟動預案，實施應急避讓。開陽縣國土資源局會同南龍鄉人民政府當即決定啟動預案，組織相關人員趕赴現象，設立警戒線和警示標示標牌，劃出危險區域，組織群眾撤出到安全地帶。
4 經驗與啟示
（1）巡排查要到位，反應要迅速。重點對各地質災害隱患點、學校、城鎮、村寨等群眾密集區域詳細排查，確保無遺漏、不留盲區、不留死角，這是有效應對突發事件的關鍵，對於滑坡、崩塌地質災害的應急處置尤其重要。此次崩塌點由於地處村寨背山，山勢險峻、樹木叢生，很難對危岩體裂縫進行詳細監測和發現，如果巡排查不到位，政府部門反應不迅速，就有可能貽誤最佳撤人、救援時機。
（2）建立健全完善的應急管理系統確保防患於未然。建立了完善的群測群防監測預警預報系統和地質災害汛前排查、汛中巡查、汛後復查制度和災情速報、汛期值班等工作制度，一旦發生地質災害災險情，立即啟動應急預案。此次險情當發現有崩塌發展加劇跡象時，縣國土資源局和鄉政府在第一時間上報縣委、縣政府，為人員安全撤離贏得了時間，並及時成立應急避讓工作領導小組應對應急處置情況，縣、鄉、村黨員幹部嚴陣以待，並於當日晚全部投入救援救助工作，為及時撤離危險區群眾打下了堅實的基礎。
（3）應急調查，科學防災。為切實了解崩塌危險隱患的危害程度和發展趨勢，及時邀請地質災害防治專家開展專業性勘察，建立了縣級地質災害防治專業技術支撐新模式，較好地推進了突發性地質災害應急處置工作，並將專家有關監測防範措施反饋縣、鄉（鎮）人民政府，提高了地質災害防治工作的針對性，加強了地質災害防治專業化與科學化管理水平。
（4）抓好地質災害宣傳培訓是成功避險的前提。開展經常性的地質災害宣傳培訓工作，能夠增強群眾的主動防災意識，提升群測群防自救互救能力。近年來，縣國土資源局每年汛期前組織鄉鎮分管領導、村組幹部、監測員等進行地質災害防治知識培訓，將地質災害簡易監測、臨災處置、應急避險等基本常識傳授給基層幹部和群眾，增強了受威脅全體群眾的防災意識。在此次應急避險過程中，能夠在最短的時間內將受威脅群眾撤出危險區，為成功避險贏得了寶貴時間，得力於防災知識普及的成效，得力於群眾的相互協助與配合，得力於群眾的防災避險意識和自救互救責任感。
Ⅱ 評價指標的確定和量化途徑
一、相關因素分析和評價指標的確定
在充分考慮各種因素的基礎上，選取了地形地貌、工程地質岩組、斜坡結構、地質災害發育現狀、地殼穩定性、微地貌類型（地形與鐵路設計高程間的高差）、人類工程活動、降水量（主要考慮垂直降水量的差別）、與溝谷間的距離等作為評價指標。
1.地形地貌
麗江-香格里拉段在地貌上屬構造剝蝕高中山、構造侵蝕高山區，地勢總體西北高東南低。地面高程多在2500～5000 m，最高峰為麗江北西的玉龍雪山，主峰扇子陡高程5596 m，最低處為麗江以北白馬廠一帶金沙江河谷，高程約1570 m。河流和山脈的延伸方向與構造線方向基本一致。地形地貌對工程地質條件的影響（地質環境因素）主要體現在地形坡度、坡向和高程3個方面，麗江-香格里拉段地面高程分布和地形坡度分布特徵見圖13-3和圖13-4。
2.工程地質岩組
麗江-香格里拉段地層從古生界到新生界，除白堊系、侏羅系外均有出露。按照不同岩性的結構以及工程地質特性的差異，劃分為4類工程地質岩組（圖13-5）。
（1）鬆散第四系土石類：主要為第四系不同成因的粘性土、砂類土和卵漂石（碎石）層，以及坡積、殘坡積碎石土，少量湖相沉積物，厚度分布不均，多呈鬆散結構。主要分布於麗江盆地、中甸-小中甸盆地、河漫灘階地及山前地帶等。
（2）軟弱岩組：主要包括弱膠結的冰川堆積物，奧陶系、志留系片岩以及弱膠結的斷裂帶碎裂岩。研究區內碳酸鹽膠結的冰磧物———冰磧（冰水）礫岩，單軸抗壓強度可達10～14 MPa，屬於軟岩范疇，主要分布在玉龍雪山西麓仁河溝、中義溝和新聯溝兩側。該區斷裂破碎帶范圍一般為20～50 m，部分達100 m，斷裂帶內碎裂岩屬於軟弱岩體。
圖13-3 麗江香格里拉段地面高程分布特徵圖
圖13-4 麗江香格里拉段地形坡度分布圖
圖13-3 麗江香格里拉段工程地質岩組圖
圖13-6 麗江香格里拉段斜坡結構類型劃分圖
（3）較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組：主要為二疊系玄武岩，三疊系、奧陶系砂板岩和千板岩、片岩，寒武系粉砂岩、板岩，古近系礫岩、砂岩，區內噴出岩以及虎跳峽地區不明時代變質岩等大部分呈層狀分布，力學性質較好。該類工程地質岩組在麗江-香格里拉段分布較廣，除盆地外的其他區域均有分布，且以北部分布較多。
（4）堅硬塊狀碳酸鹽岩岩組：主要為泥盆系、石炭系灰白色、深灰色大理岩，少量灰岩、泥灰岩，三疊系和二疊系石灰岩，該類岩石單軸抗壓強度50～80 MPa。分布較廣，分布面積僅次於較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組，在虎跳峽峽谷區、玉龍雪山及其西南部分布較多。
3.斜坡結構
麗江-香格里拉段斜坡結構類型大致可以分為：順向坡、反向坡、橫向坡和平坡（圖13-6）。
順向坡（岩層傾向與坡向交角＜45°）：主要由二疊系片理化玄武岩和三疊系板岩組成，在區域上主要分布在虎跳峽鎮至小中甸鎮的214國道邊坡。由於公路和河流順岩層走向或與岩層走向呈小夾角延伸，在人工開挖和河流沖刷坡腳作用下，邊坡崩塌和滑坡多見。
反向坡（岩層傾向與坡向交角在135°～225°之間）：反向坡的總體穩定性較好，多分布在順向坡溝谷的對岸。
橫向坡（岩層傾向與坡向交角在45°～135°或225°～315°）：在區內普遍發育於二疊系玄武岩，三疊系玄武岩、砂岩和板岩中，以及泥盆系碳酸鹽岩中。總體上，橫向坡穩定性較好。
平坡：主要是指第四系堆積物組成的邊坡，包括河流堆積、崩積、坡積、湖相沉積、冰川堆積等。之所以將第四系堆積物組成的邊坡單獨列出，主要是因為該類邊坡分布較廣，在麗江盆地、中甸-小中甸盆地、大具盆地、金沙江河谷兩岸以及忠義溝、仁河溝和新聯溝等都有分布。
4.地質災害發育程度
野外地質調查表明，麗江-香格里拉段的主要地質災害類型包括崩塌、滑坡和泥石流等。
崩塌：區內崩塌災害主要發育於金沙江兩岸及其支流深切谷地，在玉龍雪山和哈巴雪山等高山頂部陡峭地區也較為常見。
滑坡：區內滑坡規模以中小型為主，少數為大型甚至特大型，多見於金沙江沿岸及支流地區。根據滑坡體的物質組成又可分為：殘坡積物滑坡、粘性土（殘積粘土和湖相粘土）滑坡、岩質滑坡及復雜斜坡體等。
泥石流：區內泥石流以暴雨型最為突出，夏秋季泥石流較多，其中6～9月份發生的泥石流約佔94.1%。麗江-香格里拉段受泥石流影響的區域主要集中在金沙江沿岸及其支流地區。
5.地殼穩定性
地殼穩定性對重大工程選址具有重要的影響。為了避免與外動力地質因素的重復，在評價中地殼穩定性因素重點考慮了活動斷裂的活動強度和潛在震源區的分布情況。滇藏鐵路麗江-香格里拉段途經的主要活動斷裂帶有：麗江-劍川斷裂帶、龍蟠-喬後斷裂帶、哈巴-玉龍雪山東麓斷裂帶、麗江盆地東緣斷裂帶、中甸斷裂帶、小中甸-大具斷裂帶、中甸-海羅斷裂帶等，活動斷裂特徵及其對鐵路的影響評價標准見表13-1和表13-2。麗江-香格里拉段位於中甸-大理控震構造帶內，可劃分為劍川強震源區，麗江-大具、中甸-小中甸、大具-哈巴等3個中等震源區，以及虎跳峽-龍蟠和天生橋2個弱震源區。
6.微地貌類型
地勢的起伏對鐵路建設具有很大的影響，地面高程和鐵路設計高程之間的高差可以從側面反映工程建設的難易程度。麗江-香格里拉段鐵路設計高程為2080～2010 m，鐵路通過區地勢最大相對高差可達4300 m。
表13-1 研究區主要活動斷裂特徵和分級
表13-2 活動斷裂對鐵路影響評價標准簡表
7.人類工程活動
人類工程活動對工程的影響主要表現在不合理的開挖、填方、工程爆破和建築荷載等方面。由於人類工程活動的復雜性和不確定性，本次採用擬建鐵路與現有公路和村鎮之間的距離來反映人類工程活動對鐵路規劃的影響，屬於外部影響因素。
8.降水量
降水量對岩土體穩定性具有較大影響。由於麗江-香格里拉段規劃區范圍較小，區內降水量的差異主要在於垂直降水量，即在雪線以上降水主要以降雪為主，雪線以下以降雨為主。
9.與溝谷之間的距離
麗江-香格里拉段主要途經金沙江及其支流（圖13-8）。河流的發育為崩塌、滑坡和泥石流等地質災害的發生提供了足夠的臨空面，距河流（沖溝）的遠近與地質災害的分布具有一定的相關性。此外，與溝谷之間的距離也是反映鐵路附近溝谷岸坡易沖性的一個指標。
二、評價指標的量化途徑
在上述評價指標確定後，充分利用GIS技術強大的基礎數據處理和空間分析功能，在ArcGIS 9.2平台上形成專題圖，包括：地形坡度文件（BD_slope）、工程岩組文件（Rock_GRID）、斜坡結構類型區文件（Str_GRID）、地質災害發育程度文件（Geohazard_GRID）、潛在震源區文件（Earthquake_GRID）、活動斷裂文件（Fracture_GRID），微地貌類型文件（Elevation_GRID）、工程活動文件（Engineering_GRID），降水量柵格文件（Rain_GRID）、水系距離分析文件（Distance to River）。
圖13-7 麗江-香格里拉段主要活動斷裂分布與影響范圍圖
圖13-8 麗江-香格里拉段主要活動河流分布與影響范圍圖
基於上述專題圖層，對於能夠直接量化的指標，可以在矢量化的專題圖層提取相應的數據信息，然後對指標進行等級劃分並賦值；對於不能直接量化的指標，採用評分比較的方法，根據平面分布特點進行分區劃分等級並賦值。以上可獲得各評價指標的單因素等級量化結果。
ArcGIS的空間分析模塊主要是基於柵格數據模型的，根據麗江-香格里拉段鐵路規劃區范圍和工程地質條件，將柵格大小定為50×50 m，將面積6621.5 km2的規劃區劃分為2648600個柵格單元，將上述單因素等級量化結果離散成柵格數據，即可得到用於疊加分析的地形坡度因子、工程地質岩組因子、斜坡結構類型因子、地質災害發育程度因子、潛在震源區因子、活動斷裂因子、微地貌類型因子、工程活動因子、降水量因子和溝谷距離因子。
Ⅲ 礦體及圍岩的工程地質條件
總的來說，礦物資源有三大類
（1）氣體礦物資源——天然氣；
（2）液體礦物資源——石油、地下水；
（3）固體礦物資源——煤炭、各類金屬礦物等。
這里討論的重點是與固體礦物資源開發有關的礦山地質工程問題，故對氣體和液體礦物資源開發的地質工程工作有關的問題暫且不論，但不等於這類礦產開發時沒有問題，實際上，目前已經出現了不少問題，如地下水開發引起地面沉降；石油開采中注水驅油進行強化開采中出現大量井損事故等。這些事故如果事先進行適量的工程地質勘察、研究，採取適當措施，大部分是可以避免的。
就固體礦體來說，其礦床地質構造，從工程地質角度來看，可分為三大類
（1）層狀礦床：煤、磷等礦床，埋藏於層狀沉積岩體內；
（2）層控礦床：銅、鐵、鎳等，以似層狀產狀埋藏於變質岩或岩漿岩、火山岩等塊狀岩體內；
（3）脈狀礦床：鉛、鋅、鎢等脈狀礦體侵入到各類岩體內。
