工程地质测绘

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、工程地质测绘比例尺的选择工程地质测绘的比例尺大小主要取决于设计要求。建筑物设计的初期阶段属选址性质的，一般往往有若干个比较场地，测绘范围较大，而对工程地质条件研究的详细程度并不高，所以采用的比例尺较小。但是，随着设计工作的进展，建筑场地的选定，建筑物位置和尺寸愈来愈具体明确，范围愈益缩小，而对工程地质条件研究的详细程度愈益提高，所以采用的测绘比例尺就需逐渐加大。当进入到设计后期阶段时，为了解决与施工、运用有关的专门地质问题，所选用的测绘比例尺可以很大。

在同一设计阶段内，比例尺的选择则取决于场地工程地质条件的复杂程度以及建筑物的类型、规模及其重要性。工程地质条件复杂、建筑物规模巨大而又重要者，就需采用较大的测绘比例尺。总之，各设计阶段所采用的测绘比例尺都限定于一定的范围之内。2、根据国际惯例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∶200或更大，属大比例尺测绘。

1、比例尺选定原则：（1）应和使用部门的要求提供图件的比例尺一致或相当。（2）与勘测设计阶段有关。（3）在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提下，尽量节省测绘工作量。三、工程地质测绘的精度要求

工程地质测绘的精度包含两层意思，即对野外各种地质现象观察描述的详细程度，以及各种地质现象在工程地质图上表示的详细程度和准确程度。为了确保工程地质测绘的质量，这个精度要求必须与测绘比例尺相适应。

“精度”指野外地质现象能够在图上表示出来的详细程度和准确度。1、详细程度指对地质现象反映的详细程度，比例尺愈大，反映的地质现象的尺寸界限愈小。一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度2mm的地层或地质单元体，均应按比例尺反映出来。投影宽度<2mm的重要地质单元，应使用超比例符号表示。如软弱层、标志层、断层、泉等。观测点的要求，与测绘比例尺相同的地形底图上每1cm²方格内，平均有一个观测点。复杂地段多布，简单地段少布，计算总点数/Km²。例如：测绘比例尺1:1万地形图1:1万

1cm相当于=100m1cm²相当于=10000m²控制标准为100点/Km²不同比例尺反映的地质单元体尺寸：比例尺1:10万1:5万1:1万1:10001:500尺寸200m100m20m2m1m2、准确度指图上各种界限的准确程度，即与实际位置的允许误差。界限误差0.5mm比例尺1:10万1:5万1:1万1:1000误差50m25m5m0.5m一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。

要求将地质观测点布置在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、不同地貌单元及微地貌单元的分界线、地下水露头以及各种不良地质现象分布的地段。观测点的密度应根据测绘区的地质和地貌条件、成图比例尺及工程特点等确定。

为了更好地阐明测绘区工程地质条件和解决岩土工程实际问题，对工程有重要影响的地质单元体，如滑坡、软弱夹层、溶洞、泉、井等，必要时在图上可采用扩大比例尺表示。第三节工程地质测绘的研究内容

在工程地质测绘过程中，应自始至终以查明场地及其附近地段的工程地质条件和预测建筑物与地质环境间的相互作用为目的。因此，工程地质测绘研究的主要内容是工程地质条件的诸要素；此外，还应搜集调查自然地理和已建建筑物的有关资料。下面将分别论述各项研究内容的研究意义、要求和方法。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：①确定地层的时代和填图单位；②各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型；③岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规律；④岩土的工程性质等。

岩土是各类建筑物的地基，也可作为天然建筑材料。岩石和土是最基本的工程地质要素，一切地质体的组成物质。它参与地质结构的组合，决定地形地貌和自然地质作用的发育特征，控制地下水的分布和矿产分布。

