水文地质与工程地质勘察之工程地质测绘

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。

地位：

工程地质勘察的基础工作，最先进行；唯一的面上勘察工作，是勘探、试验等工作布置和成果扩展的重要依据。

目的：

为编制工程地质测绘说明和工程地质图获取原始资料。

理论基础：

地质、工程地质

任务：

观察、描述现场地质背景和现象，从而查明工作区及周边区域的工程地质条件，编制工程地质图和工程地质测绘说明。

工程地质测绘的作用：

（1）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。

（2）工程地质测绘的作用随下列因素而变化

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。

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。

设计建筑物的类型：

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

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。

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。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。

（一）工程地质测绘范围的确定

包括建设场地及其附近地段，以解决实际问题为前提，根据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。

《岩土工程勘察规范》中测绘范围要求：

8.0.3 工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。

《公路工程地质勘察规范》中测绘范围要求：

应包括路线正线及各比较方案的走廊地带。

（二）工程地质测绘比例尺的选择

主要取决于设计要求，同一设计阶段还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。

小比例尺 1：5000～1：50000  可行性研究勘察（选址勘察）

中比例尺 1：2000～1：5000   初勘时采用

大比例尺 1：500 ～ 1：2000  祥勘阶段，或地质条件复杂，建筑物重要

比例尺选定原则：

（三）工程地质测绘的精度要求

对野外各种地质现象观察描述的详细程度

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。

“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（对地质现象反映的详细程度）

一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度³2mm的地层或地质单元体，均应按比例尺反映出来。

比例尺   1:10万  1:5万  1:1万  1:1000  1:500

尺寸    200m    100m   20m    2m      1m

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=100m   1cm²相当于 =10000m²    控制标准为100点/ Km²

2、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。

地质界线（点）误差界限3mm，其他地段误差5mm。

比例尺     1:10万          1:5万          1:1万        1:1000

误差          300m          150m          30m           3m

一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。

地质观察点的布置：

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，并应具代表性；

3、地质观测点应充分利用夭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。

地质观察路线的安排：

1、线性工程：以路线中心线为主线，根据地质界线、不良地质的分布采用两侧穿插延伸的路线调查，重点工程区部署特殊观察点；

2、场地工程：根据主体工程的展布、地质界线的方向部署调查路线，与主体工程方向一致，地质界线大角度相交；

3、地质灾害：区域地质灾害根据地貌特征、岩性特征和灾害易发特征，部署观察路线；地质灾害点沿周界、坡体主剖面和横向剖面部署观察路线。

目的：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。

内容：

（1）工程地质条件的诸要素；

（2）搜集调查自然地理和已建建筑物的有关资料。

（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。

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—成因分析法，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，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）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、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。

2、地质构造研究的内容

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挽近期构造活动的形迹 、特点及与地震活动的关系等。

（1）褶曲构造的研究：

形态、类型、轴线位置、褶曲要素、细部变化。

（2）断裂的研究：            

断裂性质（长度、宽度、构造岩—断层岩、糜棱岩、角砾岩、片状岩、碎块岩等）、断裂带的胶结成岩化程度、断裂交汇点、错动次数、现代活动性。

（3）活动构造的研究：

节理裂隙的研究：

大量统计节理裂隙参数（产状、长度、宽度、充填物等）、结构面网络分析、野外估算RQD。

RQD=115-3.3Jv

（三）地形地貌的研究

地形研究：由测量、地形图进行研究

地貌研究：

地貌是岩性、地质构造、新构造运动的综合反映和近期外动力地质作用的结果。

利用地貌学原理，结合野外观察、航片解译可有效地解决工程地质测绘中的宏观判断。

同一地貌单元，常具有相似的地形特征、地质结构、水文地质条件、动力地质作用过程。

在工程地质分区中，常以地貌作为划分大区的标准。

地貌研究的程度应与测绘比例尺相适应。

地貌研究的内容有：

① 地貌形态特征、分布和成因；

② 划分地貌单元，地貌单元形成与岩性、地质构造及不良地质现象等的关系；

③ 各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史。       

山前地段和山间盆地边缘广泛分布的洪积物

平原地区的冲积地貌

（四）水文地质研究

目的：

为研究与地下水活动有关的岩土工程问题和不良地质现象提供资料

从地层岩性、地质构造、地貌特征、地下水露头分布、类型、水质、水量入手结合必要勘察、测试工作。

内容：

地下水类型、分布、埋藏条件

含水介质分布、富水性、水力联系

补、径、排

地下水、地表水之间的联系

物、化性质

（五）动力地质作用与现象（不良地质现象）

目的：

为了评价建筑场地的稳定性，并预测其对各类岩土工程的不良影响。

研究不良地质现象要以地层岩性、地质构造、地貌和水文地质条件的研究为基础，并搜集气象、水文等自然地理因素资料。

研究内容：

各种不良地质现象(岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、冲沟、河流冲刷、岩石风化等)的分布、形态、规模、类型和发育程度，分析它们的形成机制和发展演化趋势，并预测其对工程建设的影响。

