《14工程地质及水文地质勘察》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14工程地质及水文地质勘察（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.4 工程地质及水文地质勘察工程地质及水文地质勘察第一节 地质勘察工作的目的及任务 一、工程地质勘察的目的及任务一、工程地质勘察的目的及任务一、工程地质勘察的目的及任务一、工程地质勘察的目的及任务 工程地质勘察的工程地质勘察的目的目的目的目的是是查明查明查明查明工程建筑物地区的工程地质工程建筑物地区的工程地质条件，条件，分析分析分析分析预测可能出现的工程地质问题，充分预测可能出现的工程地质问题，充分利用利用利用利用有利有利的地质条件，避开或改造不利的地质因素，为工程的规划、的地质条件，避开或改造不利的地质因素，为工程的规划、设计、施工、运用和管理提供可靠的地质资料。设计、施工、运用和管理提供
2、可靠的地质资料。 工程地质勘察工作一般可划分为工程地质勘察工作一般可划分为规划规划规划规划、可行性研究可行性研究可行性研究可行性研究、初初初初步设计步设计步设计步设计和和技施设计技施设计技施设计技施设计四个勘察阶段。各勘察阶段的工作应循四个勘察阶段。各勘察阶段的工作应循序渐进，逐步深入，并与各设计阶段相适应。序渐进，逐步深入，并与各设计阶段相适应。 (一一)规划勘察规划勘察 n n 规划勘察的目的规划勘察的目的，是为工程选点提供初步的，是为工程选点提供初步的工程地质工程地质工程地质工程地质资料资料资料资料和和地质依据地质依据地质依据地质依据。该阶段的主要勘察任务为：。该阶段的主要勘察任务为：搜
3、集搜集搜集搜集、整编整编整编整编区域地质区域地质区域地质区域地质、地形地貌地形地貌地形地貌地形地貌和和地震资料地震资料地震资料地震资料；了解了解了解了解工程建设地点的基工程建设地点的基本地质条件和主要工程地质问题；本地质条件和主要工程地质问题；分析分析分析分析工程建设的可能性；工程建设的可能性；了解了解了解了解各规划方案所需天然建筑材料概况，进行建筑材料的各规划方案所需天然建筑材料概况，进行建筑材料的普查。水利水电工程在规划勘察阶段的勘察内容主要包括：普查。水利水电工程在规划勘察阶段的勘察内容主要包括：河流或河段的地形地貌河流或河段的地形地貌河流或河段的地形地貌河流或河段的地形地貌、地层岩性地
4、层岩性地层岩性地层岩性、地质构造地质构造地质构造地质构造、地震地震地震地震、物物物物理地质现象和水文地质条件理地质现象和水文地质条件理地质现象和水文地质条件理地质现象和水文地质条件；库区地质条件及有关渗漏库区地质条件及有关渗漏库区地质条件及有关渗漏库区地质条件及有关渗漏、浸没浸没浸没浸没、坍岸和淤积物来源坍岸和淤积物来源坍岸和淤积物来源坍岸和淤积物来源；以及；以及坝区坝区坝区坝区和引水线路的和引水线路的地貌地貌地貌地貌、地层地层地层地层、岩性岩性岩性岩性、构造构造构造构造、地震烈度地震烈度地震烈度地震烈度、物理地质现象物理地质现象物理地质现象物理地质现象和和水文地质水文地质水文地质水文地质条件
5、条件条件条件。 (二二)可行性研究勘察可行性研究勘察 n n 可行性研究勘察可行性研究勘察可行性研究勘察可行性研究勘察，是在河流或河段规划选定方案的基，是在河流或河段规划选定方案的基础上进行的勘察。其目的是为础上进行的勘察。其目的是为选定坝址选定坝址选定坝址选定坝址、基本坝型基本坝型基本坝型基本坝型、引水引水引水引水线路线路线路线路和和枢纽枢纽枢纽枢纽布置方案进行地质论证，并提供工程地质资料。布置方案进行地质论证，并提供工程地质资料。该阶段勘察的该阶段勘察的主要任务主要任务主要任务主要任务是区域构造稳定性研究，并对工程是区域构造稳定性研究，并对工程场地的构造稳定性和地震危险性作出评价；调查并评
6、价水场地的构造稳定性和地震危险性作出评价；调查并评价水库区主要工程地质问题，调查坝址引水线路和其他主要建库区主要工程地质问题，调查坝址引水线路和其他主要建筑物场地工程地质条件，并初步评价有关主要工程地质问筑物场地工程地质条件，并初步评价有关主要工程地质问题；以及天然建筑材料初查。题；以及天然建筑材料初查。勘察的主要任务是勘察的主要任务是勘察的主要任务是勘察的主要任务是：查明查明查明查明区区域地质概况，域地质概况，尤其是尤其是尤其是尤其是区域性大断裂、活动断裂和地震活动区域性大断裂、活动断裂和地震活动性；查明库区地质概况，性；查明库区地质概况，重点是重点是重点是重点是水库渗漏、浸没、库岸稳水库渗
7、漏、浸没、库岸稳定和发生水库诱发地震的可能性等工程地质问题的初步评定和发生水库诱发地震的可能性等工程地质问题的初步评价；价；查明和比较查明和比较查明和比较查明和比较坝址的工程地质条件以及软弱夹层、构造坝址的工程地质条件以及软弱夹层、构造断裂、岩体风化程度分带和风化深度、边坡稳定性、岩土断裂、岩体风化程度分带和风化深度、边坡稳定性、岩土的工程地质性质、可溶岩地区渗漏问题等；的工程地质性质、可溶岩地区渗漏问题等；比较比较比较比较引水线路引水线路和厂址的工程地质条件，选定线路工程地质分段等。和厂址的工程地质条件，选定线路工程地质分段等。 (三三)初步设计勘察初步设计勘察n n 初步设计勘察初步设计勘
8、察初步设计勘察初步设计勘察，是在可行性研究阶段选定的坝址和建筑场，是在可行性研究阶段选定的坝址和建筑场地上进行的勘察。地上进行的勘察。其目的其目的其目的其目的是查明水库区及建筑物地区的工程是查明水库区及建筑物地区的工程地质条件，为选定坝型、枢纽布置进行地质论证，并为建筑地质条件，为选定坝型、枢纽布置进行地质论证，并为建筑物设计提供地质资料。该阶段勘察的物设计提供地质资料。该阶段勘察的主要任务是主要任务是主要任务是主要任务是查明查明查明查明水库区水库区专门性水文地质、工程地质问题和预测蓄水后变化；专门性水文地质、工程地质问题和预测蓄水后变化；查明查明查明查明建建筑物区工程地质条件并进行评价，为选
9、定各建筑物的轴线和筑物区工程地质条件并进行评价，为选定各建筑物的轴线和地基处理方案地基处理方案提供地质资料与建议提供地质资料与建议提供地质资料与建议提供地质资料与建议；查明查明查明查明导流工程的工程地导流工程的工程地质条件；天然建筑材料详查；地下水动态观测和岩土体位移质条件；天然建筑材料详查；地下水动态观测和岩土体位移监测。该阶段监测。该阶段主要勘察内容包括主要勘察内容包括主要勘察内容包括主要勘察内容包括：水库区地质条件，水库渗：水库区地质条件，水库渗漏，水库浸没、库岸稳定和水库诱发地震的形成条件及预测漏，水库浸没、库岸稳定和水库诱发地震的形成条件及预测发生情况发生情况( (范围、大小范围、大
10、小) )等；坝、闸址主要地质条件，与选定等；坝、闸址主要地质条件，与选定坝型、坝轴线、枢纽有关的工程地质条件，坝基岩体工程地坝型、坝轴线、枢纽有关的工程地质条件，坝基岩体工程地质分类，工程地质问题及评价和处理建议；引水遂洞工程地质分类，工程地质问题及评价和处理建议；引水遂洞工程地质条件分段特征，围岩工程地质分类，主要工程地质问题评质条件分段特征，围岩工程地质分类，主要工程地质问题评价及处理建议。价及处理建议。 (四四)技施设计勘察技施设计勘察 n n 技施设计勘察技施设计勘察技施设计勘察技施设计勘察是在初步设计阶段选定的枢纽建筑物场地是在初步设计阶段选定的枢纽建筑物场地上进行的勘察。上进行的勘
