工程地质胶结

『壹』 常见的工程地质问题有哪些

风化、破碎岩层。风化一般在地基表层，可以挖除。破碎岩层有的较浅，可以挖除。有的埋藏较深，如断层破碎带，可以用水泥浆灌浆加固或防渗；风化、破碎处于边坡影响稳定的，可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面，必要时配合注浆和锚杆加固。

断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差，影响承载力或抗渗要求的断层，浅埋的尽可能清除回填，深埋的注水泥浆处理；浅埋的泥化夹层可能影响承载能力，尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面。

松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。

滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。防止滑坡，经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重，未经论证不要轻易扰动滑坡体。

地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时，要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水，降低地下水位。

对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架，拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。

岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时，可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的，可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶，也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆，对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾，或做桩基处理。

『贰』 堆积体工程地质特征

下咱日堆积体是坝址区体积最大的一个堆积体，由于紧靠坝址上游左岸，堆积体下游部分为电站进水口，研究下咱日堆积体的空间工程地质结构以及对其稳定性问题做出合理的分析判定，对于电站在施工及运营期间的安全性具有重要的意义。该堆积体分布高程从河边至高程 1920 m，面积约 1. 5 km²，估计方量约 9800 × 10⁴m³。

下咱日堆积体分布于金沙江左岸上、下坝之间，根据堆积体的空间分布 ( 分布高程)及对工程的影响程度，大致以下咱日沟为界将堆积体分为Ⅰ、Ⅱ两个区 ( 图 6. 1. 1) 。Ⅰ区分布于上坝址左岸，下咱日沟西南侧，靠河边地形平缓且薄，地形较陡且厚度较大地段比正常蓄水位高约百余米，对枢纽建筑物影响较小; Ⅱ区分布于下咱日沟北侧，紧邻枢纽建筑物，其分布位置及高程不仅影响枢纽建筑物的布置，且水库蓄水后堆积体的稳定对大坝的安全具直接影响，因此，勘察的重点、研究的重点皆在堆积体Ⅱ区，本次研究工作的重点亦为Ⅱ ( 以下所述内容均针对Ⅱ区) 。

图 6. 1. 1 下咱日堆积体工程地质平面图

6. 1. 1 堆积体空间分布特征

6. 1. 1. 1 下咱日堆积体分布区地形特征

根据堆积体分布区 1∶2000 地形等高线图，为了能够更直观地分析堆积体的空间形态特征，我们建立了下咱日堆积体三维地形等高线云图 ( 图 6. 1. 2) 及坡度分布云图 ( 图6. 1. 3) 。从中可以清晰看出整个堆积体大约分布有两个较缓的台地，即: 高程 1540 ～1560 m 及高程 1610 m 以上，其地形坡比约为 10% ～ 32% 。其中高程 1560 ～ 1610 m 附近形成一陡坎，其地形坡比大约 95%。该陡坎上部为胶结较好的硬壳层，下部为具有较好层理状结构并且具有一般胶结的砾石层，由于两者强度上的差异在有些部位发育有 “洞穴”( 图 6. 1. 4) ，甚至在局部还伴有局部小范围的坍塌现象。

为了研究下咱日堆积体的分布区的地表水文地质特征及空间流域分布，在研究过程中对其地表形态进行分析，建立了堆积体分布区的空间流域分布图 ( 图 6. 1. 5) 。从图中可以看出，堆积体分布区主要地表径流排泄通道为下咱日沟，该沟在分析区内其流域面积约为 8. 85 ×105m2。其余由于常年的冲刷在堆积体表部 ( 尤其是下部台地) 处形成几条较大的冲沟，也成为堆积体分布区内的小范围的流域排泄通道 ( 图 6. 1. 5)

图 6. 1. 2 下咱日堆积体空间等高线分布

图 6. 1. 3 下咱日堆积体空间坡度分布

图 6. 1. 4 下咱日堆积体陡坎处分布的 “洞穴”

图 6. 1. 5 下咱日堆积体空间流域分布

图 6. 1. 6 显示了水库蓄水到正常设计水位高程 ( 1618 m) 时的堆积体的淹没情况，下部红色区域为水库淹没区，上部黄色区域为非淹没区。从图中可以看出，水库蓄水后堆积体的陡坎及以下部分将处于水下。

图 6. 1. 6 下咱日堆积体水库淹没分析

6. 1. 1. 2 堆积体三维空间结构及规模

为了探明堆积体的规模、成因及分布规律，中水顾问集团昆明勘察设计研究院针对堆积体共布置勘探钻孔 19 个、勘探平洞 6 个、竖井 2 个，同时开展部分物探工作。各勘探点及勘探剖面布置见图 6. 1. 1。根据现场钻孔资料，堆积体最大厚度可达 118 m。

为进一步研究下咱日堆积体的三维空间结构形态特征及其分布规模，以便为电站后期的设计及施工阶段提供可靠的依据，我们根据现场地面调查、地形图 ( 1∶2000) 、地质图 ( 1∶2000) 、已有的上述钻探及物探等资料建立了其相应的三维空间结构模型( 图 6. 1. 7、图 6. 1. 8) 。

