第2章-工程地质测绘

第2章工程地质测绘第1节工程地质测绘的意义和特点•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。第1节工程地质测绘的意义和特点•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。•目的：为编制工程地质图系统地获取原始资料。第1节工程地质测绘的意义和特点•内容•综合性测绘•是对场地或建筑地段工程地质条件诸要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究，为编制综合工程地质图提供资料。•专门性测绘•对工程地质条件的某一要素进行专门研究，为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料的。工程地质测绘的意义1、工程地质测绘是岩土工程勘察中的一项重要的基础工作，他是先行者；2、工程地质测绘可完成工程地质平面图和剖面图；3、工程地质测绘为岩土工程勘察工作提供精确的计算空间。工程地质测绘的特点1、工程地质测绘对地质现象的研究，应围绕建（构）筑物的要求而进行；2、工程地质测绘要求的精度较高；3、为了满足工程设计和施工的要求，工程地质测绘经常采用大比例尺专门性测绘。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（110000~1:2000~1:500），对重要地质界限或现象采用仪器法定位。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2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二、工程地质测绘比例尺的确定三、工程地质测绘的精度要求一、工程地质测绘范围的确定测绘范围：场地及其邻近地段主要考虑以下三方面：1、拟建建（构）筑物的类型和规模；2、设计阶段在工程初设阶段，为了选择场地又要比较方案则范围大；在工程施工图设计阶段场址已选定，很具体，则范围小；3、工程地质条件复杂程度和研究程度建筑类型、规模建筑物的类型、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，通设计阶段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。场地复杂程度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。两种情况值得注意：(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。二、工程地质测绘比例尺的确定根据规范和我国各勘察部门的经验，工程地质测绘比例尺一般规定为：1、可行性研究勘察阶段：1：50000〜1：5000，属小、中比例尺测绘；2、初步勘察阶段：1：10000〜1：2000，属中、大比例尺测绘；3、详细勘察阶段：1：2000〜1:500或更大，属大比例尺测绘。4、条件复杂时，比例尺可适当方法。地质观测点的布置、密度和定位要求（1）在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层位和每个地质单元体应有地质观测点。（2）地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定，并应具有代表性。（3）地质观测点应充分利用天然和已有的人工露头，当露头少时，应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽。（4）地质观测点的定位应根据精度要求选用适当方法；地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头和不良地质作用等特殊地质观测点，宜用仪器定位。三、工程地质测绘的精度要求地质观测点布置：•目的性明确，密度合理，具有代表性•数量以能够控制重要的地质界线，说明工程地质条件，利于岩土工程评价•观测点布置：•地质构造线、地层接触线、岩层分界线、地秒单元分界线、地下水露头、不良地质分布•密度：图上距离2-5cm工程地质测绘精度不做严格要求，在任何比例尺的图上建筑地段地质界线和地质观测点，在图上的误差不超过3mm，其他地段5mm。水利、水电、铁路等系统要求小于2mm。综合性工程地质测绘每平方公里内观测各数如下表：比例尺工程地质条件复杂程度简单中等复杂点个数路线长度(km)点个数路线长度(km)点个数路线长度(km)1：20万0.490.500.610.601.100.701：10万0.961.001.441.202.161.401：5万1.912.002.942.405.292.801：2.5万3.964.007.504.8010.005.601：1万13.806.0026.008.0034.6010.00三、工程地质测绘的精度要求三、工程地质测绘的精度要求地质观测点定位方法：•中、小比例尺：目测、半仪器法；•大比例尺：仪器法；•特殊意义的观测点（中、小比例尺）：仪器法测绘用地形图一般比提交成果比例尺大一级地质点标测方法方法仪器设备说明适用比例尺目测法利用地形图上地形地物的特点估测地质点位置≤1：25000半仪器法交汇法罗盘仪选择3个明显地形地物点，用罗盘仪测出地质点相应的3个方位角，在地形图上画出上述方位角，这三条线之交点即为地质点1：25000～1：5000导线法罗盘仪测绳选择与地质点相邻的三角点、水准点、地物点为基点，罗盘仪测方位，测绳量距离，对地质点进行位置标测仪器法经纬仪水准仪GPS