11、察。其目的是其目的是其目的是其目的是检验前期勘察的地质资料与结论，检验前期勘察的地质资料与结论，为优化建筑物设计提供地质资料。为优化建筑物设计提供地质资料。技施设计勘察的任务主技施设计勘察的任务主技施设计勘察的任务主技施设计勘察的任务主要包括要包括要包括要包括：对在进行初步设计审批中要求补充论证的和施工：对在进行初步设计审批中要求补充论证的和施工开挖中出现的专门性工程地质问题开挖中出现的专门性工程地质问题进行勘察进行勘察进行勘察进行勘察；进行进行进行进行施工地施工地质工作；质工作；提出提出提出提出施工和运行期工程地质监测内容、布置方案施工和运行期工程地质监测内容、布置方案和技术要求的和技术要求
12、的建议建议建议建议；分析分析分析分析施工期工程地质监测资料。施工期工程地质监测资料。勘察勘察勘察勘察的主要内容有的主要内容有的主要内容有的主要内容有：专门性工程地质问题勘察；水库诱发地震：专门性工程地质问题勘察；水库诱发地震监测，不稳定岸坡监测并研究失稳可能性；局部坝段、坝监测，不稳定岸坡监测并研究失稳可能性；局部坝段、坝块坝基岩土体变形和稳定情况，可利用基岩面深度及地基块坝基岩土体变形和稳定情况，可利用基岩面深度及地基加固和防渗处理措施建议；预测围岩稳定条件和漏水、涌加固和防渗处理措施建议；预测围岩稳定条件和漏水、涌砂情况；必要的天然建筑材料复查等。砂情况；必要的天然建筑材料复查等。施工地质
13、工作施工地质工作施工地质工作施工地质工作：检：检验前期勘查资料，进行建筑物基坑、地下建筑物岩壁的地验前期勘查资料，进行建筑物基坑、地下建筑物岩壁的地质编录和测绘等。质编录和测绘等。二、水文地质勘察的目的及任务二、水文地质勘察的目的及任务 n n水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察是研究水文地质条件的主要手段。是研究水文地质条件的主要手段。水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察的目的的目的的目的的目的，是为了，是为了查明查明查明查明地下水的形成、分布规律，并在此基础上地下水的形成、分布规律，并在此基础上对地下水资源作出水量与水质评价，从而为国民经济建设对地下水资源作出水量与
14、水质评价，从而为国民经济建设提供提供提供提供水文地质依据水文地质依据水文地质依据水文地质依据。由于各项国民经济建设所要求解决的水文地质。由于各项国民经济建设所要求解决的水文地质问题是各不相同的，问题是各不相同的，例如例如例如例如小范围的城市工矿企业供水水源地的小范围的城市工矿企业供水水源地的水文地质勘察、大面积的农田供水水文地质勘察、地下热水田水文地质勘察、大面积的农田供水水文地质勘察、地下热水田的水文地质勘察等，它们都有各自需要解决的水文地质问题。的水文地质勘察等，它们都有各自需要解决的水文地质问题。所以这些专门的水文地质勘察的目的还要根据不同的工程建设所以这些专门的水文地质勘察的目的还要根
15、据不同的工程建设需要来决定。从事任何水文地质勘察工作，都应该有明确的目需要来决定。从事任何水文地质勘察工作，都应该有明确的目的性。的性。水文地质勘察工作的任务水文地质勘察工作的任务水文地质勘察工作的任务水文地质勘察工作的任务，就是运用各种不同的，就是运用各种不同的测绘测绘测绘测绘、勘探勘探勘探勘探、试验试验试验试验、观测方法观测方法观测方法观测方法，经过一定的勘察程序查明基本的水文，经过一定的勘察程序查明基本的水文地质条件和解决专门性的水文地质问题。地质条件和解决专门性的水文地质问题。例如例如例如例如，对农田供水的，对农田供水的水文地质勘察任务来讲，除了查明地下水的形成、分布规律和水文地质勘察
16、任务来讲，除了查明地下水的形成、分布规律和补给、径流、排泄这些基本的水文地质条件外，还应着重对地补给、径流、排泄这些基本的水文地质条件外，还应着重对地下水资源数量能否满足灌溉需水量要求作出定量的评价，并进下水资源数量能否满足灌溉需水量要求作出定量的评价，并进行灌溉水质评价和开采技术条件的论证，为经济合理地开发利行灌溉水质评价和开采技术条件的论证，为经济合理地开发利用地下水提供所需的水文地质资料。用地下水提供所需的水文地质资料。水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察水文地质勘察通常按通常按普查普查普查普查、详查详查详查详查和和开采开采开采开采三个阶段进行。水文地质勘察阶段的划分和主要工三个阶段进行
17、。水文地质勘察阶段的划分和主要工作内容作内容见表见表见表见表151151。表表表表151 151 水文地质勘察阶段的划分水文地质勘察阶段的划分水文地质勘察阶段的划分水文地质勘察阶段的划分( (根据工作精度根据工作精度根据工作精度根据工作精度) )nn 勘察阶段工作内容普查阶段详查阶段开采阶段水文地质测绘比例尺1：10万1：20万比例尺1：2.5万1：5万比例尺大于1：2.5万水文地质物探以航空物探成果为主，地面物探在局部重点地区进行，以点为主，点线结合以进行详细的地面物探为主，线网结合；并配合钻探和试验进行专门性物探工作以井下物探为主，并结合勘探工作进行专门性物探模拟试验水文地质钻探钻探工作为
18、单孔和控制性的基准钻，了解不同深度的含水层以勘探线网为主，勘探深度以开采层位为主充分利用开采井孔资料进行综合研究水文地质试验单孔抽水为主，进行必要的多孔抽水试验抽水孔数在基岩地区占钻孔总数80以上；岩性变化不大的松散地层抽水孔占3050；变化较大的松散地层占5080；要进行必要的群孔、分层和干扰抽水试验除进行群孔、干扰抽水试验外，选择典型地段进行人工回灌试验水文地质参数测定及地下水资源评价根据经验数据，搜集资料和部分实测资料，估算地下水资源大部分为实测参数，初步评价地下水资源全部实测并根据开采井的水量和水位资料，进行水文地质参数计算与地下水资源评价地下水动态长期观测以访问为主，实测枯水期地下水
19、动态布置长期观测网，观测时间要求不少于一个水文年，并进行简易人渗观测布置长期观测网，观测时间要求不少于3个水文年，进行地下水动态预报实验室工作以水质简易分析为主，进行部分岩样、土样鉴定和孢粉分析水质简易分析及部分全分析，并进行少量岩石水理性质测定除水质分析外，进行岩样、土样水理性质测定 (一一)普查阶段勘察普查阶段勘察 n n 普查阶段普查阶段普查阶段普查阶段是一项区域性小比例尺带有战略意义的是一项区域性小比例尺带有战略意义的工作。普查阶段一般不要求解决专门性的水文地工作。普查阶段一般不要求解决专门性的水文地质问题，质问题，其主要任务是其主要任务是其主要任务是其主要任务是查明区域的水文地质条件
20、，查明区域的水文地质条件，如各类含水层的赋存条件与分布规律，地下水的如各类含水层的赋存条件与分布规律，地下水的水质、水量以及地下水的补给、径流、排泄等条水质、水量以及地下水的补给、径流、排泄等条件。在普查阶段通常进行件。在普查阶段通常进行1 1：2020万万万万比例尺的水文地比例尺的水文地质测绘工作，在一些严重缺水或工农业集中发展质测绘工作，在一些严重缺水或工农业集中发展的地区也可采用的地区也可采用1 1：1010万万万万的比例尺。比例尺的选择的比例尺。比例尺的选择应根据工程建设要求的深度和水文地质条件的复应根据工程建设要求的深度和水文地质条件的复杂程度来确定。杂程度来确定。(二二)详查阶段勘
21、察详查阶段勘察 n n 详查阶段的工作一般是在水文地质普查的基础上详查阶段的工作一般是在水文地质普查的基础上进行。在这个阶段工作中要求解决专门性的水文进行。在这个阶段工作中要求解决专门性的水文地质问题，为各种国民经济建设部门提供所需的地质问题，为各种国民经济建设部门提供所需的水文地质依据。水文地质依据。例如例如例如例如城市工矿企业供水、农田供城市工矿企业供水、农田供水、土壤改良或矿山开采等。详查的面积除了农水、土壤改良或矿山开采等。详查的面积除了农田供外，一般都比较小，采取的比例尺精度通常田供外，一般都比较小，采取的比例尺精度通常是是1 1：5 5万万万万1 1：2.52.5万万万万。详查的任
