工程地質(zhì)測繪3課件

1、工程地質(zhì)圖的測制（野外填圖）一、概述工程地質(zhì)測繪是工程地質(zhì)勘察過程中的基礎工作，是勘察中最先進行的項目。工程地質(zhì)測繪的目的是為編制工程地質(zhì)圖系統(tǒng)地獲取原始資料。工程地質(zhì)測繪的任務是運用工程地質(zhì)理論，通過系統(tǒng)地野外工作，觀察、描述各種地質(zhì)要素的表現(xiàn)，從而查明工程地區(qū)的工程地質(zhì)條件，并將所獲取的資料反映在地形底圖上，并編制工程地質(zhì)圖件，為編寫報告書提供準確依據(jù)。工程地質(zhì)測繪是由掌握一定理論的人員來進行的，野外的第一手資料和對現(xiàn)象的認識，比用其他間接方法所得結論要直接和切合實際。它是一種可在短期內(nèi)用少量投資的情況下，取得對工作區(qū)地表工程地質(zhì)條件的認識的重要手段。二、工程地質(zhì)測繪的作用工程地質(zhì)測繪最發(fā)

2、揮作用的地區(qū)是那些基巖裸露或出露條件較好的地區(qū)。工程地質(zhì)測繪的作用隨下列因素而變化1、勘察階段 在規(guī)劃、可行性研究等初期階段，通過工程地質(zhì)測繪對工程地質(zhì)條件作全面了解，其重要性是明顯的，在后期階段則其作用退居次要地位。2、地區(qū)的研究程度 研究程度較低的地區(qū)，綜合性工程地質(zhì)測繪占重要地位，研究程度較高的地區(qū)，只需做專門性工程地質(zhì)測繪。3、設計建筑物的類型 不同建筑物，測繪作用不同。水利樞紐工程地質(zhì)測繪+勘探+試驗+水庫區(qū) 工程地質(zhì)測繪為主要手段線形工程工程地質(zhì)測繪為主4、地質(zhì)條件的復雜程度 基巖、構造復雜地區(qū)，工程地質(zhì)測繪作用顯著。三、工程地質(zhì)測繪與普通地質(zhì)測繪的區(qū)別1、工程地質(zhì)測繪密切結合工程

3、建筑物的要求，結合工程地質(zhì)問題進行。2、對與工程有關的地質(zhì)現(xiàn)象，如軟弱層、風化帶、斷裂帶的劃分，節(jié)理裂隙、滑坡、崩塌等，要求精度高，涉及范圍較廣，研究程度深。3、常使用較大比例尺（1100001:20001:500），對重要地質(zhì)界限或現(xiàn)象采用儀器法定位。當然在區(qū)域性研究中也使用中、小比例尺。4、突出巖土類型、成因、巖土地質(zhì)結構等工程地質(zhì)因素的研究，對基礎地質(zhì)方面，盡量利用已有資料，但對重大問題應進一步深化研究。第二節(jié) 工程地質(zhì)測繪的范圍、比例尺、和精度一、工程地質(zhì)測繪范圍的確定區(qū)域測繪按圖幅范圍進行，專門工程地質(zhì)測繪按有關工程地質(zhì)問題的研究需要圈定范圍。工程地質(zhì)測繪范圍的確定原則：1、擬建建筑

4、物的類型、規(guī)模、設計階段。2、區(qū)域地質(zhì)條件的復雜程度和研究程度。 工程地質(zhì)測繪不像一般的區(qū)域地質(zhì)或區(qū)域水文地質(zhì)測繪那樣，嚴格按比例尺大小由地理坐標確定測繪范圍，而是根據(jù)擬建建筑物的需要在與該項工程活動有關的范圍內(nèi)進行。原則上， 測繪范圍應包括場地及其鄰近的地段。 適宜的測繪范圍，既能較好地查明場地的工程地質(zhì)條件，又不致于浪費勘察工作量。根據(jù)實踐經(jīng)驗，由以下三方面確定測繪范圍，即擬建建筑物的類型和規(guī)模、設計階段以及工程地質(zhì)條件的復雜程度和研究程度。 建筑物的類型、規(guī)模不同，與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用的廣度和強度也就不同，確定測繪范圍時首先應考慮到這一點。 例如，大型水利樞紐工程的興建，由于水文和水文

