工程地质勘察方法.ppt

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公路工程地质勘察方法公路工程地质勘察方法张修杰张修杰2010.52010.511/11/20221主要内容主要内容11、概、概述述22、工程地质测绘、工程地质测绘33、物探、物探44、勘探与取样、勘探与取样55、室内试验、室内试验66、现场原位测试、现场原位测试77、几点体会、几点体会11/11/202221.1.概概述述公路工程地质勘察就是运用工程地质理论和各种技术手段，实地调查、研究工程场地的工程地质条件。

工程建设的程序是勘察、设计、施工、监理。

可见，工程地质勘察是整个建设工程工作的重要组成部分之一，也是一项基础性的工作。

只有进行详细的工程地质勘察才能为工程项目选择合适的基础形式，并确保工程的安全。

11/11/202231.11.1工程地质勘察分级工程地质勘察分级工程地质勘察等级的划分是根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度三个方面确定的。

首先来看一下这三个方面的等级划分。

11、工程重要性等级的划分、工程重要性等级的划分11/11/2022422、场地等级划分、场地等级划分11/11/2022533、地基复杂程度划分、地基复杂程度划分11/11/2022644、岩土工程勘察等级划分、岩土工程勘察等级划分11/11/202271.21.2工程地质勘察阶段的划分工程地质勘察阶段的划分人们对地质现象和规律的认识是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观，逐步深入的。

各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行工程地质勘察工作，勘察工作应按建设各阶段的要求进行。

目前，勘察工作一般分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察三个阶段。

11/11/202281、可行性研究勘察阶段贯彻地质选线的原则贯彻地质选线的原则可行性研究勘察阶段，也是选址阶段，该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。

本阶段应尽可能详细地收集区域地质资料，利用遥感资料（卫片和航片），编制中比例尺（1：

5万或1：

10万）工程地质图和地质灾害（不良地质现象）分布图，图上标注大的地质构造（主要是断层）、重大的地质病害体。

11/11/20229分析区域性的地质灾害发生条件，进行初步的地质灾害评估，配合路线方案设计，进行必要的现场踏勘和重点路段的调查，反复对比，优选出工程地质条件最好、地质灾害最少、工程建设对地质环境的不利影响最小的路线走廊带，真正贯彻地质选线的原则。

11/11/20221022、初步勘察、初步勘察-突出重大地质病害对路线方案的制约突出重大地质病害对路线方案的制约基本确定路线方案后，及时委托有资质的单位进行建设用地地质灾害危险性评估工作，并进行大比例尺（1：

1万）的地质遥感解译及地质灾害调查和工程地质调绘工作，编制1：

1万工程地质图和路线区域地质病害现状图。

图件的重点是地质灾害和重要工点的工程地质条件，要有针对性，要突出重点。

对各路线方案进行勘察，通过对路线方案的分析论证，推荐路线方案。

11/11/20221133、详细勘察、详细勘察详查工点地质条件详查工点地质条件通过初步设计阶段的各种地质工作，已经基本查明路沿线的地质条件，但是工作深度和广度还不够。

本阶段应详查工点地质（桥位、隧道、深路堑、高填路堤、陡坡路堤、支挡构造物），进行重要工点1：

2000地质测绘。

采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段。

查明场地岩土体组成、性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等工程地质条件在路线纵横方向的变化。

11/11/2022121.31.3工程地质勘察内容和方法工程地质勘察内容和方法公路工程地质勘察通常包括路线、路基、桥梁、隧道、天然筑路材料、不良地质和特殊性岩土等几个方面内容。

其中不良地质和特殊性岩土是勘察的重点和难点。

公路工程地质勘察的方法主要有工程地质调绘、物探、工程地质勘探、室内试验、现场原位试验等。

11/11/2022132.2.工程地质测绘工程地质测绘2.12.1概述概述工程地质测绘的目的是为了研究建筑场地内的地层、岩性、构造、地貌、不良地质现象及水文地质条件,对场地的工程地质条件作出初步评价，并为勘察工作量的布置提供依据。

工程地质测绘是最基本、最重要、最经济的地表勘察手段，其成果可用于指导其他勘探工作和布置，应首先开展。

11/11/2022142.22.2测绘的比例尺测绘的比例尺可行性研究勘察可选用1:

