工程地质勘察

1、第一章 水利水电工程地质勘察,【考试大纲】 熟练掌握各勘察设计阶段工程地质勘察的任务和要求。 熟练掌握各勘察设计阶段对水库区主要工程地质问题（包括渗漏、浸没、滑坡、崩塌、坍岸等）的勘察内容、方法。 熟练掌握各勘察设计阶段各类建筑物地质勘察工作的布置原则、勘察内容、方法及试验要求。 掌握抽水蓄能电站勘察的内容和要求。,水利水电工程地质勘察的任务,水利水电工程地质勘察是水利水电工程建设的基础性工作，其根本任务是应用地质学、工程地质学的原理及实践经验，运用工程地质的技术、方法，查明工程区的地质条件，充分论证有关工程地质问题，为水利水电工程的规划、设计和施工提供科学的地质依据。,重点内容,在这一章中，

2、应着重不同水工建筑物的勘察内容和勘察工作布置。特别是水库区、坝址及地下洞室的勘察是重点。 特别注意测绘范围与精度要求、勘探工作布置原则、勘探点的间距和深度要求等。 鉴于规范中已有具体、详细的规定，在此不一一介绍。,规划阶段勘察内容,了解区域地质和地震概况 了解各梯级水库工程地质条件和主要工程地质问题，分析成库条件 了解各梯级坝址工程地质条件和主要工程地质问题，分析建坝条件 了解引调水、防洪排涝、灌区、河道整治等工程的地质条件 普查（了解）天然建筑材料,可研阶段勘察内容,研究区域构造稳定性，确定场地地震动参数，评价工程场地的构造稳定性 初步查明工程区及建筑物的工程地质条件和主要工程地质问题，并作

3、出初步评价 初查天然建筑材料 进行移民集中安置点选址的工程地质勘察，初步评价新址区场地的整体稳定性和适宜性 与水电系统的预可研相近，但部分内容有差异,初步设计阶段勘察内容,根据需要补充区域构造稳定性评价 查明水库区水文地质、工程地质条件，评价存在的工程地质问题，预测蓄水后的变化，提出工程处理措施建议 查明各类水利水电工程建筑物区的工程地质条件，评价存在的工程地质问题，为建筑物设计和地基处理方案提供地质资料和建议 详查天然建筑材料 设立或补充完善地下水动态观测和岩土体位移监测，并应进行监测 查明移民新址区工程地质条件，评价场地稳定性和适宜性,各阶段水库区勘察的主要内容规划阶段：,了解水库的地质和

4、水文地质条件； 了解可能威胁水库成立的滑坡、潜在不稳定岸坡、泥石流等的分布，并分析其可能影响 了解水库运行后可能对城镇、重大基础设施的安全产生严重不良影响的不稳定地质体、坍岸和浸没等的分布范围 了解透水层与隔水层的分布范围、可溶岩地区的岩溶发育情况、河谷和分水岭的地下水位，分析水库封闭条件及产生渗漏的可能性 了解水库区可能对水环境产生影响的地质条件 了解重要矿产的分布情况。,各阶段水库区勘察的主要内容可研阶段：,初步查明水库区的水文地质条件，确定可能的渗漏地段，估算可能的渗漏量； 初步查明库岸稳定条件，确定崩塌、滑坡、泥石流、危岩体及潜在不稳定岸坡的分布，初步评价其在天然情况及水库运行后的稳定

5、性 初步查明可能坍岸位置，初步预测水库运行后的坍岸形式和范围，初步评价其对工程、库区周边城镇、居民区、农田等的可能影响 初步查明可能产生浸没地段的地质和水文地质条件，初步预测水库浸没范围和严重程度 初步研究和预测水库诱发地震的可能性、发震位置及强度 调查是否存在影响水质的地质体,各阶段水库区勘察的主要内容初设阶段：,在可行性研究阶段勘察工作的基础上，针对水库存在的地质问题，开展水库渗漏、浸没、库岸稳定性等专门性工程地质勘察工作。,针对库区主要工程地质问题的勘察要求,技术标准中针对库区渗漏、浸没和库岸稳定性等提出了勘察要求。 主要是在可研和初设阶段。,水库渗漏工程地质勘察可研,目的是初步圈定水库

6、蓄水后可能发生渗漏的地段，估算渗漏量的大小，初步评价渗漏对建库的影响程度及处理的可能性，为坝址选择和回水高程的确定提供资料。 方法是测绘和必要的勘探。勘探剖面垂直于地下水分水岭或平行于地下水流向布置，孔深应达到可靠的相对隔水层或喀斯特发育相对下限以下的适当深度。,水库渗漏地质勘察初设,对存在水库渗漏地段进行专门性勘察，定量地评定渗漏量，为防渗措施的选择和设计提供资料。 首先进行比例尺l/万1/2千的地质测绘，其次，应平行于水库渗漏方向布置勘探剖面线。 查明水文地质条件及测得渗透系数后，应根据边界条件选用适当的公式估算渗漏量，以便为防渗措施的设计提供依据。,水库浸没工程地质勘察,水库蓄水后使库区