5、地質(zhì)條件急劇改 變，往往引起大范圍自然地理和地質(zhì)條件的變化；這一變化甚至會導致生態(tài)環(huán)境的破壞和影 響水利工程本身的效益及穩(wěn)定性。此類建筑物的測繪范圍必然很大，應包括水庫上、下游的一定范圍，甚至上游的分水嶺地段和下游的河口地段都需要進行調(diào)查。 房屋建筑和構筑物一 般僅在小范圍內(nèi)與自然地質(zhì)環(huán)境發(fā)生作用，通常不需要進行大面積工程地質(zhì)測繪。 在工程處于初期設計階段時，為了選擇建筑場地一般都有若干個比較方案，它們相互之間有一定的距離。為了進行技術經(jīng)濟論證和方案比較，應把這些方案場地包括在同一測繪范圍內(nèi) ，測繪范圍顯然是比較大的。 但當建筑場地選定之后，尤其是在設計的后期階段，各建筑物 的具體位置和尺寸均

6、已確定，就只需在建筑地段的較小范圍內(nèi)進行大比例尺的工程地質(zhì)測繪 。 可見，工程地質(zhì)測繪范圍是隨著建筑物設計階段(即巖土工程勘察階段)的提高而縮小的。 一般的情況是：工程地質(zhì)條件愈復雜，研究程度愈差，工程地質(zhì)測繪范圍就愈大。工程地質(zhì)條件復雜程度包含兩種情況： (1)一種情況是在場地內(nèi)工程地質(zhì)條件非常復雜。 例如，構造變動 強烈，有活動斷裂分布；不良地質(zhì)現(xiàn)象強烈發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境遭到嚴重破壞；地形地貌條件十 分復雜。 (2)另一種情況是場地內(nèi)工程地質(zhì)條件比較簡單，但場地附近有危及建筑物安全的不 良地質(zhì)現(xiàn)象存在。 如山區(qū)的城鎮(zhèn)和廠礦企業(yè)往往興建于地形比較平坦開闊的洪積扇上，對場 地本身來說工程地質(zhì)條件并

7、不復雜，但一旦泥石流暴發(fā)則有可能摧毀建筑物。此時工程地質(zhì) 測繪范圍應將泥石流形成區(qū)包括在內(nèi)。又如位于河流、湖泊、水庫岸邊的房屋建筑，場地附 近若有大型滑坡存在，當其突然失穩(wěn)滑落所激起的涌浪可能會導致滅頂之災。二、工程地質(zhì)測繪比例尺的選擇 工程地質(zhì)測繪的比例尺大小主要取決于設計要求。建筑物設計的初期階段屬選址性質(zhì)的，一 般往往有若干個比較場地，測繪范圍較大，而對工程地質(zhì)條件研究的詳細程度并不高，所以采用的比例尺較小。 但是，隨著設計工作的進展，建筑場地的選定，建筑物位置和尺寸愈來愈具體明確，范圍愈益縮小，而對工程地質(zhì)條件研究的詳細程度愈益提高，所以采用的測繪比例尺就需逐漸加大。當進入到設計后期階

8、段時，為了解決與施工、運用有關的專門地質(zhì)問題，所選用的測繪比例尺可以很大。 在同一設計階段內(nèi)，比例尺的選擇則取決于場地工程地質(zhì)條件的復雜程度以及建筑物的類型、規(guī)模及其重要性。工程地質(zhì)條件復雜、建筑物規(guī)模巨大而又重要者，就需采用較大的測繪比例尺?？傊髟O計階段所采用的測繪比例尺都限定于一定的范圍之內(nèi)。2、根據(jù)國際慣例和我國各勘察部門的經(jīng)驗，工程地質(zhì)測繪比例尺一般規(guī)定為： (1)可行性研究勘察階段150 00015 000,屬小、中比例尺測繪； (2)初步勘察階段110 00012 000,屬中、大比例尺測繪； (3)詳細勘察階段12 0001200或更大，屬大比例尺測繪。 1、比例尺選定原則：

9、（1）應和使用部門的要求提供圖件的比例尺一致或相當。（2）與勘測設計階段有關。（3）在同一設計階段內(nèi)，比例尺的選擇取決于工程地質(zhì)條件的復雜程度、建筑物類型、規(guī)模及重要性。在滿足工程建設要求的前提下，盡量節(jié)省測繪工作量。三、工程地質(zhì)測繪的精度要求 工程地質(zhì)測繪的精度包含兩層意思，即對野外各種地質(zhì)現(xiàn)象觀察描述的詳細程度，以及各種 地質(zhì)現(xiàn)象在工程地質(zhì)圖上表示的詳細程度和準確程度。為了確保工程地質(zhì)測繪的質(zhì)量，這個 精度要求必須與測繪比例尺相適應。 “精度”指野外地質(zhì)現(xiàn)象能夠在圖上表示出來的詳細程度和準確度。1、詳細程度指對地質(zhì)現(xiàn)象反映的詳細程度，比例尺愈大，反映的地質(zhì)現(xiàn)象的尺寸界限愈小。一般規(guī)定，按同