各類礦床與其成礦條件相伴隨的有其自己的工程地質條件規律。地質工程工作者掌握了這些特點後會對所研究的對象具有一定的預見性。舉例如下。
1.煤礦
煤礦是典型的層狀礦床。主要為陸相、海陸交互相（湖相、沼澤相、沖積相等）。從成煤時代上來說，從石炭紀到第三紀都有；
第一石炭—二疊成煤期主要為濱海及海陸交互相及湖相建造。其建造特點是粘土岩、砂岩、頁岩、礫岩互層存在，有的地區還存在有石灰岩。岩相比較穩定，除因構造斷裂破壞外，相變不大，其主要的地質工程問題為：
（1）軟岩：特別是鋁土頁岩，不僅軟，而且易風化、膨脹，巷道變形極為常見；
（2）地應力：由於地應力比較高，隨著采深加大，沖擊地壓及巷道收斂變形極為顯著；
（3）地下水：這些煤礦下部一般直接與奧陶紀石灰岩接觸。中國奧陶紀石灰岩中喀斯特比較發育，地下水比較豐富，即俗稱奧灰水。煤炭開采中由於底板隔水層薄、斷層切割、陷落柱連通等原因，極易引起突水，這些問題在華北地區極為常見。
第二個成煤期為侏羅及白堊紀，主要為內陸盆地相碎屑岩建造。隨著構造作用強度不同，有的平緩展布，岩體結構完整；有的褶皺劇烈，層間錯動發育，構成板裂結構岩體。水平地應力一般大於垂直地應力，距主要含水層奧陶紀石灰岩較遠，突水威脅不大。而白堊紀砂礫岩常構成堅硬難冒頂板，成為採煤過程中的難題。
第三紀煤炭在我國分布也是相當廣泛，東北、新疆、內蒙古、雲南、貴州及台灣都有分布。它們主要為內陸湖相沉積，岩性為粘土岩、砂岩及礫岩互層產出。在構造作用下，層間錯動極發育，多具板裂結構特徵。因埋藏較淺，成岩作用很低，極易風化和在地下水作用下極易泥化，強度軟化系數很低。
2.菱鐵礦
菱鐵礦分布極為廣泛，從地質時代上來說，除新生代外，從古生代到太古宙都有分布。從建造上看，主要為沉積的和變質的碎屑岩—泥質岩—碳酸岩建造及火山—沉積岩系和陸相碎屑—泥質岩—有機岩建造。從成因來說，大體可分為沉積型、火山—沉積型、沉積—熱液改造型、變質沉積型和接觸交代—熱液型礦床。由此決定了這類礦體大部分呈層狀和層控結構特徵，礦床與圍岩整合產出，局限於含礦圍岩中順層延伸，與圍岩同步褶皺和錯斷，少部分與熱液活動有關的呈脈狀、束狀和透鏡體狀。這類礦床在沉積—改造和變質過程中，由於後期熱液活動和構造作用的影響，形成了一些不規則礦體，交切原生沉積層狀礦體和圍岩層（片）理發育，甚至某些呈礦巢、礦瘤和不規則礦體。層狀及層控礦床構成的礦山在開發過程中遇到的問題與煤炭礦山工程地質問題比較類似；脈狀、束狀、透鏡體狀等不規則礦體的礦床盡管具有熱液作用特徵，但近礦體圍岩蝕變很弱或沒有蝕變，礦體與圍岩呈硬接觸。除由采礦形成架空結構使岩體惡化外，原岩體的工程地質條件還是比較好的。
3.與火山岩有關的鐵礦
對地質工程來說，我們最關心的是礦體形狀與圍岩接觸和蝕變關系，前者控制著礦山工程特徵；後者對礦山工程穩定性影響極大。根據國內外資料統計，這類鐵礦體約有80%為層狀或似層狀與圍岩整合產出，少部分為透鏡體狀，穿插於裂隙中的脈狀，圍岩有的破碎，有的完整，大部分圍岩遭受蝕變，也有的無蝕變現象；圍岩蝕變作用主要為矽卡岩、絹雲母化、黑雲母化、高嶺土化，一般強度低，它們構成的接觸帶為軟弱結構面或軟弱夾層，岩體易產生失穩現象；另外還有硅化、方柱石化、鈉長石化，岩體有強化作用，但范圍不大。蝕變帶厚度一般不大，約為數米至數十米，它們構成一種特殊的工程地質岩組。
4.圍岩蝕變
在金屬礦山工程地質研究中，這是一個極為重要的工程地質問題。有色金屬及與火山岩有關的黑色金屬礦床絕大部分都伴有圍岩蝕變作用，實際上，這是岩漿活動的伴生產物。早期形成的岩石在氣化—熱液作用下，兩者之間產生新的化學平衡發生的一系列舊物質為新物質所代替的交代作用。圍岩蝕變是多種多樣的，是由許多因素決定的，其中主要的因素有：①圍岩成分；②氣化—熱液成分和濃度、酸鹼度；③溫度；④壓力。由於形成條件所決定，常見的圍岩蝕變方式和類型有兩種：
（1）氣化高溫熱液蝕變：矽卡岩化、雲英岩化、白雲母化、電氣石化、黑雲母化、方柱石化、陽起石化、綠簾石化、黝簾石化、鉀長石化、鈉長石化、霞石化、霓石化、螢石化等。
（2）中低溫熱液蝕變有：絹雲母化、硅化、石髓化、絹英化、黃鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、白雲石化、粘土化、赤鐵礦化、蛇紋石化、鈉黝簾石化、泡沸石化、石膏化等。
上列蝕變產物下劃有「
上述有限資料表明，在研究礦山工程地質條件時必須認真研究礦床形成給地質體帶來的特殊條件和對地質體改造形成的特殊條件。
Ⅳ 滇藏鐵路沿線構造應力場數值模擬分析
構造應力場模擬在區域工程地質研究中具有重要的作用，其宗旨在於從「場」的角度去分析工程地質問題。通過構造應力場模擬，可以幫助解決地殼穩定性評價中的重要問題，諸如研究地震、斷裂、地裂縫等地質災害的展布規律及其危險地段等，從而對區域地殼穩定性的認識獲得深化和證實。構造應力場分為古構造應力場和現今構造應力場，古構造應力場模擬研究的對象是地質時期地質作用形成的各種宏觀和微觀構造現象，首先對它們的成因和力學機制進行分析推測，然後用構造應力場模擬去證實。現今構造應力場的模擬研究主要是對現今構造活動及其發展演化進行模擬分析，對於預測今後工程使用年限內的地殼穩定性具有十分重要的意義。
一、構造應力場數值模擬的技術流程
有限元法（Finite Element Method，FEM）已經廣泛應用於地學研究中的多個領域，並已經得到長足發展。本次研究在系統分析滇藏鐵路沿線活動斷裂、地殼結構、工程地質岩組和現今地殼運動GPS觀測結果的的基礎上，運用有限元模擬通用的ANSYS軟體，模擬分析了滇藏鐵路沿線地殼現今運動變形場和地殼運動形成的構造應力場變化規律。構造應力場數值模擬的技術流程如下：
（1）通過野外地質調查和地質資料收集，分析滇藏鐵路沿線活動斷裂的運動學和地震活動特徵，根據地質特徵劃分工程地質岩組，收集前人在該地區完成的現今地殼運動的GPS觀測結果，為建立地質模型提供依據。
（2）搜集各種材料的參數數據，包括工程地質岩組、斷裂帶和蛇綠岩帶的彈性模量及泊松比等，為建立幾何模型提供數據。
（3）建立幾何模型和數學模型，綜合考慮研究區重要斷裂兩側的地塊運動特徵及GPS位移監測數據，確定模型的邊界條件。鑒於研究區開展了較為系統的GPS位移監測，獲得了比較詳細的地表位移方向和速率方面的監測數據，故本項模擬研究採用了位移邊界。
（4）通過對數值模擬結果分析，定量地研究滇藏鐵路沿線位移和應力等方面的變化特徵及其對鐵路建設的影響，提出相應的工程防治建議。
二、地質模型的建立
地質模型的原點選在研究區的左下角，坐標為：90°5′E，25°20′N。X軸方向為EW方向，向東為正，Y軸方向為SN方向，向北為正。所確定的模型長度為1152 km（EW向，為最長邊），寬度為603 km（南北向，為最長邊）。考慮到印度洋板塊處於此次模擬范圍之外，且擬選用的邊界條件為位移邊界，故此次模擬計算沒有將印度洋板塊包括在內。
根據研究區的地質發育特徵和不同地質體的岩石力學性質進行了工程地質岩組的劃分和簡化，劃分出11種材料類型，包括花崗岩類、火山岩類、沉積岩類（按岩性分為4個亞類）、片麻岩類（按岩性分為2個亞類）、蛇綠岩帶、混雜岩帶和斷裂帶等。為盡量接近模擬的真實性，在模型中斷裂帶的寬度設定為4 km（圖7-7）。
三、數學模型的建立
1.網格的劃分
本次模擬計算採用的單元是PLANE42單元，此單元可以作為平面應力單元，能滿足模擬計算的要求。為了提高模擬的精度，在劃分網格時，將單元格的大小盡量減小，但網格太小，在計算過程中又過大地消耗計算機資源。經過不斷嘗試，最終將斷裂帶的網格邊長定為4 km，其餘地塊的網格邊長定為10 km，採用計算機自由方式自動劃分網格，本模型共計劃分單元格9487個，節點9089個（圖7-8）。
圖7-7 滇藏鐵路沿線二維地質模型示意圖
圖7-8 網格劃分及GPS位移荷載位置圖
2.地質體岩石力學參數的選取
根據岩石力學試驗結果並參照前人所採用的經驗數據，對研究區各種地質單元進行岩石力學參數的篩選和賦值，所採用的岩石力學參數如表7-2所示。
表7-2 計算模型材料參數表
3.模型約束及荷載的確定
青藏高原現今變形速度場及其GPS觀數據為滇藏鐵路沿線構造應力場及速度場的模擬提供了極好的約束條件和檢驗標准。在模擬計算過程中，採用已有的GPS測點位移（相對歐亞板塊）作為初始位移荷載（東西方向和南北方向分別施加位移荷載），具體的做法是將GPS監測獲得的位移速率值乘以1.0萬年（相當於全新世以來產生的位移）。模型中GPS觀測點位置和位移荷載分布如圖7-8所示，計算所採用的GPS位移值（EW方向和SN方向的位移分量）如表7-3所示。
表7-3 模擬計算所用的GPS測點位移速率
四、計算結果分析
1.位移場特徵
青藏高原沿主要走滑斷裂向東的運動作為「大陸逃逸」地球動力學模型的重要證據而被提出，並得到了近期GPS觀測結果的驗證，以GPS觀測結果作為邊界條件模擬計算的滇藏鐵路沿線地殼位移速度場再現了地殼物質繞東喜馬拉雅構造結發生的渦旋運動（圖7-9）。
圖7-9 研究區位移矢量圖（單位：m）
由圖7-10可見，地殼物質向東彌散性的流動速度自西向東減慢，由藏南地區的25 mm/a～39 mm/a變化到藏東南地區的15 mm/a～18 mm/a，到滇西北地區遞減為8 mm/a～11 mm/a，其衰減規律及量值與GPS觀測結果一致（圖7-6）。另一方面，地殼物質向東流動明顯受到活動斷裂的影響，在橫跨斷裂處位移速率發生跳躍，如巴塘斷裂和理塘斷裂等。這表明青藏高原的現今構造變形雖然可以用連續變形來描述，但現今活動斷裂對吸收地殼變形的貢獻也非常明顯，斷裂走向與地殼運動方向的夾角決定了斷裂活動方式。通過前面活動斷裂調查與分析可以發現，斷裂現今運動方式在很大程度上受現今地殼運動所控制，如NE向的周城-清水斷裂走向與地殼運動方向幾乎垂直，所以該斷裂具逆沖性質。
2.應力場特徵
（1）區域應力方向特徵
來自印度板塊的NNE向水平擠壓及地殼物質繞東喜馬拉雅構造結的旋轉控制了滇藏鐵路沿線地殼應力場。由圖7-10可見，區域應力場與構造運動特徵是復雜而有規律的，在受到強烈擠壓應力場控制的同時，出現局部拉張應力場，主應力方向有規律地發生偏轉。
在滇西北區，近EW和NE向張應力場取代NW向主壓應力而佔主導地位，在紅河斷裂和程海斷裂之間以NEE向張應力為主，大量的新生代斷陷盆地及活動正斷層形成於該張應力區。由模擬計算求得的該區主應力方向與斷裂運動性質基本吻合，從而為滇西北地區斷裂活動方式的判斷找到了力學依據。
在藏東南區的西部為穩定的NW向擠壓應力，向東部則NW向主壓應力逐漸減弱，NE向和近SN向張應力得到加強。受巴塘斷裂、金沙江斷裂和理塘斷裂的控制，主壓應力在NW向強勢背景上呈向南舌狀彎曲，指示出地殼物質的向南滑移及金沙江斷裂的逆沖運動和理塘斷裂的左旋運動的應力場特徵，而巴塘斷裂則受到NW向擠壓和NNE向引張應力場的控制，從斷裂走向與應力場關系判斷，巴塘斷裂在右旋走滑的同時還可能疊加正斷分量。由於地殼的南向運動，在巴塘斷裂和金沙江斷裂交匯地帶出現近SN向引張應力，其量值已明顯超過該區的最大主壓應力值，周榮軍等（2005）認為1989年巴塘6.7級震群屬於擠壓構造環境內正斷層控制的地震群，SN向擴張應力場控制著該地區的地震活動，這與我們的模擬結果比較吻合。