从图中可以看出下咱日堆积体总体上像一个装满东西的 “勺子”，其中部厚度较大，基覆面 ( 基岩与堆积体接触界面，以下同) 中部下凹，呈 “勺”状或 “锅底”状。从纵向上看，堆积体的底界面在三维空间总体上呈现为倾向河谷，倾角也由 35°左右逐渐变为水平，甚至前缘靠江边部位出现反翘现象 ( 如Ⅲ、Ⅳ号剖面) ( 图 6. 1. 8) 。横向上，沿河谷方向，堆积体底界面总体上为倾向下游并在上、下游两端逐渐翘起，且具有堆积体的厚度上游相对较薄、下游相对较厚的趋势。

此外，从钻孔勘查资料表明在基覆面的某些部位仍然保存有磨圆度很好，岩性成分相当复杂、含有不少本地区没有的花岗岩类的卵砾石 ( 图 6. 1. 9) ，且大都已经呈现完全胶结或半胶结成岩状态，显然是金沙江自上游数百公里外搬运而来。因此，在堆积体形成之前的一段时间内该部位应为古金沙江的古河槽 ( 图 6. 1. 10) 。

图 6. 1. 7 下咱日堆积体三维空间结构

6. 1. 2 堆积体工程地质结构

根据现场工程地质调研及钻孔、平硐 209 等勘探资料，对下咱日堆积体主剖面 ( Ⅲ-Ⅲ剖面) 进行工程地质结构分区 ( 图 6. 1. 11) ，并建立了其相应的三维工程地质结构分区( 图 6. 1. 12) 。从上往下依次为:

6. 1. 2. 1 胶结、半胶结的砂、卵砾石层

该层位于堆积体的前部，其主要成分为具有层理状的胶结、半胶结的砂、卵砾石层，组成物质成分较杂，以灰岩、玄武岩居多，部分为花岗岩、砂岩等卵、砾石。具 PD209及 PD221 揭露该层部为一层厚度较薄的胶结硬壳层，局部分布有崩坡积层、河流相沉积的卵砾石层及较大的滚石物质 ( 滚石最大可视粒径可达 10 m) 。

图 6. 1. 8 下咱日堆积体三维形态特征

为进一步认识该层粒度分布特征，分别在 PD209 内分别选取了四个试样点进行了相应的粒度筛分试验 ( 图6. 1. 13) ，由于现场条件限制粒度筛分试样大小为20 cm ×20 cm ×20 cm，且粒径范围为大于 1 cm 的颗粒。从频率分布柱状图上可以看出在粒度分析范围内绝大部分粒度小于 1 cm，粒径 ＜1 cm 的颗粒最大可达 60%以上，平均含量约为 47. 2%。

通过钻孔及平洞揭露，该层内部夹有粉细砂层。但通过地表调查及勘探成果分析，该层内部的粉细砂层在空间上的分布呈透镜状 ( 图 6. 1. 14) ，分布不连续，其延展长度一般小于 5 m，且较为致密并呈半胶结状态，不具有成层性。从总体上不构成连续性的软弱界面，不会影响堆积体的稳定性。

6. 1. 2. 2 土石混合体层

该层为冰碛成因的土石混合体层，具泥质胶结或呈架空结构特征，其含石量大于40% ，现场平硐揭示，最大粒径可达 3 m 左右，组成物质绝大部分为灰岩、玄武岩。

图 6. 1. 9 钻孔揭露堆积体底界 ( 基覆面) 分布的卵砾石层

图 6. 1. 10 下咱日堆积体分布区古河槽及今河槽基岩面等高线 ( m) 图

根据平洞 209 揭露，该层土石混合体在内部细观结构上从坡体外部到内部大致可以划分为两个亚层 ( 图 6. 1. 15) : 具有泥质胶结的土石混合体层及具有架空结构的堆石体层。其内部块石粒径较大，具有一定的磨圆度。其中具泥质胶结的土石混合体层，块石构成的骨架内部空隙被粘土及粉土充填，填充成分较为致密，透水性较弱; 具有架空结构的堆石体内部大块体构成的骨架内部有粒径较小的块体填充，且块体内部排列紧密，呈高度压密状态，深部可见局部有少量泥质充填成分。但从整体上这两个亚层没有明显的界线，基本上呈逐渐过渡趋势。

为了明确下咱日堆积体内部分布的这两类岩土介质的粒度组成，为其抗剪强度研究提供依据，我们采用数字图像处理技术对 PD209 所揭露的这类岩土体进行了大面积粒度分析试验。

根据现场断面特征，选取土石阈值为2 cm，即: 粒径 ＜2 cm 的颗粒将被视为 “土体”成分。因此对图像所显示的粒径大于 2 cm 的颗粒进行统计，图 6. 1. 16 显示了两组图像颗粒提取过程。

