盾構法所取得的成果

1. 所取得的成果和存在問題

2.6.1 主要成果

本專題通過對區內有關資料的綜合分析研究，特別是區內幾條地學斷面的豐富資料，以及近年來所開展的一些深部地球物理的工作取得了一些新的認識。主要成果包括:

(1)對區內岩石圈Ⅲ級構造單元進行了劃分，對各單元以及它們的分界斷裂的面貌和特徵進行了總結。

(2)岩石圈結構的不均一性是導致區內構造運動產生的根本原因。區內各單元地殼的結構、厚度以及組成均有所不同，其下上地幔的性質也有一定的差異，在外力———主要是南側板塊的推擠壓力的作用下形成了本區目前所見到的盆山地貌結構。

(3)地殼以及岩石圈結構的形成是地質歷史時期內長期作用的產物，不能脫離歷史來討論。從本區來講，晚二疊世以後，統一的大陸塊體開始形成。全區的構造體制從板塊構造格局向盆山構造格局轉化。經歷了近2億年的時間，經歷了多次褶皺隆升—夷平均一化—沉降堆積的過程，才形成現代的盆山構造格局。

(4)從本區內最主要的天山山脈的構造面貌來看，晚二疊世以後兩側陸殼塊體的碰撞，但是在這里缺少中新生代的岩漿活動，結合其地殼的構造形式以及准噶爾板塊向南俯沖的可能，表明天山的形成機制與青藏高原南部的喜馬拉雅有著重大的區別。這正是本區岩石圈構造運動的特點所決定的。

(5)本區以發育重要的大型盆地為特色。但這些盆地由於其所處的構造位置不同，發展的歷史也有所不同。其根本原因則是其下的地殼以至上地幔的結構有所不同。以塔里木盆地為例，它具有薄殼厚幔的特點，地溫梯度低，地殼剛性大，這決定了它在漫長的地質歷史時期中，是一個長期穩定的內陸盆地，在構造運動中它以傳遞應力的方式發揮自己的作用。

2.6.2 存在問題

(1)由於本區地域廣闊，總面積近200萬km²。在區內，雖然過去進行了一些身邊地質的調查，取得了許多成果，但對於這樣廣大的區域來講，工作程度實在太低，和本項目的東部地區比較起來差得太遠。因此，對本區岩石圈結構的研究，只能是在已有資料基礎上進行總結和綜合分析。在本區目前以地學斷面為主幹，結合其他有關資料進行研究。但在區內目前尚無可供利用的天然地震層析成像的資料。因此在地殼以下的部分，就無法進行編圖或其他研究。在本專題的設計中，原擬將已有的地學斷面資料和區域的天然地震層析成像結果綜合起來，編制出本區的三維立體圖像，以表達岩石圈的空間狀態。目前工作的進展情況表明，這一設想實現起來尚有一定的難度。地學斷面上表達了地殼不同層圈的厚度以及成分組成的某些特徵(盡管表示方法和內容上有所不同)，而層析成像所表現的不同層圈的速度分布和對比，簡言之是高速體和低速體的分布狀態。兩者如何聯系以構成一幅空間的圖像尚需要進一步研究，方有可能實現。

(2)岩石圈地球化學的研究對深入了解岩石圈的物質組成有很大的啟示作用，可以提供許多深部物質組成的有關信息，因此是一項重要的研究內容。但在本區，新生代的岩漿活動非常少見。目前，在新疆的西南天山、昆侖山北部、北祁連等地有零星的新生代火山岩外，其他地區均尚無相關報道。在天山、北山和昆侖等地均以晚古生代—中生代的岩漿活動為主。這方面，固然反映了晚古生代—中生代時期地殼的一些狀態，但對認識現代地殼的物質組成畢竟還有一些差別。因此，進一步開展本區中新生代岩漿活動的研究對了解本區岩石圈的物質組成及其發展演化有著重要的意義。