22、务详查的任务详查的任务详查的任务：除查明基本：除查明基本的水文地质条件外，还要求对含水层的水文地质的水文地质条件外，还要求对含水层的水文地质参数、地下水动态变化规律、各类供水水质标准参数、地下水动态变化规律、各类供水水质标准以及开采井的数量与布局，提出切实可靠的数据，以及开采井的数量与布局，提出切实可靠的数据，并应预测出将来开采后可能出现的水文地质问题。并应预测出将来开采后可能出现的水文地质问题。 (三三)开采阶段勘察开采阶段勘察 n n 开采阶段的水文地质勘察工作开采阶段的水文地质勘察工作开采阶段的水文地质勘察工作开采阶段的水文地质勘察工作，是根据是根据是根据是根据开采过程中开采过程中出现的
23、水文地质问题确定具体任务。这些水文地质出现的水文地质问题确定具体任务。这些水文地质问题，有的是因在开采前从未进行过水文地质的勘问题，有的是因在开采前从未进行过水文地质的勘察工作而必然要发生的；有的则是虽然经过正式的察工作而必然要发生的；有的则是虽然经过正式的水文地质勘察工作，但是由于勘察精度不够高，提水文地质勘察工作，但是由于勘察精度不够高，提出的数据不可靠，甚至是作出了错误的勘察结论所出的数据不可靠，甚至是作出了错误的勘察结论所造成的；有的则是不可能准确预测的一些问题。在造成的；有的则是不可能准确预测的一些问题。在供水水文地质工作中，由于井距不合理导致水井间供水水文地质工作中，由于井距不合理
24、导致水井间严重干扰，地下水降落漏斗的不断扩展及由此引起严重干扰，地下水降落漏斗的不断扩展及由此引起的地面沉降、水量枯竭、水质恶化等，都属于开采的地面沉降、水量枯竭、水质恶化等，都属于开采阶段应该解决的水文地质问题。开采阶段的水文地阶段应该解决的水文地质问题。开采阶段的水文地质勘察工作比例尺大于质勘察工作比例尺大于1 1：2.52.5万万万万。由于它大都带有研。由于它大都带有研究的性质，究的性质，所以所以所以所以不一定开展更小比例尺精度的全面不一定开展更小比例尺精度的全面勘察工作，勘察工作，而是而是而是而是应该针对出现的问题作具体的分析，应该针对出现的问题作具体的分析，然后然后然后然后采取不同的
25、勘察方法加以解决。采取不同的勘察方法加以解决。n n工程地质测绘的比例尺工程地质测绘的比例尺工程地质测绘的比例尺工程地质测绘的比例尺主要取决于主要取决于主要取决于主要取决于不同的设计阶段。在同不同的设计阶段。在同一设计阶段内，比例尺的选择一设计阶段内，比例尺的选择又取决于又取决于又取决于又取决于建筑物的类型建筑物的类型建筑物的类型建筑物的类型、规模规模规模规模和和工程地质条件的复杂程度工程地质条件的复杂程度工程地质条件的复杂程度工程地质条件的复杂程度。工程地质测绘的比例尺可分为。工程地质测绘的比例尺可分为小比例尺小比例尺小比例尺小比例尺( (1 1：1010万万万万1 1：5 5万万万万) )
26、测绘、测绘、中比例尺中比例尺中比例尺中比例尺( (1 1：2.52.5万万万万1 1：1 1万万万万) )测绘和测绘和大比例尺大比例尺大比例尺大比例尺( (1 1：500050001 1：10001000) )测绘。测绘。n n 工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度，大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度，应与地质测绘比例尺相适应。在图上，应与地质测绘比例尺相适应。在图上，大于大于大于大于2mm2mm的地质现象的地质现象应尽量反映，宽度应尽量反映，宽度不足不足不足不
27、足2mm2mm的重要工程地质单元，如的重要工程地质单元，如软弱夹软弱夹软弱夹软弱夹层层层层、断层断层断层断层等，要扩大比例尺表示，并注示其实际数据。地质等，要扩大比例尺表示，并注示其实际数据。地质界线误差，一般不超过相应比例尺图上的界线误差，一般不超过相应比例尺图上的2mm2mm。n n 工程地质测绘的精度还工程地质测绘的精度还取决于取决于取决于取决于单位面积上地质点的多少，单位面积上地质点的多少，地质点越多，精度越高。地质点越多，精度越高。n n 野外工程地质测绘工作，根据工程设计要求，在搜集并分野外工程地质测绘工作，根据工程设计要求，在搜集并分析测绘区已有的地形地质资料、确定比例尺、范围及
28、工作内析测绘区已有的地形地质资料、确定比例尺、范围及工作内容的基础上进行。一般采用容的基础上进行。一般采用路线测绘法路线测绘法路线测绘法路线测绘法、地质点测绘法地质点测绘法地质点测绘法地质点测绘法、野野野野外实测地质剖面法等外实测地质剖面法等外实测地质剖面法等外实测地质剖面法等。此外，遥感技术在工程地质测绘中也。此外，遥感技术在工程地质测绘中也得到了普遍的应用。得到了普遍的应用。 (二二)水文地质测绘水文地质测绘 n n 1 1水文地质测绘的目的及任务水文地质测绘的目的及任务水文地质测绘的目的及任务水文地质测绘的目的及任务n n 水文地质测绘水文地质测绘水文地质测绘水文地质测绘是水文地质勘察工
29、作的基础与先行工作，是水文地质勘察工作的基础与先行工作，是认识和掌握区域是认识和掌握区域地质构造地质构造地质构造地质构造、地貌地貌地貌地貌、水文地质条件水文地质条件水文地质条件水文地质条件的重要调的重要调查研究方法。水文地质测绘的查研究方法。水文地质测绘的目的目的目的目的在于通过对在于通过对地质地质地质地质、地貌、地貌、地貌、地貌、第四纪地质第四纪地质第四纪地质第四纪地质、新构造运动新构造运动新构造运动新构造运动，地下水点的调查地下水点的调查地下水点的调查地下水点的调查和和填绘水文地质填绘水文地质填绘水文地质填绘水文地质图等图等图等图等，查明勘察区内地下水形成与分布的基本规律，在此基，查明勘察
30、区内地下水形成与分布的基本规律，在此基础上作出初步的开发利用远景评价，并对区内存的环境水文础上作出初步的开发利用远景评价，并对区内存的环境水文地质问题等提出防治措施进行论证。水文地质测绘还将进一地质问题等提出防治措施进行论证。水文地质测绘还将进一步为水文地质勘探、试验和观测工作提供设计依据。步为水文地质勘探、试验和观测工作提供设计依据。因此因此因此因此，水文地质测绘的基本任务应是水文地质测绘的基本任务应是查明以下各项查明以下各项查明以下各项查明以下各项：n n (1)(1)与地下水形成有关的区域水文、气象因素。与地下水形成有关的区域水文、气象因素。n n (2)(2)区域地质、地貌及第四纪地质
31、特征。区域地质、地貌及第四纪地质特征。n n (3)(3)地下水的补给、径流、排泄条件。地下水的补给、径流、排泄条件。n n (4)(4)含水层的埋藏条件及其分布。含水层的埋藏条件及其分布。n n 最后最后，结合其他工作对地下水资源及其开采条件进行初步评价，为工农业生产建设部门合理开发利用地下水资源提供完整的水文地质资料。水文地质测绘的主要工作步骤，包括准备工作准备工作、野外工作野外工作及内业整内业整编编三个方面。测绘工作结束时，应提出相相应的地质图应的地质图、地貌图地貌图、第四纪地质图第四纪地质图、综综合水文地质图合水文地质图、地下水水化学图地下水水化学图与有关的有关的剖面图剖面图，以及水文
32、水文、气象图表气象图表和文字报告文字报告。第二节第二节 勘察的基本手段和方法勘察的基本手段和方法n n 工程地质及水文地质勘察工作中，常用的勘察手段和方法有工程地质及水文地质勘察工作中，常用的勘察手段和方法有测绘测绘测绘测绘、勘探勘探勘探勘探、试验试验试验试验和和长期观测长期观测长期观测长期观测等。等。n n 一、地质测绘一、地质测绘一、地质测绘一、地质测绘n n ( (一一一一) )工程地质测绘工程地质测绘工程地质测绘工程地质测绘n n 1 1工程地质测绘的目的和任务工程地质测绘的目的和任务工程地质测绘的目的和任务工程地质测绘的目的和任务n n 工程地质测绘工程地质测绘工程地质测绘工程地质测
