工程地质测绘二

第二章工程地质测绘第一节工程地质测绘的意义和特点

工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料，编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。

工程地质图的测制（野外填图）一、概述工程地质测绘是工程地质勘察过程中的基础工作，是勘察中最先进行的项目。工程地质测绘的目的是为编制工程地质图系统地获取原始资料。工程地质测绘的任务是运用工程地质理论，通过系统地野外工作，观察、描述各种地质要素的表现，从而查明工程地区的工程地质条件，并将所获取的资料反映在地形底图上，并编制工程地质图件，为编写报告书提供准确依据。工程地质测绘是由掌握一定理论的人员来进行的，野外的第一手资料和对现象的认识，比用其他间接方法所得结论要直接和切合实际。它是一种可在短期内用少量投资的情况下，取得对工作区地表工程地质条件的认识的重要手段。二、工程地质测绘的作用工程地质测绘最发挥作用的地区是那些基岩裸露或出露条件较好的地区。工程地质测绘的作用随下列因素而变化1、勘察阶段

在规划、可行性研究等初期阶段，通过工程地质测绘对工程地质条件作全面了解，其重要性是明显的，在后期阶段则其作用退居次要地位。

2、地区的研究程度

研究程度较低的地区，综合性工程地质测绘占重要地位，研究程度较高的地区，只需做专门性工程地质测绘。3、设计建筑物的类型不同建筑物，测绘作用不同。水利枢纽——工程地质测绘+勘探+试验+……水库区——工程地质测绘为主要手段线形工程——工程地质测绘为主4、地质条件的复杂程度

基岩、构造复杂地区，工程地质测绘作用显著。三、工程地质测绘与普通地质测绘的区别1、工程地质测绘密切结合工程建筑物的要求，结合工程地质问题进行。2、对与工程有关的地质现象，如软弱层、风化带、断裂带的划分，节理裂隙、滑坡、崩塌等，要求精度高，涉及范围较广，研究程度深。3、常使用较大比例尺（110000~1:2000~1:500），对重要地质界限或现象采用仪器法定位。当然在区域性研究中也使用中、小比例尺。4、突出岩土类型、成因、岩土地质结构等工程地质因素的研究，对基础地质方面，尽量利用已有资料，但对重大问题应进一步深化研究。第二节工程地质测绘的范围、比例尺、和精度一、工程地质测绘范围的确定区域测绘按图幅范围进行，专门工程地质测绘按有关工程地质问题的研究需要圈定范围。工程地质测绘范围的确定原则：1、拟建建筑物的类型、规模、设计阶段。2、区域地质条件的复杂程度和研究程度。

工程地质测绘不像一般的区域地质或区域水文地质测绘那样，严格按比例尺大小由地理坐标确定测绘范围，而是根据拟建建筑物的需要在与该项工程活动有关的范围内进行。原则上，测绘范围应包括场地及其邻近的地段。适宜的测绘范围，既能较好地查明场地的工程地质条件，又不致于浪费勘察工作量。根据实践经验，由以下三方面确定测绘范围，即拟建建筑物的类型和规模、设计阶段以及工程地质条件的复杂程度和研究程度。建筑物的类型、规模不同，与自然地质环境相互作用的广度和强度也就不同，确定测绘范围时首先应考虑到这一点。

例如，大型水利枢纽工程的兴建，由于水文和水文地质条件急剧改变，往往引起大范围自然地理和地质条件的变化；这一变化甚至会导致生态环境的破坏和影响水利工程本身的效益及稳定性。此类建筑物的测绘范围必然很大，应包括水库上、下游的一定范围，甚至上游的分水岭地段和下游的河口地段都需要进行调查。房屋建筑和构筑物一般仅在小范围内与自然地质环境发生作用，通常不需要进行大面积工程地质测绘。

在工程处于初期设计阶段时，为了选择建筑场地一般都有若干个比较方案，它们相互之间有一定的距离。为了进行技术经济论证和方案比较，应把这些方案场地包括在同一测绘范围内，测绘范围显然是比较大的。但当建筑场地选定之后，尤其是在设计的后期阶段，各建筑物的具体位置和尺寸均已确定，就只需在建筑地段的较小范围内进行大比例尺的工程地质测绘。可见，工程地质测绘范围是随着建筑物设计阶段(即岩土工程勘察阶段)的提高而缩小的。