2. 取得的主要成果

通過對中甸島弧西斑岩帶內發育的印支期中酸性淺成-超淺成相斑 (玢) 岩侵入體和賦存於其中的典型礦床-春都斑岩銅礦床地球化學及成岩成礦模式的研究, 主要取得以下成果:

(1) 通過野外觀察和室內鏡下鑒定、主量元素、微量元素及稀土元素綜合分析研究表明: ①春都礦區及中甸島弧西斑岩帶侵入體主要岩石類型為閃長玢岩, 其次為花崗閃長斑岩, 均屬於亞鹼岩系中的鈣鹼性岩類。②閃長玢岩、花崗閃長斑岩中富集大離子親石元素Sr、K、Rb、Ba、Th, 高場強元素Ta、Nb、P、Hf、Ti、HREE相對虧損, 具有島弧火成岩基本特徵; 斑 (玢) 岩中成礦金屬元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn豐度高。③閃長玢岩稀土元素總量變化於87.25～255.49之間, 球粒隕石標准化曲線為輕稀土元素富集型, 分配曲線右傾, 有輕微的銪正異常; 花崗閃長斑岩稀土元素總量變化於184.34～294.87之間, 球粒隕石標准化圖為輕稀土富集型, 分配曲線右傾, 有微弱銪負異常和微弱鈰負異常。輕、重稀土元素的分異程度高, 由早期的閃長玢岩→晚期的花崗閃長斑岩演化, 岩漿中的輕稀土富集程度和鹼性程度趨於增強, 閃長玢岩岩漿侵入早於花崗閃長斑岩, 是同源或相似岩漿不同演化過程的產物。

(2) 在宏觀地質研究基礎上, 依據岩漿岩主量元素、微量元素、稀土元素及同位素的分析, 對春都礦區及中甸島弧西斑岩帶成岩成礦構造構造環境進行了判別, 對物質來源和岩漿演化進行了深入的探討。①研究區侵入岩物質主要來源於與俯沖造山作用有關的地幔和地殼的混合, 產生於印支期甘孜-理塘洋殼向格咱微陸塊俯沖的消減帶 (俯沖帶)構造環境; 具I型花崗岩的特徵, 是活動大陸邊緣的產物。②研究區金屬硫化物硫同位素δ34S值變化於-6.54‰～0.14‰之間, 極差為6.40‰, 均值為-2.28‰, 硫同位素組成變化范圍較窄, 成礦物質來源比較單一, 硫主要來自深部岩漿, 具幔源硫的特徵 (0±3 ‰), 同時有一定數量的地殼沉積物還原硫的混入。 研究區鉛同位素的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值變化於17.863～18.036之間, 極差為0.173; 207Pb/204 Pb值變化於15.448～15.614之間, 極差為0.166; ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值變化於37.753～38.188之間, 極差為0.435; 具有單一的成礦物質來源。依據硫化物的鉛μ值及鉛平均增長曲線圖、鉛同位素△β-△γ成因分類圖解、鉛同位素構造環境判別圖的判別, 礦石鉛主要來自於下地殼或上地幔。③通過含礦石英脈樣品進行氫、氧同位素測試。δD值為-73.1‰～100‰, 變化幅度較大;δ¹⁸OSMOW值為13.2‰～13.9‰, 分布較為集中; 研究區成礦流體主要為原始岩漿水為主, 同時有大氣降水的加入。④閃長玢岩樣品的DI值介於60.43～75.13之間, 平均為67.25; 花崗閃長斑岩樣品的DI值介於77.60～90.55之間, 平均為81.16; 花崗閃長斑岩分異和酸性程度均較高於閃長玢岩。研究區閃長玢岩形成明顯受結晶分異作用所控制, 受部分熔融作用控制微弱; 花崗閃長斑岩同時受部分熔融和分離結晶作用所控制; 二者具有同源岩漿結晶分異演化關系, 屬於同源異相的產物。 閃長玢岩SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O的質量百分數與lgSI值的線性關系均不明顯。 花崗閃長斑岩SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O的質量百分數與lgSI值的線性關系均明顯, 春都閃長玢岩發生同化混染作用,有地殼物質的混入; 花崗閃長斑岩岩漿中也有少量大陸地殼物質混入, 同化混染作用較弱。

