构造地质学在工程地质中的应用价值

构造地质学在工程地质中的应用价值

王苍松

四川攀枝花规划建筑设计研究院有限公司攀枝花617000

摘要：构造地质学作为一个研究岩石圈或者地壳的地质构造的一门学科，其在工程地质研究中发挥着重要的作用，并促进了工程地质学的发展。本文主要分析了工程地质和构造地质的区别和联系。并分析了在工程地质领域中构造地质的具体应用，主要包括大型工程厂址的选择、边坡稳定治理等方面。

关键词：构造地质学；工程地质；应用

1引言

近年来，随着我国社会和经济的不断发展，我国各项基础设施建设也在不断加快，这就促进了我国工程地质学和构造地质学的发展。同时，滑坡、地震及泥石流等自然灾害和建筑工程所引起的次生灾害的发展，不仅给人身安全带来影响，同时也给国家的基础设施带来极大破坏。随着地表和地壳环境的不断演化，人们各项工程建设也在快速进行，我国目前面临着很多工程地质的问题，如地裂缝、地震、地面沉降等[1-2]。与此同时，构造地质学在研究岩体和岩层中内应力地质作用所产生的构造方面的问题发挥着重要作用。因此，全文主要分析和研究构造地质学在工程地质中的应用，从而提高人类生活环境的安全性。

2工程地质和构造地质之间的关系

构造地质学作为一门基础性的学科，其主要的研究内容是地质构造在空间的组合形式、基本形态和分布规律，在时间上的演化过程、形成次序及发展历史。同时，还研究岩体和岩层的力学性质、成因机制，并探讨地壳运动的规律及动力来源等。而工程地质学主要是研究、调查和解决一些工程建设中和设计、施工及运营等及地质灾害引起的环境和工程问题。

工程地质和构造地质之间存在紧密的联系，虽然两者的研究目的不尽相同，但是其研究内容都是和地质构造和地质体有关，其中一些地质构造的分布规律、形态特征等可以确保工程建设的安全，而岩体和岩层的岩石力学性质在工程地质问题分析中发挥着重要的作用。此外，大陆岩石圈与环境、资源等因素直接相关，也是人类发展的基础。现代构造地质学可以为工程建设需求、地质环境保护及地质灾害的预报等方面发挥着重要作用[3]。

3构造地质学在工程地质中的应用

在工程地质中存在很多的结构面，即地质体的各种构造变形，如节理、褶皱、断层等，还有一些线构造和面状构造。其相互关系、基本特征和现代活动等直接影响了该区域内的岩石稳定、区域稳定及地下水流动方式等，因而工程地质条件和工程地质环境等直接受到地质构造的控制。因而，构造地质学在工程地质中存在的斜坡稳定性、地基稳定性、区域稳定性等一些工程地质问题，和水库渗漏、滑坡等地质灾害中都发挥着重要的作用。具体分述如下。

3.1在区域地壳稳定性评价中的应用

现在一些学者提出了区域稳定性动力学理论。该理论可以在区域稳定性评价中发挥着重要的作用，可以使得地震活动、构造、及大陆地壳动力学过程与岩土体的工程地质条件得到一些统一，从而实现评价的目的[4]。

地壳深部的变异层带的性质直接受到区域深层地壳稳定性的影响，根据流变和结构性的特征，可以将大陆岩石圈划分为四套动力学子系统。（1）上地幔顶部流变层。其中存在的较硬的层位，然而，在全球构造运动过程中，可以使得这个较硬层位发生一定的形变，在这个过程中可以产生一定的力学效应和热效应，从而就可以使得地壳各圈层形成剪切、加厚、拆离等过程，从而导致构造作用和岩浆作用的发生。（2）壳幔过渡流变层。地幔和地壳沿着这个过渡层可以发生一定的位移，从而到来很多破坏性作用。（3）在地壳软弱层。这些软弱层常常是造山带的伸展垮塌、逆冲推覆等边界。（4）在地壳持力层。该层可以为地震的发生提供条件。

3.2在大型工程场地选择中的应用

大型的工程场地通常位于盆地构造、造山带及盆岭构造等构造区带上，主要是由于近地表的上地壳发生的扩展伸展、挤压推覆及剪切走滑等产生。人们主要的聚集区就是盆地和平原，其中在大型工程选址中要十分小心，在一些地震后的重建、水利水电工程等，如舟曲重大泥石流灾后重建、汶川地震灾后重建等工程，首先需要注意到盆地存在的一些不稳定的区域和一些活动的断裂等。盆地按照成因可以分为走滑盆地、压陷盆地、伸展盆地。不同成因类型的盆地稳定性存在较大的差别，综合而言，在盆地的边缘及盆地的中心的稳定性最差。此外，如果盆地中存在一些隐伏的断裂，这就直接影响了建筑物的安全。在一些盆岭构造的区域，其中不稳定的区域通常为沉降区，而稳定的区域则为隆起区。