圖7-10 研究區主應力矢量圖
在藏南區，錯那-沃卡裂谷帶以西，最大主壓應力以近SN向和NNW-SSE向為主，應力值由南向北遞減，亞東-谷露裂谷帶和錯那-沃卡裂谷帶等藏南裂谷系的發育明顯受到印度板塊持續向北推移擠壓應力控制；錯那-沃卡裂谷帶以東，最大主壓應力突然轉向EW向，在越過東喜馬拉雅構造結以後又轉向NW向，其方向變化規律無疑與地殼現代運動有關。另外，由於受到深大斷裂的影響，作為兩大板塊結合帶的雅魯藏布江斷裂帶成為地殼現今構造應力場的分水嶺。在斷裂以南，EW向拉張應力佔主導地位，而斷裂以北為低量值的EW向壓應力，沿南迦巴瓦峰向北突出地帶出現NNE向的透入性張應力。構造應力變化急劇的地段通常是構造活動和地震活動強烈地區，而應力狀態穩定區也是地殼相對穩定區。
（2）應力大小變化規律
從圖7-11、圖7-12和圖7-13可以看出，區域最大主應力、最小主應力和剪應力均受地殼結構和斷裂構造的控制。
在滇西北區，最大主應力的高值區多出現在現今活動斷裂交匯處，如紅河斷裂與程海斷裂的交匯處、紅河斷裂與麗江-劍川斷裂的交匯處、程海斷裂與甲米斷裂和麗江-小金河斷裂的交匯處等；最小主應力的異常區主要分布在大理的洱海盆地及其東部；在滇西北區出現多個剪應力高值區，主要分布在大理、賓川、洱源、姚安和維西等地，這些地帶正是區域性活動斷裂強烈活動及歷史地震的多發區。
在藏東南區（三江區），最大主應力高值區和最大剪應力高值區主要出現在巴塘斷裂帶和理塘斷裂帶附近，近EW向展布，與其分布范圍與現今地震強烈活動區比較接近，特別是最大剪應力分布區與1989年巴塘6.7級強震群空間位置相吻合，最大主應力主要表現為壓應力，其中在巴塘-理塘斷裂帶附近和金沙江斷裂帶附近壓應力比較集中，最大剪應力高值區向西延伸到EW向的八宿斷裂帶，這里正是現代地震活動頻繁的EW向構造帶。地球物理探測結果表明，在雲南三江地區近SN向構造背景下存在多條與之正交的近EW向構造（管燁等，2004），這些近EW向構造呈現出隱伏或深部構造特點，它的形成可能是青藏高原碰撞後地殼物質向南東擠出的深部物質流變構造的反映，也可能是類似於藏南裂谷系的走滑拉伸環境下的伸展構造。雖然目前對EW向新生構造的成因機制還有待進一步研究，但該區高應力環境及其潛在的地震及外動力地質災害值得重視。
圖7-11 最大主應力（σ1）雲圖（單位：MPa）
圖7-12 最小主應力（σ3）雲圖（單位：MPa）
圖7-13 研究區主剪應力（τxy）雲圖（單位：MPa）
在藏南區及藏東南區西部，最大主應力高值區主要出現在通麥一帶的東喜馬拉雅構造結向北突出的部位及其與嘉黎斷裂帶結合部位、錯那-沃卡裂谷帶南段和亞東-谷露裂谷帶北段由SN向轉為NE向的轉折處，這些部位為歷史地震的多發區；最小主應力高值區在東喜馬拉雅構造結向北突出部位與嘉黎斷裂帶結合部位、錯那-沃卡裂谷帶和嘉黎斷裂帶的個別段落；最大剪應力則與最大主應力和最小主應力分布相呼應，主要分布在東喜馬拉雅構造結及其向北突出的部位、亞東-谷露裂谷帶北段、錯那-沃卡裂谷帶與雅江斷裂帶交匯部位等，這些區域都是構造活動強烈區。
Ⅳ 岩土體的工程地質分類和鑒定
一、岩體
（一）岩體（岩石）的基本概念岩體（岩石）是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念，又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》（JG J84-92）中給出的岩石定義是：天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體，就是地殼表部圈層，經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時，可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。
岩體（岩石）的工程分類，可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言，根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，用岩石學名稱加風化程度進行分類，如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類，在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類，是針對岩體（岩石）的工程特點，根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件，將岩體（岩石）個項分成若干類別，以細劃其工程特徵，為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據，使工程師建立起對岩體（岩石）的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。
在岩體（岩石）的各項物理力學性質中，岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性，岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點，對各種類型的工程岩體，穩定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的風化，不同程度地改變了母岩的基本特徵，一方面使岩體中裂隙增加，完整性進一步被破壞；另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化，使岩石疏軟以至鬆散，物理力學性質變壞。
（二）岩石按堅硬程度分類
岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和（極限）抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣，放置在試驗機壓板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施壓，直至岩樣破壞，記錄破壞荷載，用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度：
深圳地質
式中：R為岩石單軸飽和抗壓強度，單位為MPa；p為試樣破壞荷載，單位為N；A為試樣截面積，單位為mm2。
對岩石試樣的幾何尺寸，國家標准《工程岩體試驗方法標准》（GB/T50266-99）有明確的規定，試樣應符合下列要求：①圓柱體直徑宜為48～54mm；②含大顆粒的岩石，試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍；③試樣高度與直徑之比宜為2.0～2.5。
在此標准發布之前，岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下：極限抗壓強度大於75M Pa時，試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體；抗壓強度為25～75MPa時，試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體；抗壓強度小於25MPa時，試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。
（G B/T 50266-99）的規定顯然是為了方便取樣，以金剛石鑽頭鑽探，取出的岩心進行簡單的加工，即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。
岩石按堅硬程度分類，各行業的有關規定，雖然各自表述方式有所區別，但其標準是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石堅硬程度分類
除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外，尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標：建築地基基礎設計規范（GB50007-2002）按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。
表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分
岩石堅硬程度的劃分，無論是定量的單軸飽和抗壓強度，還是加入了風化程度內容的定性標准，都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。
（三）岩石按風化程度分類
關於岩石風化程度的劃分及其特徵，國家規范和各行業的有關規范中均有規定，其分類標准基本一致，表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。
表2-2-3《工程岩體分級標准》（GB50218-94）岩石風化程度劃分表
表2-2-4《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）岩石按風化程度分類表
續表
表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTJ024-85）岩石風化程度劃分表
表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）岩體風化帶劃分表
《港口工程地質勘察規范》（JTJ240-97）、《港口工程地基規范》（JTJ250-98）岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分，硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。
表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB5037-1999）岩石風化程度分類表
續表
表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）岩石風化程度劃分表
國家標准《建築地基基礎設計規范》（GB5007-2002）對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述：岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵，但在岩石堅硬程度的定性劃分中（表A.0.1）把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。