(3) 通過研究區侵入岩與埃達克質岩的對比研究, 並結合其宏觀地質特徵分析, 研究區侵入岩地球化學特徵具有高Sr、低Y、低Yb、高Sr/Y、富輕稀土, 無Eu異常或僅有輕微的負Eu異常, 與埃達克質岩特徵相似。

(4) 研究區蝕變分帶明顯, 存在以呈雁列式產出的花崗閃長斑岩岩枝或岩脈為中心,向外依次出現鉀硅化帶 (鉀長石、黑雲母及硅化帶)→絹英岩化帶 (石英絹雲母化帶)→(泥化帶)→青磐岩化帶→角岩化帶, 具有與 「二長岩蝕變」 模式相似的蝕變特徵, 但蝕變分帶的規律性相對較差, 存在重復-偏對稱現象, 顯示蝕變類型及其分帶受岩體控制的空間分布特徵。 一般情況下, 銅礦化強度與蝕變類型有顯著關系, 在硅鉀化帶、絹英岩化帶及其過渡帶礦化強度較好。

(5) 中甸島弧西斑岩帶展布於爛泥塘—雪雞坪—刺來—春都一帶, 斑岩體由閃長玢岩及其以岩枝、岩脈侵入其中的花崗閃長斑岩組成的復式岩體。春都硅化鉀化閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb微區定年分析的年齡為246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 與雪雞坪石英閃長玢岩體的角閃石⁴⁰Ar-³⁹Ar法年齡 (249.92±4.99Ma) 和刺來閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡 (252.3±3.4Ma) 基本一致, 但推測實際閃長玢岩成岩年齡應晚於246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 大約240Ma左右。 春都含礦母岩花崗閃長斑岩體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為217.5±1.9～217.3±1.8Ma, 表明春都含礦母岩花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 無礦閃長玢岩形成比花崗閃長斑岩早約25Ma。 如此之久的岩漿-熱液系統是形成具有規模的斑岩銅礦必要條件之一。

(6) 通過野外地質工作發現, 研究區花崗閃長斑岩中可見閃長玢岩捕虜和穿插閃長玢岩的關系, 礦化與蝕變以花崗閃長斑岩為中心, 從花崗閃長斑岩體向外蝕變逐漸變弱;同位素測年結果表明, 春都花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 揭示了研究區成礦母岩為印支晚期侵位的花崗閃長斑岩。

(7) 建立了春都礦區及中甸島弧西斑岩帶的斑岩成因模式。 中三疊世-晚三疊世早期甘孜-理塘洋殼開始向西俯沖, 隨著俯沖深度的增加, 導致板片脫水和部分熔融, 引發地幔物質部分熔融, 從而形成了上侵的鈣鹼性系列的岩漿, 岩漿在上升過程中不斷分異演化, 當演化至安山岩漿時, 於晚三疊世沿NNW向的格咱河區域深大斷裂發生淺成-超淺成侵入, 形成早期呈岩株或岩枝產出的無礦閃長玢岩。 晚三疊世中晚期, 研究區底部的安山質岩漿演化為英安質岩漿, 英安質岩漿沿著閃長玢岩底部的構造薄弱帶 (NNW向斷裂構造系統) 上侵進入玢岩體內, 隨著溫度、壓力的降低, 最終形成春都花崗閃長斑岩,同時由於岩漿熱液的對流循環, 在斑岩體和圍岩 (早期侵位的玢岩或三疊系地層) 中形成了不同礦物組合及蝕變分帶。 由於西斑岩帶先期侵位的閃長玢岩的阻隔或壓製作用, 本階段岩漿侵入活動主體區域向東遷移至中-東斑岩帶, 所以西斑岩帶岩漿侵入活動相對較弱或侵位較深。 岩體在東斑岩帶主要呈岩株或岩枝產出, 而在西斑岩帶主要呈岩枝或岩脈產出, 岩體規模相對較小; 本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等,本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等, 為斑岩型銅 (鉬) 礦床的成礦母岩。

