水工认识实习报告工程测量部分.doc

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1、（二）、地质部分地质部分是实习中必不可少的部分，沿途我们在朱老师的带领下参观学习了诸多地方，听我娓娓道来。a、宝鸡金渭湖闸坝工程区地质旅行之始（2011年6月27日）宝鸡市地处陕西省关中八百里秦川的最西端，既是姜炎文化的发祥地，也是周秦文化的发源地。市区北临渭河台塬，南依秦岭。渭河由西向东纵贯市区，主要支流清姜河、金陵河、茵香河、清水河、千河、石头河等在市区区域汇入渭河。陇海铁路、宝成铁路、宝中铁路在此交汇。随着西宝高速、宝天高速公路的建成投运，而宝汉、宝平高速年内将动工建设，宝鸡市已成为内地通往大西北、大西南的主要交通枢纽城市。而作为宝鸡市渭河生态治理工程的一部分，宝鸡金渭湖闸坝工程区发挥了

2、它重要的作用。宝鸡市金渭湖位于市区中心组团金陵河和渭河交汇处, 是在马营桥以东修建拦河闸蓄水而成，属于宝鸡市渭河生态治理工程的一部分,也是宝鸡市生态园林城市重点建设项目之一。湖水总面积约140 万平方米，最深处蓄水深度为3.5米。金陵河与渭河地表水可利用量如下表所示：金渭湖闸坝工程区周围为秦岭山脉，因此湖中之水可由其侧向补给，另外渭河也为其提供了丰富的水资源。从现场的观察可看出，湖中存在河心洲，而两边是边滩，呈凸状。上部是第四纪的沉积物，左岸沉积物比较厚，可以看出淤积问题是现在存在的比较严重的问题。之所以把坝址选在当前位置，主要考虑两个方面的原因：（1）使坝的长度比较短，减少建设成本；（2）使

3、其靠近宝鸡市上区，有利于宝鸡市的美观与发展。据实测，渭河林家村断面多年平均年输沙量1.27亿t，汛期79月输沙量约占全年的78%。在渭河保持一定生态流量的情况下，河流泥沙基本可以保持冲淤平衡，即使非汛期发生少量淤积，汛期达到造床流量的洪水也可以将其冲走。但在渭河长期断流的情况下，必然导致泥沙的大量淤积。因此这也成为金渭湖闸坝工程区泥沙淤积的一个重要原因。另外，除市区因修建河道型湖泊工程及大量关闭自备井等措施，是地下水得到一定补充上升水，其余渭河川道沿岸地下水补给量急剧减少，地下水位下降严重。为解决市区金渭湖等河道型湖泊的生态补水及水体交换，特别是市区金渭湖旅游景观开发急需解决的生态水问题，必须

4、及时补充生态用水，适时进行水体交换并弥补由于水面蒸发及渗漏而损失的水量。关于坝区的防渗问题，这里不得不提到塑料膜防渗。相比于其他防渗措施，如灌浆帷幕、截水墙、铺盖、隔离和倒排，塑料膜防渗具有以下特点：（1）防渗系数高防渗膜具有普通防水材料无法比拟的防渗效果，它优良的弹性和变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面，可有效克服基面的不均匀沉降,水蒸汽渗透系数高。（2）化学稳定性防渗膜具有优异的化学稳定性，被广泛用于污水处理，化学反应池，垃圾填埋场。耐高低温，耐沥青,油及焦油，耐酸、碱、盐等80多种强酸强碱化学介质腐蚀。（3）耐老化性能防渗膜具有优秀的抗老化、抗紫外线、抗分解能力，可裸露使用，材料使用寿

5、命达50-70年，为环境防渗提供很好的材料保证。（4）施工速度快防渗膜有很高的灵活性，有多种规格多种铺设形式满足不同工程防渗要求，采用热熔焊接，焊缝强度高，施工方便、快速健康。（5）环保无毒性防渗膜采用的材料均为无毒环保材料，防渗原理是普通物理变化，不产生任何有害物质，是环保、养殖、饮用水池的最佳选择。 该工程区采用的是PVC塑料膜防渗，达到了良好的防渗效果。b、 马不停蹄金陵河橡胶坝工程区（2011年6月27日）于2005年4月正式开工，历时8个多月的施工的金陵河橡胶坝工程总投资1080万元，蓄水后将形成宽160米，回水长度800米，共12万平方米的景观水面。金陵河橡胶坝工程项目在修建主题工