深圳市標准：《地基基礎勘察設計規范》（報批稿）關於岩石風化程度的劃分標准，基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB（50307-1999）的表述形成和內容（表2-2-9），文字略有調整。
縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分，可以看出：
1）除個別規范未列出未風化一類外，岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等（弱）風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一，中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。
2）風化程度的特徵描述，主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖（鑽）性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。
3）從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的，有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中，有一定的道理。國際標准：ISO/TC182/SC，亦將風化程度分為五級，並列入了殘積土。從工程角度考慮，殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化，物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土，表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。
4）國家標准：《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」（表2-2-3）看似簡單，規范「條文說明」解釋了這一現象，表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述，僅是針對小塊岩石，為表2-2-2服務的，它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後，專門為描述岩石堅硬程度作的規定，主要考慮岩石結構構造被破壞，礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來，而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表（2.2-2）將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆：一是從工程角度看，硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近，可等同於軟質岩；二是新鮮岩石中是存在軟質岩的，如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。
6）相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的，有時不一定能劃出5個完整的等級，如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准，綜合各類信息，結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。
（四）岩體的結構類型
在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的，但有各自的含義，如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等，岩體作為工程地質學的一個主要研究對象，提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。
岩體結構有兩個含義，可以稱之為岩體結構的兩個要素：結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。
事實上，所有與岩石有關的工程，除建築材料外，都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道，岩石經過建造成岩（岩漿岩的浸入，火山岩的噴出，沉積岩的層狀成沉積，變質岩的混合與動力變質）及後期的改造（褶皺、斷裂、風化等），使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞，成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線，不妨以建造性結構面和改造性結構面（軟弱結構面）為基礎，從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究，其次將兩方面的成果加以綜合，即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念（圖2-2-1）。
（1）以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類
（2）以改造性結構面（軟弱結構面）為主的岩體結構類型的劃分（表2-2-12）
表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類
圖2-2-1 岩體結構示意圖
（3）由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體
三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵，將其綜合歸納，形成了較系統的岩體結構類型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩體結構類型及其特徵
表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。
（4）岩體完整程度的劃分
地質岩體在建造和改造的過程中，岩體被風化、被結構面切割，使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多，從結構面的幾何特徵來看，有結構面的密度，組數、產狀和延展程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面形狀特徵來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼，應抓住影響穩定性的主要方面，使評判劃分易於進行。在國標：《工程岩體分級標准》（GB50218-94）中，規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據，以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表
在1994版的《岩土工程勘察規范》中，未見此表。很明顯，此表在《工程岩體分級標准》中出現後，在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。
（五）岩體基本質量分級
自然界中不同結構類型的岩體，有著各異的工程性質，岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中，系統地認識不同質量的工程岩體，針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。
1994年，國家標准《工程岩體分級標准》（50218-94）給出了岩體基本質量分級的標准（表2-2-15）。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》（GB50021-94），該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）中，岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類，岩體基本質量等級按表2-2-16分類。
表2-2-15 岩體基本質量分級
表2-2-16 岩體基本質量等級分類
（六）岩體圍岩分類
地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業，均有地下洞室和隧道（巷道）開挖，工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。
1.隧道圍岩
《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB50307-1999）和《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）規定，隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。
表2-2-17 隧道圍岩分類
續表
2.圍岩工程地質
《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）規定，在地下洞室勘察時，應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。
表2-2-18 圍岩工程地質分類
上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。
3.鐵路隧道圍岩
《鐵路工程地質勘察規范》（TB10012-2001）規定，隧道工程地質調繪時，應根據地質調繪、勘探、測試成果資料，綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件，按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。
表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級
續表