(8) 通過總結礦床成因及成礦規律, 建立了春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式。 在東西向的洋盆擠壓俯沖作用下, 中甸島弧區西斑岩帶的NNW向斷裂構造產生左行走滑, 由此派生一定量的NE-SW向局部引張, 形成雁列式斷裂構造系統。 花崗閃長斑岩岩漿沿NNW向雁列式走滑斷裂構造系統侵入早期玢岩體內或圍岩, 形成 「雁列式花崗閃長斑岩脈」。 當含礦熱液從花崗閃長斑岩岩漿中分離, 進入閃長玢岩或花崗閃長斑岩頂部的裂隙帶, 與下滲的大氣降水及溶解其中的部分成礦物質混合, 形成混合流體, 這種富含Cu、Pb、Zn、Fe等成礦物質和H₂O、CO₂、S^2-、Cl^-等揮發性組分的成礦流體進入圍岩裂隙中, 與圍岩發生硅鉀化、絹英岩化等交代蝕變作用, 熱液中的Cu等金屬元素與硫結合,形成浸染狀產出的黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物; 或隨著溫度的降低成礦流體中的金屬硫化物直接析出形成脈狀的金屬硫化物。 受NNW向雁列式花崗閃長斑岩脈的控製作用, 春都銅礦床的礦體也呈現出雁列式分布的特徵, 形成與典型斑岩銅礦床不同的礦化格局。研究表明這種控礦模式在中甸島弧西斑岩帶具有重要的代表性。

(9) 系統分析了春都銅礦及中甸島弧西斑岩帶成礦地質條件, 總結了找礦標志。 對區內印支期發育的斑岩銅礦進行了詳盡的對比分析, 依據春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式, 優選了6個找礦靶區。 同時指出, 在今後的找礦工作中, 應把握好 「雁列式斑岩脈」控礦模式對含礦斑岩和礦體的控制規律, 在平行NNW走滑雁列式斷裂構造系統和沿其走向延伸方向做重點的控制和總體部署, 並加強深部找礦工作。

3. 取得的主要進展和成果

1）以若拉崗日結合帶的邊界斷層為界將調查區及鄰區劃分為2個地層區、3個地層分區，系統測制了各分區內的地層剖面，根據岩石組合、接觸關系、古生物、同位素測年等成果劃分地層單位，建立了調查區內完整的地層系統，尤其是解體了前人籠統歸入三疊系的若拉崗日群，解體出早古生界、泥盆系、石炭系—下二疊統、上二疊統、三疊系等多個地層單位，在地層認識方面取得突出進步。

2）在若拉崗日結合帶內發現一套淺變質（綠片岩相）地層，地層中的碎屑鋯石U-Pb-SHRIMP測年獲得了524Ma的最小年齡，通過分析認為這一年齡代表了淺變質地層的沉積上限，結合區域地質資料，認為可以和羌塘地塊上的下古生界瑪依崗日組對比，兩者為同一地層單位。

3）根據地層的時空分布情況及沉積相、地質構造演化等特徵，明確了調查區各時期沉積盆地的性質及時空演化規律，明確了石炭紀—早二疊世陸內裂谷盆地的性質和三疊紀前陸盆地的遷移演化規律。

4）對分布於若拉崗日結合帶的基性岩（脈）及少量超基性岩進行詳細調查研究，查明了它們的野外產出狀態，通過岩石學、岩石化學和地球化學等特徵的對比，認為它們有別於洋脊或洋殼（蛇綠混雜岩）中的基性、超基性岩，而與大陸板內或板內裂谷基性岩相似，K-Ar法同位素測年結果表明它們可能形成於三疊紀。