6、程的同时，还对两岸堤防及蓄水区进行了硬化、美化、绿化等配套工程建设，昔日荒芜的河滩变成了漂亮的人工湖泊，碧水将市区映衬的更加洁净美丽。橡胶坝的建设在进行工程规划时应搜集当地的工程地质和水文地质资料，按中小型水利水电工程地质勘察规范(SL5593)要求进行必要的地质勘察工作，应有坝址地质纵横断面图、地基和天然建筑材料的物理力学指标、地下水位、比降、水质等资料。对于其坝址选择，应当注意以下原则：2.2.1应根据橡胶坝特点和运用要求。综合考虑地形、地质、水流、泥沙、环境影响等因素，经过技术经济比较后确定坝址。2.2.2坝址宜选在河段相对顺直、水流流态平顺及岸坡稳定的河段；不宜选在冲刷和淤积变化大、断

7、面变化频繁的河段。2.2.3坝址选择应考虑施工导流、交通运输、供水供电、运行管理、坝袋检修等条件。2.2.4坝址选择应有利于枢纽工程总体布置。重要工程应有水工模型试验论证。从现场的情况来看，金陵河橡胶坝大致满足以上原则，美中不足的是河水不甚清明，无波光粼粼之美观，却是岸旁树木落下的树叶悠闲地在河中飘荡着，有自成一舟的气势。另外，该橡胶坝由大企业赞助，其初衷是为了改善企业周围的环境，从而吸引更多的顾客，可见，水对于一个企业来说，在环境方面起着特别重要的作用。c、 宝鸡峡水利枢纽工程区理论加实践（2011年6月29日）地质概况：宝鸡峡位于秦岭出山口，而秦岭是中国的南北分界线，是长江，黄河的分水岭，

8、位于陕西省中南部,是中国自然地理南北气候分界线.它西起嘉陵江，东与伏牛山相接，成自西向东走向，全长约800公里，其山势北陡南缓,群山毗连,峰峦重叠,河流源远流长。下面介绍一下关于秦岭的形成。秦岭山地是古老的褶皱断层山地，秦岭北部早在4亿年前就已上升为陆地，遭受剥蚀；秦岭南部却淹于海水之中，接受了古生时期的沉积。在距今3.75亿年的加里东运动中，秦岭南部隆起，露出海面。2.3亿年前晚古生代的海西运动时，秦岭北部也崛起上升，至三叠纪时，因距今1.95亿年的印支运动的影响，秦岭与海完全隔绝，雄伟的身姿基本成型。进入中生代以后，秦岭林区以剥蚀为主，是周围低洼地区的供给地。距今约8千万年的燕山运动使秦岭

9、在形成以断块活动为主的南北褶皱带构造格架后，秦岭又在喜马拉雅山运动的强烈改造下，经大幅度的块断式垂直升降运动而最终形成了现今秦岭的地貌格局。 秦岭地貌的演变，在中生代以前和以后的变化是非常大的。中生代三叠纪时期，中秦岭和南秦岭地区形成了褶皱山隆起带，成为一个广阔的侵蚀地区；以南和巴山地带，是一个广阔的沉降地区；北秦岭（包括渭河断陷谷地）是介于中、南秦岭剥蚀地区与鄂尔多斯沉积区之间的过渡地区。当时，南秦岭的河流往南流入巴山四川海相盆地，中秦岭的河流往北流入鄂尔多斯内陆盆地。 侏罗纪时期，秦岭地带，包括北秦岭、中秦岭和南秦岭，成为具有差异震荡运动的古老准平原，并形成了凤县、商县、勉县和紫阳等许多侏

10、罗纪含媒盆地。秦岭两侧广阔的沉降、沉积地区在逐步收缩，分别向南向北后退；而秦岭地带隆起剥蚀地区却在逐渐扩大。从地貌上看，起伏突出变为平缓，而流域盆地增多且规模变小，分布分散，因而形成了许多侏罗纪的含媒盆地。而两侧河流仍流向陕北和四川盆地中。 燕山运动时期，秦岭地带进一步隆起，并伴有岩浆运动。由于秦岭巴山的隆起，南坡河流向四川盆地移动。由于岩浆活动和差异隆起，绝大多数内陆小型含媒盆地逐渐沉降得越来越低，河流侵蚀更为强烈。因此在秦巴山区两侧的内陆盆地中沉积的白垩系地层的底部和秦岭山地中的盆地里，形成了大量的砾岩。 新生代早第三纪，由于构造运动和缓，因而在这个广泛的均夷作用时期，山地又一次逐渐剥蚀成

