水文與勘察-勘查第5章測繪調(diào)查

上海大學(xué)土木工程系武亞軍

第5章工程地質(zhì)測繪與調(diào)查什么是工程地質(zhì)測繪與調(diào)查是通過多種手段，在地形地質(zhì)圖中填繪出測區(qū)的工程地質(zhì)條件的一種地表地質(zhì)測繪調(diào)查活動。其內(nèi)容包括所有工程地質(zhì)要素，即查明擬建場地的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)現(xiàn)象、已有建筑物的變形和破壞情況及以往建筑經(jīng)驗、可利用的天然建筑材料的質(zhì)量及其分布等多方面。概述工程地質(zhì)測繪的目的是為了研究建筑場地內(nèi)的地層、巖性、構(gòu)造、地貌、不良地質(zhì)現(xiàn)象及水文地質(zhì)條件，對場地的工程地質(zhì)條件作出初步評價，并為勘察工作量的布置提供依據(jù)。工程地質(zhì)測繪和調(diào)查一般在巖土工程勘察的早期階段進(jìn)行(可行性研究或初步勘察)，也可用于詳勘階段對某些專門地質(zhì)問題進(jìn)行補充調(diào)查?！稁r土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001):

對巖石出露或地貌、地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪；對地質(zhì)條件簡單的場底，可用調(diào)查代替工程地質(zhì)測繪。特點整個區(qū)域性調(diào)查；時間短速度快；經(jīng)費低；可以減少勘探與試驗工作量.II工程地質(zhì)測繪和調(diào)查的技術(shù)要求比例尺，根據(jù)勘察等級劃分可以分為三種：小比例尺(可行性分析)：1:50000~1:5000，了解區(qū)域性的工程地質(zhì)條件和為更詳細(xì)的工程地質(zhì)勘測工作制定方向；中比例尺(初勘)：1:10000~1:2000，用于城市整體規(guī)劃、大型工礦企業(yè)的布置、水工建筑物選址、鐵路及公路工程的選線階段；大比例尺(詳勘)：1:2000~1:500，為最后確定建筑物結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)形式以及選擇合理的施工方式服務(wù)。說明選擇比例尺一般考慮三方面的因素：工程地質(zhì)勘察的階段建筑物的規(guī)模及類型工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和區(qū)域研究程度對于勘察階段高、建筑規(guī)模大、工程地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)或測區(qū)內(nèi)存在對擬建工程有重要影響的地質(zhì)單元(滑坡、斷層、軟弱夾層、洞穴)，適當(dāng)加大比例尺。精度為了保證精度，一般在測繪填圖時選擇比提交成圖比例尺大一級的地形圖作為填圖的底圖，成圖時再縮小比例尺。測繪及調(diào)查范圍的要求以解決工程實際問題為前提，以場地為中心包括附近地段。斷層泥石流隧道地質(zhì)觀測點布置的要求地質(zhì)觀測點的選擇要合理，具有代表性，可以滿足巖土工程評價的需要。具體要求如下：位置：在地質(zhì)構(gòu)造線、地層接觸線、巖性分界線、標(biāo)準(zhǔn)層位和每個地質(zhì)單元體處均應(yīng)有地質(zhì)觀測點。數(shù)量：根據(jù)場地的地貌、地質(zhì)條件、成圖比例及工程特點確定，并有具有代表性。露頭：充分利用人工或天然露頭，不夠時補充。定位：觀測點的定位應(yīng)根據(jù)精度要求和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度選用目測法、半儀器法和儀器法。地質(zhì)單元:滑坡、斷層、軟弱夾層、洞穴等標(biāo)測方法目測法適合于小比例尺測繪，可行性分析，目估或步測。半儀器法適合于中等比例尺測繪，初步勘察階段，羅盤儀、氣壓計測方位和高度，用測繩測距等。儀器法適合于大比例尺測繪，詳細(xì)勘察階段，經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等。如地質(zhì)構(gòu)造線、軟弱夾層、地下水露頭以及對程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象可采用儀器法測定。