10、比例尺的原則，圖上投影寬度2mm的地層或地質(zhì)單元體，均應按比例尺反映出來。投影寬度2mm的重要地質(zhì)單元，應使用超比例符號表示。如軟弱層、標志層、斷層、泉等。觀測點的要求，與測繪比例尺相同的地形底圖上每1cm 方格內(nèi)，平均有一個觀測點。復雜地段多布，簡單地段少布，計算總點數(shù)/ Km。例如： 測繪比例尺1:1萬 地形圖1:1萬 1cm相當于=100m 1cm相當于 =10000m 控制標準為100點/ Km不同比例尺反映的地質(zhì)單元體尺寸：比例尺 1:10萬 1:5萬 1:1萬 1:1000 1:500尺 寸 200m 100m 20m 2m 1m2、準確度指圖上各種界限的準確程度，即與實際位置的允

11、許誤差。界限誤差0.5mm比例尺 1:10萬 1:5萬 1:1萬 1:1000誤差 50m 25m 5m 0.5m一般對地質(zhì)界限要求嚴格，大比例尺測繪采用儀器定點。 要求將地質(zhì)觀測點布置在地質(zhì)構造線、地層接觸線、巖 性分界線、不同地貌單元及微地貌單元的分界線、地下水露頭以及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象分布的 地段。觀測點的密度應根據(jù)測繪區(qū)的地質(zhì)和地貌條件、成圖比例尺及工程特點等確定。 為了更好地闡明測繪區(qū)工程地質(zhì)條件和解決巖土工程實際問題，對工程有重要影響的地質(zhì)單元體，如滑坡、軟弱夾層、溶洞、泉、井等，必要時在圖上可采用擴大比例尺表示。 第三節(jié) 工程地質(zhì)測繪的研究內(nèi)容 在工程地質(zhì)測繪過程中，應自始至終以查

12、明場地及其附近地段的工程地質(zhì)條件和預測建筑物 與地質(zhì)環(huán)境間的相互作用為目的。因此，工程地質(zhì)測繪研究的主要內(nèi)容是工程地質(zhì)條件的諸 要素；此外，還應搜集調(diào)查自然地理和已建建筑物的有關資料。下面將分別論述各項研究內(nèi)容的研究意義、要求和方法。一、地層巖性 地層巖性是工程地質(zhì)條件最基本的要素和研究各種地質(zhì)現(xiàn)象的基礎，所以是工程地質(zhì)測繪最主要的研究內(nèi)容。 工程地質(zhì)測繪對地層巖性研究的內(nèi)容包括：確定地層的時代和填圖單位；各類巖土層的分布、巖性、巖相及成因類型；巖土層的正常層序、接觸關系、厚度及其變化規(guī)律； 巖土的工程性質(zhì)等。 巖土是各類建筑物的地基，也可作為天然建筑材料。 巖石和土是最基本的工程地質(zhì)要素，一

13、切地質(zhì)體的組成物質(zhì)。它參與地質(zhì)結構的組合，決定地形地貌和自然地質(zhì)作用的發(fā)育特征，控制地下水的分布和礦產(chǎn)分布。 工程地質(zhì)測繪中，必須以巖土分類為重點，并力求在圖上反映出來，不能僅作為一般的地層劃分，以提供具有工程地質(zhì)意義的獨特信息。1、基巖的研究（1）運用地質(zhì)歷史成因觀點和方法，作為基本思路，正確劃分巖石建造，確定巖性特征，為工程地質(zhì)意義上的巖石分類奠定基礎。（2）重視巖相的研究，巖相反映巖石的生成環(huán)境和地質(zhì)歷史，利用巖相標志，幫助判明不同性質(zhì)的巖類的空間分布，進行巖組劃分，并區(qū)分其力學性質(zhì)，是一種可行的手段。（3）特別注意對工程建筑物的穩(wěn)定性和安全有重要意義的地層劃分，它不同于普通地質(zhì)測繪中分

14、層原則（界、系、統(tǒng)、組），注意軟弱層、軟質(zhì)巖類、巖溶隔水層等標志層的劃分，對沉積巖來說，同一層中應按巖性分組或段。（4）野外工作中，利用便攜式測試儀器取得巖石物理力學性質(zhì)。2、第四紀地層（土）的研究（1）沉積年代的測定數(shù)值法： 年度法（歷史記錄、年輪、紋泥）、放射性測量（C14、鈾素系列、 鉀-氬法、裂變軌跡）、其他輻射性測量（鈾趨勢、熱釋光、電子旋轉共振、10Be、36Cl、26Al等）。相對測年法：氨基酸外縮旋體、黑曜巖水化、火山碎屑水化、地衣（苔蘚），土壤發(fā)育、巖石礦物風化、累進地形改造、沉積速率、地貌部位和下切速率、變形率。對比法：地層學、火山灰年代學、古地磁、化石、古生物、穩(wěn)定 同位