該規范還規定，鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級，受地下水，高地應力及環境條件等影響的分級修正，綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分，地下水影響的修正，高地應力影響的修正及環境條件的影響，規范中都有明確的規定。
4.井巷工程圍岩
礦山工程中的井巷工程，其功能和結構更為多樣，所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡，各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》（YS5202-2004、J300-2004）規定，井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。
表2-2-20 井巷工程圍岩分類
續表
續表
5.工程岩體
國家規范：《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）從工程岩體支護設計和施工的需要出發，給出圍岩分級表，與表2-2-20相比，僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類，主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄，其他完全相同。
（七）岩質邊坡的岩體分類
《建築邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）對岩質邊坡的岩體分類方法，見表2-2-21
表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類（GB50330-2002）
續表
表2-2-22 岩體完整程度劃分
（八）深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見
1）深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外，公路（道路）橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設，各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下，這一狀況將繼續下去。但是，對某一岩體的不同分類標准，僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。
2）岩體工程特性的評價中，岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析，岩體的結構特徵才能弄清楚。
3）岩石風化程度的判斷，現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外，應多採用岩體波速測試方法，使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果，可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。
4）岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的，風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力，深圳市地基基礎勘察設計規范（送審稿）將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶，其劃分方法見表2-2-23。
表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分
需要指出的是，花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重，隨深度增加而減弱，但也有個別情況，有時隨深度增加風化程度並無明顯變化，故在劃分風化亞帶時，應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺，也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶，不可強求一律劃分為3個亞帶。
龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因（如表面溶蝕劇烈），可能岩石的裂隙比較發育，塊度比較小。
二、土體
（一）土體的含義及其工程地質分類
土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣，均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同，其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時，強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。
土的工程地質分類有以下特點：①分類涵蓋自然界絕大多數土體；②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵，工程性質相近，力學的理論分析和計算基本一致；③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同；④工程技術人員，從土的類別可以初步了解土的工程性質。
土的工程地質分類是以鬆散粒狀（粗粒土）體系和鬆散分散（細粒土）體系的自然土為對象，以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。
合理的工程地質分類，具有以下實際用途：①根據土的分類，確定土的名稱，它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據；②根據各類土的工程性質，對土的質量和建築性能提出初步評價；③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向；④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗，初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性，為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。
土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體，適用於各類工程，分類依據是土的主要工程地質特徵，如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要，或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類，這種分類一般比較詳細，比如砂土的密實度分類，黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是，普通分類與專門分類是相輔相成的，前者是後者的基礎，後者是前者的補充和深化。
（二）國外土的工程分類概況
近幾十年來，國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展，工業和科學技術發達的主要國家，都分別先後制定了各自全國統一的分類標准（表2-2-24）。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本，結合各自國情適當調整、修改而制定的。
表2-2-24 一些國家的土質分類簡況
上述各國的土質分類，都採用了統一分類體系和方法，不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據，而且體現了國際統一化的趨勢，以促進國際交流與合作。
下列美國的統一分類法（表2-2-25）作為樣本，以了解國外分類的標准和方法。
表2-2-25 美國的土的統一分類法
續表
（三）國內土的工程分類
1.統一分類法
1990年，國家標准《土的分類標准》（GBJ 145-90）發布，並於1991年8月起執行。在此之前或之後，水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。（GBJ 145-90）土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒組的劃分
表2-2-27 土質分類表
2.建築分類法
國標《建築地基設計規范》（GB50007-2002）土的分類方法（簡稱：建築分類法）如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》（TJ7-74）（試行）到《建築地基基礎設計規范》（GBJ7-89）一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前，我國一直沿用前蘇聯規范（HИTY127-55）。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用，這在不少行業規范中得以反映，此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外，大多採用此分類標准，並納入到深圳市的地方標准之中。
表2-2-28 土的分類
（四）土的狀態分類
土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程，土的狀態標準是有所區別的，現以《岩土工程勘察規范》（50021-2001）中規定的最常用的分類標准，對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類，見表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密實度按M63.5分類
表2-2-30 碎石土密實度按N120分類
表2-2-31 砂土密實度分類
表2-2-32 粉土密實度分類
表2-2-33 粉土濕度分類
表2-2-34 黏性土狀態分類
（五）土的現場鑒別方法
1.碎石土密實度現場鑒別方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別
2.砂土分類現場鑒別方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分類現場鑒別
3.砂土密實度現場鑒別方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密實度現場鑒別
