任幼蓉-地质勘查基点2017简

二0一七年三月,地质灾害防治工程地质勘查基本要点,主要内容,一、勘查的特点二、勘查阶段三、勘查方法四、勘查工作布置五、稳定性评价六、勘查成果的认识与讨论,一、勘查的特点,目的： 为地质灾害预防和决策或地质灾害防治工程提供地质依据。 任务：1、查明地质灾害形成的地质环境条件；2、查明地质灾害的厚度、物质组成、结构特性、空间分布特征，地下水类型及其富水程度和空间分布特征；3、查明地质灾害的形成机制及引发因素、变形破坏现状和危害程度；4、为防治工程提供详细的工程地质与水文地质资料和岩土体的物理力学性质参数；5、计算并综合评价其稳定性及其演化发展趋势；6、对地质灾害预防和决策或防治工程提出措施建议。,一、地质灾害勘查的特点,1、重视地质环境条件的调查，并从条件中寻找灾害的形成演化过程和主要作用因素；2、充分认识灾害的地质结构，从其结构出发研究其稳定性；3、重视变形原因的分析，并与外界引发因素相联系，研究主要引发因素的作用特点与强度（灵敏度）；4、稳定性评价和防治工程设计参数具不唯一性，常表现为较强的离散性，应根据滑坡的个体特点与作用因素综合确定，进行多状态的模拟计算；,5、目前尚未研究出具有普适性的稳定性计算方法，现有的方法都有较多的假定条件；6、勘查阶段结束不等于勘察工作结束，后续的工作如监测或施工开挖常常补充修改勘查阶段的认识，甚至完全改变以前的结论；7、勘查方法的选择是强调查应用经验与技巧，寻求以最少的工作量和最低的投资，获得最佳的勘查效果；8、勘查工作量确定的最基本原则是能够查明灾害体的形态结构特征和变形破坏的作用因素，满足稳定性评价对有关参数的需求，而不完全拘于一般的勘查规程。,二、 勘查阶段的划分,地质灾害防治工程勘查应视情况确定是否分阶段进行。 当致灾地质体规模不大、基本要素明显或地质条件简单时宜进行一次性勘查； 当致灾地质体规模大、基本要素不明显或地质环境复杂时宜分初步勘查和详细勘查两个阶段进行。 当勘查成果与实际情况明显不符、不能满足设计施工需要或设计有特殊需要时，应进行施工勘查。各勘查阶段工作应与相应阶段设计工作深度相适应。 当出现地质灾害险情，必须开展应急抢险工程时，应进行应急抢险工程勘查。,二、 勘查阶段的划分,初步勘查 地质灾害防治工程初步勘查应在充分搜集分析以往地质资料基础上，根据需要进行调查测绘、勘探和测试等工作，查明地质灾害的基本特征、成因、形成机制，对致灾地质体在现状和不利状态下的稳定性作出初步分析并对致灾地质体的危险性作出评价，作出是否需要进行详细勘查和防治的结论，初步勘查成果应能作为详细勘查的依据，但一般不宜作为地质灾害防治工程设计的依据。,二、 勘查阶段的划分,详细勘查 地质灾害防治工程详细勘查应考虑城镇建设、移民迁建、道路、沿江港口码头及岸坡治理等规划建设的需要，依据初步勘查的结果，结合可能采取的治理方案对设计的治理工程轴线、场地和重点部位进行针对性的工程地质勘探和测试，进一步查明边界条件，复核有关物理力学指标及计算参数，为治理工程初步设计提供所需的工程地质资料。对治理工程措施、结构型式、埋置深度和工程施工等提出工程地质方面的要求和建议。详勘成果应能作为地质灾害防治工程设计依据。