33、绘是工程地质勘察中最重要、最基本的勘察方是工程地质勘察中最重要、最基本的勘察方法。它是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研法。它是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究究勘察区的地貌勘察区的地貌勘察区的地貌勘察区的地貌、地层岩性地层岩性地层岩性地层岩性、地质构造地质构造地质构造地质构造、物理地质现象物理地质现象物理地质现象物理地质现象、水水水水文地质条件等文地质条件等文地质条件等文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探、试验及长期观测工作打下基础。下一步布置勘探、试验及长期观测工作打下基础。n n 2 2工程地质
34、测绘的范围和精度工程地质测绘的范围和精度工程地质测绘的范围和精度工程地质测绘的范围和精度n n 工程地质测绘的范围，工程地质测绘的范围，一方面一方面一方面一方面取决于取决于取决于取决于建筑物类型建筑物类型建筑物类型建筑物类型、规模规模规模规模和和设计阶段设计阶段设计阶段设计阶段；一方面一方面一方面一方面取决于取决于取决于取决于区域工程地质条件的复杂程度区域工程地质条件的复杂程度区域工程地质条件的复杂程度区域工程地质条件的复杂程度和和研研研研究程度究程度究程度究程度。通常，建筑规模大，并处在建筑物规划和设计的开。通常，建筑规模大，并处在建筑物规划和设计的开始阶段，且工程地质条件复杂而研究程度又较
35、差的地区，其始阶段，且工程地质条件复杂而研究程度又较差的地区，其工程地质测绘的范围就应大一些。工程地质测绘的范围就应大一些。 2水文地质测绘的精度水文地质测绘的精度 n n 通过水文地质测绘所取得的成果，主要反映在各通过水文地质测绘所取得的成果，主要反映在各种图件上，种图件上，因此因此因此因此，测绘的精度要求，主要通过图，测绘的精度要求，主要通过图幅的比例尺大小来反映的。不同比例尺填图的精幅的比例尺大小来反映的。不同比例尺填图的精确度，确度，取决于取决于取决于取决于地层划分的详细程度和地质界线描地层划分的详细程度和地质界线描绘的精度，以及对地区的地质、水文地质现象的绘的精度，以及对地区的地质、
36、水文地质现象的研究和阐明的详细、准确程度。研究和阐明的详细、准确程度。n n 根据不同比例尺的精度要求，在单位面积内观根据不同比例尺的精度要求，在单位面积内观测点及观测路线长度测点及观测路线长度见表见表见表见表152152。一般在。一般在1 1：5 5万万万万地地形图上每隔形图上每隔1 12cm2cm布置一条观测线，每隔布置一条观测线，每隔0.50.51cm1cm应有一个观测点，条件简单者可以放宽应有一个观测点，条件简单者可以放宽1 1倍倍倍倍。观测点的布置应尽量利用天然露头。当天然露头观测点的布置应尽量利用天然露头。当天然露头不足时，可布置少量的勘探点，并选取少量的试不足时，可布置少量的勘探
37、点，并选取少量的试样进行实验。样进行实验。 表表表表15-2 15-2 水文地质测绘的观测点数和观测路线长度水文地质测绘的观测点数和观测路线长度水文地质测绘的观测点数和观测路线长度水文地质测绘的观测点数和观测路线长度 测绘比例尺地质观测点数(个k)水文地质观测点数(个k)观测路线长度(kmk)松散岩层地区基岩地区1：100000O.10O.30O.25O.75O.10O.25O.501.OO1：50000O.30O.60O752.00O.20O.601.002.OO1：25000O.601.801.503.001.OO2.502.504.OO1：100001.803.603.OO8.OO2.5
38、07.504.OO6.OO1：50003.607.206.0016.OO5.0015.006.0012.00n n 注注 1 1同时进行地质和水文地质测绘时，表中地同时进行地质和水文地质测绘时，表中地质观测点数应乘以质观测点数应乘以2.52.5；复核性水文地质测绘时，；复核性水文地质测绘时，观测点效为规定数的观测点效为规定数的40405050。n n 2 2水文地质条件简单时采用水文地质条件简单时采用小值小值小值小值，复杂时采用，复杂时采用大值大值大值大值，条件中等时采用，条件中等时采用中间值中间值中间值中间值。n n 为了达到所规定的精度要求，一般在野外测绘为了达到所规定的精度要求，一般在野
39、外测绘填图中，采用比例尺较提交成果图件比例尺大一填图中，采用比例尺较提交成果图件比例尺大一级的地形图作为填图底图，例如：当进行级的地形图作为填图底图，例如：当进行1 1：5 5万万万万比例尺测绘时，常采用比例尺测绘时，常采用1 1：2.52.5万万万万比例尺的地形图比例尺的地形图作为外业填图底图。外业填图完成后，再缩制成作为外业填图底图。外业填图完成后，再缩制成1 1：5 5万万万万比例尺图件作为正式资料提交。比例尺图件作为正式资料提交。 二、工程地质与水文地质勘探二、工程地质与水文地质勘探 n n 勘探工作勘探工作勘探工作勘探工作是工程地质勘察的重要工作方法之一。是工程地质勘察的重要工作方法
40、之一。对任何工程地质条件及工程地质问题，从地表到对任何工程地质条件及工程地质问题，从地表到地下的研究，从定性到定量的评价，都离不开勘地下的研究，从定性到定量的评价，都离不开勘探工作。工程地质勘探包括探工作。工程地质勘探包括物探物探物探物探、钻探钻探钻探钻探、坑探坑探坑探坑探等。等。这里重点介绍勘探工作在工程地质勘察中的特点这里重点介绍勘探工作在工程地质勘察中的特点和适用条件。和适用条件。n n ( (一一一一) )物探工作物探工作物探工作物探工作n n 岩层有不同的物理性质，如岩层有不同的物理性质，如导电性导电性导电性导电性、弹性弹性弹性弹性、磁磁磁磁性性性性、放射性放射性放射性放射性和和密度
41、密度密度密度等。利用专门仪器测定岩层物等。利用专门仪器测定岩层物理参数，通过分析地球物理场的异常特征，再结理参数，通过分析地球物理场的异常特征，再结合地质资料，便可了解地下深处地质体的情况。合地质资料，便可了解地下深处地质体的情况。工程地质勘察中常用的是工程地质勘察中常用的是电法勘探电法勘探电法勘探电法勘探和和弹性波勘探弹性波勘探弹性波勘探弹性波勘探。n n 电法勘探电法勘探电法勘探电法勘探是利用仪器测定人工或天然电场中岩土导电性是利用仪器测定人工或天然电场中岩土导电性的差异来识别地下地质情况的一组物探方法。电法勘探以的差异来识别地下地质情况的一组物探方法。电法勘探以岩石的电学性质为基础，不同
42、岩石电性差异的大小、相同岩石的电学性质为基础，不同岩石电性差异的大小、相同岩石的孑岩石的孑L L隙大小以及富水程度的强弱等，对电法勘探结隙大小以及富水程度的强弱等，对电法勘探结果都会产生影响。这就要求配合一定数量的试坑或钻孔进果都会产生影响。这就要求配合一定数量的试坑或钻孔进行校验，才能较准确地判别资料的可靠性。电法勘探受地行校验，才能较准确地判别资料的可靠性。电法勘探受地形条件限制较大，要求工作范围内地形起伏差小，所以在形条件限制较大，要求工作范围内地形起伏差小，所以在平原和河谷区使用较普遍。平原和河谷区使用较普遍。n n 弹性波勘探弹性波勘探弹性波勘探弹性波勘探包括包括地震勘探地震勘探地震
43、勘探地震勘探、声波声波声波声波和和超声波探测超声波探测超声波探测超声波探测。它是。它是用人工激发震动，研究弹性波在地质体中的传播规律，以用人工激发震动，研究弹性波在地质体中的传播规律，以判断地下情况和岩体的特性和状态。判断地下情况和岩体的特性和状态。地震勘探地震勘探地震勘探地震勘探是用人工震是用人工震源源( (爆破爆破爆破爆破或或锤击锤击锤击锤击) )在岩体中产生弹性波，可探测大范围内覆在岩体中产生弹性波，可探测大范围内覆盖层厚度和基岩起伏，探查含水层，追索古河道位置，查盖层厚度和基岩起伏，探查含水层，追索古河道位置，查寻断层破碎带，测定风化层厚度和岩土的弹性参数等。用寻断层破碎带，测定风化层