5）查明了石炭紀—早二疊世一套以鹼性系列基性火山岩為主的火山岩，根據火山建造的時空分布情況及岩石學特徵，火山岩的岩石化學、地球化學特徵，認為它們與板內裂谷作用有關，而不是洋脊玄武岩，從而證實石炭紀—早二疊世 「古特提斯洋」 發展階段，本地區僅發育大陸裂谷，這與金沙江縫合帶的東段地質特徵有較大的差異。

6）查明了若拉崗日結合帶的邊界斷層及基本性質、物質組成情況、地質結構等特徵，識別出一處逆沖推覆構造（花石山逆沖推覆構造），以及很多斷層現代活動的證據，尤其是對1997年瑪尼7.9級地震的地表破壞情況（朝陽湖現代活動斷裂）進行了詳細調查，這些都為恢復地質構造演化史及新構造運動規律等提供了資料。

7）綜合地質、構造情況，明確了若拉崗日結合帶屬於華力西期構造結合帶，它代表羌塘地塊與可可西里-巴顏喀拉地塊之間石炭紀—早二疊世裂谷於晚華力西期閉合後的殘留，否定了若拉崗日結合帶中存在蛇綠混雜岩的認識，不存在構造岩漿帶等洋殼消減碰撞造山帶等常有的地質現象，這些均說明金沙江縫合帶所代表的 「古特提斯洋」 在向西延伸過程中形成陸內裂谷構造環境，反映了金沙江縫合帶的東西差異與構造分段性。

8）在區域地質調查中注重遙感地質解譯工作，與實際地質調查相結合，按青藏高原B₃類區要求完成了遙感解譯工作量，提高了區域地質調查工作的效率與質量，總結了本地區的地質體遙感影像特徵、遙感地質解譯原則與規律。

9）在開展地質調查的同時注重其他國土資源的調查，如對調查區的地貌、植被、動物、生態環境、水文、氣候、道路交通等情況進行了概略性了解。

4. 市政工程：盾構法隧道施工測量主要內容有有哪些

應包括地面控制測量、聯系測量、地下控制測量、掘進施工測量、貫通測量和竣工測量。主要內容有：
1 建立地面上平面控制網和高架控制網；
2 將地面上的坐標、方位和高程實時地傳遞地下合適的位置；
3 在地下進行平面控制測量和高程式控制制測量；
4 根據地下控制點進行施工放樣，標定隧道的推進方向與高程，測定盾構和襯砌環在三維空間的實際位置。

5. 盾構法原理及方法

盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。

6. 盾構法的發展歷史

用盾構法修建隧道已有 150餘年的歷史。
最早進行研究的是法國工程師M.I.布律內爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鑽洞，並從體內排出一種粘液加固洞穴的現象得到啟發，在1818年開始研究盾構法施工，並於1825年在英國倫敦泰晤士河下，用一個矩形盾構建造世界上第一條水底隧道（寬11.4米、高6.8米）。在修建過程中遇到很大的困難，兩次被河水淹沒，直至1835年，使用了改良後的盾構，才於1843年完工。
其後P.W.巴洛於1865年在泰晤士河底，用一個直徑2.2米的圓形盾構建造隧道。
1847年在英國倫敦地下鐵道城南線施工中，英國人J.H.格雷特黑德第一次在粘土層和含水砂層中採用氣壓盾構法施工，並第一次在襯砌背後壓漿來填補盾尾和襯砌之間的空隙，創造了比較完整的氣壓盾構法施工工藝，為現代化盾構法施工奠定了基礎，促進了盾構法施工的發展。
20世紀30～40年代，僅美國紐約就採用氣壓盾構法成功地建造了19條水底的道路隧道、地下鐵道隧道、煤氣管道和給水排水管道等。從1897～1980年，在世界范圍內用盾構法修建的水底道路隧道已有21條。德、日、法、蘇等國把盾構法廣泛使用於地下鐵道和各種大型地下管道的施工。
1969年起，在英、日和西歐各國開始發展一種微型盾構施工法，盾構直徑最小的只有1米左右，適用於城市給水排水管道、煤氣管道、電力和通信電纜等管道的施工。
中國於第一個五年計劃期間，首先在遼寧阜新煤礦，用直徑 2.6米的手掘式盾構進行了疏水巷道的施工。中國自行設計、製造的盾構，直徑最大為11.26米，最小為3.0米。正在修建的第二條黃浦江水底道路隧道，水下段和部分岸邊深埋段也採用盾構法施工，盾構的千斤頂總推力為108兆牛，採用水力機械開挖掘進。在上海地區用盾構法修建的隧道，除水底道路隧道外，還有地鐵區間隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。