工程地质测绘中，必须以岩土分类为重点，并力求在图上反映出来，不能仅作为一般的地层划分，以提供具有工程地质意义的独特信息。1、基岩的研究（1）运用地质历史—成因观点和方法，作为基本思路，正确划分岩石建造，确定岩性特征，为工程地质意义上的岩石分类奠定基础。（2）重视岩相的研究，岩相反映岩石的生成环境和地质历史，利用岩相标志，帮助判明不同性质的岩类的空间分布，进行岩组划分，并区分其力学性质，是一种可行的手段。（3）特别注意对工程建筑物的稳定性和安全有重要意义的地层划分，它不同于普通地质测绘中分层原则（界、系、统、组），注意软弱层、软质岩类、岩溶隔水层等标志层的划分，对沉积岩来说，同一层中应按岩性分组或段。（4）野外工作中，利用便携式测试仪器取得岩石物理力学性质。2、第四纪地层（土）的研究（1）沉积年代的测定数值法：年度法（历史记录、年轮、纹泥）、放射性测量（C14、铀素系列、钾-氩法、裂变轨迹）、其他辐射性测量（铀趋势、热释光、电子旋转共振、10Be、36Cl、26Al等）。相对测年法：氨基酸外缩旋体、黑曜岩水化、火山碎屑水化、地衣（苔藓），土壤发育、岩石矿物风化、累进地形改造、沉积速率、地貌部位和下切速率、变形率。对比法：地层学、火山灰年代学、古地磁、化石、古生物、稳定同位素、玻陨石和微观玻陨石。（2）成因类型和岩相的研究解决地质结构、地层相变关系等问题，正确作出地层剖面。（3）划分工程地质单元体同一单元体具有相似的计算指标。作为取样和试验的基本单位。二、地质结构的研究1、工程地质条件中，结构构造因素是控制性因素，地质结构的研究具有重要意义。决定区域稳定性的首要因素，特别是活动构造控制岩体胸结构及裂刺隙空间分播布的主导茅因素，结呈构面(节戴理、片理银、劈理等巨）是各种稍性质不同谋的结构面双产生的基迈础，限定殖其空间分晚布规律，览破坏了岩智体的均一墙性和完整归性，也是郑产生软弱扛结构面的睬基本因素樱。是评价工慌程场地岩置体稳定性桑的重要因址素（坝基芝抗滑稳定海性、边坡偿稳定性等唱）。控制区域顾地貌、水佳文地质条滨件、物理闭地质现象狼的发育和鸽分布。工程地红质测绘哑对地质柄构造研毒究的内岭容包括调：①岩层称的产状佳及各种宝构造型忘式的分窜布、形生态和规险模；②软弱汪结构面芽(带)殃的产状琴及其性节质，包酬括断层煤的位置行、类型绢、产状稻、断距逃、破碎栗带宽度汁及充填仆胶结情迁况；③岩土芝层各种熔接触面跟及各类洲构造岩级的工程宵特性；④挽近期俩构造活动圣的形迹废、特点及远与地震活也动的关系旦等。2、研扫究内容褶曲构造咽的研究抬：形态、涨类型、拨轴线位砌置、褶磨曲要素冶、细部瓜变化。断裂的守研究受：断裂性蚀质（长绸度、宽些度、构须造岩—视断层岩悬、糜棱岩、角战砾岩、片熊状岩、碎督块岩等）烤、断裂带的胶结成师岩化程度海、断裂交若汇点、错碑动次数、现代活从动性。活动构造弓的研究土：工程使用以期间的活蹲动、活动什年龄。断层物脊质的测识定（断汤层泥矿熄物分析索、断层奏泥显微捉结构分脱析）、牌断层运色动方式孝的测定桶（构造铁岩显微蚀结构分气析、方梢解石脉窄显微结光构分析群）、断喷层活动救年龄的镜测定、绸断层现樱今活动谊性测定和（As、H束g、Sb坐、B等元素测贡定）、活宪动速率的待确定（地僵貌学、地毙质学、测抓量学）、为断裂活动越性监测。节理裂楼隙的研刘究：大量统尽计节理押裂隙参嫌数（产禁状、长辈度、宽依度、充陡填物等亏）、结枯构面网诵络分析寺、野外盾估算RQD。RQD右=11喂5-3拖.3J诊v三、地形促地貌的研索究地形研胡究苏：由测量恭、地形肉图进行载研究地貌研汗究特：地貌是岩夹性、地质蝴构造、新乞构造运动岭的综合反赚映和近圾期外动力月地质作用映的结果。利用地貌扎学原理，邀结合野外朽观察、航酬片解译可议有效地解方决工程地秒质测绘中巧的宏观判卷断。同一地貌民单元，常来具有相似炉的地形特隙征、地质把结构、水追文地质条且件、动力滥地质作用曲过程。在工程丈地质分构区中，办常以地屈貌作为澡划分大怨区的标荒准。地貌研究疤的程度应蓄与测绘比面例尺相适侍应。工程地质病测绘中地姥貌研究的梢内容有：①地貌形足态特征、写分布和成恨因；②划分利地貌单沙元，地珠貌单谣元形成遮与岩性乓、地质刊构造及搜不良地拖质现象扣等的关蜜系；③各种地返貌形态和茂地貌单元毕的发展演艘化历史。在山前绳地段和框山间盆述地边缘跃广泛分肯布的洪栋积物，教地貌上挠多形成帮为洪积减扇。一梢个大型喇洪积扇茂，面积难可达几尾十甚至村上百平凯方公里蛋，自山蹈边至平才原明显另划分为皇上部、阅中部和扩下部三拨个区段科，每一活区段的烘地质结偷构和水抢文地质终条件不甜同，因米此建筑选适宜性盾和可能婆产生的喝岩土工私程问题典也各异。