50001:

50000；初步勘察可选用1:

20001:

10000；详细勘察可选用l:

5001:

2000。

2.32.3测绘的内容测绘的内容工程地质测绘主要研究工程地质条件，实际工作中，应根据勘察阶段的要求和测绘比例尺大小，分别对工程地质条件的各个要素进行调查研究。

11/11/202215观察、标示测量产状11/11/2022162.42.4测绘前期工作测绘前期工作1、确定测绘范围；2、地形图准备；3、确定测绘精度和填图单位；4、测制代表性地层剖面，建立典型的地层岩性柱状图和标志层。

11/11/2022172.5.2.5.地质测绘的技术方法地质测绘的技术方法穿越法和追索法相结合，对于地质界线，软弱夹层和断裂构造等，采用界限追索法。

观测点布置应明确，密度应合理，以达到最佳调查测绘效果为准。

对于主要的地质现象，如断裂、不良地质现象（崩塌、滑坡等）的边界，应有足够观察点控制。

观测点分类编号,在实地用红漆标志,在野外用图上标出点号,在现场用专门记录本记录.11/11/202218岩层产状的测量方法岩层产状的测量方法将罗盘仪的短边将罗盘仪的短边紧靠岩层层面，紧靠岩层层面，调整罗盘位置使调整罗盘位置使水准气泡居中，水准气泡居中，待磁针静止，读待磁针静止，读指北针所指的方指北针所指的方位角度数为所测位角度数为所测之倾向方位。

之倾向方位。

将罗盘仪竖放在层面上，使其长边与走向将罗盘仪竖放在层面上，使其长边与走向线垂直，待测角水泡居中，倾角指示器所线垂直，待测角水泡居中，倾角指示器所指的度数即为岩层的倾角指的度数即为岩层的倾角11/11/202219广梧二期五指山隧道进口和出口段地质图11/11/202220断层实例断层崖由于断层两盘相对升降而形成的陡崖。

但陡崖不一定都是断层崖。

11/11/202221山岭和平原的突变：

横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是一条较大的断层。

该图是江肇高速公路卫片局部的断层11/11/202222水系的线形分布，该图是江肇高速公路卫片局部的断层。

11/11/202223广河高速公路断层面上发育擦痕11/11/202224梅大高速公路断层面上发育阶步11/11/202225惠河高速公路某边坡处的两套明显不同的地层接触带11/11/202226大断层尤其是切割很深的断层常常是岩浆和热液运移的通道和储集场所。

如果岩体、矿化带或硅化等热液蚀变带呈线状断续分布，常常指示有断层或断裂带存在。

图为广河高速公路广州段大尖山隧道进口的石英脉。

11/11/202227广梧二期AK45附近震旦系变质砂岩逆冲于石炭系灰岩之上11/11/202228广梧高速公路云浮硫铁矿厂附近的断层角砾岩11/11/202229飞来峰和构造窗11/11/20223011/11/202231滑坡实例广梧二期茶陵顶隧道附近的滑坡11/11/202232广梧二期K46附近煤系地层的滑坡11/11/202233炎汝高速公路K122附近滑坡照片11/11/202234在滑坡体上,常有集水洼地,地面裂缝,“醉汉林”，“马刀树”等现象。

图为韶赣高速公路K77附近的滑坡。

11/11/202235广梧高速公路11标滑坡11/11/2022362009年5月广梧高速公路11标发生滑坡11/11/202237崩塌现象11/11/202238滑坡滑坡崩塌崩塌11/11/202239滑坡与崩塌的区别组成滑坡体的岩土体在移动时，与下伏岩层或土体保持接触；滑坡体物质保持其原有的空间顺序，具有一定的层序。