,二、 勘查阶段的划分,施工阶段勘查（补充勘查） 1）施工图设计阶段应对初步设计审批中要求补充论证的重大工程地质问题进行专门性或复核性勘查，为优化工程设计提供地质依据 2）地质灾害防治工程施工期间应开展地质工作，对开挖形成的边坡、基坑和洞体进行地质素描、地质编录和检验，验证已有的勘查成果；必要时补充更正勘查结论，并将新的地质信息反馈设计和施工。施工勘查应充分利用已有施工工程。,二、 勘查阶段的划分,一次性勘查的工作深度应符合详细勘查的基本要求。 地质灾害应急抢险工程勘查在充分收集已有资料的基础上，地面调查为主，辅以一定的实物工作量，初步查明致灾地质体的特征及稳定性，为应急抢险工程设计和施工提供依据。,三、勘查方法,1、针对性：根据现场踏勘和前人资料，初步确定其性质，有针对性地选用适宜的勘探方法； 2、力求以最简单的方法去解决最复杂的问题，避免刻意追求新奇的技术； 3、简便高效。尽可能使用操作简便，易于搬迁，在地形地质和气象等方面环境适应性强的设备； 4、经济合理。在能够满足勘察质量要求的前提下，尽可能降低勘探工作量。,三、勘查方法,布置原则： a、勘查工作应遵循先地质测绘后勘探和先物探后钻探的原则。 b、布置勘探剖面应在对地质灾害调查的基础上，结合宏观变形迹象，有针对性地布置，纵剖面应与滑坡、危岩可能失稳的主要方向一致。 c、在准备设置工程措施部位应尽可能地布置勘探工作。 d、钻探工作应遵照相关规范，钻孔深度适中。 e、应针对不同的勘探对象选择合适的勘探手段和方法。,四、勘查工作布置原则,四、勘查工作布置,（一）主勘探线（剖面）的布设原则：（1）主勘探线（剖面）为勘探工作的重点，应在地面测绘和物探工作的基础上进行布设。（2）主勘探线应布设在滑坡主滑方向厚度取大的部位，纵贯整个滑体，与初步认定的中轴线重合或平行，其起点（滑坡后缘以上）要进入稳定岩（土）体范围内1050m，终点应在剪出口以下1050m，必要时可至谷底。（3）主勘探线上所投入的工程量及点位布设，应尽量满足主剖面图绘制、试验及稳定性评价的要求，宜投入槽探、钻探、井探、平（斜）洞，应保证控制性井探、洞探工程的数量。,四、勘查工作布置,（4）主勘探剖面上投入的工程量和点位布设，应尽量兼顾到地下水观测和变形长期监测的需要，以便充分利用勘探工程立即进行观测和监测。（5）对于主要变形块体在两个以上、面积较大的滑坡或后缘出现两个弧顶的滑坡，主勘探线宜布置两条以上。（6）主勘探线上不宜少于4个勘探点。其中，作稳定性分析的块体内至少有3个勘探点，后缘边界以外稳定岩（土）体上至少有1个勘探点。（7）对于大型滑坡，纵勘探剖面上应尽可能反映滑坡的地貌要素，诸如后缘陷落带、横向滑坡梁、纵向滑坡梁、滑坡平台、滑坡隆起带、次一级滑坡等。滑坡横向勘查钻孔布设力求控制滑面横断面形态，从滑坡中轴线向两侧可依据地质、地貌或物探资料进行布设。,（8）初步勘查阶段应平行主滑线布置主、辅纵勘探线，垂直主滑线布置控制滑体厚度横向变化的横勘探线；当同一滑坡有多个次级滑体时，各次级滑体均应平行其主滑线布置勘探线。