4.砂土濕度的現場鑒別方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土濕度現場鑒別
5.粉土密實度現場鑒別方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密實度現場鑒別
6.粉土濕度現場鑒別方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土濕度現場鑒別
7.黏性土狀態現場鑒別方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別
8.有機質土和淤泥質土的分類
土按有機質分類和鑒定方法，《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土，在上更新統（Q3）的雜色黏土中，有一層泥炭質土，局部有泥炭層發育。
表2-2-42 土按照有機質分類
（六）土的定名和描述
1.統一分類法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類；細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。
2）土的名稱由一個或一組代號組成：一個代號即表示土的名稱，由兩個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示副成分（土的級配或土的液限）；由3個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示液限；第三個代號表示土中微含的成分。
《土的分類標准》（G B J145-90），對特殊土的判別，列出了黃土，膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗，花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫，代號GF；砂質黏性土相當於細粒土質礫，代號GC-GM；黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土，代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土，G B J145-90分的不細，從工程需要出發，淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。
2.建築行業定名
建築行業定名依照下列幾個標准：
1）土名前冠以土類的成因和年代。
2）碎石土和砂土按顆粒級配定名。
3）粉土以顆粒級配及塑性指數定名。
4）黏性土以塑性指數定名。
5）對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角礫等。
6）對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時，當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時，宜定為「互層」；厚度比為十分之一至三分之一時，宜定為「夾層」；厚度比小於十分之一的土層且多次出現時，宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時，宜單獨分層。
3.土的描述內容
（1）當按統一分類法（GBJ145-90）定名時，應按下列內容描述
1）粗粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；土顆粒形狀（圓、次圓、稜角或次稜角）；土顆粒的礦物成分；土顏色和有機質；所含細粒土成分（黏土或粉土）；土的代號和名稱。
2）細粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；潮濕時土的顏色及有機質；土的濕度（干、濕、很濕或飽和）；土的狀態（流動、軟塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代號和名稱。
（2）當按建築分類法（GB50007-2002）定名時，應按下列內容描述
1）碎石土：名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。
2）砂土：名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。
3）粉土：名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。
4）黏性土：名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。
5）特殊性土：除應描述上述相應土類的內容外，尚應描述其特徵成分和特殊性質，如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量；對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。
6）互層（夾層）土：對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土，尚應描述各層的厚度及層理特徵。
Ⅵ 地層岩性及岩土工程地質背景
西南地區地質構造復雜，地層出露齊全，自元古宇至新生界均有出露，總厚度回可達58433m（表1-5）。工程地答質岩土類型可劃分為岩漿岩、碎屑岩、碳酸鹽岩和變質岩4種類型。根據岩石性質、岩體結構、岩石強度及岩性組合特徵劃分岩組，其工程特徵與岩組見表1-6。
土體主要按顆粒級別劃分為黏性土、礫卵石土及砂礫，特徵見表1-7。
表1-5 西南地區地層
續表
表1-6 岩體工程地質類型及特徵
圖1-3 青藏高原及鄰區主要斷裂帶及強震分布圖
（據焦淑沛，1985）
Ⅰ—喜馬拉雅山前陸殼俯沖帶；Ⅱ—西昆侖—阿爾金山前陸殼俯沖帶；Ⅲ—祁連山前陸殼俯沖帶；Ⅳ—龍門山山前陸殼俯沖帶
（1）喜馬拉雅主斷裂活動帶；（2）雅魯藏布江—印度河主斷裂活動帶；（3）班公湖—瀾滄江主斷裂活動帶；（4）約基台錯—金沙江主斷裂活動帶；（5）昆侖山南緣主斷裂活動帶；（6）祁連山主斷裂活動帶；（7）阿爾金主斷裂活動帶
表1-7 土體工程地質類型及特徵
Ⅶ 詳查階段
4.3.1 地質研究程度
4.3.1.1 固體礦床
4.3.1.1.1 區域地質研究
第四紀固體礦床區域地質研究內容與其鹵水礦床基本相同。第四紀以前的固體礦床，在詳細研究與成礦有關的區域地質和區域水文地質等資料的基礎上，應基本查明以下內容：
a）成鹽盆地的區域地層（岩性、層序、時代）、構造、岩漿岩和成鹽盆地特徵。研究成鹽盆地內蒸發岩的沉積特點和岩相分帶規律。成鹽盆地形成和發展的區域地質背景以及所處的大地構造位置；
b）研究區域水文地質條件與礦區水文地質條件的關系，區域主要含水層的埋藏條件、分布規律、補給條件、徑流特徵和水化學特徵；
c）對區域固體鹽類礦產和其他礦產的找礦前景進行評述。
4.3.1.1.2 礦區（床）地質研究
a）基本查明礦區（床）地層層序、時代及構造、岩漿岩發育特點和分布規律；
b）基本查明含礦岩系和標志層的沉積特徵、分布范圍、厚度變化情況，闡明其岩性、岩相特點以及含礦岩系礦層縱橫變化規律和對比依據，探討礦床成因，總結成礦規律；
c）基本查明礦區（床）褶皺、斷層、鹽體變形、陷落柱、破碎帶等的發育特點和分布規律，闡明其復雜程度及對礦層的影響、破壞情況。
4.3.1.1.3 礦體地質研究
a）基本查明礦體（礦層）的數量、形態、厚度、產狀、規模、空間位置、構造、埋藏深度；
b）基本查明礦體內部結構、夾層和無礦帶；
c）基本查明現代和古代風化淋濾作用對礦體的破壞程度；
d）基本控制破壞礦體的岩（鹽）溶、泥壟、泥柱的形態、規模、分布范圍和規律及其對礦體的影響程度。
4.3.1.2 鹵水礦床
4.3.1.2.1 區域地質研究
在詳細研究與成礦有關的區域地質和區域水文地質等資料的基礎上，第四紀以前鹵水礦床，應基本查明區域地層、構造、水文地質條件、水化學特徵等以及與礦區含鹵層的關系和影響。第四紀鹵水礦床（固液共存礦床、固體礦床），在研究成鹽盆地發生和發展的基礎上，應基本查明以下內容：
a）成鹽盆地匯水區域內的第四紀地質、地貌和新構造運動及與礦床地質之間的關系；
b）鹽類沉積特點、岩相分布規律、物質的來源、補給途徑和遷移、聚集等區域成礦地質背景；
c）區域水文地質條件與礦區水文地質條件的關系，地表水系的發育程度、河流的流域面積、徑流長度、徑流量、水化學成分以及水化學類型等；
d）區域主要含水層的埋藏條件、分布規律、補給條件、徑流特徵、水化學成分和演變規律以及與鹵水礦床形成、埋藏、分布的關系。為研究礦床的形成、破壞與再生、成礦規律和賦存特徵及充水因素等提供依據；
e）對區域內鹽湖礦產和其他礦產的找礦前景做出評述。
4.3.1.2.2 礦區（床）地質研究
a）基本查明成鹵的地質背景，儲鹵的構造特徵，以及封閉程度；
b）基本查明含鹵水層賦存特徵、富集規律、相互聯系、封存條件、邊界條件以及分布范圍；
c）基本查明鹵水的補給、徑流和排泄條件；
d）基本查明表面鹵水（湖水）的深度、面積、湖底沉積物的組成及分布，以及歷年湖水面積變化情況。應按豐水期、枯水期分別進行，每次調查應在三至五日完成；
e）裂隙型鹵水礦床應著重研究裂隙性質、發育程度，裂隙率、裂隙分布規律、充填情況及富水性的變化情況；
f）溶洞型鹵水礦床應研究岩（鹽）溶發育程度、溶洞分布規律和與岩性、構造等因素的關系，以及富水性變化規律。
4.3.1.2.3 鹵水層研究
a）基本查明含鹵水層（礦層）的岩性、厚度、結構、產狀、層數、水位、涌水量，各含水層之間的水力聯系；
b）通過抽水試驗等工作，試驗測定含鹵水層的滲透系數或導水系數、影響半徑、儲水系數、孔隙度、給水度、產鹵量等參數
c）基本查明隔水層的岩性、厚度，試驗測定其滲透系數或越流系數。
4.3.2 礦石（鹵水）質量研究
4.3.2.1 固體礦床
a）基本查明礦石化學組分、有用組分和有益有害組分；
b）基本查明礦物組分、含量、共生組合關系、賦存狀態、分布規律及礦石結構、構造。初步劃分礦石自然類型、工業類型、品級及其比例和分布規律；
c）基本查明礦體中夾石和圍岩的種類和物質成分，為綜合利用和開采貧化提供資料。
4.3.2.2 鹵水礦床
a）基本查明鹵水的化學成分、有用組分和有益有害組分；
b）基本查明鹵水的水化學類型、礦化度、密度、酸鹼性、組分變化及水平分帶和垂直分異情況。初步劃分工業類型或品級，大致查明水鹽均衡體系、相圖位置、析鹽階段。實取實驗室等溫蒸發實驗查明鹵水的析鹽過程；
c）研究鹵水固液轉化因素、自然條件下的動態變化。
4.3.3 礦石（鹵水）選冶加工技術性能試驗研究