（六）已有建筑物的调查研究

对已有建筑物的观察实际上相当于一次1:1的原型试验。

根据建筑物变形、开裂情况分析场地工程地质条件及验证已有评价的可靠性。

（七）天然建筑材料的调查研究

结合工程建筑的要求，就地寻找适宜的天然建材，并作出质量和储量评价。当前特别重视建材质量的研究，是否具有美学价值。

（八）人类活动对场地稳定性的影响

测区内或测区附近人类的某些工程——经济活动，往往影响建筑场地的稳定性。例如：人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽(排)水和水库蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、诱发地震， 渠道渗漏引起的斜坡失稳等，都会对场地稳定性带来不利影响，对它们的调查应予以重视。此外，场地内如有古文化遗迹和古文物，应妥为保护发掘，并向有关部门报告。

测绘的准备工作

（1）资料的收集和研究

区域地质资料、气象资料、水文资料、水文地质资料、地震资料、地球物理勘探和矿藏资料、工程地质勘察资料、建筑经验、遥感资料。

（2）踏勘

收集资料基础上进行，了解测区地质情况和问题，以便布点和路线，拟定野外工作方法。

根据地形图，采用“Z”字形路线

露头的选择（露头良好，岩层完整，有代表性）

调查访问

寻找地形控点位置

了解测区交通、经济、气候、食宿等

编制测绘纲要（8条）

（一）工程地质遥感适用范围

地形、地质条件复杂山区，不良地质作用发育、水文地质条件复杂的山区

水文网密集，河流变迁频繁的平原地区

沙漠、石漠、荒漠地区和干旱、半干旱地区

目标物解译标志明确的其他地区

（二）在工程地质中的应用

划分地貌单元、确定地貌类型、形态、特征，以及地形地貌与构造关系；

判定新构造活动和区域构造（大型构造断裂，环状构造）的位置和性质，推定断层破碎带、隐伏断层、节理密集带的位置和延伸方向；

划分地层界线，确定地层的展布、厚度；大致确定岩层产状；

不良地质作用类型、范围、成因、规模、动态；

特殊岩土的类型和分布范围；

地下水的露头（泉、井）的位置，与地形地貌、地层岩性、构造关系；

工程地质、水文地质条件初步判定，并进行分区；

圈定火山位置和喷发中心与构造的关系。

（三）遥感地质工作的程序和方法

准备阶段：

收集工作区各类遥感图像资料和地质、气象、水文、土壤、植被、森林、地形图

初步解译阶段：

依据解译标志，结合前人资料，编译解译地质图

野外调查阶段：

踏勘和现场检验

室内综合研究、成图与编写报告阶段：

完成图件，编写遥感地质调查报告，全面总结解译标志、遥感地质调查的效果及工作经验。

XXX场地（公路、铁路）工程地质测绘报告

一、概述

1、场地概况

2、工程测绘工作概况

二、场地工程地质条件

1、地形地貌

测绘区总体地势、地貌类型和单元、分布

各地貌单元的地形情况（地势、高程、高差、坡度等）

主要工程布置区的地貌及地形情况

2、地层岩性

测绘区地层时代划分

各地层分布、岩性描述

地层柱状图

3、地质构造

测绘区所属大地构造单元

主要褶皱、断层的分布、性质、组成要素等

优势结构面的发育情况

4、工程地质岩组

工程地质岩组划分，组成岩层、分布、岩性特征、结构面发育程度、风化程度等

5、水文地质条件

含水层划分

地下水赋存、循环条件

6、不良地质现象

不良地质现象类型、分布、组成要素、规模、稳定性、影响范围、危害和未来发展趋势。

7、人类工程活动

人类工程活动对工程地质条件的影响

三、工程地质分区

依据地形地貌、工程地质岩组、不良地质现象进行工程地质分区

各区对工程建设的适宜性和建议

四、工程地质条件分析

根据场地工程地质条件和工程建设情况，分析工程建设中场区存在的工程地质问题

建筑基础的持力层选择、工程地质问题治理的建议

五、结论和建议

工程地质测绘成果的总结

成果图件

（1）实际材料图材料图

（2）综合工程地质图

（3）工程地质分区图

（4）综合地质柱状图

（5）工程地质剖面图

（6）各种素描图

（7）照片