图6.1.11 下咱日堆积体地质结构剖面图

图 6. 1. 12 下咱日堆积体三维工程地质结构分区

图 6. 1. 13 砂卵砾石层粒度分析成果

图 6. 1. 14 下咱日堆积体内部呈透镜状分布的粉细砂层

图 6. 1. 15 PD209 揭露的下咱日堆积体内部土石混和体层

图 6. 1. 16 基于数字图像处理技术对 PD209 内揭露冰水堆积层( 土石混合体) 进行粒度分析

根据上述方法，我们共对7组图像进行了相应的粒度分析，累计分析总面积约26m²，图6.1.17。从图中可知该土石混合体的含石量(粒径大于2cm的颗粒)分布范围为30%～70%之间，平均含石量约52%，根据水利部行业标准《土工试验规程》(SL237-1999)中的土的分类标准，该层岩土体应属于混合巨粒土—巨砾混合土范畴。从图6.1.16图像处理图上还可以看出该层土石混合体粒度分布及其不均匀。

图6.1.17 各粒度分析试验成果图

6.1.2.3 基岩

二叠系上统玄武质喷发岩(P₂d)，其岩性主要为灰、灰黑及紫灰色的玄武岩、杏仁状玄武岩及火山角砾熔岩等，该层从上到下又可分为全风化、强风化、弱风化及新鲜基岩。根据钻孔揭露显示，除堆积体上部及Ⅲ号剖面揭露为全风化或强风化接触外，绝堆积体下伏基岩大部分为弱风化玄武岩体。基岩接触面处，根据钻孔揭露堆积体物质基本处于超固结或胶结、半胶结状态(图6.1.18)，接触较为紧密，不可能成为堆积体失稳的软弱界面。

『叁』 工程地质问题有哪些

常见工程地质问题：(1)松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗;对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。

对不满足承载力的软弱土层，如淤泥及淤泥质土，浅层的挖除，深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。
(2)风化、破碎岩层。风化一般在地基表层，可以挖除。破碎岩层有的较浅，可以挖除。
有的埋藏较深，如断层破碎带，可以用水泥浆灌浆加固或防渗;风化、破碎处于边坡影响稳定的，可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面，必要时配合注浆和锚杆加固。
(3)裂隙发育岩层。
对于影响地基承载能力和抗渗要求的，可以用水泥浆注浆加固或防渗。对于影响边坡稳定的，采用锚杆加固。
(4)断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差，影响承载力或抗渗要求的断层，浅埋的尽可能清除回填，深埋的注水泥浆处理;浅埋的泥化夹层可能影响承载能力，尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。
断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面，对于不便清除回填的，根据埋深和厚度，可采用锚杆、预应力锚索、抗滑桩等进行抗滑处理。
(5)岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时，可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。
不方便挖填的，可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶，也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆，对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾，或做桩基处理。
(6)地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时，要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水，降低地下水位。

(7)滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。
防止滑坡，经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重，未经论证不要轻易扰动滑坡体。在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施。采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。
(8)对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。
支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架，拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也可采用钢板衬砌

『肆』 工程地质与地质工程有何区别和联系

工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。回工程地质学是研答究工程建筑的工程地质条件勘察、工程地质预测、预报及地质体改造原理及方法的应用性学科。

地质工程是研究地质结构、地质环境、水资源、矿产资源储备等的工程领域。

地质工程是工程的一个领域；工程地质是一门学科，是地质工程工作的三大支柱之一。

附：

地质工程可分为两大类型，即岩体工程和土体工程。地质工程工作有三大支柱：1．工程地质学；2．岩体结构力学和土体力学；3．地质技术，包括：（1）勘察技术，（2）试验测试技术，（3）地质改造技术。这三大支柱工作如不做好，地质工程工作就难以做好。

『伍』 影响岩石工程地质性质的因素有哪些请举例说明

A,矿物成分.由于岩石抄是多晶体袭的组合物,矿物晶体内部质点的间距小,吸引力远较晶粒间的吸引力强.碎屑沉积岩胶结物的成分对强度的影响是最明显的.
B,结构的影响.一般情况下,由于晶粒间质点的平均距离要比晶体内部质点的平均距离大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此颗粒间的联接决定岩石的抵抗作用力.
C,水的影响.在岩体中对力学性质产生重要影响的主要是重力水和结合水,主要通过多种作用改变岩体的结构和成分：润滑作用,冻融作用,潜蚀作用,水解作用,联接作用.
D,作用力的特点对工程地质性质也有影响.力的性质,应力水平,围压大小,应力增加速率,应力持续时间,以及应力的增减历程等.
E,温度效应,零度以下的岩石,强度和弹性模量都比较高,一千度以上,力学性质的影响随岩石类型而异.
差不多就这些勒.

『陆』 沉积岩中的胶结物成分对岩石的工程性质有何影响

胶结物成分对岩石的硬度、能干性等都有影响。泥质胶结相对于钙质胶结和硅质胶结较软。