測繪前準(zhǔn)備測繪之前要做好以下工作的準(zhǔn)備：資料收集和研究踏勘編制測繪綱要資料收集和研究區(qū)域地質(zhì)資料遙感資料氣象資料水文資料地震資料水文與工程地質(zhì)資料建筑經(jīng)驗踏勘收集資料之后進(jìn)行踏勘,目的在于了解測區(qū)的地形地貌及其他地質(zhì)情況和問題,以便于合理布置觀測點和觀測路線,正確選擇實測地質(zhì)剖面位置,擬訂野外工作方法,內(nèi)容和要求如下：按之字線路踏勘選擇有代表性地質(zhì)單元，例如露頭良好、巖層完整尋找地形控制點的位置訪問和收集洪水及其淹沒范圍等情況了解測區(qū)的供應(yīng)、經(jīng)濟、氣候、住宿、交通運輸編制測繪綱要主要包括的內(nèi)容：工作任務(wù)情況測區(qū)自然地理條件測區(qū)地質(zhì)概況工作量、工作方法及精度要求人員組織及經(jīng)費預(yù)算材料物資器材及機具準(zhǔn)備和調(diào)度計劃工作計劃及工作步驟擬提供的各種成果資料、圖件測繪方法包括兩種：相片成圖法和實地測繪法相片成圖法利用地面攝影或航空攝影相片，在室內(nèi)根據(jù)判讀標(biāo)志，結(jié)合所掌握的區(qū)域地質(zhì)資料，將判明的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水系和不良地質(zhì)現(xiàn)象，調(diào)繪在單張相片上，并在相片上選擇若干地點和路線，去實地進(jìn)行校對和修正，繪成底圖，最后再轉(zhuǎn)繪成圖。測繪方法實地測繪法路線法:沿著一定的路線(盡量與地貌單元垂直)，穿越測繪場地，把沿線所測繪和調(diào)查到的地層、構(gòu)造、地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)、地質(zhì)和地貌界線等填繪在地形圖上。布點法:根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和測繪比例尺的要求，預(yù)先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測路線和觀測點。觀測點的布置必須有具體的目的。追索法:針對某一局部問題，沿著地層走向、構(gòu)造線或不良地質(zhì)現(xiàn)象的邊界線沿伸方向進(jìn)行布點追索。為了查明某一局部的工程地質(zhì)問題。是在布點法和路線法基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種輔助方法。工程地質(zhì)測繪與調(diào)查內(nèi)容1、地形地貌：查明地形、地貌特征，地貌單元形成過程及其與地層、構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象的關(guān)系，劃分地貌單元。2、巖土形成條件：查明巖土的性質(zhì)、成因、年代、厚度和分布，風(fēng)化程度，特殊土。3、巖土現(xiàn)狀：產(chǎn)狀、構(gòu)造，軟弱結(jié)構(gòu)面等。4、地下水：類型、補給來源、排泄條件，含水層等5、氣象、水文、植被、凍結(jié)、洪水6、不良地質(zhì)現(xiàn)象：查明巖溶、土洞、滑坡、泥石流等形成、分布等7、人為活動影響：人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水庫誘發(fā)地震等。8、工程相關(guān)經(jīng)驗收集：建筑物變形和工程經(jīng)驗資料整理及成果檢查外業(yè)資料檢查記錄是否齊全核對界線是否符合實際情況野外所填的各種地質(zhì)現(xiàn)象是否正確與已收集資料進(jìn)行對比整理標(biāo)本成果資料工程地質(zhì)測繪實際材料圖、綜合工程地質(zhì)圖或工程地質(zhì)分區(qū)圖、工程地質(zhì)剖面圖及各種素描圖、照片和文字說明不同巖、土分布區(qū)工程地質(zhì)測繪及調(diào)查要點基巖分布區(qū)不同巖類分布區(qū)的研究構(gòu)造的工程地質(zhì)研究第四紀(jì)松散沉積物分布區(qū)階地地貌成因類型及地質(zhì)年代特殊土地下水侵入巖及深層變質(zhì)巖分布區(qū)噴出巖分布區(qū)沉積巖及淺層變質(zhì)巖分布區(qū)巖溶發(fā)育區(qū)褶皺斷層裂隙褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造是巖層受力變形（構(gòu)造運動）發(fā)生一系列連續(xù)的波狀彎曲。巖層的完整性沒有遭到破壞，形象地表明巖層發(fā)生了塑性變形。褶皺要素核部核部與兩翼樞紐、軸面與軸線翼部翼部軸面樞紐一個彎曲稱為褶曲，是褶皺的基本單位。褶皺構(gòu)造的基本類型和特征背斜向斜背斜一般巖層向上彎曲，兩側(cè)巖層向外傾斜，核部為老地層，兩翼為新地層，并且兩邊對稱出現(xiàn)。OSDCPTJPTTJJK背斜背斜向斜一般巖層向下彎曲，兩側(cè)巖層向內(nèi)傾斜，核部為新地層，兩翼為老地層，并且兩邊對稱出現(xiàn)。SODCPTJKKJJTTPPCCKED向斜倒轉(zhuǎn)褶皺兩翼向同一個方向傾斜褶皺的形態(tài)特征按樞紐產(chǎn)狀分類：水平褶皺－樞紐水平傾伏褶皺－樞紐傾斜傾向傾伏角褶皺的形態(tài)特征