4.3.3.1 對需要進行選礦、加工的礦石或鹵水，一般要進行可選性和加工技術試驗。
4.3.3.2 對生產礦山附近的、有類比條件的易選礦石或鹵水可以類比評價，不作選礦、加工試驗。
4.3.3.3 對難選或新類型的礦石或鹵水礦床，應進行實驗室流程試驗，做出工業利用方面的評價。
4.3.3.4 對直接提供開發利用的礦床，其選冶加工技術性能試驗程度應達到勘探階段的要求。
4.3.4 礦床開采技術條件研究
4.3.4.1 固體礦床
4.3.4.1.1 礦區水文地質研究
a）在研究區域水文地質條件的基礎上，基本查明礦區含（隔）水層、風化淋濾帶、構造破碎帶、岩（鹽）溶淋濾帶水文地質特徵、發育程度和分布規律；
b）調查研究地表水的分布范圍和平水期、枯水期、洪水期的水位、流速、流量、水質、水深、歷年最高洪水水位及其淹沒范圍；
c）調查大氣降水水量、蒸發量、氣溫、濕度等變化；
d）調查礦區地下水補給、徑流、排泄條件，地表水與地下水的關系；礦床主要充水因素、充水方式和途徑，對「旱采」礦床初步預測礦坑涌水量，評價其對開採的影響；
e）調查研究供水水源的水量、水質和利用條件，指出供水方向。
4.3.4.1.2 礦區工程地質研究
a）初步劃分礦區工程地質岩組，測定主要岩石、礦石物理力學性質，基本查明構造、裂隙、岩（鹽）溶、泥壟、泥柱的發育程度、分布規律，以及軟岩、軟弱夾層分布規律及其工程地質特徵；
b）研究開采影響范圍內岩石、礦石，尤其是礦體的頂、底板穩固性、連續性，以及露天開采邊坡的穩定性。對「水采」區可能引起的岩石穩固性變化、地面沉陷、塌陷、開裂等做出預測；
c）調查老窿和生產井的分布情況，大致圈定采空區和開采范圍。
4.3.4.1.3 環境地質研究
a）基本查明岩石、礦石和地下水（含熱水）中對人體有害的元素、放射性及有害氣體的成分、含量（強度）和地溫狀況；
b）調查了解礦區和鄰區的地震、泥石流、滑坡、岩（鹽）溶、塌陷等自然地質災害，指出礦山開采可能產生的環境地質問題。
4.3.4.1.4 礦床開采技術條件評價
初步確定開采技術條件類型，對礦床開采技術條件的復雜性做出評價。對於適於和需要「水采」的礦床，應按礦石類型和品級進行必要的水溶性試驗，與已知礦山進行水溶性能對比。
4.3.4.2 鹵水礦床
4.3.4.2.1 礦區水文地質研究
a）在研究區域水文地質條件和礦床水文地質工作的基礎上，基本查明與礦床有關各種淡水或低礦化水以及鹵水礦床周邊的含水層的水文地質特徵、發育程度和分布規律；
b）基本查明地表水的分布范圍和平水期、枯水期、洪水期的水位、流速、流量、水質、水深、歷年最高洪水位及其淹沒范圍；
c）基本查明大氣降水水量、滲入量，鹵水蒸發量、濕度和氣溫等變化；
d）調查研究供水水源的水量、水質和利用條件，指出供水方向。
4.3.4.2.2 礦區工程地質研究
a）基本查明開采區范圍內岩石、礦石、礦體頂、底板穩固性和連續性；
b）基本查明礦區地形、地貌特徵和粘土分布情況，指出鹽田建設及廢鹵排放的適宜地段；評述風沙等不良物理地質作用對工程建設的影響；
c）調查岩（鹽）溶形態、深度、充填情況和充填物的成分、面積、發育程度、分布范圍及對工程的影響；
d）初步評述鹵水對設備、金屬和水泥材料的腐蝕破壞作用。
4.3.4.2.3 環境地質研究
a）基本查明鹵水、岩石和地下水（含熱水）中對人體有害的元素、放射性及其有害氣體的成分、含量（強度）和地溫狀況；
b）調查了解礦區和鄰區的地震、塌陷等地質災害，指出礦山開發可能產生的環境地質問題；
c）初步預測采礦、老鹵排放等人為活動對環境地質的影響和范圍。
4.3.4.2.4 礦床開采技術條件評價
初步確定礦區開采技術條件，對礦床開采技術的復雜性做出評價。
4.3.5 綜合評價
4.3.5.1 對具有工業利用價值和經濟效益的共、伴生礦產，要利用勘查主礦產的工程，基本查明共、伴生礦產種類、物質組分、含量、賦存狀態和共、伴生關系。
4.3.5.2 研究選礦加工試驗資料，對共、伴生礦產綜合回收利用的可能性做出評價。
Ⅷ 地質詳查報告的編寫要求
固體礦產詳查報告編寫提綱
提綱, 固體, 礦產, 編寫
1、緒論
1.1 工作目的任務
列出任務書或委任書的文號，並說明任務要求。
1.2 位置、交通
說明礦區地理位置、地理坐標、行政轄區、工作范圍、面積、距礦區最近的車站、碼頭及主要城鎮的名稱和距離（附位置交通圖）。
1.3 自然地理與經濟地理
簡要說明礦區地形、地貌、水系、絕對高度及相對高度、基岩裸露情況、氣候條件、人口、居民點等自然地理以及工業、農業、礦產開發等經濟地理概況。
1.4 以往工作評述
說明歷次工作的單位、時間、內容、使用的方法手段、主要工作量、質量、成果、結論及存在的主要問題。
1.5 本次工作情況
簡要說明本次工作的起止年月、簡要經過、完成的各項工作量（列表）、投資總額、取得的主要成果。
2、礦區地質
2.1 區域地質背景
簡要說明礦區（床）所處的大地構造位置、區域地質基本特徵、區域礦產分布的一般規律。
2.2 礦區地層
詳細說明礦區（床）地層層序、厚度、時代、岩性、岩石物性、岩相等特徵及其與礦產分布的關系。
2.3 礦區構造
說明礦區（床）構造基本形態及其復雜程度；列表說明控制礦床、礦體（層）形成，破壞礦體完整和影響井田（礦區）的較大褶曲、斷層的性質、產狀、形態、落差、褶幅、復合關系及分布范圍。
2.4 礦區岩漿活動
說明礦區（床）岩漿活動情況，岩漿岩的種類、時代、分布情況；岩體的形態、產狀及其與礦床生成、破壞的關系。
2.5 礦區變質岩
說明礦區（床）各種變質岩類、變質作用和圍岩蝕變的特徵及其與礦體（層）富集分布的關系。
2.6 礦區地球物理、地球化學特徵
說明礦區（床）岩（礦）石物性特徵和地球物理、地球化學異常特徵及其找礦意義
3、礦床特徵
3.1 礦體（層）
說明礦床分布范圍，礦體（層）數量、總厚度，列表說明工業礦體（層）的產狀、形態、長度、延深、厚度、品位及其變化系數。
3.2 礦體（層）圍岩及夾石
說明礦體（層）頂、底板圍岩和礦體（層）內部夾石、古隆起、砂礦基底、沖刷和陷落柱等的數量、規模、形態、岩性、礦物成份、化學成份特徵及其對礦體（層）連續性和礦石質量的影響。
3.3 礦石質量
說明各礦體（層）各類礦石的礦物成份，結構構造、共生關系和生成順序；列表說明礦石化學成份、主要有益級份和有害組份含量，簡要說明其變化規律。以物理機械性能為主要評價指標的礦產，則應對其物理機械性能進行敘述。
3.4 礦石類型和品級
說明礦體（層）的淋失帶、風化帶、氧化帶、混合（過渡）帶、次生富集帶、燃燒帶和原生帶的特徵及其分布規律。
3.5 礦石加工技術性能
3.5.1
礦石加工技術性能試驗
簡要說明各類礦石采樣種類、方法及樣品代表性、以及加工、試驗種類、方法和試驗結果。
3.5.2
礦石工業利用性能評價
根據試驗結果，說明礦石中有用組份回收利用和有害雜質處理的可能性，提出綜合利用的途徑。對鄰近有同類礦床的生產礦山，可進行類比評價，說明類比結果。
3.6 礦床類型及找礦標志
簡要說明礦床探礦因素、成因類型、工業類型、礦體（層）富集規律和找礦標志，評價礦床的發展遠景。
3.7 其他有益礦產的綜合評價
簡要說明礦區（床）范圍內其他共生有益礦產綜合評價的結果，提出綜合勘探和綜合利用的意見。
4、礦區（床）開采技術條件
4.1 礦區水文地質
4.1.1
區域水文地質條件
簡要說明礦區（床）在區域水文地質單元中的位置，區域含、隔水層的分布及其特徵。
4.1.2
礦區水文地質條件
說明礦區含（隔）水層的岩性、厚度、分布及埋藏條件。
說明礦區構造破碎帶、風化帶、岩溶帶的分布規律、發育程度、導水性、含水性及其對礦床充水的影響。
說明礦區（床）主要充水含水層的富水性、水質和地下水的補給、逕流、排泄條件及其與地表水（含老窿積水）和含水層的水力聯系。
說明礦區（床）主要充水因素，初步確定礦區（床）水文地質勘探類型，指出礦區（床）開採的主要水文地質問題。並說明礦坑涌水量預測結果。
4.2 礦區（床）供水條件
簡要說明可供利用的供水水源的水量、水質和利用條件。
4.3 礦區工程地質
4.3.1
說明工程地質岩組特徵，礦體（層）及其頂、底板和軟岩、軟弱夾層的岩性、物質組份、水理性能、結構構造、蝕變、風化程度及其分布變化規律和力學強度（列表）。
4.3.2
斷裂構造工程地質特徵
說明斷層、節理、裂隙及軟弱結構面的特徵、發育程度及其組合關系、岩溶發育程度、分布規律等。
4.3.3
工程地質條件初步評價
綜合評述礦體頂、底板和采礦工作系統范圍內岩、礦石穩固性、露采邊坡穩定性、砂礦頂板和底板基岩可挖性，指出影響開採的主要工程地質問題及其可能出現的危險地段。
4.4 環境地質及生產安全條件
4.4.1
環境地質
簡要說明礦區及其周圍的地震、山洪、泥石流、滑坡等活動狀況，預測其對礦區可能產生的影響。
4.4.2
生產安全條件
a.說明對人體有害的元素、地下熱水、放射性、瓦斯和其他有害氣體的成份、含量、強度、分布規律及其對生產、人身安全可能產生的影響。
b.說明恆溫帶深度和地溫梯度，預測地溫正常區和異常區分布范圍。
c.說明可燃礦產的自燃情況和可燃性（測試結果列表）及其對生產可能產生的影響。
5、詳查工作及質量評述
5.1 詳查工作布置的合理性
論述礦產勘探類型、工程布置原則、工程間距和手段、方法選擇的合理性。
5.2 地形和工程測量及其質量
扼要說明測量坐標系統、控制等級、地形和工程測量方法、范圍、面積及質量。
5.3 地質填圖質量
說明礦區、礦床地形地質圖或第四紀地質地貌圖的比例尺、填制方法及其質量。
5.4 探礦工程質量
說明鑽探、坑探等探礦工程各項質量情況（列表說明）及其對地質效果的影響。
5.5水文地質、工程地質工作及其質量
說明水文地質和工程地質工作內容、方法和質量及其對礦區（床）評價的影響。
5.6 物探和化探工作及其質量
說明物探（包括測井）化探的方法、比例尺（點距）、參數測定、異常的圈定解釋和主要成果質量。
5.7 采樣、測試工作及其質量
5.7.1
采樣工作
說明各類樣品的採集、加工方法及其質量。
5.7.2
岩礦鑒定工作
說明岩礦、煤岩、重砂鑒定的質量。
5.7.3
化驗、分析工作
說明各種樣品分析項目、化驗測試方法、內外檢數量（列表）及其質量評述。
5.7.4
其他測試工作
說明影響生產安全的有害元素、放射性、瓦斯和其他有害氣體、自燃、地溫等測定方法及其質量。
說明物理性能樣品種類、測定方法和質量。
6、資源/儲量計算
6.1 資源/儲量計算的范圍及工業指標
說明礦床資源/儲量計算的邊界、垂深（標高）、工業指標及其確定依據。
6.2 計算方法
說明資源/儲量計算方法、計算參數及其確定依據，說明圈定礦體（層）及確定礦石類型的原則。
6.3 資源/儲量類別和塊段劃分
說明資源/儲量類型和塊段劃分的條件。
6.4 資源/儲量計算結果
列表說明各類別資源/儲量計算結果及其所佔比例。
6.5 其他伴生組份和共生礦產的資源/儲量
計算方法及結果（列表）
7、礦床技術經濟初步評價
7.1 礦床開發的基本條件
說明國家或地方對該礦產的需求程度、礦床資源/儲量規模、礦石加工選冶性能、開采技術條件以及交通、電力、供水等條件，指出礦床開發的可能性。