44、厚度和岩土的弹性参数等。用声波法可探测小范围岩体，声波法可探测小范围岩体，如如如如对地下洞室围岩进行分类对地下洞室围岩进行分类对地下洞室围岩进行分类对地下洞室围岩进行分类、测定围岩松动圈测定围岩松动圈测定围岩松动圈测定围岩松动圈、检查混凝土检查混凝土检查混凝土检查混凝土和和帷幕灌浆质量帷幕灌浆质量帷幕灌浆质量帷幕灌浆质量、划分岩体划分岩体划分岩体划分岩体风化带风化带风化带风化带和和钻孔地层剖面钻孔地层剖面钻孔地层剖面钻孔地层剖面等。等。n n 声波通常由声波仪(图图151)产生。声波仪由发射系统发射系统和接收系统接收系统两部分组成。发射系统包括发射机发射机和发射换能器发射换能器。接收系统由接收
45、机接收机、接收换能器接收换能器和用于数据记录用于数据记录和处理用的微机组成处理用的微机组成。接收换能器接收岩体中传来的声波后转换成电信号送到接收机，经放大后在终端以波形和数字形式直接显示声波在岩体中的传播时间t，据发射和接收换能器之间的距离l，计算出岩体波速(=l/t)；包括纵波速度p和横波s。 (二二)钻探工作钻探工作n n 钻探钻探钻探钻探是利用一定的设备和工具，在人力或动力的是利用一定的设备和工具，在人力或动力的带动下旋转切割或冲击凿碎岩石，形成一个直径带动下旋转切割或冲击凿碎岩石，形成一个直径较小而深度较大的圆形钻孔。通过取出岩芯可直较小而深度较大的圆形钻孔。通过取出岩芯可直观地确定观
46、地确定地层岩性地层岩性地层岩性地层岩性、地质构造地质构造地质构造地质构造、岩体风化特征岩体风化特征岩体风化特征岩体风化特征等。等。从钻孔中取出岩样、水样可进行室内试验，利用从钻孔中取出岩样、水样可进行室内试验，利用钻孔可进行钻孔可进行工程地质工程地质工程地质工程地质、水文地质水文地质水文地质水文地质及及灌浆试验灌浆试验灌浆试验灌浆试验、长长长长期观测工作期观测工作期观测工作期观测工作以及以及地应力测量地应力测量地应力测量地应力测量等。等。n n 与物探相比与物探相比与物探相比与物探相比，钻探的优点钻探的优点钻探的优点钻探的优点是可以在各种环境下是可以在各种环境下进行，能直接观察岩心和取样，勘探
47、精度高。进行，能直接观察岩心和取样，勘探精度高。与与与与坑探比坑探比坑探比坑探比，勘探深度大、不受地下水限制、钻进速，勘探深度大、不受地下水限制、钻进速度快。度快。(三三)坑探坑探 n n 坑探坑探坑探坑探是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件，主要包括浅部的工程地质条件，主要包括探坑探坑探坑探坑、探槽探槽探槽探槽、浅浅浅浅井井井井、斜井斜井斜井斜井、竖井竖井竖井竖井、平洞平洞平洞平洞等等( (见图见图见图见图152152) )。坑探的特坑探的特坑探的特坑探的特点点点点是使用工具简单，技术要求不高，运用广泛，是使用工具简单，技术要求不高，
48、运用广泛，揭露的面积较大，可直接观察地质现象，不受限揭露的面积较大，可直接观察地质现象，不受限制地采取原状结构式样，并可用来做现场大型试制地采取原状结构式样，并可用来做现场大型试验。但勘探深度受到一定限制，且成本高，周期验。但勘探深度受到一定限制，且成本高，周期长。长。n n 水利水电工程勘探中常用的水利水电工程勘探中常用的坑探类型坑探类型坑探类型坑探类型、特点特点特点特点及及用途用途用途用途见表见表见表见表153153。表表153 工程地质勘探中的坑探类型工程地质勘探中的坑探类型类型特 点用 途坑探 深度小于3m的小坑，形状不定 局部剥除地表覆土，揭露基岩浅井 从地表向下垂直，断面呈圆形或方
49、形，深度510m 确定覆盖层及风化层的岩性及厚度，取原状样，载荷试验，渗水试验探槽 在地表垂直岩层或构造线挖掘成深度不大的(小于35m)长条形槽子 追索构造线、断层、探查残积坡积层，风化岩石的厚度和岩性，了解坝接头处的地质情况竖井 形状与浅井同，但深度超过10m，一般在平缓山坡、漫滩、阶地等岩层较平缓的地方，有时需支护 了解覆盖层厚度及性质，构造线、岩石破碎情况、岩溶、滑坡等，岩层倾角较缓时效果较好平洞 在地面有出口的水平坑道，深度较大，适用于较陡的基岩边坡 调查斜坡地质构造，对查明地层岩性、软弱夹层、破碎带、卸荷裂隙、风化岩层时效果较好，还可取样或作原位试验 三、工程地质和水文地质野外试验三
50、、工程地质和水文地质野外试验 n n 野外试验在工程地质和水文地质勘察中是一项经野外试验在工程地质和水文地质勘察中是一项经常进行的重要勘察方法，是获得工程地质水文地常进行的重要勘察方法，是获得工程地质水文地质问题质问题定量评价定量评价定量评价定量评价、工程设计工程设计工程设计工程设计、施工施工施工施工和和认识区域水认识区域水认识区域水认识区域水文地质条件文地质条件文地质条件文地质条件评价地下水资源所需参数的主要手段。评价地下水资源所需参数的主要手段。n n 工程地质水文地质勘察中常用的野外试验有三工程地质水文地质勘察中常用的野外试验有三大类：大类：水文地质试验水文地质试验水文地质试验水文地质试
51、验：钻孔压水试验钻孔压水试验钻孔压水试验钻孔压水试验、抽水试抽水试抽水试抽水试验验验验、渗水试验渗水试验渗水试验渗水试验、岩溶连通试验岩溶连通试验岩溶连通试验岩溶连通试验、回灌试验回灌试验回灌试验回灌试验、地下地下地下地下水流向水流向水流向水流向和和实际流速实际流速实际流速实际流速测定试验等；测定试验等；岩土力学性质岩土力学性质岩土力学性质岩土力学性质及地基强度试验及地基强度试验及地基强度试验及地基强度试验：载荷试验载荷试验载荷试验载荷试验、岩土大型剪力试验岩土大型剪力试验岩土大型剪力试验岩土大型剪力试验、触探触探触探触探、岩体弹性模量测定岩体弹性模量测定岩体弹性模量测定岩体弹性模量测定、地基
52、土动力参数测定地基土动力参数测定地基土动力参数测定地基土动力参数测定等；等；等；等；地基处理试验地基处理试验地基处理试验地基处理试验：灌浆试验灌浆试验灌浆试验灌浆试验、桩基承载力试桩基承载力试桩基承载力试桩基承载力试验等验等验等验等。下面对其中几种主要的试验项目作一简要。下面对其中几种主要的试验项目作一简要介绍。介绍。 (一一)钻孔压水试验钻孔压水试验n n 钻孔压水试验是用专门的止水设备把一定长度的钻孔压水试验是用专门的止水设备把一定长度的钻孔段隔离开，然后用固定的水头向该段钻孔压钻孔段隔离开，然后用固定的水头向该段钻孔压水，水就从孔壁裂隙向周围渗透。最终渗透水量水，水就从孔壁裂隙向周围渗透
53、。最终渗透水量会趋向一稳定值。根据会趋向一稳定值。根据压水水头压水水头压水水头压水水头、试段长度试段长度试段长度试段长度和和渗渗渗渗入水量入水量入水量入水量，便可确定裂隙岩石的渗透性能，通常以，便可确定裂隙岩石的渗透性能，通常以单位水头单位水头(m)(m)、单位长度、单位长度(m)(m)试段和单位时间内的试段和单位时间内的吸水量吸水量(L(Lmin)min)表示，称之为单位吸水量表示，称之为单位吸水量LL( (minmmminmm) )。通过压水试验，可定性地了解地。通过压水试验，可定性地了解地下不同深度处坚硬或半坚硬岩层的相对透水性和下不同深度处坚硬或半坚硬岩层的相对透水性和裂隙发育的相对程