纵勘探线间距宜为80m150m，应根据滑坡防治工程等级、地质环境复杂程度及滑坡宽度选择，当滑坡防治工程等级为一级、地质环境复杂、滑坡宽度较小时取小值；（9）详细勘查阶段应在初步勘查的基础上确认主滑方向及主滑线，在主勘探线两侧增布辅助勘探线，勘探线间距应视滑坡纵横向变化大小和防治工程等级而定，宜为40m80m，当滑坡防治工程等级为一级、横向变化大时，取小值。如滑坡需要治理，勘探工作的布置应满足滑坡治理工程设计的需要。当需进行支挡时应沿初拟支挡部位布置横勘探线；需采取地下排水措施时，应在拟设排水构筑物位置增布勘探线；,四、勘查工作布置,四、勘查工作布置,（二） 副勘探线（剖面）的布设原则（1）副勘探线一般平行主勘探线，分布在主勘探线两侧，线间距据勘查阶段要求而定。在主勘探线以外还有次级滑坡时，副勘探线应沿其中心布设，在需要或条件允许的情况下，尽量达到稳定性计算剖面和监测剖面的勘查要求。（2）副勘探线上的勘探点一般应与主勘探线上的勘探点位置相对应（或隔一个勘探点相对应），使横向上构成垂直于勘探线的数条横贯滑体的横勘探剖面，探查滑体的横向变化特征，及探查侧边界，形成控制整个滑体的勘探网。（三） 工程轴线勘探剖面的布设按选定的治理方案，有针对性地进行布设；对于实行一次详勘的项目，要及时与设计方沟通配合，其点线应服从设计工程布置要求。,四、勘查工作布置,（四） 勘探点的布设原则（1）勘探点应布设在勘查对象的关键部位和治理工程设计部位，除反映地质情况外，尽可能兼顾采样、现场试验和监测。（2）勘探点的布设服从勘探线，尽量限制在勘探线的范围内。若由于地质或其他重要原因必须偏离勘探线时，应尽可能控制在10m范围之内。对于必须查明的重大地质问题，可以单独投入勘探点而不受勘探线的限制。,四、勘查工作布置,（四） 勘探点的布设原则（3）每条纵勘探线上的勘探点不应少于3个，初步勘查阶段纵勘探线上勘探点的间距宜为50m80m，详细勘查阶段纵勘探线上勘探点的间距宜为30m60m。滑坡主勘探线宜取较小值，滑坡纵向变化大时宜取较小值，滑坡前后部宜取较小值。纵勘探线上勘探点布置应考虑构成横勘探线的需要，剪出口难以确定或横勘探线可能作为支挡线时，横勘探线应适当加密勘探点。,四、勘查工作布置,（3）钻探可占勘探点总数量的4534。其中控制性钻孔的数量可占钻孔数量的13。（4）井探、洞探工程是查证滑坡存在与否的重要手段，由于单靠钻探工程往往难以定论，因此必须保证井探、洞探工程的数量.（5）初步勘查探井、探洞数量占钻孔、探井、探洞总数的比例不宜少于15；详勘阶段探井、探洞数量占钻孔、探井、探洞总数的比例不宜少于14，对深层、超深层、超大型滑坡可适当减少，但不应少于1/5 。,四、勘查工作布置,滑坡勘探深度的确定 a) 对岩质滑坡或最低滑面为岩土界面的土质滑坡，勘探深度应根据滑面的可能深度确定。初步勘查阶段钻孔应进入可能的最低滑面以下3m5m，滑坡有无深层滑面难以判断时，个别控制性勘探点可根据需要加深；详细勘查阶段控制性钻孔进入最低滑面以下3m5m，一般性钻孔进入最低滑面以下lm3m；探井揭穿最低滑面即可； b) 对土层内部滑坡，详细勘查阶段的少数控制性钻孔可加深至下伏基岩中等风化层lm3m； c) 土层滑坡勘探孔进入滑床的深度应大于土层中所见同类岩性最大块石直径的1.01.5倍；,四、勘查工作布置,d) 初勘阶段的控制性钻孔，应不少于3个深孔，以查明深部滑动面或潜在滑动面（软夹层）为目的，其勘探深度应以地质判断为准。 