一般的情况是：工程地质条件愈复杂，研究程度愈差，工程地质测绘范围就愈大。工程地质条件复杂程度包含两种情况：(1)一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。

例如，构造变动强烈，有活动断裂分布；不良地质现象强烈发育；地质环境遭到严重破坏；地形地貌条件十分复杂。

(2)另一种情况是场地内工程地质条件比较简单，但场地附近有危及建筑物安全的不良地质现象存在。

如山区的城镇和厂矿企业往往兴建于地形比较平坦开阔的洪积扇上，对场地本身来说工程地质条件并不复杂，但一旦泥石流暴发则有可能摧毁建筑物。此时工程地质测绘范围应将泥石流形成区包括在内。又如位于河流、湖泊、水库岸边的房屋建筑，场地附近若有大型滑坡存在，当其突然失稳滑落所激起的涌浪可能会导致灭顶之灾。二、工程地质测绘绘比例尺的选择工程地质测绘的比比例尺大小主要取取决于设计要求。。建筑物设计的初初期阶段属选址性性质的，一般往往往有若干个比较较场地，测绘范围围较大，而对工程程地质条件研究的的详细程度并不高高，所以采用的比比例尺较小。但是，随着设计工工作的进展，建筑筑场地的选定，建建筑物位置和尺寸寸愈来愈具体明确确，范围愈益缩小小，而对工程地质质条件研究的详细细程度愈益提高，，所以采用的测绘绘比例尺就需逐渐渐加大。当进入到到设计后期阶段时时，为了解决与施施工、运用有关的的专门地质问题，，所选用的测绘比比例尺可以很大。。在同一设计阶段内内，比例尺的选择择则取决于场地工工程地质条件的复复杂程度以及建筑筑物的类型、规模模及其重要性。工工程地质条件复杂杂、建筑物规模巨巨大而又重要者，，就需采用较大的的测绘比例尺。总总之，各设计阶段段所采用的测绘比比例尺都限定于一一定的范围之内。。2、根据国际惯例例和我国各勘察部部门的经验，工程程地质测绘比例尺尺一般规定为：(1)可行性性研究勘察阶段1∶50000~1∶5000,属小、中比比例尺测绘；(2)初步勘察察阶段1∶10000~1∶2000,属中中、大比例尺测绘绘；(3)详细勘察察阶段1∶∶2000~1∶∶200或或更大，属属大比例尺尺测绘。1、比例尺尺选定原则则：（1）应和和使用部门门的要求提提供图件的的比例尺一一致或相当当。（2）与勘勘测设计阶阶段有关。。（3）在同同一设计阶阶段内，比比例尺的选选择取决于于工程地质质条件的复复杂程度、、建筑物类类型、规模模及重要性性。在满足足工程建设设要求的前前提下，尽尽量节省测测绘工作量量。三、工程地地质测绘的的精度要求求工程地质测测绘的精度度包含两层层意思，即即对野外各各种地质现现象观察描描述的详细细程度，以以及各种地地质现象象在工程地地质图上表表示的详细细程度和准准确程度。。为了确保保工程地质质测绘的质质量，这个个精度要要求必须与与测绘比例例尺相适应应。“精度”指指野外地质质现象能够够在图上表表示出来的的详细程度和准确度。1、详细程程度指对地质现现象反映的的详细程度度，比例尺尺愈大，反反映的地质质现象的尺尺寸界限愈愈小。一般规定，，按同比例例尺的原则则，图上投投影宽度2mm的地层或地地质单元体体，均应按按比例尺反反映出来。。投影宽度度<2mm的重要地质质单元，应应使用超比比例符号表表示。如软软弱层、标标志层、断断层、泉等等。观测点的要要求，与测测绘比例尺尺相同的地地形底图上上每1cm²方格内，平平均有一个个观测点。。复杂地段段多布，简简单地段少少布，计算算总点数/Km²。