54、度，为评价岩层的完整性和透裂隙发育的相对程度，为评价岩层的完整性和透水程度、论证水工建筑物地基和库区岩层的透水水程度、论证水工建筑物地基和库区岩层的透水情况、制定防渗与基础处理方案，提供必需的基情况、制定防渗与基础处理方案，提供必需的基本资料。本资料。 (二二)抽水试验抽水试验 n n抽水试验利用一定的抽水设备在钻孔、各类井以抽水试验利用一定的抽水设备在钻孔、各类井以及某些流量较大的上升泉、深潭式的地下暗河、及某些流量较大的上升泉、深潭式的地下暗河、截潜流工程和方塘等上进行，用以测定含水层的截潜流工程和方塘等上进行，用以测定含水层的水文地质参数，从而判断地下水运动性质，了解水文地质参数，从而判
55、断地下水运动性质，了解地下水与地表水以及不同含水层之间的水力联系。地下水与地表水以及不同含水层之间的水力联系。根据水文地质勘察工作的目的和水文地质条件的根据水文地质勘察工作的目的和水文地质条件的差异，差异，抽水试验抽水试验抽水试验抽水试验可以分为可以分为试验抽水试验抽水试验抽水试验抽水与与正式抽水正式抽水正式抽水正式抽水、单孔抽水单孔抽水单孔抽水单孔抽水与与多孔抽水多孔抽水多孔抽水多孔抽水、完整井抽水完整井抽水完整井抽水完整井抽水与与非完整井抽非完整井抽非完整井抽非完整井抽水水水水、分层抽水分层抽水分层抽水分层抽水与与混合抽水混合抽水混合抽水混合抽水、稳定流抽水稳定流抽水稳定流抽水稳定流抽水与
56、与非稳定非稳定非稳定非稳定流抽水流抽水流抽水流抽水等不同类型。等不同类型。 (三三)岩土力学性质试验岩土力学性质试验 n n 1 1岩体力学性质试验岩体力学性质试验岩体力学性质试验岩体力学性质试验n n (1)(1)岩体变形试验岩体变形试验岩体变形试验岩体变形试验。岩体变形试验可分为。岩体变形试验可分为承压板法试验承压板法试验承压板法试验承压板法试验、水水水水压洞室试验压洞室试验压洞室试验压洞室试验、狭缝试验狭缝试验狭缝试验狭缝试验以及以及钻孔变形试验钻孔变形试验钻孔变形试验钻孔变形试验等。它们的基本原等。它们的基本原理相同。承压板法一般是在预先挖好的平洞中进行，用千斤理相同。承压板法一般是在
57、预先挖好的平洞中进行，用千斤顶施压，通过有足够刚性的承压板将压力传递到岩体上，测顶施压，通过有足够刚性的承压板将压力传递到岩体上，测量岩体变形，按弹性理论计算岩体变形。量岩体变形，按弹性理论计算岩体变形。n n (2)(2)岩体抗剪试验岩体抗剪试验岩体抗剪试验岩体抗剪试验。岩体抗剪试验可分为三类：。岩体抗剪试验可分为三类：岩体本身的岩体本身的岩体本身的岩体本身的抗剪强度试验抗剪强度试验抗剪强度试验抗剪强度试验、岩体沿软弱结构面的抗剪强度试验岩体沿软弱结构面的抗剪强度试验岩体沿软弱结构面的抗剪强度试验岩体沿软弱结构面的抗剪强度试验和和混凝土混凝土混凝土混凝土与岩体胶结面的抗剪强度试验与岩体胶结面
58、的抗剪强度试验与岩体胶结面的抗剪强度试验与岩体胶结面的抗剪强度试验。一般在平洞内用两个千斤顶。一般在平洞内用两个千斤顶平推法进行。在制备好的试件上，利用垂直千斤顶对试样施平推法进行。在制备好的试件上，利用垂直千斤顶对试样施加一定的垂直荷载，然后通过另一个水平千斤顶逐级施加水加一定的垂直荷载，然后通过另一个水平千斤顶逐级施加水平推力，根据试样面积计算出作用于剪切面上的法向应力和平推力，根据试样面积计算出作用于剪切面上的法向应力和剪应力，绘制各法向应力下的煎应力与剪切位移关系曲线。剪应力，绘制各法向应力下的煎应力与剪切位移关系曲线。根据绘制的曲线确定各阶段特征点剪应力。绘制各阶段的剪根据绘制的曲线
59、确定各阶段特征点剪应力。绘制各阶段的剪应力与法向应力关系曲线，确定相应的抗剪强度参数。应力与法向应力关系曲线，确定相应的抗剪强度参数。n n (3)(3)岩体抗压试验岩体抗压试验岩体抗压试验岩体抗压试验。岩石抗压强度通常在室内压力机上进行，。岩石抗压强度通常在室内压力机上进行，将边长各为将边长各为5cm5cm的立方体的立方体( (或更大些或更大些或更大些或更大些) )或直径与高均为或直径与高均为5cm5cm的的圆柱体圆柱体( (或更大些或更大些或更大些或更大些) )岩石试件加压至破坏，破坏时的荷载与试岩石试件加压至破坏，破坏时的荷载与试件的面积比即是件的面积比即是岩石的抗压强度。岩石的抗压强度
60、。岩石的抗压强度。岩石的抗压强度。n n (4)(4)点荷载试验点荷载试验点荷载试验点荷载试验。在现场测定不规则岩体的强度时，。在现场测定不规则岩体的强度时，通常是将试件置于上下一对球端加荷器之间，施加集通常是将试件置于上下一对球端加荷器之间，施加集中荷载直至破坏，据此求得岩石点荷载强度指数。此中荷载直至破坏，据此求得岩石点荷载强度指数。此试验方法简便，可对不规则的试样进行试验，无需岩试验方法简便，可对不规则的试样进行试验，无需岩样加工，有利于降低试验成本，加快试验进程，样加工，有利于降低试验成本，加快试验进程，尤其尤其尤其尤其是对于难以取样和无法进行岩样加工的软岩和严重风是对于难以取样和无法
61、进行岩样加工的软岩和严重风化的岩石，更显示出其优越性。化的岩石，更显示出其优越性。n n 2 2土体载荷试验土体载荷试验土体载荷试验土体载荷试验n n 土体截荷试验是用于土体截荷试验是用于确定确定确定确定地基土体容许承载力地基土体容许承载力地基土体容许承载力地基土体容许承载力、测测测测定地基土体变形模量定地基土体变形模量定地基土体变形模量定地基土体变形模量、研究研究研究研究地基土体变形范围地基土体变形范围地基土体变形范围地基土体变形范围及及应力应力应力应力分布情况的试验分布情况的试验分布情况的试验分布情况的试验，是一种现场模拟试验。在较不均匀，是一种现场模拟试验。在较不均匀和较软弱地基的工程地
62、质勘察中应用较多，和较软弱地基的工程地质勘察中应用较多，尤其尤其尤其尤其在大在大型工业与民用建筑的勘察中，与土的室内试验相配合，型工业与民用建筑的勘察中，与土的室内试验相配合，可取得评价地基稳定性比较可靠的结论。可取得评价地基稳定性比较可靠的结论。 四、长期观测四、长期观测 n n 长期观测工作长期观测工作长期观测工作长期观测工作在工程地质水文地质勘察中是一项很重要的在工程地质水文地质勘察中是一项很重要的工作。有些动力地质现象及地质营力随时间推移将不断地工作。有些动力地质现象及地质营力随时间推移将不断地明显变化，尤其在工程活动影响下的某些因素和现象将发明显变化，尤其在工程活动影响下的某些因素和
63、现象将发生显著变化，影响工程的安全、稳定和正常运用。这时仅生显著变化，影响工程的安全、稳定和正常运用。这时仅靠工程地质测绘、勘探、试验等工作，还不能准确预测和靠工程地质测绘、勘探、试验等工作，还不能准确预测和判断各种动力地质作用的规律性及其对工程使用年限内的判断各种动力地质作用的规律性及其对工程使用年限内的影响，这就需要进行长期观测工作。影响，这就需要进行长期观测工作。长期观测的主要任务长期观测的主要任务长期观测的主要任务长期观测的主要任务是是检验检验检验检验测绘、勘探对工程地质和水文地质条件评价的正确测绘、勘探对工程地质和水文地质条件评价的正确性，性，查明查明查明查明动力地质作用及其影响因素
64、随时间的变化规律，动力地质作用及其影响因素随时间的变化规律，准确准确预测预测预测预测工程地质问题，为防止不良地质作用所采取的措工程地质问题，为防止不良地质作用所采取的措施提供可靠的工程地质依据，施提供可靠的工程地质依据，检查检查检查检查为防治不良地质作用而为防治不良地质作用而采取的处理措施的效果。采取的处理措施的效果。n n 有关水利水电工程在运转期间工程地质及水文地质需要有关水利水电工程在运转期间工程地质及水文地质需要长期观测的内容，长期观测的内容，见表见表见表见表154154。 表表154 长期观测项目和内容长期观测项目和内容 序号观测项目观 测 内 容1 主要建筑物(坝、闸)地基岩(土)