11、准平原。在秦岭地区广阔的准平原上分散着许多小盆地，其面积逐渐扩大。在这一时期，除了如徽县和商县这种已经扩大了的中生代盆地外，还发育了如商洛和安康盆地等新盆地。秦岭地区的古老河流自然流入了这些分散的盆地。其时，汉江可能已经大体上发育成现今的形态。汉江的源头当时可能向西穿过嘉陵江，而现今的嘉陵江河源可能就是那时期汉江的源头。因此，汉江可能是秦岭山区早第三纪准平原上早已形成的古老大河。 早第三纪到晚第三纪过渡时期，通过喜马拉雅运动的影响，秦岭又进行了隆升。这次隆升开始分裂成许多倾斜的断块，并在以前沉积的基础上，形成了许多断块盆地，如徽县盆地、洛南盆地、商县盆地和安康盆地，以及在其他区形成的盆地，如汉

12、中盆地。渭河断陷谷地以深断裂与秦岭带分开。秦岭大小断块的形成，分割了早第三纪的准平原，形成了最高一级的夷平面今天海拔23003500m的太白山跑马梁面；其次一级的海拔26002900m，以终南断块和佛坪断块岭脊为代表，包括玉皇山、首阳山、终南山、兴隆岭、草链岭的夷平面和海拔16002200m，以华山、蟒岭、流岭、马道岭、柴关岭为代表的共三个夷平面。而通过三趾马和在蓝田公王岭地层中发现的大量南方来的动物群的遗迹可以推断当时秦岭的海拔不会超过1000m，从而证明三个夷平面如此大的高程是在第四纪时期中逐步形成的。在分水脊以南的大多数河流都向南流入汉江，而黑河由于水量丰富，足以抗衡秦岭和缓的抬升运动，

13、所以继续向北流入渭河断陷盆地。 到了晚第三纪和早更新世时期，秦岭又发生强烈的垂直升降运动。进入中更新世时期，秦岭山地的上升运动以区域性间歇式抬升为主。以后随着地壳的宁静和上升的交替，逐步形成了第三、第二和第一级阶地。秦岭山地的地貌格局基本形成。秦岭岩性很复杂，有很多岩石已经变质，从现场可以看到砾质砂岩，砂的主要矿物成分是长石，呈红色。而石英砂岩是白色的，强度不是很高，由钙质和泥质交界。所形成的层可以不是水平的，是由于构造运动造成的。风化的产物为第四纪沉积物，由于物质组成不一样，使得其颜色也不一样，另外还有第三纪的砂岩。宝鸡峡的坝址选择主要考虑以下三个方面的问题：（1） 该地段属于狭口地段，建筑

14、材料小，减少经济成本；（2） 两岸岩体比较浑厚，有利于坝体的稳定；（3） 该地段基岩出露，而坝应该坐落在基岩山上。为什么宝鸡峡不建筑土坝，却选择建筑重力坝呢？这是因为宝鸡峡周围有很多材料可以被直接利用，这样大大有利于重力坝的建成，从成本上又达到了节约的目的。关于其地质构造，从现场来看，该地断层比较少，而秦岭的褶皱、断层却比较多。从水文地质条件方面考虑，这里山高水高，山中的水可以往下渗入水库，而排泄量小，可以保持水库的水量。宝鸡峡处于山塬交界地带，上下水位有比较大的落差，因此可用于发电，其主要功能是灌溉，还有给沿线的地方抽水，由于有些水位相对来说不太高，因此大部分靠自流引水灌溉。罗盘仪的使用（课

15、本44页） 测量岩层的产状要素必须用地质罗盘。地质罗盘的外形为方形（长方形）和八边形，它的主要构件有：磁针、顶针、制动器、倾斜仪和底盘等。另外在底盘上还带有刻度的圆盘和水准气泡。岩层的空间位置决定于其产状要素，岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角（见图5-4）。图5-4 岩层产状要素极其测量方法岩层走向的测量 岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位，测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面，当圆形水准器气泡居中时读指北或指南针所指度数即所求（因走向线是一直线，其方向可两边延伸，故读南、北针均可）。 岩层倾向的测量 岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线（真倾向线）在水平面上投影的方位。测量时将罗盘北端