7、周围地下水相应壅高而接近或高于地面，导致农田盐碱化、沼泽化及建筑物地基条件恶化、矿坑涌水等，这种现象称为浸没。 调查分析可能产生浸没的地形、地层岩性、水文地质等条件；通过地下水回水计算，预测地下水回水水位，进行浸没评价。,不同阶段浸没勘察的任务,可行性研究阶段预测水库的浸没范围 初步设计阶段应对已经圈定的浸没区进行详细勘察确定浸没区的范围；查明防护地段的水文地质、工程地质条件，提出处理措施建议。,浸没勘探要求,浸没区水文地质勘探剖面线应垂直库岸或平行地下水流向布置。勘探点应采用坑、孔，且控制性钻孔不应少于2个，其中一个孔应靠近水库设计正常蓄水位的边线布置，钻孔应进入相对隔水层；探坑应挖到地下水

8、位。,浸没地下水临界埋深Hcr的计算,式中：Hk为地下水位以上的土壤毛管水最大上升高度，m；H为安全超高值。对农业区，该值即根系层的厚度（约0.30.5m）；对城镇居民区，该值取决于基础埋深和地基土的情况等因素。 当浸没临界值Hcr大于潜水回水埋深值时，则会产生浸没。,库岸稳定性工程地质勘察,坍岸预测剖面，应垂直于库岸布置，近岸边的钻孔应打到水库死水位以下510m或陡坡脚，其余坑孔深度则根据具体情况确定。,初设阶段混凝土坝址勘察,1工程地质测绘应符合下列规定： 1）测绘比例尺可选用1200011000，高拱坝坝址可选用1500。 2）测绘范围应包括坝址水工建筑物场地和对工程有影响的地段。 3）

9、当岩性变化或存在软弱夹层时，应测绘详细的岩层柱状图。,初设阶段混凝土坝址勘察,2物探应符合下列规定： 1）宜采用综合测井和井下电视等方法调查结构面、软弱带的产状、分布、含水层和渗漏带的位置等。 2）可采用单孔法、跨孔法、跨洞法测定各类岩体纵波或横波波速，进行岩体动弹性模量或纵波波速的分区。 3）喀斯特区可采用孔间或洞间测试以及层析成像技术调查喀斯特洞穴的分布。,初设阶段混凝土坝址勘察,3勘探应符合下列规定： 1）勘探剖面线应根据具体地质情况结合建筑物特点布置。选定的坝线应布置坝轴线勘探剖面线和上、下游辅助勘探剖面线，剖面线间距根据坝高和地质条件，可采用50200m。溢流坝段、非溢流坝段、厂房坝

10、段等应有代表性勘探纵剖面线。 2）坝轴线勘探剖面线上的勘探点间距可采用2050m，其它勘探剖面线上勘探点间距可视具体需要确定。,初设阶段混凝土坝址勘察,3）钻孔深度应进入拟定建基面高程以下1/31/2坝高的深度，帷幕线上钻孔深度可采用坝高或进入相对隔水层不应少于10m。 4）第四纪地层上闸基的钻孔应结合闸墩和防渗、防冲建筑物布置，钻孔深度宜根据覆盖层厚度及建基面高程确定。当覆盖层厚度小于闸底宽时，钻孔深度应进入基岩510m；当覆盖层厚度大于闸底宽度时，钻孔深度宜为闸底宽度的12倍，并应进入下伏承载力较高的土层或相对隔水层。,初设阶段混凝土坝址勘察,5）专门性钻孔的孔距、孔深可根据具体需要确定。

11、 6）平洞、坚井、大口径钻孔和河底平洞应结合建筑物位置、两岸地形、地质条件和岩体原位测试工作的需要布置。高陡岸坡宜布置平洞；地形、地层平缓时宜布置竖井或大口径钻孔；当存在影响坝基稳定的断层、破碎带和软弱夹层时可布置河底平洞。 7）拱坝坝肩每隔3050m高程应布置平洞。 8）抗力体部位应布置专门勘探工程查明中、缓倾角软弱结构面。,初设阶段混凝土坝址勘察,9）当钻孔或平洞遇到溶洞或大量漏水时，应继续追索或采用其它手段查明情况。 4岩土试验应符合下列规定： 1）主要岩石的室内物理力学性质试验组数累计不应少于10组；影响坝基变形的岩类原位变形模量试验不应少于4点；控制坝基抗滑稳定的岩层或滑动面的原位抗

12、剪和抗剪断试验组数不应少于4组。,初设阶段混凝土坝址勘察,2）第四纪地层上的坝闸基持力层范围内的每一土层均应取原状样，并进行室内物理力学性质试验，土层主要指标的试验组数累计不得少于11组。 3）土层和粉细砂层应结合钻探进行标准贯入试验，软粘土应进行十字板剪切试验。 4）根据需要可进行地质力学模型试验，岩体应力测试，载荷试验，混凝土拖板试验，可能液化土的三轴振动试验和管涌土的渗透变形试验等专门性试验。,初设阶段混凝土坝址勘察,5水文地质试验应符合下列规定： 1）坝基、坝肩及帷幕线上的基岩钻孔应进行压水试验，其它部位的钻孔可根据需要确定。坝高大于200m时，宜进行大于设计水头的高压压水试验及为查明