e) 对需要防治的滑坡，详细勘查阶段可能治理部位的勘探深度应满足防治工程设计的需要，拟设置抗滑桩地段的钻孔进入滑床的深度宜为孔位处滑体厚度的1/31/2。 f ) 探井、探洞探测深度应穿过最低滑面（带）， 进入稳定岩土体即可，但宜保证取样、现场原位试验、地下水观测和变形监测的要求。,四、勘查工作布置,（6）物探工程：1）、在投入钻探、坑探之前，按勘探剖面的要求先布设物探剖面，用于探查该剖面上滑体厚度、物质组成和滑床形态，优化选定勘探剖面及勘探点位。在可研勘查及初设阶段勘查（详勘）其工作量可根据滑坡勘查剖面的数量、长度而定，测井可根据需要而定。施工图勘查可不用物探。2）、上述物探工作应进行二次解释。在钻探、井探、洞探对物探工作验证的基础上，与地质技术人员一起进行二次解释，避免消除物探的多解性的误差，提高物探的探测精度。,四、勘查工作布置,（7）试验： 1）、滑体土、滑带土测试指标应包括天然重度、饱和重度、含水量、压缩系数、液限、塑限、给水度、天然及饱和状态的粘聚力和内摩擦角。对于滑体土宜采用原状土三轴压缩试验。直接剪切试验结果应包括峰值强度指标和残余强度指标。滑体土、滑带土的剪切试验应以原状土的天然快剪和饱和快剪为主。当无法采得不扰动土样时，也可作重塑土的剪切试验。对滑床岩土体应作常规土工试验或岩石物性、强度及变形试验。 2）、对危岩体及其母岩、基座应采样作物性、抗压强度及变形试验。对受抗拉强度控制的危岩应采样作抗拉强度试验；对受抗剪强度控制的危岩应采样作室内抗剪强度试验，有条件时应进行现场抗剪强度试验。,四、勘查工作布置,（一）危岩体主勘探线的布置 主勘探线应垂直于危岩体临空面整体展布方向布置，且位于危岩体的中心，纵贯整个危岩体，向下穿过危岩体的可能失稳的部位进入稳定基座岩土体内，向上穿过危岩体最后一条控制性裂缝或卸荷带以外进入其后方稳定岩土体内。（二）危岩体副勘探线的布置 副勘探线平行于主勘探线布置。若有次一级危岩体（岩块），副勘探线应布设在其中心。（三）危岩体工程轴线勘探剖面的布置 沿设计工程轴线布置。,四、勘查工作布置,（四）危岩体勘探点的布设（1）当危岩体顶面裂缝不甚发育时，可按一定间距布置。当危岩体被裂缝切割时，宜保证被裂缝切割后形成的大的岩体（岩块）上均有一个钻孔，能控制其岩性、岩体结构、软夹层及基座；应保证危岩体后缘以上稳定岩体内有一控制性钻孔。（2）当危岩体后缘边界主裂缝发育时，该主裂缝的宽度、长度、深度、剖面形态、尖灭层位、充填情况应是勘探重点。在其两侧一定范围内宜布置一对钻孔，分别查明稳定岩（土）体和危岩体的岩性及结构并进行对比，投入跨孔声波探测以查明主裂缝发育深度、尖灭层位及主要控制性底面。,四、勘查工作布置,（3）临近陡崖临空面处可布设钻孔，但不宜太近，以防止钻孔漂出临空面。（4）可在主勘探线上临空面高度（从崖脚算起）的12或23处布置水平（或倾斜）钻孔。（5）宜在主勘探线下端危岩体底部布设一条平斜洞，探查危岩体底部控制面，其长度可纵贯整个主勘探线。（6）勘探点应能控制危岩体的主要结构面，揭露同一结构面的勘探点不宜少于3个。,四、勘查工作布置,危岩体勘探深度（一）一般勘探孔（1）初勘和详勘阶段的垂直（倾斜）勘探孔的深度应穿过最底层危岩体崩滑面（带），进入稳定岩土体（危岩体基座内）5m。