16、指向岩层向下倾斜的方向，以南端短棱靠着岩层层面，当圆形水准器气泡居中时，读指北针所指度数即所求。 岩层倾角的测量 岩层倾角是指层面与假想水平面间的最大夹角，称真倾角。真倾角可沿层面真倾斜线测量求得，若沿其他倾斜线测得的倾角均较真倾角小，称为视倾角。测量时将罗盘侧立，使罗盘长边紧靠层面，并用右手中指拨动底盘外之活动扳手，同时沿层面移动罗盘，当管状水准器气泡居中时，测斜指针所指最大度数即岩层的真倾角。若测斜器是悬锤式的罗盘，方法与上基本相同，不同之处是右手中指按着底盘外的按纽，悬锤则自由摆动，当达最大值时松开中指，悬锤固定所指的读数即岩层的真倾角。 岩层产状的记录方法 如用方位角罗盘测量，测得某地

17、层走向是330、倾向为240、倾角为50，记做330/SW50，或记做24050（即只记倾向与倾角即可）。如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时，则需把方位角换算成象限角，再作记录。如上述地层产状其走向应为=360330=30，倾向=240180=60。其产状记作N30W/SW50，或直接记作S60W50则可。在地质图或平面图上标注产状要素时，需用符号和倾角表示。首先找出实测点在图上的位置，在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线（4mm）表示走向，再按岩层倾向方位，在该线段中点作短垂线（2mm）表示倾向，然后，将倾角数值标注在该符号的右下方。实习中老师给我们的任务就是测量一块水泥板（近似代替岩

18、层）的产状要素，根据老师的讲解和书上的指导，我们大家都学会了如何测量岩层产状要素。d、宝鸡南山山地地质实习累并快乐着（2011年6月30日）这次我们来到了宝鸡益门堡南山山地进行地质实习，到达时已经将近上午10点了。主要的任务是使用罗盘仪测量岩层产状要素并作节理玫瑰花图以及使用罗盘进行地质点的定位。节理玫瑰花图节理玫瑰花图是一种用以表示节理空间方位及其发育程度的图解。其作法是：首先对一定地区范围内的节理进行系统测量,将测得的节理产状及密度数据按空间方位间隔分组(如5或10为一组),求出每组的节理数量和平均走向(或倾向)。然后在节理走向玫瑰花图标明地理方位的圆内,以半径方向表示节理方位,以半径上的

19、长度单位表示该组节理的数量,将各组节理投入图上,连接相邻各投影点(如某一方位无节理,则连至圆心),即得到节理玫瑰花图。表示节理走向的图叫走向玫瑰花图,只作上半圆(见图)；表示节理倾向的图叫节理倾向玫瑰花图,为全圆形；表示节理倾角的图叫节理倾角玫瑰花图。1）节理走向玫瑰图（1）将野外测得的节理走向，换算成北东和北西方向，按其走向方位角的一定间隔分组。分组间隔大小按作图要求及地质情况而定，一般采用5或10为一间隔，如分成0-9、10-19。然后统计每组的节理数目，计算每组节理平均走向值。（2）根据作图的大小和各组节理数目，选取一定的线段代表一条节理，然后以等于或稍大于按比例表示的、数目做多的那一组

20、节理的线段的长度为半径作半圆，过圆心做南北线及东西线，在圆周上标明方位角。（3）从0-9一组开始，顺序按各组平均走向方位角在半圆周上作出一记号，再从圆心向圆周上该点的半径方向，按该组节理数目和所定比例尺定出一点，此点即代表该组节理平均走向和节理数目。各组的点子确定后，顺次将相邻组的点连线。如其中某组节理为零，则连线回到圆心，然后再从圆心引出与下一组相连。2）节理倾向玫瑰图作法类同走向玫瑰图。综合分析不同构造部位的节理玫瑰花图的特征，就能得出局部应力状况，甚至可以大致确定主应力轴的性质和方向。走向节理玫瑰花图多应用于节理产状比较陡峻的情况，而倾向和倾角节理玫瑰花图多用于节理产状变化较大的情况。实

21、习中太阳毒热，加上当地岩层产状不甚明显，大家都有点气馁。但老师们却一如既往地陪在大家身边，这让我们很受感动。最后大家还是坚持着去完成任务，虽然很累，但是快乐之感却不言而喻，下面是我们组测得的岩层产状数据（由于测量组数不够，又借鉴了其他组的数据），以及绘出来的节理玫瑰花图：地质点的定位在地形图上往往都有已知点，以已知点为依据，利用罗盘仪可以定位图中没有的地质体的位置。分为前方交会法和后方交会法。（1）前方交会法：站在已知点上，用罗盘对准目标，再站在另外一个已知点上，用罗盘对准目标。前方两线的交点即为目标点的位置；（2）后方交会法：先站在目标点，用罗盘对准第一个已知点，再站在目标点，用罗盘仪对准第