洪积扇的盟上部由碎侵石土(砾涉石、卵石秩和漂石)法组成，强或度高而压岁缩性小，烫是房屋建锈筑和构筑犹物的良好斜地基；但悦由于渗透民性强，若互建水工建旋筑物则会躺产生严重懒渗漏。中部以砂民土为主，墙且夹有粉惹土和粘性世土的透镜凶体，开挖姥基坑时需侨注意细砂感土的渗透木变形问题颗；该部与扔下部过渡蒜地段由于刻岩性变细尤，地下水钓埋深浅，之往往有溢楼出泉和沼妇泽分布，尘形成泥炭之层，强爪度低而压崖缩性大，雅作为一般歌房屋地基含的条件较跌差。下部主创要分布健粘性土披和粉土运，且有秆河流瞎相的砂王土透镜袖体，地糠形平缓设，地下饰水埋深写较浅。探若土体渔形成时团代较早壮，是房葵屋建筑围较理想灶的地基膛。平原地坦区的冲滤积地貌损，应区碑分出河梦床、河常漫滩、毫牛轭湖杆和阶地偷等各种作地貌形撑态。不烤同地貌雾形态颜的冲积糕物分布漏和工程秃性质不朱同，其搭建筑适泪宜性也辫各异。河床相沉铁积物主要遥为砂砾土攀，将其谢作为房屋冻地基是良德好的，但策作为水工锡建筑物地艳基时将会营产生渗漏蕉和渗透变缠形问题。河漫滩允相一般忘为粘性个土，有鹿时有粉抹土和粉窜、细砂染夹层，携土层厚诞度较大广，也较态稳定，拔一般适勉宜作各刺种建次筑物的言地基；砍需注意行粉土和乎粉、细蛇砂层的攻渗透变孤形问题星。牛轭湖高相是由锁含有大仗量有机为质的粘轧性土趣和粉、方细砂组唤成的，扰并常有奔泥炭层丘分布，股土层的肿工程性眯质较差贫，也较驰复杂。糠对阶地肥的研究源，应划邀分出阶枝地的级传数，各具级阶地补的高程探、相对因高差、塌形态特交征以及膛土层的耀物质组漫成、厚嘉度和性倘状等；除并进一露步研究螺其建筑澡适宜性该和可能堂产生的足岩土工验程问题亩。四、水文窝地质条件版的研究在工程钥地质测捉绘中研秧究水文惨地质的挎主要目链的，是距为研究咬与地下迹水活动汗有关的禁岩土工水程问题亭和不良叠地质现俗象提供科资料。例如，兴室建房屋建绪筑和构筑耳物时，应屑研究岩土资的渗透性今、地下水裳的埋深掉和腐蚀性盟，以判明斜对基础砌责置深度和赖基坑开挖牙等的影响极。进行尾擦矿坝与脉贮灰坝售勘察时钓，应慈研究坝抹基、库伙区和尾丘矿(灰袭碴)堆臭积体的扩渗透性默和地下郊水浸润胡曲线，瘦以判明贪坝体的芝渗透稳版定性、来坝基与材库区的角渗漏及冈其对环塑境的影份响。在滑坡地结段研究地酒下水的埋家藏条件、音出露情况拳、水位琴、形成条犬件以及动膨态变化，眠以判定其额与滑坡形帜成的关系李。因此水柔文地质条味件也是一睛项重要的尚研究内容财。在工程地访质测绘过家程中对水抢文地质条应件的研究极，应从地肆层岩性、渣地质构造延、地貌特旬征和地下盼水露头的些分布、类郑型、水量月、水质等建入手，并轮结合必要神的勘探、议测试工作本，查明测箱区内地下辈水的类型稠、分布情肚况和埋藏蹲条件；含逼水层、透早水层和隔胜水层(相汤对隔水层桨)的分布连，各含水折层的富盾水性和它散们之间的洁水力联系砍；地下水怜的补给、懂径流、排滑泄条件及框动态变化以；地下水视与地表水疑之间的补驳、排关系练；地下水简的物理性皮质和化学拖成分等。槽在此基础拜上分析水掌文地质条透件对岩土乔工程实践笑的影响。五、动力诉地质作用痰与现象（叮不良地质花现象）的你研究不良地质弃现象研究砖的目的，祝是为了评阻价建筑场河地的稳定淹性，并预烧测其对各灰类岩土工行程的不良棵影响。由例于不良地乎质现象直莫接影响建游筑物的安武全、经济兴和正常使蛾用，所以摩工程地质卧测绘时对鸭测区内影费响工程建馒设的各种丛不良地质豪现象必须贿详加研究悠。研究不良不地质现象防要以地层汗岩性、地比质构造、毒地貌和水奖文地质条幼件的研究手为基础，屋并搜集气哄象、水文梦等自然地摇理因素资川料。研究内容淹包括：各拘种不良地赠质现象(抽岩溶、滑挽坡、崩塌祥、泥石流责、冲沟、肠河流冲刷银、岩石风称化等)的狗分布、形东态、规模各、类型和岛发育程度赚，分析它弃们的形成玻机制和发羊展演化趋宿势，并预固测其对工声程建设的挪影响。1、自甚然动力麻地质作疮用与现协象（物脚理地质台现象）研究工怕程开发锋区，由煮于自然杆地质作书用对工仁程建筑睁物的不塞利影响绿，可能南引起的嘉地质灾顽害。研穷究各种宰现象的扫分布规询律和特夺征，判器定其形宜成时期萍、成因涝机制、乔发育史宿并预测始其演变意趋势，盛论证其凳对工程失建筑物丑和地质闭环境的赛影响。研究和豆预测自驳然地质卧作用和订现象在肉人类工稿程活动汗条件下咬，继续六发展，众以致形持成灾害留的可能村性。2、工供程地质腐作用的