15、素、玻隕石和微觀玻隕石。（2）成因類型和巖相的研究解決地質(zhì)結構、地層相變關系等問題，正確作出地層剖面。（3）劃分工程地質(zhì)單元體同一單元體具有相似的計算指標。作為取樣和試驗的基本單位。二、地質(zhì)結構的研究1、工程地質(zhì)條件中，結構構造因素是控制性因素，地質(zhì)結構的研究具有重要意義。決定區(qū)域穩(wěn)定性的首要因素，特別是活動構造控制巖體結構及裂隙空間分布的主導因素，結構面(節(jié)理、片理、劈理等）是各種性質(zhì)不同的結構面產(chǎn)生的基礎，限定其空間分布規(guī)律，破壞了巖體的均一性和完整性，也是產(chǎn)生軟弱結構面的基本因素。是評價工程場地巖體穩(wěn)定性的重要因素（壩基抗滑穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性等）?？刂茀^(qū)域地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象

16、的發(fā)育和分布。工程地質(zhì)測繪對地質(zhì)構造研究的內(nèi)容包括：巖層的產(chǎn)狀及各種構造型式的分布、形態(tài)和規(guī) 模；軟弱結構面(帶)的產(chǎn)狀及其性質(zhì)，包括斷層的位置、類型、產(chǎn)狀、斷距、破碎帶寬度及充填膠結情況；巖土層各種接觸面及各類構造巖的工程特性；挽近期構造活動的形跡 、特點及與地震活動的關系等。 2、研究內(nèi)容褶曲構造的研究 ： 形態(tài)、類型、軸線位置、褶曲要素、細部變化。斷裂的研究 ： 斷裂性質(zhì)（長度、寬度、構造巖斷層巖、糜 棱巖、角礫巖、片狀巖、碎塊巖等）、斷裂帶 的膠結成巖化程度、斷裂交匯點、錯動次數(shù)、 現(xiàn)代活動性?；顒訕嬙斓难芯?： 工程使用期間的活動、活動年齡。 斷層物質(zhì)的測定（斷層泥礦物分析、斷層泥顯

17、微結構分析）、 斷層運動方式的測定（構造巖顯微結構分析、方解石脈顯微結構分析）、斷層活動年齡的測定、斷層現(xiàn)今活動性測定（As、Hg、Sb、B等元素測定）、活動速率的確定（地貌學、地質(zhì)學、測量學）、斷裂活動性監(jiān)測。節(jié)理裂隙的研究： 大量統(tǒng)計節(jié)理裂隙參數(shù)（產(chǎn)狀、長度、寬度、充填物等）、結構面網(wǎng)絡分析、野外估算RQD。 RQD=115-3.3Jv三、地形地貌的研究地形研究 ： 由測量、地形圖進行研究地貌研究 ： 地貌是巖性、地質(zhì)構造、新構造運動的綜合反 映和近期外動力地質(zhì)作用的結果。 利用地貌學原理，結合野外觀察、航片解譯可有效地解決工程地質(zhì)測繪中的宏觀判斷。 同一地貌單元，常具有相似的地形特征、地

18、質(zhì)結構、水文地質(zhì)條件、動力地質(zhì)作用過程。 在工程地質(zhì)分區(qū)中，常以地貌作為劃分大區(qū)的標準。 地貌研究的程度應與測繪比例尺相適應。工程地質(zhì)測繪中地貌研究的內(nèi)容有：地貌形態(tài)特征、分布和成因；劃分地貌單元，地貌 單元形成與巖性、地質(zhì)構造及不良地質(zhì)現(xiàn)象等的關系；各種地貌形態(tài)和地貌單元的發(fā)展演化歷史。 在山前地段和山間盆地邊緣廣泛分布的洪積物，地貌上多形成為洪積扇。一個大型洪積扇，面積可達幾十甚至上百平方公里，自山邊至平原明顯劃分為上部、中部和下部三個區(qū)段，每一區(qū)段的地質(zhì)結構和水文地質(zhì)條件不同，因此建筑適宜性和可能產(chǎn)生的巖土工程問題也各異 。 洪積扇的上部由碎石土(礫石、卵石和漂石)組成，強度高而壓縮性小