水平（倾斜）钻孔应穿过危岩体后缘裂缝（或卸荷带）进入稳定岩土体内5m。若危岩体底部有溶洞或采空区，勘探孔应穿过并进入稳定基岩内。（2）施工图阶段的勘探孔深度，应满足治理工程设计的需要，拟设置桩、键、锚索等各种工程的勘探孔的深度应达到设计的地质要求。,四、勘查工作布置,（二）控制性勘探孔（1）初勘阶段的控制性钻孔，应保证2个以上（在危岩体中心部位和后方稳定岩（土）体内各一个），以查明危岩体深部崩滑面或潜在崩滑面为目的，其钻孔深度以地质判断为准，应深入到临空面底部高程以下部位。（2）详勘阶段的控制性钻孔，需探查危岩体基座和周边岩（土）体作为工程持力岩体的地质情况，水平（倾斜）钻孔以探查内锚固段为目的，垂直钻孔以探查桩、键设置为目的，应根据分析具体地质情况而定。（三）平（斜）洞的探测深度垂向上应穿过最底层崩滑带进入稳定岩土体内，水平方向应穿过危岩体后缘边界进入稳定岩土体内。,五、稳定性评价,滑坡的物质组成： 滑动岩土体 滑动面（滑动带）软弱结构面 滑床岩土体目的: 求岩土体和作为滑带的软弱结构面的物理力学性质（包括变形与强度参数）。意义: 为稳定性计算和治理设计提供参数。,五、稳定性评价,1、地质定性分析评价，进行滑坡稳定性计算前，应根据滑坡范围、规模、成因及已经出现的变形破坏迹象，对滑坡的稳定性作出宏观定性判断。 2、 滑坡稳定性评价应给出滑坡计算剖面在各工况下的稳定系数和稳定状态。 3、 对每条纵勘探线和每个可能的滑面均应进行滑坡稳定性评价。 4、 滑坡稳定性计算所采用的荷载可分为滑坡体自重、地面荷载、地下水与地表水压力。,五、稳定性评价,3. 滑坡稳定性评价： 除应考虑滑坡沿已查明的滑面滑动外，还应考虑沿其它可能的滑面滑动，应根据计算或判断找出所有可能的滑面及剪出口； 对推移式滑坡，应分析从新的剪出口剪出的可能性及前缘崩塌对滑坡稳定性的影响； 对牵引式滑坡，除应分析沿不同的滑面滑动的可能性外，还应分析前方滑体滑动后后方滑体滑动的可能性； 对涉水滑坡尚应分析塌岸后滑坡稳定性的变化。 滑坡稳定性计算最终结果所对应的滑动面应是已查明的滑面或通过地质分析及计算搜索确定的潜在滑面，不应随意假设。,4 .参数选取 滑动面（带）土的计算强度指标应根据试验成果、反分析成果和当地相似滑坡工程经验值综合确定。（1）试验参数的选取： 应注意测试方法与计算模型的配套性。试验法最大的不足是由于滑带土的不均匀性导致试验结果离散性太大。应注意参数测试方法、测试条件与滑坡原型条件之间的相似性与差异性； 滑坡稳定分析成果的可靠性，在很大程度上决定于对抗剪强度试验方法和强度指标的正确选择。因为试验方法所引起的抗剪强度的差别往往超过不同稳定性分析方法之间的差别。,反演或称反分析是通过恢复已破坏斜坡的原始状态或滑动后滑坡状态，在分析其破坏机理的基础上，一般应根据已经滑动或有明显变形的滑坡，采用双剖面法进行联合反算，条件不具备时可采用单剖面进行计算。应准确考虑滑坡出现滑动或变形时所处的工况，根据室内与现场不扰动滑动面（带）土的抗剪强度的试验结果及经验数据，建立极限平衡方程，然后反求滑动面的C、值。