崩塌是陡峭斜坡上的岩土体在重力或地震影响下，突然向坡下倾倒、坠落、翻滚、跳跃，并使岩土体发生碎裂、散架，最后快速堆积于坡下的现象。

11/11/202240岩溶现象11/11/202241美丽的桂林山水11/11/202242

（1）石林、石芽水沿可溶蚀岩石的节理、裂隙进行溶蚀和冲蚀所形成的沟槽间突起与沟槽形态，浅者为溶沟，深者为溶槽。

11/11/202243沟槽间的突起称石芽，其底部往往被土及碎石充填。

在质纯层厚的石灰岩区，可形成巨大的貌似林立的石芽，称为石林。

如云南石林。

11/11/202244二广高速公路K52附近石笋桂林巨型石芽地貌11/11/202245溶洞地下水沿岩石裂隙溶蚀扩大形成的各种洞穴称为溶洞。

其形态多变，断面不规则。

11/11/202246广梧高速公路K72附近的老虎岩老虎岩洞内情况11/11/202247石钟乳、石笋在岩溶地区，地下水中多含有碳酸盐，在溶洞顶部和底部饱和沉淀而形成石钟乳、石笋和石柱。

其形成过程如右图。

11/11/202248桂林银子岩美丽的石钟乳11/11/202249桂林银子岩美丽的石钟乳11/11/202250桂林银子岩美丽的石钟乳11/11/202251肇庆七星岩的石钟乳11/11/202252桂林银子岩一柱擎天11/11/202253溶蚀漏斗、落水洞岩石溶蚀破碎及竖直溶隙扩大，岩层顶部塌落形成近于圆形坑，向下逐渐缩小，形似漏斗，称之为溶蚀漏斗。

如竖直溶隙连通大溶洞或地下河，称之为落水洞。

落水洞11/11/202254乐广高速公路茶山隧道附近的落水洞11/11/202255地下暗河岩溶地区地下沿溶洞流动的河流称为地下暗河，其规模大小不一。

11/11/202256湖北清江源暗河出口二广高速公路K52附近暗河入口11/11/20225711/11/2022583.3.物探物探利用地球物理的方法来探测地层、岩性、构造等地质问题，称为地球物理勘探，简称物探。

物探方法有很多种，主要可分为如下几类：

电法勘探、磁法勘探、地震法勘察、放射性勘探、测井等，每种方法又可细分为多种方法，如地震法勘探分为反射波法、折射波法、瑞雷面波法等。

下面简单介绍几种常用的物探方法。

11/11/2022593.1电法勘探在自然界中，由于岩土的种类、成分、结构、湿度等因素的不同，而具有不同的电学性质。

电法勘探是以这种电性差异为基础，利用仪器观测岩土体电性差异，来解决某些地质问题。

根据电场性质的不同可分为直流电法、电阻率法等。

11/11/202260高密度电法成果图11/11/2022613.2电磁法勘探电磁法勘探是以地下岩土体的导电性和导磁性差异为基础，观测和研究由于电磁感应而形成的电磁场的时空分布规律，从而解决有关工程地质问题的一种物探方法。

磁法勘探种类很多，有频率电磁测深法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法、探地雷达法等。

11/11/202262二广高速公路采空区勘察使用的顺变电磁仪11/11/202263顺变电磁仪发射器11/11/202264广梧高速公路茶林顶隧道物探成果剖面图广梧高速公路茶林顶隧道物探成果剖面图11/11/202265图为云南水麻高速公路图为云南水麻高速公路隧道成果图。

隧道成果图。

左右部分为玄武岩；中间为砂岩；红线为断层构造带。

左右部分为玄武岩；中间为砂岩；红线为断层构造带。

11/11/2022663.3地震勘探由于岩土层的弹性性质不同，弹性波在其中的传播速度也有差异，地震勘探是通过人工激发的弹性波在岩土层中传播的特点，来判定地层岩性、地质构造等，从而解决某一地质问题的方法。

根据弹性波的传播方式，可将地震勘探分为折射波法、反射波法和瑞雷面波法等。

11/11/202267跨孔波速测试跨孔波速测试11/11/202268钻孔套管及PVC管电缆及雷管11/11/202269通过PVC管放下雷管电火花震源11/11/202270广清高速公路大燕河大桥岩溶CT成果图11/11/202271瑞雷面波仪接受信号操作11/11/202272瑞雷面波解译成果图11/11/2022733.4重力法和放射性勘探重力法勘探是根据地下地质体的密度的差异，将产生局部重力