例如：测测绘比例尺尺1:1万万地地形图图1:1万万1cm相当于=100m1cm²相当于=10000m²控制标准为为100点点/Km²不同比例尺尺反映的地地质单元体体尺寸：比例尺1:10万1:5万万1:1万万1:10001:500尺寸寸200m100m20m2m1m2、准确度度指图上各种种界限的准准确程度，，即与实际际位置的允允许误差。。界限误差0.5mm比例尺1:10万万1:5万1:1万万1:1000误差50m25m5m0.5m一般对地质质界限要求求严格，大大比例尺测测绘采用仪仪器定点。。要求将地质质观测点布布置在地质质构造线、、地层接触触线、岩性性分界线线、不同地地貌单元及及微地貌单单元的分界界线、地下下水露头以以及各种不不良地质现现象分布的的地段。。观测点的的密度应根根据测绘区区的地质和和地貌条件件、成图比比例尺及工工程特点等等确定。为了更好地地阐明测绘绘区工程地地质条件和和解决岩土土工程实际际问题，对对工程有重重要影响的的地质单元元体，如滑滑坡、软弱弱夹层、溶溶洞、泉、、井等，必必要时在图图上可采用用扩大比例例尺表示。。第三节工工程程地质测绘绘的研究内内容在工程地质质测绘过程程中，应自自始至终以以查明场地地及其附近近地段的工工程地质条条件和预测测建筑物与与地质环环境间的相相互作用为为目的。因因此，工程程地质测绘绘研究的主主要内容是是工程地质质条件的诸诸要素；；此外，还还应搜集调调查自然地地理和已建建建筑物的的有关资料料。下面将将分别论述述各项研究究内容的研研究意义、、要求和方方法。一、地层岩岩性地地层岩性性是工程地地质条件最最基本的要要素和研究究各种地质质现象的基基础，所以以是工程地地质测绘最最主要的研研究内容。。工程地质测测绘对地层层岩性研究究的内容包包括：①确确定地层的的时代和填填图单位；；②各类岩岩土层的分分布、岩性性、岩相及及成因类型型；③岩土土层的正常常层序、接接触关系、、厚度及其其变化规律律；④岩岩土的工程程性质等。。岩土是各类类建筑物的的地基，也也可作为天天然建筑材材料。岩石和土是是最基本的的工程地质质要素，一一切地质体体的组成物物质。它参参与地质结结构的组合合，决定地地形地貌和和自然地质质作用的发发育特征，，控制地下下水的分布布和矿产分分布。工程地质测测绘中，必必须以岩土土分类为重重点，并力力求在图上上反映出来来，不能仅仅作为一般般的地层划划分，以提提供具有工工程地质意意义的独特特信息。1、基岩的的研究（1）运用用地质历史史—成因观观点和方法法，作为基基本思路，，正确划分分岩石建造造，确定岩岩性特征，，为工程地地质意义上上的岩石分分类奠定基基础。（2）重视视岩相的研研究，岩相相反映岩石石的生成环环境和地质质历史，利利用岩相标标志，帮助助判明不同同性质的岩岩类的空间间分布，进进行岩组划划分，并区区分其力学学性质，是是一种可行行的手段。。（3）特别别注意对工工程建筑物物的稳定性性和安全有有重要意义义的地层划划分，它不不同于普通通地质测绘绘中分层原原则（界、、系、统、、组），注注意软弱层层、软质岩岩类、岩溶溶隔水层等等标志层的的划分，对对沉积岩来来说，同一一层中应按按岩性分组组或段。（4）野外外工作中，，利用便携携式测试仪仪器取得岩岩石物理力力学性质。。2、第四纪纪地层（土土）的研究究（1）沉积积年代的测测定数值法：年度法（历历史记录、、年轮、纹纹泥）、放放射性测量量（C14、铀素系列、、钾-氩法、裂裂变轨迹））、其他辐辐射性测量量（铀趋势势、热释光光、电子旋旋转共振、、10Be、36Cl、26Al等）。