,（2）反分析法：,1）、明确反映变形破坏机制； 2）、计算步骤尽可能简化，抓住主要问题，提高适宜性， 3）、易于校核； 4）、不刻意追求新颖和复杂化。在进行反演分析时应特别注意以下几点： 1）、应尽可能地模拟滑坡蠕滑时的边界条件，尤其是地下水位，如果难以做到，则可取勘探时雨季最高地下水位； 2）、选择分析剖面与主滑剖面一致； 3）、用作反演分析的理论方法，应与设计用的稳定性及推力计算方法一致。,（2）反分析法：,（3）经验法（类比法）,各类规范、规程、手册都给出了较多的经验数据，在应用过程中要注意滑带土的相似性和不同性。 硬性结构面：主要由结构面的几何形态、胶结情况及充填厚度所决定。 1）、结构面起伏较大且较粗糙，内摩擦角较大； 2）、结构面如为钙质、铁质、硅质胶结，内聚力较大； 3）、随着结构面充填物厚度的增大，结构面抗剪强度由充填物的抗剪强度来控制。,滑坡计算参数,包括滑体和滑动面(滑带)的物理力学性质参数.在以上研究的基础上滑坡计算参数确定的基本思路如图:,5、稳定性计算,滑坡稳定性研究的主要任务是进行滑体稳定性计算，评价目前稳定状态和可能的变形发展趋势，它是在确定了地质模型和物理破坏模式以后，给出合理的数学概化模型。在稳定性计算中一定要分析滑坡的运动特征和动力特征，在影响因素分析中要分别进行诱发因素和激发因素进行分析。,同样的力学破坏模式，同样的力学参数，采用不同的计算方法，稳定性系数计算结果可相差30%。 同种计算方法，同样的力学参数，同样的力学破坏模式，剖分方法的不同，计算结果相差很大。不同影响因素状态下差值也不同。其差值最大可达20%。坡面或滑面越陡，剖分方法的影响越大。 在以下位置应设置滑坡体条块垂直分界面: 1）、滑动面倾角变化点； 2）、滑动面物理力学参数变化点； 3）、滑动面与地下水位线相交点； 4）、地面线与河流或水体设计水位线的交点； 5）、滑坡体重度突变位置； 6）、滑坡推力零界位置。,规范、规程中采用的计算方法： 1）、滑动面为单一滑面或圆弧形：瑞典条分法或毕肖普(Bishop)法。 2）、滑动面为平面（岩质）滑动时采用平面极限平衡法。 3）、滑动面为折线时采用传递系数法（不平衡推力）。,4）当滑坡体内地下水已形成统一水面时，应计入浮托力和动水压力。考虑静水压力时浸润线以下部分土体用饱和容重，考虑渗透力时用浮容重。 5）有后缘裂缝的岩质滑坡稳定性计算应考虑后缘裂缝的静水压力。 6）当库水位上升或下降时，浸润线计算可参照DB50/1432003。 7）当有局部滑动可能时，除验算整体稳定性外，尚应验算局部稳定性。,危岩稳定性评价,1 崩塌稳定性评价应包括陡崖、危岩和崩塌堆积体。2 陡崖稳定性可根据陡崖形态、卸荷裂隙特征和结构面组合关系，采用工程类比或结构面赤平投影等方法进行整体稳定性定性评价。危岩和崩塌堆积体稳定性应同时进行定性评价和定量评价。3 在进行危岩稳定性计算之前，应根据危岩范围、规模、地质条件，危岩破坏模式及已有变形破坏迹象，采用地质类比法或结构面赤平投影法对危岩稳定性做出定性判断。,危岩稳定性评价,4、危岩体稳定状态应根据定性分析和危岩稳定性计算结果综合判定，以定性为主、定量为辅。5、危岩体稳定性评价应给出危岩在不同工况下的稳定系数和稳定状态。6、 当危岩破坏模式难以确定时