22、二个已知点，两线的交点即为目标点。示意图如下：下面详细介绍一下前方交会法的操作。当目标在视线(水平线)上方时的测量方法。右手握紧仪器，上盖背面向着观察者，手臂贴紧身体，以减少抖动，左手调整长照准器和反光镜，转动身体，使目标、长照准尖的像同时映入反光镜，并为镜线所平分，保持圆水泡居中，则读磁针北极所指示的度数，即为该目标所处的方向。按照同样的方法，在另一测点对该目标进行测量，这样两个测点对同一目标进行的测量得出两线沿着测出的度数，相交于目标，就得出目标的位置。当目标在视线(水平线)下方时的测量方法。右手紧握仪器，反光镜在观察者的对面，手臂同样贴紧身体，以减少抖动。左手调整长照准器和上盖，转动身体

23、，使目标、照准尖同时映入反光镜的椭圆孔中，并为镜线所平分，保持圆水泡居中，则读磁针北极所指示的度数，即为该目标所处的方向。 实习中应用前方交会法所测的数据如下：d、 姜子牙钓鱼台之行不忘地质（2011年7月2日）姜子牙钓鱼台位于陕西省宝鸡市陈仓区天王镇境内，南依秦岭，北望渭水，总面积约200平方公里，距西安150公里，宝鸡30公里，二级旅游专线与西宝高速公路、西宝南线相连，交通十分便利。钓鱼台位于宝鸡市东南40公里磻溪河（又名伐鱼河）上，南依秦岭，北望渭水，山清水秀，古柏叠翠，景色绮丽，历史久远，是古今中外颇享盛名的游览胜地，是省级风景名胜区和省级重点文物保护单位。从现场来看，姜子牙钓鱼台双曲

24、拱坝周边环山，基岩出露，两坝尖岩石非常浑厚，这样可以把坝上受到的力传到两坝尖。我们还可看到沟槽石头岩石岩性风化，水侵蚀、搬运作用相对较强。沿路我们还可以看到岩浆岩中的花岗岩，它可成为这里的天然建筑材料，有些地方出现了变质现象，形成了花岗片岩、片麻岩。由于花岗岩是由矿物颗粒组成的，因此它的抗风化能力差，所以应注意坝的清基问题。另外，这里节理大量存在，而卸荷节理总是存在的。从水文地质方面考虑，这里地下水水位较高，两岸的植被生长特别茂盛，又由于坡度不大，因此泥石流形成的几率较小。从老师的介绍中我们还知道了纹路存在于岩脉中，由长石构成，里面有金，故称金脉。金属矿产多存在于岩浆岩中，冶炼时用汞提取，而有

25、机矿产则广泛存在于沉积岩中，这又相当于帮我们补了高中的化学知识。下面两图为拱坝周边部分环境图：e、 石头河水库依依不舍石头河水库是地质实习的最后一站，让人恋恋不舍首先介绍一下石头河水的概况。石头河水库位于岐山、眉县、太白县三县交界处，黄河水系渭河南岸支流石头河上的斜峪关上游1.5公里处，北距 蔡家坡 20公里。工程以灌溉为主，兼具发电和防洪效益。亚洲第一高粘土心墙土石坝，最大坝高114m，水库总库容1.47亿m3。水电站装机容量4.95万kW，设计灌溉面积8.5万hm2。工程于1971年10月开工，1989年10月完工。跟随着老师，我们先观察了该库坝区周围的岩石（如下图）。从图大致可以看出该处变质岩较多，而且片理非常发育，主要为片岩。片岩特征是有片理构造，是常见的区域变质岩石。原岩已全部重结晶，由片状、柱状和粒状矿物组成。一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等。粒状矿物以石英为主，长石次之。主要的片岩有云母片岩、绿片岩、滑石片岩和蛇纹石片岩、角闪石片岩、蓝闪石片岩。接下来就是了解库坝区的主要工程地质问题。（课本165页）地质实习结束了，其中的点点滴滴都印到了自己的心中，尤其是之前学过的知识更是得到了升华，正所谓温故而知新。