相对测年法法：氨基酸外缩缩旋体、黑黑曜岩水化化、火山碎碎屑水化、、地衣（苔苔藓），土土壤发育、、岩石矿物物风化、累累进地形改改造、沉积积速率、地地貌部位和和下切速率率、变形率率。对比法：地层学、火火山灰年代代学、古地地磁、化石石、古生物物、稳定同同位素、、玻陨石和和微观玻陨陨石。（2）成因因类型和岩岩相的研究究解决地质结结构、地层层相变关系系等问题，，正确作出出地层剖面面。（3）划分工程程地质单元体同一单元体具有有相似的计算指指标。作为取样和试验验的基本单位。。二、地质结构的的研究1、工程地质条条件中，结构构构造因素是控制制性因素，地质质结构的研究具具有重要意义。。决定区域稳定性性的首要因素，，特别是活动构构造控制岩体结构及及裂隙空间分布布的主导因素，，结构面(节理理、片理、劈理理等）是各种性性质不同的结构构面产生的基础础，限定其空间间分布规律，破破坏了岩体的均均一性和完整性性，也是产生软软弱结构面的基基本因素。是评价工程场地地岩体稳定性的的重要因素（坝坝基抗滑稳定性性、边坡稳定性性等）。控制区域地貌、、水文地质条件件、物理地质现现象的发育和分分布。工程地质测绘对对地质构造研究究的内容包括：：①岩层的产状及及各种构造型式式的分布、形态态和规模；②软弱结构面(带)的产状及及其性质，包括括断层的位置、、类型、产状、、断距、破碎带带宽度及充填胶胶结情况；③岩土层各种接接触面及各类构构造岩的工程特特性；④挽近期构造活活动的形迹、、特点及与地震震活动的关系等等。2、研究内容褶曲构造的研究究：形态、类型、轴轴线位置、褶曲曲要素、细部变变化。断裂的研究：：断裂性质（长度度、宽度、构造造岩—断层岩、、糜棱岩、角砾岩、、片状岩、碎块块岩等）、断裂裂带的胶结成岩化程程度、断裂交汇汇点、错动次数数、现代活动性。活动构造的研究究：工程使用期间的的活动、活动年年龄。断层物质的测定定（断层泥矿物物分析、断层泥泥显微结构分析析）、断断层运动动方式的测定（（构造岩显微结结构分析、方解解石脉显微结构构分析）、断层层活动年龄的测测定、断层现今今活动性测定（（As、Hg、Sb、B等元素测定）、、活动速率的确确定（地貌学、、地质学、测量量学）、断裂活活动性监测。节理裂隙的研究究：大量统计节理裂裂隙参数（产状状、长度、宽度度、充填物等））、结构面网络络分析、野外估估算RQD。RQD=115-3.3Jv三、地形地貌的的研究地形研究：：由测量、地形图图进行研究地貌研究：：地貌是岩性、地地质构造、新构构造运动的综合合反映和近期期外动力地质作作用的结果。利用地貌学原理理，结合野外观观察、航片解译译可有效地解决决工程地质测绘绘中的宏观判断断。同一地貌单元，，常具有相似的的地形特征、地地质结构、水文文地质条件、动动力地质作用过过程。在工程地质分区区中，常以地貌貌作为划分大区区的标准。地貌研究的程度度应与测绘比例例尺相适应。工程地质测绘中中地貌研究的内内容有：①地貌形态特征征、分布和成因因；②划分地貌单元元，地貌单元元形成与岩性、、地质构造及不不良地质现象等等的关系；③各种地貌形态态和地貌单元的的发展演化历史史。在山前地段和山山间盆地边缘广广泛分布的洪积积物，地貌上多多形成为洪积扇扇。一个大型洪洪积扇，面积可可达几十甚至上上百平方公里，，自山边至平原原明显划分为上上部、中部和下下部三个区段，，每一区段的地地质结构和水文文地质条件不同同，因此建筑适适宜性和可能产产生的岩土工程程问题也各异。洪积扇的上部由由碎石土(砾石石、卵石和漂石石)组成，强度度高而压缩性小小，是房屋建筑筑和构筑物的良良好地基；但由由于渗透性强，，若建水工建筑筑物则会产生严严重渗漏。