用经纬仪、水准仪、GPS等测定地质点位置和高程≥1：5000第3节工程地质测绘和调查的前期准备工作、方法及程序一、工程地质测绘和调查的前期准备工作二、工程地质测绘和调查的方法三、工程地质测绘和调查的程序一、工程地质测绘和调查的前期准备工作编制测绘纲要踏勘资料收集和研究资料收集和研究区域地质资料遥感资料气象资料水文资料地震资料水文及工程地质资料建筑经验踏勘•根据地形图，在测区范围内按固定路线进行踏勘，—般釆用“之”字形、曲折迂回而不重复的路线，穿越地形、地貌、地层、构造、不良地质作用有代表性的地段；•踏勘时，应选择露头良好、岩层完整有代表性的地段作出野外地质剖面，以便熟悉和掌握测区岩层的分布特征；•寻找地形控制点位置，并抄录坐标、标高等资料；•访问和收集洪水及其淹没范围等情况；•了解测区供应、经济、气候、住宿、交通运输等条件。编制测绘纲要工作任务情况•目的、要求、测绘面积、比例尺等；自然地理条件位置•交通、水文气象、地形地貌等；地质概况•地层、岩性、地下水、不良地质现象；工作量、工作方法及精度要求•其中工作量包括观测点、勘探点的布置、室内及野外测试工作；人员组织及经费预算；材料物资器材及机具的准备和调度计划；工作计划及工作步骤；拟提供的各种成果资料、图件。工程地质测绘和调查的方法•测绘方法•相片成图法•实地测绘法相片成图法利用地面摄影或航空（卫星）摄影相片，在室内根据判读标志，结合所掌握的区域地质资料，将判明的地层岩性、地质构造、地貌、水系和不良地质现象，调绘在单张相片上，并在相片上选择若干地点和路线，去实地进行校对和修正，绘成底图，最后再转绘成图。优势略势实地测绘法•路线穿越法•布点法•追索法路线穿越法沿着一定的路线（应尽量使路线与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直，并应尽量使路线的起点具有较明显的地形、地物标志，此外，应尽量使路线穿越露头较多、覆盖层较薄的地段），穿越测绘场地，把走过的路线正确地填绘在地形图上，并沿途详细观察和记录各种地质现象和标志，如地层界线、构造线、岩层产状、地下水露头、各种不良地质现象，将它们绘制在地形图上。路线法一般适合于中、小比例尺测绘。布点法布点法是工程地质测绘的基本方法，也就是根据不同比例尺预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。观测点一般布置在观测路线上，但观测点的布置必须有具体的目的，如为了研究地质构造线、不良地质现象、地下水露头等。观测线的长度必须能满足具体观测目的的需要。布点法适合于大、中比例尺的测绘工作。追索法它是沿着地层走向、地质构造线的延伸方向或不良地质现象的边界线进行布点追索，其主要目的是查明某一局部的工程地质问题。追索法是在路线法和布点法的基础上进行的，它属于一种辅助测绘方法。第4节工程地质测绘的研究内容一、地层岩性二、地质构造三、地貌四、水文地质五、不良地质现象六、已有建筑物的调查七、人类活动对场地稳定性的影响一、地层岩性地层岩性是工程地质条件最基本的要素和研究各种地质现象的基础，所以是工程地质测绘最主要的研究内容。工程地质测绘对地层岩性研究的内容包括四个：•确定地层的时代和填图单位；•各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型；•岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规律；•岩土的工程性质等。确定地层的时代和填图单位•地层时代的确定可直接利用已有的成果。若无地层时代资料，应寻找标准化石、作孢子花粉分析或请有关单位协助解决。•填图单位应按比例尺大小来确定。小比例尺工程地质测绘的填图单位与一般地质测绘是相同的。但是中、大比例尺小面积测绘时，测绘区出露的地层往往只有一个“组’’、“段”，甚至一个“带’’的地层单位，按一般地层学方法划分填图单位不能满足岩土工程评价的需要，应按岩性和工程性质的差异等作进一步划分。例如，砂岩、灰岩中的泥岩、页岩夹层，硬塑粘性土中的淤泥质土，它们的岩性和工程性质迥异，必须单独划分出来。确定地层的时代和填图单位•确定填图单位时，应注意标志层的寻找。•标志层：是指岩性、岩相、层位和厚度都较稳定，且颜色、成分和结构等具特征标志，地面出露又较好的岩土层。不同岩、土分布区工程地质测绘及调查要点•在山区或丘陵地区进行大、中比例尺测绘时，其重要内容是对岩性和地质构造方面进行研究。•岩石分层可以按地质年代划分为标准，测区往往只出露一个“统”或一个“组”的地层，单纯按地质年代来分层就可能满足不了工程勘察的要求。•实际上按岩性及工程地质岩组来划分。不同岩、土分布区工程地质测绘及调查要点•沉积岩类•岩浆岩类•变质岩类•第四纪土层二、地质构造地质构造对工程建设的区域地壳稳定性、建筑场地稳定性和工程岩土体稳定性来说，都是极重要的因素；而且它又控制着地形地貌、水文地质条件和不良地质现象的发育和分布。所以地质构造常常是工程地质测绘研究的重要内容。二、地质构造1、工程地质测绘对地质构造研究的内容包括：1）岩层的产状及各种构造型式的分布、形态和规模；2）软弱结构面(带)的产状及其性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况；3）岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性；4）近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系二、地质构造2、节理、裂隙：应重点研究以下三个方面：1）节理、裂隙的延展性、穿切性和张开性2）节理、裂隙面的形态