19、，是房屋建筑和構筑物的良好地基；但由于滲透性強，若建水工建筑物則會產(chǎn)生嚴重滲漏。 中部以砂土為主，且夾有粉土和粘性土的透鏡體，開挖基坑時需注意細砂土的滲透變形問題；該部與下部過渡地段由于巖性變細，地下水埋深淺，往往有溢出泉和沼澤分布，形成泥炭層， 強度低而壓縮性大，作為一般房屋地基的條件較差。 下部主要分布粘性土和粉土，且有河流 相的砂土透鏡體，地形平緩，地下水埋深較淺。若土體形成時代較早，是房屋建筑較理想的地基。 平原地區(qū)的沖積地貌，應區(qū)分出河床、河漫灘、牛軛湖和階地等各種地貌形態(tài)。不同地貌形 態(tài)的沖積物分布和工程性質(zhì)不同，其建筑適宜性也各異。 河床相沉積物主要為砂礫土，將其 作為房屋地基是

20、良好的，但作為水工建筑物地基時將會產(chǎn)生滲漏和滲透變形問題。 河漫灘相一般為粘性土，有時有粉土和粉、細砂夾層，土層厚度較大，也較穩(wěn)定，一般適宜作各種建 筑物的地基；需注意粉土和粉、細砂層的滲透變形問題。 牛軛湖相是由含有大量有機質(zhì)的粘 性土和粉、細砂組成的，并常有泥炭層分布，土層的工程性質(zhì)較差，也較復雜。對階地的研究，應劃分出階地的級數(shù)，各級階地的高程、相對高差、形態(tài)特征以及土層的物質(zhì)組成、厚度和性狀等；并進一步研究其建筑適宜性和可能產(chǎn)生的巖土工程問題。 四、水文地質(zhì)條件的研究 在工程地質(zhì)測繪中研究水文地質(zhì)的主要目的，是為研究與地下水活動有關的巖土工程問題和不良地質(zhì)現(xiàn)象提供資料。 例如，興建房屋

21、建筑和構筑物時，應研究巖土的滲透性、地下水 的埋深和腐蝕性，以判明對基礎砌置深度和基坑開挖等的影響。 進行尾礦壩與貯灰壩勘察時 ，應研究壩基、庫區(qū)和尾礦(灰碴)堆積體的滲透性和地下水浸潤曲線，以判明壩體的滲透穩(wěn)定性、壩基與庫區(qū)的滲漏及其對環(huán)境的影響。 在滑坡地段研究地下水的埋藏條件、出露情況 、水位、形成條件以及動態(tài)變化，以判定其與滑坡形成的關系。因此水文地質(zhì)條件也是一項重要的研究內(nèi)容。 在工程地質(zhì)測繪過程中對水文地質(zhì)條件的研究，應從地層巖性、地質(zhì)構造、地貌特征和地下水露頭的分布、類型、水量、水質(zhì)等入手，并結合必要的勘探、測試工作，查明測區(qū)內(nèi)地下水的類型、分布情況和埋藏條件；含水層、透水層和隔

22、水層(相對隔水層)的分布，各含水層 的富水性和它們之間的水力聯(lián)系；地下水的補給、徑流、排泄條件及動態(tài)變化；地下水與地表水之間的補、排關系；地下水的物理性質(zhì)和化學成分等。在此基礎上分析水文地質(zhì)條件對巖土工程實踐的影響。 五、動力地質(zhì)作用與現(xiàn)象（不良地質(zhì)現(xiàn)象）的研究 不良地質(zhì)現(xiàn)象研究的目的，是為了評價建筑場地的穩(wěn)定性，并預測其對各類巖土工程的不良影響。由于不良地質(zhì)現(xiàn)象直接影響建筑物的安全、經(jīng)濟和正常使用，所以工程地質(zhì)測繪時對測區(qū)內(nèi)影響工程建設的各種不良地質(zhì)現(xiàn)象必須詳加研究。 研究不良地質(zhì)現(xiàn)象要以地層巖性、地質(zhì)構造、地貌和水文地質(zhì)條件的研究為基礎，并搜集氣象、水文等自然地理因素資料。 研究內(nèi)容包括：各種不良地質(zhì)現(xiàn)象(巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、沖溝、河流沖刷、巖石風化等)的分布、形態(tài)、規(guī)模、類型和發(fā)育程度，分析它們的形成機制和發(fā)展演化趨勢，并預測其對工程建設的影響。 1、自然動力地質(zhì)作用與現(xiàn)象（物理地質(zhì)現(xiàn)象） 研究工程開發(fā)區(qū)，由于自然地質(zhì)作用對工