物理地质现象及工程地质问题

物理地质现象及工程地质问题_秭归产学研基地野

第七节　物理地质现象及工程地质问题

实习区发育的物理地质现象主要是由于岩石风化、岩溶、高陡斜坡、水库蓄水、矿山采掘而引发的水土流失、斜坡失稳、岩溶塌陷、水库地震及“三废”污染等问题。

一、岩石风化及水土流失问题

（一）岩石风化

实习区岩体风化后，残留一定厚度的风化残积土及厚层风化壳。尤其是结晶岩体风化后，形成典型的形貌特征及垂直分带性。

结晶岩体风化分带及特征如下。

1.剧风化带

风化物质为疏松状态、砂土状及砂砾状碎屑，碎屑大小一般为2～10mm，大部分矿物严重风化变异，如长石变成高岭土、绢云母及绿泥石或蒙脱石，黑云母水化后变为蛭石或蒙脱石，角闪石被绿泥石化，石英解体失去光泽等。风化层纵波速度为0.5～1.0km/s，厚度一般为20～30m。

2.强风化带

岩体原生结构破坏严重，呈半松散状态，以碎块石体夹坚硬至半坚硬岩石组成，块石含量20%～70%不等。除碎块石内部外，矿物已严重风化变异，只是程度较剧风化者轻，产生以水云母为主的次生矿物。风化层厚2～5m，纵波速度为2.0～3.0km/s。

3.弱风化带

弱风化带由坚硬、半坚硬岩石夹疏松碎块石组成，岩体整体结构为块状。主要裂隙面产生一定厚度的风化层，从上至下裂隙面风化层厚度从几十厘米到几厘米不等。矿物风化变异较轻，产生以水云母为主的次生矿物。岩体较完整，具有较高强度，纵波速度为3.1～5.5km/s。相对较均一，透水性明显减弱。

4.微风化带

微风化带由坚硬岩石组成，仅沿裂隙面有锈黄色风化变色现象，出现少量绢云母，发育1mm左右的风化皮，少数风化皮厚达数厘米。纵波速度为4.6～5.6km/s。

沉积碎屑岩及灰岩风化特征与结晶岩有很大不同，各带矿物变异特征很难辨识，主要表现为岩体解体破碎程度不同而表现不同的结构特征。风化残积物厚度因地形差异而使各处差别很大。

（二）水土流失

实习区风化残留物厚度以及地形、植被不同，水土流失在不同地段有很大差别，出现不同程度的水土流失现象。表现突出者是结晶岩剧风化堆积厚度较大的丘坡地带，在大雨季节许多地段因产生坡面流而形成片状或浅冲沟形式的水土流失现象，平均侵蚀模数为5 000t/km²。

二、岩溶及有关工程地质问题

（一）岩溶

实习区岩溶现象发育，常见岩溶地貌形态有岩溶谷、峰林、峰丛、洼地、漏斗、溶洞、地下暗河、落水洞、溶蚀槽隙等。

由于碳酸盐岩成分不同，结构构造及地质条件等差异，导致岩溶发育速度及强度差异，因而空间上岩溶发育存在较大差别。从岩性讲，可以概括为以灰岩为主、以白云岩为主和以泥岩为主的3种岩溶类型。

1.以灰岩为主的类型

该类型包括下三叠统、二叠系和下奥陶统，岩性主要有灰岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩等，其成分方解石占70%～90%。岩溶相对发育，发育溶蚀的峡谷、岩溶洼地、落水洞、溶洞、峰丛、峰林等岩溶地貌形态。地下暗河、大泉多出露于此地层。

2.以白云岩为主的类型

该类型包括中石炭统，上泥盆统，中、上寒武统及上震旦统等。岩性以白云岩、结晶白云岩和泥质白云岩为主，岩溶发育程度较灰岩差。岩溶形态以密集的溶孔、溶隙为主，个别地方受构造等条件控制，发育小型溶洞。

3.以泥灰岩为主的类型

该类型包括中三叠统巴东组和中、上奥陶统。岩溶发育最差，岩溶形式以溶隙为主，其他形式少见。

受新构造运动影响，岩溶在剖面上分布呈层状特征，即水平溶洞分布在不同高程上，表现为与现代地壳升降运动相一致的规律性。

区内发育有一定规模的干枯溶洞，有犀牛洞、狮子洞、白岩洞、朝北洞等，洞深50～2 000m不等，洞高3～20m，宽20m以上。这些溶洞均发育有石钟乳等，洞内形态奇异多变。有水溶洞、暗河、落水洞共28处，主要分布在青干河及九畹溪两条支流上。暗河流量在0.1～1.0m³/s，个别达15～24m³/s。

（二）岩溶工程地质问题

实习区内主要岩溶工程地质问题有以下两个。

1.坑道岩溶突水

当采煤平洞揭穿有水溶洞时，引起突然的涌水现象。

2.岩溶地面塌陷

由于地下存在岩溶空洞，在地下水等因素作用下，产生地面下沉塌落的现象为岩溶地面塌陷。如秭归扬林区1975年8月9日—17日因岩溶塌陷产生地震，地震台观测到1.0～1.9级地震6次，2.0～2.1级地震3次。据群众反映，类似塌陷在50年和30年以前也发生过。

三、斜坡失稳工程地质问题

实习区因长江等深大河谷发育，加上交通线路开挖，形成了大量的高陡斜坡地貌，加上在特定地段的岩性、构造等条件配合，形成了大量的崩塌、滑坡体。类型有堆积土层崩滑体和基岩崩滑体，有顺层发育的，也有切层发育的，规模有大有小，较大规模者在12 500万m³左右。有的处于稳定状态，有的不稳定。三峡库区二期、三期治理工程中，对其中危险性大的滑坡、危岩体及库岸进行了治理。在实习区内主要有中心花园滑坡、金钗湾滑坡、聚集坊崩塌危岩体、凤凰山库岸、狮子包滑坡等治理工程。