中部以砂土为主主，且夹有粉土土和粘性土的透透镜体，开挖基基坑时需注意细细砂土的渗透变变形问题；该部部与下部过渡地地段由于岩性变变细，地下水埋埋深浅，往往有有溢出泉和沼泽泽分布，形成泥泥炭层，强度度低而压缩性大大，作为一般房房屋地基的条件件较差。下部主要分布粘粘性土和粉土，，且有河流相相的砂土透镜体体，地形平缓，，地下水埋深较较浅。若土体形形成时代较早，，是房屋建筑较较理想的地基。。平原地区的冲积积地貌，应区分分出河床、河漫漫滩、牛轭湖和和阶地等各种地地貌形态。不同同地貌形态的的冲积物分布和和工程性质不同同，其建筑适宜宜性也各异。河床相沉积物主主要为砂砾土，，将其作为房房屋地基是良好好的，但作为水水工建筑物地基基时将会产生渗渗漏和渗透变形形问题。河漫滩相一般为为粘性土，有时时有粉土和粉、、细砂夹层，土土层厚度较大，，也较稳定，一一般适宜作各种种建筑物的地地基；需注意粉粉土和粉、细砂砂层的渗透变形形问题。牛轭湖相是由含含有大量有机质质的粘性土和和粉、细砂组成成的，并常有泥泥炭层分布，土土层的工程性质质较差，也较复复杂。对阶地的的研究，应划分分出阶地的级数数，各级阶地的的高程、相对高高差、形态特征征以及土层的物物质组成、厚度度和性状等；并并进一步研究其其建筑适宜性和和可能产生的岩岩土工程问题。。四、水文地质条条件的研究在工程地质测绘绘中研究水文地地质的主要目的的，是为研究与与地下水活动有有关的岩土工程程问题和不良地地质现象提供资资料。例如，兴建房屋屋建筑和构筑物物时，应研究岩岩土的渗透性、、地下水的埋埋深和腐蚀性，，以判明对基础础砌置深度和基基坑开挖等的影影响。进行尾矿坝与贮贮灰坝勘察时，，应研究坝基基、库区和尾矿矿(灰碴)堆积积体的渗透性和和地下水浸润曲曲线，以判明坝坝体的渗透稳定定性、坝基与库库区的渗漏及其其对环境的影响响。在滑坡地段研究究地下水的埋藏藏条件、出露情情况、水位、、形成条件以及及动态变化，以以判定其与滑坡坡形成的关系。。因此水文地质质条件也是一项项重要的研究内内容。在工程地质测绘绘过程中对水文文地质条件的研研究，应从地层层岩性、地质构构造、地貌特征征和地下水露头头的分布、类型型、水量、水质质等入手，并结结合必要的勘探探、测试工作，，查明测区内地地下水的类型、、分布情况和埋埋藏条件；含水水层、透水层和和隔水层(相对对隔水层)的分分布，各含水层层的富水性和和它们之间的水水力联系；地下下水的补给、径径流、排泄条件件及动态变化；；地下水与地表表水之间的补、、排关系；地下下水的物理性质质和化学成分等等。在此基础上上分析水文地质质条件对岩土工工程实践的影响响。五、动力地质作作用与现象（不不良地质现象））的研究不良地质现象研研究的目的，是是为了评价建筑筑场地的稳定性性，并预测其对对各类岩土工程程的不良影响。。由于不良地质质现象直接影响响建筑物的安全全、经济和正常常使用，所以工工程地质测绘时时对测区内影响响工程建设的各各种不良地质现现象必须详加研研究。研究不良地质现现象要以地层岩岩性、地质构造造、地貌和水文文地质条件的研研究为基础，并并搜集气象、水水文等自然地理理因素资料。研究内容包括：：各种不良地质质现象(岩溶、、滑坡、崩塌、、泥石流、冲沟沟、河流冲刷、、岩石风化等)的分布、形态态、规模、类型型和发育程度，，分析它们的形形成机制和发展展演化趋势，并并预测其对工程程建设的影响。。1、自然动力地地质作用与现象象（物理地质现现象）研究工程开发区区，由于自然地地质作用对工程程建筑物的不利利影响，可能引引起