穹??；構(gòu)造盆地褶皺軸向不明顯，形成長軸與短軸比小于3:1時，若是背斜則稱穹隆，向斜則稱構(gòu)造盆地。按平面形態(tài)分類：穹隆穹隆褶皺構(gòu)造的識別垂直巖層走向，地層對稱重復(fù)，兩翼地層不能缺失；確定地層新老組合關(guān)系，背斜新包老，向斜老包新；形態(tài)分析：軸面產(chǎn)狀(直立、傾斜、倒轉(zhuǎn)、平臥)，樞紐產(chǎn)狀(水平、傾伏)，平面形態(tài)(穹隆、構(gòu)造盆地)。褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價褶皺核部：巖層變形劇烈，裂隙發(fā)育，巖體不穩(wěn)定；向斜核部易聚積地下水，背斜核部裂隙通常為地下水富集和流動的通道。褶皺翼部：順層滑坡正斷層逆斷層傾角：>45，沖斷層傾角：25~45，掩逆斷層傾角：<25，輾掩斷層裂隙巖體不完整，斷開，有填充物。主要研究以下內(nèi)容：裂隙的產(chǎn)狀、寬度、填充物性質(zhì)和膠結(jié)程度；裂隙的規(guī)模以及與某些動力地質(zhì)作用的關(guān)系；裂隙的數(shù)量統(tǒng)計；裂隙成因分析。第四紀(jì)松散沉積物分布區(qū)測繪和調(diào)查重點應(yīng)放在以下幾個方面：階地地貌及微地貌研究。(重要內(nèi)容)第四紀(jì)沉積物的成因類型及可能的年代。對具有特殊成分、特殊狀態(tài)和特殊性質(zhì)的松散沉積物(特殊土)進(jìn)行重點測繪和調(diào)查。注意強烈透水層、隔水層和承壓水層的分布和性質(zhì)。對于需要進(jìn)行基坑開挖的工程應(yīng)當(dāng)特別加以注意。階地階地：由于河流的侵蝕和堆積作用形成沿河谷兩岸伸展，高出洪水期水位的階梯狀地形。階地面和階地坎：一般河谷中常形成一級或幾級階地，每一級階地都是由階地面和階地坎組成。階地面比較平坦，微向河流傾斜。階地面以下為階地陡坎，坡度較大。階地高度：一般指階地面與河流平水期水面之間的垂直距離。階地的級數(shù)：是由下而上順序排列，高于河漫灘的最低一級階地，稱為一級階地，向上依次為二級、三級等。在同一河谷橫剖面上，階地的相對年齡一般是低階地新，高階地老，階地的海拔高度一般是從下游向上游增高。階地斷面遙感技術(shù)在工程地質(zhì)測繪及調(diào)查中的應(yīng)用遙感、遙測：即遙遠(yuǎn)感應(yīng)、遙遠(yuǎn)測量。遙感技術(shù)：通過高靈敏度的儀器設(shè)備，測量并記錄遠(yuǎn)距離目的物的性質(zhì)和特征?；纠碚摚豪秒姶爬碚?，通過觀測近地表的地形、地物所發(fā)射(或反射)的電磁波譜來獲取必要的地質(zhì)地貌信息，從而為解決相關(guān)問題提供依據(jù)?；驹砣魏蔚刭|(zhì)體都具有發(fā)射電磁波的能力。任何地質(zhì)體都具有選擇吸收和反射電磁波的能力。???不同地質(zhì)體發(fā)射、反射、吸收不同的電磁波???遙感技術(shù)：利用不同地質(zhì)體發(fā)射、反射、吸收電磁波的差異性來認(rèn)識地質(zhì)體。遙感技術(shù)一般是裝在飛行器上進(jìn)行觀測的。對測區(qū)地質(zhì)地貌條件的宏觀反映。監(jiān)測大規(guī)模的滑波、泥石流的動態(tài)、河流作用、岸線的變遷及查明區(qū)域構(gòu)造骨架特征都是非常適合的。遙感技術(shù)在工程地質(zhì)測繪及調(diào)查中的應(yīng)用記錄方式非成像方式:把數(shù)值、曲線資料記錄于磁帶上。成像方式:通過攝像、掃描成像、全息成像方式，將測繪資料轉(zhuǎn)換成圖像。常用的是成像方式成像方式航空照片受高度限制和中心投影，邊緣部分易出現(xiàn)較大畸變。衛(wèi)星照片高空攝像，可以克邊緣部分畸變，但是分辨率低。衛(wèi)星照片解譯主要依據(jù)兩個基本地質(zhì)信息：形態(tài)特征信息色調(diào)特征信息航空照片的適用范圍適合于鐵路、公路的選線，地質(zhì)災(zāi)害的整治，河流流域規(guī)劃及水利樞紐工程選址等階段采用。通行困難的山區(qū)，人跡罕至的邊疆區(qū)域等。有航空照片的地區(qū)測繪量均應(yīng)充分利用。航空照片工程地質(zhì)解譯巖性的解譯:沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖構(gòu)造的解譯:褶皺、斷層地貌的解譯:山坡、河漫灘、牛軛湖物理地質(zhì)現(xiàn)象的解譯:沖積扇、滑坡解譯工作常在可行性研究勘查階段進(jìn)行衛(wèi)星照片形態(tài)特征信息形態(tài)特