65、体变形、沉陷和稳定观测 沉陷量；水平位移；坝基应力；扬压力和渗透压力；岩(土)性质变化(泥化或软化)2 渗透和渗透变形观测 观测钻孔(坝基及两岸地区)测压管水位；主要人渗点、溢出点和渗漏通道；渗透流量和流速；水质、水温和渗出水流中携出物质的成分和含量；管涌3 溢流坝、溢洪道和泄洪洞下游岩(土)体冲刷情况观测 重复地形测量和地形分析4 岸边稳定性观测 位移；边坡岩(土)体裂隙；地下水位；重复摄影5 地震及现代构造活动情况观测 地震；地应力；岩体变形或断层相对位移；地形变形6 水库分水岭地段渗漏情况观测 地下水水位、水质；水库入渗点、溢出点的变化和渗透流量7 库岸及水库下游浸没观测和翌年发展情况观
66、测 各种浸没现象，如沼泽化、盐碱化、黄土湿陷等8 坍岸情况观测和翌年坍岸情况预测 观测断面的重复地形测量(水下和水上)9 隧洞和地下建筑物地段工程地质、水文地质观测 山岩压力；地下水位及外水压力；洞壁岩体变形10 地下水动态 地下水水位；地下水温；地下水化学成分；涌水量11 其他有意义的工程水文地质作用发展情况观测第三节第三节 天然建筑材料的勘察天然建筑材料的勘察n n 一、天然建筑材料勘察的基本原则一、天然建筑材料勘察的基本原则一、天然建筑材料勘察的基本原则一、天然建筑材料勘察的基本原则n n 天然建筑材料勘察的基本原则如下：天然建筑材料勘察的基本原则如下：n n (1)(1)先进行大面积的
67、普查先进行大面积的普查先进行大面积的普查先进行大面积的普查，大致确定几个产地，再综合比较，大致确定几个产地，再综合比较，从中选出最优产地，并进一步确定其可采储量。从中选出最优产地，并进一步确定其可采储量。n n (2)(2)材料产地的分布要先上游、后下游材料产地的分布要先上游、后下游材料产地的分布要先上游、后下游材料产地的分布要先上游、后下游。施工条件允许的情。施工条件允许的情况下，应尽量利用水库区将被淹没的产地。要最大限度地减少况下，应尽量利用水库区将被淹没的产地。要最大限度地减少或者避免占用农田并应尽量利用现有交通路线。或者避免占用农田并应尽量利用现有交通路线。n n (3)(3)对砂砾料
68、产地，应先水上、后水下进行调查对砂砾料产地，应先水上、后水下进行调查对砂砾料产地，应先水上、后水下进行调查对砂砾料产地，应先水上、后水下进行调查。水下勘探。水下勘探深度，应据施工条件而定；无条件水下开采，可只作水上勘探。深度，应据施工条件而定；无条件水下开采，可只作水上勘探。石料应考虑露天开采，尽量避免地下开采。石料应考虑露天开采，尽量避免地下开采。n n (4)(4)在工程部位附近选用料场，应慎重注意，在工程部位附近选用料场，应慎重注意，在工程部位附近选用料场，应慎重注意，在工程部位附近选用料场，应慎重注意，对上游产地，对上游产地，当坝基覆盖层很厚、铅直防渗深度不能达到基岩或隔水层时，当坝基
69、覆盖层很厚、铅直防渗深度不能达到基岩或隔水层时，不要破坏库内坝址附近的天然铺盖，下游产地距坝址不应小于不要破坏库内坝址附近的天然铺盖，下游产地距坝址不应小于300300500m500m。坝端产地开采，要保证不影响绕坝掺漏和边坡的坝端产地开采，要保证不影响绕坝掺漏和边坡的稳定。在保证质量的前提下，应尽量利用施工中输水道、溢洪稳定。在保证质量的前提下，应尽量利用施工中输水道、溢洪道等开挖的弃料。道等开挖的弃料。n n (5)(5)各种建筑材料的质量要符合设计要求，而且要有足够储各种建筑材料的质量要符合设计要求，而且要有足够储各种建筑材料的质量要符合设计要求，而且要有足够储各种建筑材料的质量要符合设
70、计要求，而且要有足够储量。量。量。量。 二、天然建筑材料的质量要求二、天然建筑材料的质量要求 n n( (一一一一) )块石料的质量要求块石料的质量要求块石料的质量要求块石料的质量要求n n 块石料常用于块石料常用于堆石坝堆石坝堆石坝堆石坝、砌石坝砌石坝砌石坝砌石坝或或护坡砌面护坡砌面护坡砌面护坡砌面等，等，应是坚硬的、抗冻性强的新鲜岩石，抗风化或抗应是坚硬的、抗冻性强的新鲜岩石，抗风化或抗侵蚀能力较高的致密块状或厚层状岩石。软弱的、侵蚀能力较高的致密块状或厚层状岩石。软弱的、多孔的、风化的岩石不宜采用。不应含有或仅有多孔的、风化的岩石不宜采用。不应含有或仅有极少量的黄铁矿及石膏等有害矿物，换
71、算成极少量的黄铁矿及石膏等有害矿物，换算成S03S03的的硫酸盐及硫化物含量应小于硫酸盐及硫化物含量应小于1 1。堆石坝用的块石堆石坝用的块石形状没有严格要求，但要尽可能达到最大堆砌密形状没有严格要求，但要尽可能达到最大堆砌密度，最大块石直径与最小块石直径比例不超过度，最大块石直径与最小块石直径比例不超过2 2。作砌石坝用的块石则要形状规则。石料技术指标，作砌石坝用的块石则要形状规则。石料技术指标，可参考可参考表表表表155155及及表表表表156156。 表表155 堆石和砌石坝用石料质量技术指堆石和砌石坝用石料质量技术指标标 项目名称技术指标备 注极限抗压强度经冻融25次后大于50Nc 选
72、用岩石要比重大，能抵抗环境水的侵蚀作用，避免采用孔状和球状组织的岩石软化系数大于0.85冻融损失小于1饱和系数小于O.8硫酸盐及硫化物含量换算成S03小于1项目名称技术指标备 注容重大于2.2tm3不含有粘土质夹层及黄铁矿吸水量小于O.6硬度大于6极限抗压强度经冻融25次后大于50Nc表表15-6 护坡用石料质量技术指标护坡用石料质量技术指标 (二二)砾石料及砂料的质量要求砾石料及砂料的质量要求 n n 1 1混凝土骨料用的砾石及砂混凝土骨料用的砾石及砂混凝土骨料用的砾石及砂混凝土骨料用的砾石及砂n n 卵砾石卵砾石卵砾石卵砾石或或碎石碎石碎石碎石是混凝土的粗骨料，其颗粒形状是混凝土的粗骨料，
73、其颗粒形状影响水泥和石料的胶结及混凝土强度。浑圆、扁影响水泥和石料的胶结及混凝土强度。浑圆、扁平或狭长的都会降低混凝土强度，尖角且表面粗平或狭长的都会降低混凝土强度，尖角且表面粗糙的则可增加强度。碎石作粗骨料最好，但其孔糙的则可增加强度。碎石作粗骨料最好，但其孔隙度及总表面积大于卵砾石，用水泥较多。为节隙度及总表面积大于卵砾石，用水泥较多。为节省水泥用量，要求砾石料的孔隙体积很小，则砾省水泥用量，要求砾石料的孔隙体积很小，则砾石应是混粒的。通常用由石应是混粒的。通常用由8080、4040、2020、5mm5mm组成组成的一套标准筛测定，以符合一定的级配要求。其的一套标准筛测定，以符合一定的级配
74、要求。其他技术指标可参考他技术指标可参考表表表表157157。项 目指 标备 注表观密度2.6gcm3堆积密度1.6gcm3空隙率4.5吸水率2.5抗寒性混凝土：1.5冻融损失率10针片状颗粒含量15软弱颗粒含量5含泥量1碱活性骨料含量有碱活性骨料时，应做专门试验论证硫酸盐及硫化物含量(换算成s03)O.5有机质含量浅于标准色粒度模数宜采用6.258.30轻物质含量不允许存在表15-7混凝土粗骨料质量指标n n砂砂是混凝土的细骨料，其颗粒形状对混凝土强度影响也很大。有棱角的山砂较浑圆的河沙好，但山砂杂质较多，需淘洗，故采用较纯净的河砂反而有利。细砂总表面大，包围这种沙粒所有表面需水泥多。粗砂总
75、表面积较细砂小，但砂子过粗易使混凝土拌和物析出过多水分，影响混凝土的和易性。故搅拌混凝土的砂，宜用混粒砂混粒砂。其质量技术指标见表表158。n n2反滤层用的砾石及砂反滤层用的砾石及砂n n 反滤层作用是预防潜蚀预防潜蚀。它必须能顺利排水以降低孔隙水压力，还要阻止细颗粒通过反滤层的孔隙被渗水携走。 三、天然建筑材料的勘探与试验三、天然建筑材料的勘探与试验 n n 勘探工作以前，通过普查已初步选定了天然建筑材料产地，对产地的地形、勘探工作以前，通过普查已初步选定了天然建筑材料产地，对产地的地形、地质和水文地质条件以及各种用料数量都要有初步了解。产地勘探时，为便地质和水文地质条件以及各种用料数量都