3.3在斜坡稳定性判定上的应用

由于我国地域广阔，是一个多山区的国家，一些地质灾害尤其是斜坡地质灾害给人们的生命财产安全带来了极大的影响，因而，对斜坡稳定性的判定就十分必要。斜坡地质灾害中主要有三种常见类型：滑坡、泥石流及崩塌。这些地质灾害的发生的影响因素很多，有地质构造、地形地貌、地层岩性、地下水发育情况及岩土体的性质等。其中我国山体的总体格局主要受到地质构造的控制，地壳稳定性主要受到新构造活动性，而构造和地貌直接控制着泥石流、崩塌及滑坡地质灾害的发生。因而，这三种地质灾害的发生和断裂构造有着直接的关系，断裂的性质、节理发育程度、破碎带宽度等都会直接影响地质灾害的发生。滑坡的发育和形成主要受到地质构造的影响，主要有两个方面：（1）滑坡发生往往沿着断裂破碎带，在形状上呈现出成群和成带的特性。（2）滑坡的范围和滑动面的空间展布受到断层面、岩层面、不整合面及片理面等控制。因而，在进行滑坡稳定性评价过程中，首先应该确定结构面滑动的原因和规模，从而来采取不同的控制措施。崩塌的地质构造控制作用也有两个方面：（1）断裂构造的控制作用。实际表现为区域性断裂走向和斜坡走向平行或者大致平行时，此时发生崩塌的现象较多。（2）褶皱构造的控制作用。褶皱不同部位的稳定性不同，在褶皱的核部较为容易受到力的作用产生变形，经过后期的风吹和雨淋等作用，进而产生风化现象，进而带来崩塌。而构造形成的流域性沟谷在雨季就可能会发生泥石流。因此，需要从构造的角度出发，做好地质灾害的预防及控制作用，从而降低地质灾害的发生[5]。

3.4在地下洞室稳定性维护中的应用

在地下洞室开挖以后，如果在后期没有进行一定的维护和支撑，就会受到周围围岩应力的影响，进而产生一定的破坏和变形。这种现象在地下采矿中最为常见，在很多矿井事故中，由于岩壁崩跨、地板隆起、支架变形破坏等都是受到地压的影响。这些事故发生的主要取决于围岩的结构，其中岩体地质构造发育情况也是一个主要的影响因素。当洞室开挖以后，较为产生一个应力集中的区域。如在一些软弱破碎带、断层及岩脉等地区，就会往往产生应力集中区域，如果在后期没有进行一定的维护，就会可能带来安全事故。

4工程实例

攀枝花市拟建的银江水电站位于川滇南北向构造带中段西侧于滇、藏“歹”字型构造复合部位，构造十分复杂，褶皱、断裂发育，古有岩浆岩侵入，火山爆发，时至燕山期、喜山期构造活动仍然强烈。场区构造受南北向的断裂构造控制，主要有纳拉河断层、田保断层、烂泥湾断层、大渡口断层等（详见附表）。主要断层特征间表

场地位于大渡口断层东南部，由于当地新构造活动强烈，地震时有发生，如1995年鱼鲊6.7级地震，1955年云南华坪6级地震，1995年云南武定6.5级地震和2008年8月30日16时30分，在攀枝花市仁和区与凉山彝族自治州会理县交界（北纬26．2度，东经101．9度）发生6.1级地震，地震发生时场地均有震感。此地岩性主要是以火成岩为主，在进行水电站选址过程中，首先对现场的构造应力场进行分析，并测试了现场的地应力，避免将坝体布置在应力集中区和断层活动影响区。对地下的建筑整体工程进行了合理的布置，水电站原来布置的引水隧道和岩层走向夹角为10~25°，但是，此时存在很大的不稳定性，通过对区域构造地质学知识进行分析，将这个角度改为30°，不仅提高了工程质量及安全性，同时也将大大节省钢筋水泥等原材料。

5结语

综上所述，构造地质学在工程地质中发挥着重要的作用，由于我国是一个多山区的国家，在一些大型的工程建设、地质灾害预防等方面，构造地质学内容都发挥着重要的作用。在进行工程建设过程中，需要充分发挥构造地质学的作用，对区域地质进行清除了解，做好预防措施，从而确保工程的安全。

参考文献

[1]王晚中,李为民,龙文韬.浅谈构造地质学在工程地质中的应用[J].能源技术与管理,2012,(01):16-18.

[2]王宏梅,赵桂平.价值工程在我国项目管理中的应用研究[J].建筑市场与招标投标,2008,(03):25-26.

[3]唐义彬.超前地质预报技术在工程地质中的应用现状[J].国土资源情报,2007(07):47-50.