13、渗透性各向异性的定向渗透试验。 2）覆盖层应进行抽水试验，根据含水层的复杂程度可选用单孔或多孔，分层或综合抽水试验。 3）喀斯特区应进行连通试验和抽水试验。,初设阶段混凝土坝址勘察,6地下水动态观测应符合下列规定： 1）观测内容应包括水位、水温、水化学、流量或涌水量等； 2）观测时间应延续一个水文年以上，并完善观测网。 7不稳定岩土体位移监测。,初设阶段土石坝址勘察,坝址区测绘范围同混凝土坝址，比例尺为1/10001/5000。物探方法以综合测井为主。 勘探剖面应结合当地材料坝的坝轴线，防渗线、排水减压井、消能建筑等布置。勘探点间距为50100m。钻孔孔深：覆盖层地基，当下伏基岩埋深小于一倍坝

14、高时，钻孔应深入基岩面以下1020m，帷幕线上孔深视需要而定；当下伏基岩埋深大于一倍坝高时，孔深应根据透水层和相对隔水层的具体情况确定。基岩地基上的钻孔孔深为1/31/2倍坝高，帷幕线上的孔深不小于一倍坝高。,初设阶段土石坝址勘察,对两岸基岩岸坡应布置平洞、钻孔或探槽，以查明风化带、卸荷带、断层破碎带、喀斯特洞穴通道等的位置。 坝基主要透水层的抽水试验不少于3次。强透水的大断层破碎带应专门作水文地质试验。软弱土层抗剪以三轴试验为主。原位试验主要是标贯试验、十字板剪切试验、荷载试验、渗透变形试验、抽水试验。,例题,例题1题干,某水利枢纽区分布有两条区域性活动断裂带，坝址位于倒转背斜一翼，褶皱、断

15、裂发育，坝基岩体以炭质页岩、泥岩为主。拟建混凝土重力坝，坝高40m。下列哪个选项是该工程可行性研究阶段应查明、评价的工程地质问题？ A 坝基抗滑稳定 B 坝基渗透性 C 坝基沉降稳定 D 区域构造稳定 答案：D,例题2题干,某坝址谷底高程900m，谷顶高程960m，坝址区基岩以泥灰岩为主，其抗剪强度f=0.3，坝肩岩体强风化深度约5m、其透水率18Lu，坝基河床覆盖层为砂砾石、厚约50m，拟建土石坝坝高45m。下列哪一选项是该坝基的主要工程地质问题。 A 抗滑稳定 B 渗透稳定 C 坝肩边坡稳定 D 绕坝渗漏,例题2解题,答案：B 解题： 1 土石坝坝高45m，坝顶以上永久边坡仅15m，坝肩高

16、边坡稳定问题不突出。 2 坝肩强风化带可做挖除处理，不存在绕坝渗漏问题。 3 河床覆盖层30m，对高45m的土石坝不可能做挖除处理，坝基直接坐落在砂砾石上，不存在抗滑稳定问题，但存在渗透稳定问题。,例题3题干,某水库总库容4.5108m3，坝址位于峡谷区，拟建混凝土重力坝高70m，坝基地层为二迭系砂岩，河床覆盖层厚30m，可研阶段在坝址布置一条主勘探剖面。下列哪一选项的勘探布置符合GB504872008的规定。,例题3图示,例题3解题,GB504872008 5.4.2的有关技术规定： 1 主要剖面勘探点间距不应大于100m 2 河床部位不应少于2个钻孔，孔深H/2H，即35m70m。 3 两

17、岸坝肩 正常水位以上应布置钻孔，孔深应达到河水位高程以下。 4 峡谷区河流坝址两岸坝肩部位应分高程布置平硐。 选项B河床仅1个钻孔，且两岸孔深未达河水位高程以下；选项C两岸坝肩未分高程布置平硐；选项D两岸坝肩钻孔应布置在正常高水位以上。 选项A正确。,例题4题干,某小型水库设计正常蓄水位145m。初步设计阶段似对可能的浸没区进行勘察。浸没区地层结构如图示，其中粉质粘土、粉土、粘土。下列哪个选项勘探布置符合SL552005的规定？,例题4图示,例题4解题,解题：中小型水利水电工程地质勘察规范（SL552005）5.2.8规定：浸没区勘探冲面应垂直库岸或平行地下水流向布置。勘探点宜采用钻孔或试坑，每一剖面上不宜少于3个勘探点。在可能浸没区靠近水库设计蓄水位边线附近应有钻孔或试坑控制，试坑深度应达到地下水位，钻孔应进入相对隔水层。 B 选项中，正常蓄水位边线附近没有勘探点。 C 选项试坑深度未达到地下水位。 D 选项勘探点数量少于3个。 因此，选项A是正确的。,例题5题干,平原区某河流上拟建一座分洪闸，工程规模为大(2)型。设计闸前最高水位为45.0m，闸底宽度12m，建基面高程26.5m。河床地面高程28.0m，河水位29.0m。河床部位地层结构为：01.2m，粉土，松散；1.28.