7. 盾構法中盾構的推進阻力組成包括哪些

盾構法中盾構的推進阻力組成包括哪些
盾構法是暗挖隧道的專用機械在地面以下建造隧道的一種施工方法。盾構是與隧道形狀一致的盾構外殼內，裝備著推進機構、擋土機構、出土運輸機構、安裝襯砌機構等部件的隧道開挖專用機械。採用此法建造隧道，其埋設深度可以很深而不受地面建築物和交通的限制。近年來由於盾構法在施工技術上的不斷改進，機械化程度越來越強，對地層的適應性也越來越好。城市市區建築公用設施密集，交通繁忙，明挖隧道施工對城市生活干擾嚴重，特別在市中心，若隧道埋深較大，地質又復雜時，用明挖法建造隧道則很難實現。而盾構法施工城市地下鐵道、上下水道、電力通訊、市政公用設施等各種隧道具有明顯優點。此外，在建造水下公路和鐵路隧道或水工隧道中，盾構法也往往以其經濟合理而得到採用。

盾構法是一項綜合性的施工技術。構成盾構法的主要內容是：先在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構安裝就位。盾構從豎井或基坑的牆壁預留孔處出發，在地層中沿著設計軸線，向另一豎井或基坑的設計預留孔洞推進。盾構推進中所受到的地層阻力，通過盾構千斤頂傳至盾構尾部已拼裝的預制襯砌，再傳到豎井或基坑的後靠壁上。盾構是一個能支承地層壓力，又能在地層中推進的圓形、矩形、馬蹄形及其他特殊形狀的鋼筒結構，其直徑稍大於隧道襯砌的直徑，在鋼筒的前面設置各種類型的支撐和開挖土體的裝置，在鋼筒中段周圈內安裝頂進所需的千斤頂，鋼筒尾部是具有一定空間的殼體，在盾尾內可以安置數環拼成的隧道襯砌環。盾構每推進一環距離，就在盾尾支護下拼裝一環襯砌，並及時向盾尾後面的襯砌環外周的空隙中壓注漿體，以防止隧道及地面下沉，在盾構推進過程中不斷從開挖面排出適量的土方。

盾構是進行土方開挖正面支護和隧道襯砌結構安裝的施工機具，它還需要其它施工技術密切配合才能順利施工。主要有：地下水的降低；穩定地層、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；隧道襯砌結構的製造；地層的開挖；隧道內的運輸；襯砌與地層間的充填；襯砌的防水與堵漏；開挖土方的運輸及處理方法；配合施工的測量、監測技術；合理的施工布置等。此外，採用氣壓法施工時，還涉及到醫學上的一些問題和防護措施等。

8. 盾構法隧道施工的質量控制重點是什麼，請簡要說明

（1） 施工場地總平面布置圖；
（2） 盾構推進方案（始發、掘進、到站或掉頭）；
（3） 盾構推進計劃；
（4） 管片的質量控制；
（5） 施工測量方案、沉降監測方案；
（6） 同步注漿和二次補漿的質量控制；
（7） 盾構設備性能參數及操作方法；
（8） 出土方案和棄土安排；
（9） 端頭和聯絡通道地層加固方案；
（10）建築物、管線等調查及保護方案；
（11）補充地質勘探方案；
（12）洞門密封及處理方案；
（13）盾構設備組裝調試；