7.2 技術經濟評價
說明評價方法的選擇和評價指標的選用及其依據，從未來礦山企業經濟（微觀）角度初步評述礦體（區）開發的經濟可行性（已做國民經濟宏觀效益分析的，應敘述其結果），提出是否進行勘探的意見。
8、結論
8.1 詳查工作程度及主要成果
8.2 詳查工作主要經驗和問題
8.3 對今後勘探工作建議
附圖
一、一般應附圖件
1、區域地質圖（附剖面圖，必要時附地層綜合柱狀圖或區域主要礦產分布圖）
2、礦區（床）地形地質圖（含地層剖面和地層綜合柱狀圖及工程分布圖）
3、勘探線剖面圖（或含儲量計算剖面圖）
4、含礦岩系柱狀對比圖及礦體（層）對比圖
5、礦體（層）頂、底板等高線圖（或含儲量計算圖）
6、儲量計算圖（水平或垂直縱投影圖）
7、坑道平面圖或礦體水平切面圖（中段平面圖）
8、物探、化探成果圖（包括平面圖和綜合剖面圖）
9、區域水文地質圖（含水文地質剖面和柱狀圖）
10、礦區水文地質圖（含柱狀圖）及水文地質剖面圖
11、鑽孔抽水綜合成果圖
12、礦區實際材料圖
13、礦區測量網（點）展開圖
14、礦區（床）采樣分布圖
15、鑽孔柱狀圖或鑽孔柱狀表
二、必要時應附的圖件
1、礦區（床）地貌和第四紀地質圖
2、礦區（床）基岩地質圖
3、礦區（床）構造圖
4、礦區（床）縱剖面圖
5、岩石風化帶厚度等值線圖
6、礦體（層）縱投影圖（或含儲量計算圖）
7、礦體（層）水平投影圖（或含儲量計算圖）
8、礦體（層）厚度或品位等值線圖
9、其他有益礦產儲量計算有關圖件
10、物探參數定量解釋圖和變化規律圖或柱狀曲線對比圖
11、礦區工程地質圖（含柱狀圖）及工程地質剖面圖
12、礦區岩溶發育程度圖
13、礦區地表水質等值線圖
14、井巷水文地質工程地質圖
15、鑽孔簡易水文地質觀測曲線對比圖
16、礦床主要充水含水層地下水等水位（水壓）線圖
17、地下水、地表水、礦坑水動態與降水量關系的曲線圖
18礦坑涌水量計算圖（附剖面圖）
19、對人體有害的元素、放射性或瓦斯含量等值線圖
20、老窿分布圖及生產礦井平面圖
21、槽、坑道、井地質素描圖和物探成果圖
22、工程地質鑽孔綜合柱狀圖（或典型鑽孔工程地質編錄柱狀圖）
附表
1、探礦工程（鑽、坑、井、槽）質量一覽表（不含礦體（層）綜合成果時，應另編礦體（層）綜合成果表）。
2、礦石、岩石物性性能及其他有關測定的結果表。
3、儲量計算表。
包括：工程、剖面、塊段的平均品位、平均厚度計算表；塊段及礦體（層）儲量計算綜合表、礦區（床）儲量計算總表；其他有益礦產儲量計算有關表格。
4、其他應附的表格。
圖冊
含照片圖版等。附件
1、主管部門下達的儲量計算工業指標。2、礦石選、冶、加工試驗
Ⅸ 工程地質穩定性評價方法——以麗江-香格里拉段為例
一、概述
隨著滇藏鐵路工程的分段實施，麗江-香格里拉段的規劃設計已納入日程。但是，由於該段地形地貌和地質條件非常復雜，雖然經過多輪論證，線路仍難最後確定。按照初期規劃（圖13-1），滇藏鐵路麗江-香格里拉段共有3個走向方案可以比選：①麗江-長松坪-虎跳峽上峽口-香格里拉方案（西線方案）；②麗江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案（組合方案）；③麗江-大具-白水台-天生橋-香格里拉方案（東線方案）。初步分析認為，西線方案工程地質條件相對較好，可以作為推薦方案，該方案需要新建鐵路隧道34座，總長87130 m，占該段線路總長的54.4%，最長的隧道是位於麗江西北的玉峰寺隧道，全長10970 m；需要新建鐵路大橋39座（10253 m），涵洞182座（4547 m），橋涵占線路總長的9.2%。復雜的工程地質條件使得該方案仍存在許多問題，且工程建設難度大。
為了更好地指導該段鐵路選線，我們在區域地殼穩定性評價的基礎上，將基於GIS技術的層次分析法引入到麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價（工程地質條件評價）。在評價過程中，綜合考慮地形坡度、工程地質岩組、斜坡結構、地質災害發育現狀、地殼穩定性、微地貌類型（地形與鐵路設計高程高差）、人類工程活動、降水量、距離溝谷距離等因素，充分利用GIS技術處理海量數據信息的優勢，採用層次分析法模型，進行麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價。基於評價結果，可以很好的指導該段線路比選和優化。
二、基於GIS的層次分析法原理
層次分析法（Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP）是美國數學家SattyT.L.在20世紀70年代提出的一種將定性分析和定量分析相結合的系統分析方法。它適用於多准則、多目標的復雜問題的決策分析，可以將決策者對復雜系統的決策思維過程實行數量化，為選出最優決策提供依據（圖13-2）。經過多年的應用實踐，不少研究者開始將GIS技術與AHP方法相結合，大大提高了傳統的AHP方法在地學研究中的應用效果（Harris et al.，2000；劉振軍，2001；彭省臨等，2005）。基於GIS的層次分析法充分利用GIS技術的空間分類和空間分析功能，在評價指標數據採集、處理和自動成圖方面具有明顯的優勢，不僅可以對工程地質穩定性的相關影響因素進行更細致的逐次分析，而且在計算過程中不受計算單元數量的限制，因而評價結果更直觀、更便於應用。
圖13-1 滇藏鐵路麗江-香格里拉段線路方案示意圖
圖13-2 基於GIS的層次分析法技術路線圖
基於GIS層次分析法的工程地質穩定性分區評價過程大致可分為以下步驟：
（1）確定研究區、研究對象及研究目標，並進行數據分析，確定進行工程地質穩定性分區所需要的數據，包括數據來源、數據質量指標等。
（2）將收集的各種資料進行數據處理，包括在MapGIS 6.7軟體平台上進行數字化、格式轉換、投影轉換、分層及屬性編碼等，建立研究區、研究對象的空間資料庫。
（3）根據研究目標的特徵，分析影響目標的因素，建立目標的層次指標模型和層次結構，構造判斷矩陣，由專家對影響因素進行綜合評分，並進行層次單排序、求解權向量和一致性檢驗，從而獲得各指標因素值，並運用GIS空間分析功能提取分析因子。
（4）採用ArcGIS 9.2軟體平台，對評價區域進行柵格化，每一個柵格作為模型評價的一個運算單元，並將資料庫中的數據按照規則進行柵格化處理。再採用圖形疊加的模型評價方式，將參與評價的各個因素權值分配到不同的柵格上。將各個因素進行圖形疊加，對屬性值進行代數運算，再將疊加後的柵格數據化，生成新的圖形，並形成最終評價結果。
（5）工程地質穩定性分區評價的數學模型：
滇藏鐵路沿線地殼穩定性及重大工程地質問題
式中：B——工程地質穩定性指數，aj——權重，Nj——指數。
（6）通過分析計算獲得的工程地質穩定性指數值的分布范圍，結合野外實際調查結果驗證，對不同區域的鐵路工程建設適宜性進行綜合分區評價。
Ⅹ 岩土體工程地質類型分區
平原區廣泛分布以沖洪積成因為主的第四系堆積物,低山丘陵區出露多種類型的岩組,沂沭斷裂帶西側的鄌郚-葛溝斷裂、沂水-湯頭斷裂縱貫南北,總體看工程地質條件較復雜(圖1-8-3)。
圖1-8-3 昌樂縣岩土體工程地質類型分區略圖
(一)岩體工程地質類型
1.堅硬的塊狀侵入岩岩組
分布於營邱—河頭一帶,為古元古代呂梁期侵入岩,岩性以弱片麻狀中粒含角閃二長花崗岩、弱片麻狀中粒含黑雲二長花崗岩,岩石堅硬,力學強度高,工程地質性質良好,山區風化帶厚度＜3m,丘陵及準平原區20～30m,fc=130～170MPa,fr=90～130MPa(fc為岩石極限干抗壓強度,fr為岩石飽和極限抗壓強度)。
2.堅硬的塊狀-似層狀噴出岩岩組
主要分布在南郝—崔家埠—五圖一線以南、鄌郚-葛溝斷裂以西地區,為新近紀臨朐群牛山組、堯山組火山噴出岩,岩性為玄武岩。岩石堅硬,柱狀節理發育,工程地質性質良好。風化帶厚20～30m,fc=140～160MPa。
3.堅硬的塊狀變質岩岩組
主要分布在鄌郚—阿陀一帶,為新太古代泰山岩群山草峪組黑雲變粒岩,岩石堅硬,風化帶厚度30～40m,fc=180～200MPa。
4.堅硬較堅硬的中厚-厚層狀灰岩岩組
僅分布於朱劉街道、五圖街道一帶,主要為寒武紀長清群硃砂洞組、饅頭組、九龍群張夏組、崮山組和炒米店組白雲質灰岩、泥灰岩、泥質條帶灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夾細砂岩。灰岩堅硬,力學強度高,泥灰岩強度低。白雲質灰岩fc=50～190MPa;灰岩fc=90～160MPa,fr=70～120MPa。
5.較堅硬的中厚—厚層碎屑岩岩組
主要分布在鄌郚-葛溝斷裂帶與沂水-湯頭斷裂帶,以及五圖煤礦一帶,岩性為白堊紀淄博群三台組砂岩、礫岩,萊陽群城山後組角礫岩、砂礫岩、砂岩,青山群八畝地組凝灰岩、集塊角礫岩、粉砂岩,大盛群馬郎溝組粉砂岩、細砂岩,田家樓組泥質粉砂岩、細砂岩、黏土岩,古近紀五圖群朱壁店組礫岩、砂礫岩、礫岩,李家崖組黏土岩、砂岩、黏土岩、油頁岩等。風化帶厚度＜40m,砂岩和礫岩fc=30～80MPa,fr=20～50MPa。
6.較堅硬的薄層狀頁岩夾灰岩岩組
局限分布在阿陀東北部,岩性為中寒武系、下寒武系及元古宇土門群頁岩、博層灰岩、泥灰岩。頁岩夾泥灰岩fc=30～40MPa,fr=10～15MPa。
(二)土體工程地質類型
1.北部沖洪積上層黏性土多層或雙層結構
分布於北部山前平原地區,以上層黏性土多層結構為主,上層黏性土厚＜5m或5～10m,僅局部＞10m,黏性土岩性以粉質黏土、黏土為主,中等壓縮性。砂性土為粉細砂、中細砂,其次粗砂、礫石,砂層顆粒自北至南變粗,工程地質性質良好。黏性土fk=120～180kPa,砂性土fk=140～200kPa(fk為地基承載力標准值)。
2.山前及河谷平原沖洪積上層黏性土雙層、多層結構及黏性土單層結構
分布於山前坡麓、山間河谷地區,上部黏性土為粉質黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等壓縮性。下部砂性土為中粗砂、細砂、砂礫石,緊密狀態,厚＞5m。黏性土fk=140～220kPa,砂性土fk=160～250kPa。
3.山麓地區坡洪積及殘坡積黏性土單層結構或上層黏性土雙層結構
分布於南部低山丘陵坡麓地帶,以黏性土單層結構或上層為黏性土雙層結構為主。黏性土厚＜5m或5～10m,以黃褐色至棕紅色粉質黏土及黏土為主,含鐵錳質及鈣質結核,可塑—硬塑,中等壓縮性,部分地區分布濕陷性黃土。下部夾透鏡體狀碎石土及泥鈣質膠結礫岩,緊密狀態,工程地質性質良好。黏性土fk=160～220kPa,碎石土fk=200～500kPa。
總之,昌樂縣工程地質主要問題是沂沭斷裂帶的活動性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黃土濕陷等問題。