76、要有初步了解。产地勘探时，为便于编制图件和计算储量，勘探网一般应呈方形或矩形；为减少勘探工作量，于编制图件和计算储量，勘探网一般应呈方形或矩形；为减少勘探工作量，勘探点布置尽量利用天然露头及天然剖面。勘探点布置尽量利用天然露头及天然剖面。n n ( (一一一一) )砂砾料产地勘探与试验砂砾料产地勘探与试验砂砾料产地勘探与试验砂砾料产地勘探与试验n n 水上部分以坑探为主，水下部分用钻探；条件具备的，可坑探水上部分以坑探为主，水下部分用钻探；条件具备的，可坑探和钻探相结合。勘探深度可根据施工设备而定。有水下开采设备和钻探相结合。勘探深度可根据施工设备而定。有水下开采设备的，勘探深度应达施工机械有
77、效开采深度以下的，勘探深度应达施工机械有效开采深度以下1m1m；若只能水上；若只能水上开采，则勘探深度至水上最大可能开挖的深度。勘探网的布置，开采，则勘探深度至水上最大可能开挖的深度。勘探网的布置，应按不同勘察阶段，根据产地地层成因和有效层分布条件，采取应按不同勘察阶段，根据产地地层成因和有效层分布条件，采取不同间距的勘探网。土坝坝壳砂砾料的勘探间距可适当放宽。不同间距的勘探网。土坝坝壳砂砾料的勘探间距可适当放宽。n n 砂、砾石试样采取，应先将表土剥去，垂直层面方向均匀取样。砂、砾石试样采取，应先将表土剥去，垂直层面方向均匀取样。水下开采，则水上水下应分别取样。水下开采，则水上水下应分别取样
78、。n n ( (二二二二) )土料产地勘探与试验土料产地勘探与试验土料产地勘探与试验土料产地勘探与试验n n 土料产地勘探以坑探为主，适当配合一定数量的钻探，以便进土料产地勘探以坑探为主，适当配合一定数量的钻探，以便进行野外试验及取样室内试验。勘探深度：钻探应钻至施工时最大行野外试验及取样室内试验。勘探深度：钻探应钻至施工时最大可能开采深度，或至地下水位以下可能开采深度，或至地下水位以下0.50.5米，试坑为米，试坑为3 35 5米米米米或至地下或至地下水位。勘探网布置：按不同勘探阶段，可根据产地地形条件和地水位。勘探网布置：按不同勘探阶段，可根据产地地形条件和地层成因的不同，布设勘探网。层成
79、因的不同，布设勘探网。 四、天然建筑材料的储量四、天然建筑材料的储量n n 普查勘探之后，应根据所得资料进行储量计算，以获得与勘察阶段相适应普查勘探之后，应根据所得资料进行储量计算，以获得与勘察阶段相适应的天然建筑材料储量，作为设计的依据。的天然建筑材料储量，作为设计的依据。n n 储量计算的精度和数量要求，随勘察阶段的不同而不同，储量计算的精度和数量要求，随勘察阶段的不同而不同，普查阶段普查阶段普查阶段普查阶段，储量，储量系估计而得，但其误差应不超过产地实际储量的系估计而得，但其误差应不超过产地实际储量的40405050，应为实际需要应为实际需要量的量的3 3倍以上。倍以上。初查阶段初查阶段
80、初查阶段初查阶段误差不超过误差不超过4040，储量应为实际需要量的储量应为实际需要量的2.52.53.03.0倍倍倍倍。详查阶段详查阶段详查阶段详查阶段，误差不超过，误差不超过1515，储量应大于实际需要：土料为储量应大于实际需要：土料为1.51.52.O2.O倍，混倍，混凝土用砂砾料为凝土用砂砾料为2.02.02.52.5倍倍倍倍，石料为，石料为2.02.03.03.0倍。倍。n n 储量计算，主要有储量计算，主要有算术平均算术平均算术平均算术平均、平行断面平行断面平行断面平行断面、三角形三角形三角形三角形及及等值线等值线等值线等值线等计算方法。等计算方法。算算算算术平均法术平均法术平均法术
81、平均法，在地形平坦、地层平缓、厚度变化不大时采用，以产地的可用面，在地形平坦、地层平缓、厚度变化不大时采用，以产地的可用面积乘以各坑孔有效层的平均厚度。积乘以各坑孔有效层的平均厚度。平行断面法平行断面法平行断面法平行断面法，当地层倾斜时采用，可先分，当地层倾斜时采用，可先分别计算各勘探剖面上的有效层面积，然后逐个计算相邻二平行剖面间有效层别计算各勘探剖面上的有效层面积，然后逐个计算相邻二平行剖面间有效层体积体积( (即以二平行剖面上有效层面积平均值，乘以二剖面间距即以二平行剖面上有效层面积平均值，乘以二剖面间距) )，将各分段储，将各分段储量相加，即为产地总储量。量相加，即为产地总储量。三角形
82、法三角形法三角形法三角形法，当地形、地层产状和厚度变化均很大，当地形、地层产状和厚度变化均很大时采用，可先在平面上将勘探点连成三角形，先计算各三角形内有效层体积，时采用，可先在平面上将勘探点连成三角形，先计算各三角形内有效层体积，然后相加即可得土有效层的总储量。然后相加即可得土有效层的总储量。等值线法等值线法等值线法等值线法，当勘探坑孔的数量很多、足，当勘探坑孔的数量很多、足以精准地画出有效层的等厚线时采用。用等值层的面积乘以相应的有效层厚以精准地画出有效层的等厚线时采用。用等值层的面积乘以相应的有效层厚度，即可逐层相加求出储量。该法精度高，但绘制等值线复杂，且须用求积度，即可逐层相加求出储量
83、。该法精度高，但绘制等值线复杂，且须用求积仪计算大量面积。勘探抗孔减少，该法精度显著降低。仪计算大量面积。勘探抗孔减少，该法精度显著降低。 五、天然建筑材料的开采、运输条件五、天然建筑材料的开采、运输条件 n n 研究开采条件时，研究开采条件时，首先考虑首先考虑首先考虑首先考虑开采层厚度开采层厚度( (有效层有效层) )与应剥离层的厚度之比。与应剥离层的厚度之比。一般认为，二者之比大于一般认为，二者之比大于4 4：1 1，开采该建筑材料在经济上是合理的。有效层，开采该建筑材料在经济上是合理的。有效层的厚度最好不小于的厚度最好不小于3m3m，过薄时不宜开采，不经济。有效层中的夹层和质量，过薄时不
84、宜开采，不经济。有效层中的夹层和质量不均，对开采也不利。根据具体条件，一般以地下水位以上开采为主，水下不均，对开采也不利。根据具体条件，一般以地下水位以上开采为主，水下开采较困难。开采石料时，应特别着重研究其裂隙性。岩石被裂隙分割程度开采较困难。开采石料时，应特别着重研究其裂隙性。岩石被裂隙分割程度影响其强度和用途，裂隙的产状也在不同程度上决定着开采方向和方法。开影响其强度和用途，裂隙的产状也在不同程度上决定着开采方向和方法。开采时斜坡稳定条件，也是影响开采工作的重要因素。采时斜坡稳定条件，也是影响开采工作的重要因素。n n 开采方案应考虑开采方案应考虑当地的运输条件当地的运输条件当地的运输条
85、件当地的运输条件、设备能力设备能力设备能力设备能力和和技术水平技术水平技术水平技术水平等。比较运输条件等。比较运输条件时，首先应考虑采、用距离。太远，运输工作量大，距离近固然后，但不能时，首先应考虑采、用距离。太远，运输工作量大，距离近固然后，但不能影响和危及工程安全，同时要考虑到施工方便，因此，距离要适当。对水工影响和危及工程安全，同时要考虑到施工方便，因此，距离要适当。对水工建筑物来说，一般要求在大坝上下游建筑物来说，一般要求在大坝上下游300300500m500m范围内，最好不取土。运输范围内，最好不取土。运输方式也是应该很好考虑的因素，如有无运输干线，能否采用溜索或缆车、浮方式也是应该很好考虑的因素，如有无运输干线，能否采用溜索或缆车、浮运等。运输线路纵坡太徒，或通往工程施工场地爬坡，对运输不利。几个建运等。运输线路纵坡太徒，或通往工程施工场地爬坡，对运输不利。几个建筑材料供应产地布局合适，便可同时从几个方向运向施工现场，可扩大工作筑材料供应产地布局合适，便可同时从几个方向运向施工现场，可扩大工作面，缩短时间，加快施工进度。面，缩短时间，加快施工进度。n n 此外，此外，此外，此外，从环境保护的角度出发，天然建筑材料的开采，应当尽可能少地破从环境保护的角度出发，天然建筑材料的开采，应当尽可能少地破坏环境的美观和危胁文物古迹的安全。坏环境的美观和危胁文物古迹的安全。
