公路工程地质调查与测绘

19公路工程地质调查与测绘本章要点本章主要讲述了公路工程地质调查测绘的内容与方法，以及现场调查工作要点。学习目标1、知道公路工程地质调查与测绘的内容、要求与方法。2、依据《公路工程地质勘察规范》进行现场工程地质调查9.1概述调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。通过观察和访问，对路线通过地区的工程地质条件进行综合性的地面研究，将查明的地质现象和获得的资料，填绘到有关的图表与记录本中，这种工作统称为调查测绘（调绘）。公路工程地质调查测绘，一般可在沿线两侧带状范围内进行，通常采用沿线调查的方法而不进行测绘；对不良地区地段及地质条件复杂的路段，应扩大调绘范围。以提出完整可靠的地质资料；对可能控制路线方案、路线位置或重点工程的地质点，以及重要的地质界线，则应根据需要进行详细测绘。各工程项目的工程地质调查与测绘工作，应按《公路工程地质勘察规范》有关章节办理。9.1.1工程地质调查与测绘的基本规定1、各级公路均须作工程地质调查。高速公路、一级公路、二级公路和独立工点，应进行工程地质测绘工作。对三、四级公路的不良地质地段，也可测绘工程地质平面图和纵断面图。工程地质条件简单的一般公路，可不进行地质测绘。2、工程地质调查与测绘的目的在于查明公路走廊范围内的地貌、地质条件，并结合区域地质资料，对路基、桥梁、隧道及其他结构物的稳定性、适宜性作出评价，且为工程地质勘探、测试工作及工点布置提供依据。3、工程地质调查与测绘的内容应收集当地航空照片、气象、水文、地质、植被、冻深、最高洪水位及其发生季节、淹没范围等资料，了解人类活动对不良地质的影响，调查了解当地公路建设及其相关工程的经验总结。9.1.2工程地质调查与测绘的要求1、可行性研究阶段，主要是对沿线及重大工程进行工程地质调查，发现并研究关键性的工程地质问题。工程地质调查与测绘工作，一般是在初勘阶段进行。详勘阶段仅在初勘阶段的基础上，对某些专门性的地质问题作必要的补充调查与测绘。2、测绘时的填图底图可采用已有的地形图为底图进行测绘，比例尺的大小视需要而定。测绘工作中，所采用的公路工程地质图例及符一号，应符合附录C的规定。3、地质观测点的布置、密度和定位应符合以下要求:l)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地貌、地质条件、成图比例尺及工程特点确定。地质观测点应具有代表性和控制性。3）地质观测点应充分利用天然或人.工露头。当露头少时，可按实际情况布置勘探点。4)地质观测点的定位，应根据精度要求和地质条件的复杂程度选用目测法、半仪器法和仪器法。对一般地质观测点和地质界限，以明显的地形、地物和其他测点作控制定点。对有特殊意义和对工程有重要影响的地质观测点，应用仪器法定点。29.1.3工程地质调查与测绘的范围1、调查的工程项目一般应包括路线、桥梁、隧道、路基及其附属工程中有影响的工程地质现象。2、测绘范围:应包括路线正线及各比较方案的走廊地带。大桥、特大桥轴线附近的河床和两岸谷坡及阶地，以及河流上、下游，其测绘范围与桥位图相同。长、大隧道所穿越的全部地段(包括洞口路堑)。对于不良地质和特殊性岩土的调绘范围，应视具体情况和类别以及处理范围加以确定。9.1.4工程地质调查与测绘的内容工程地质调查测绘的内容应视要求而定。调查测绘的重点也因勘察设计阶段及工程类型的不同而各有所侧重。但其基本内容不外以下几个方面。1．地形、地貌地形、地貌的类型、成因、特征与发展过程；地形、地貌与岩性、构造等地质因素的关系；地形、地貌与工程地质条件的关系，对路线布设及路基工程的影响等。2．地层、岩性地层的层序、厚度、时代、成因及其分布情况；岩性、风化破碎程度及风化层厚度；土石的类别，工程性质及对工程的影响等。3．地质构造断裂、褶曲的位置、构造线走向、产状等形态特征和地质力学特征，岩层的产状和接触关系，软弱结构面的发育情况及其与路线的关系、对路基的稳定影响等。4．第四纪地质第四纪沉积物的成因类型、土的工程分类及其在水平与垂直方向上的变化规律；土的物理、水理、化学、力学性质；特殊土及地区性土的研究和评价。5．地表水及地下水河、溪的水位、流量、流速、冲刷、淤积、洪水位与淹没情况；地下水的类型、化学成分与分布情况，地下水的补给与排泄条件，地下水的埋藏深度、水位变化规律与变化幅度；地面水及地下水对公路工程的影响。6．特殊地质、不良地质各种不良地质现象及特殊地质问题的分布范围、形成条件、发育程度、分布规律及其对公路工程的影响。7．地震根据沿线地震基本烈度的区划资料，结合岩性、构造、水文地质等条件，通过调查访问，确定≥7度的地震烈度界线。8．工程经验对既有建筑物的稳定情况和工程措施进行调查访问，以兹借鉴。9.2工程地质调查方法工程地质调查主要是用直接观察和访问群众的方法，需要时可配合适量的勘探和试验工作。1．直接观察直接观察是工程地质调查最重要最基本的方法。它主要利用自然迹象和露头，进行由此及彼、由表及里的观察分析工作，以达到认识路线通过地带工程地质条件的目的。观察工作的质量，一方面取决于观察点的数量和选择是否恰当，另一方面也取决于调查3人员的知识和经验。只有理解了的东西才能更深刻的感觉它，如果不具备丰富的理论知识，不熟悉各种地质现象的本质及其相互关系，是很难进行深刻的观察分析工作的。有经验的地质人员，能充分利用各种自然迹象和露头，运用多种方法互相配合进行观察分析，不仅可保证工程的质量，还可减少不必要的勘探工作。在公路工程地质调查工作中，常采用地貌学和地植学的方法观察分析有关自然迹象。前者根据地貌的形态特征，推断其形成原因和条件，并评价其工程地质条件；后者根据植物群落的种属、分布及其生态特征，推断当地的气候、土质及水文地质等条件。有些对土质、水分、盐分等条件要求特别严格的植物，可以作为指示植物加以利用。地植物学的方法，在潮湿茂密的林区是十分必要的，而在植物缺少的沙漠地区则是足够准确的。(2)访问群众访问群众是工程地质调查常用的方法。对沿线居民调查访问，可以了解有关问题的历史情况、多年情况及当地与自然灾害作斗争的经验，这对于直接观察往往是必不可少的补充。在某些情况下，这种方法尤其显得重要，例如，对历史地震情况的调查，对沿线洪水位的调查，对风沙、雪害、滑坡、崩塌、泥石等不良地质的发生情况、活动过程和分布规律的调查都离不开调查访问。为使调查访问获得较好的结果，一般应注意以下几点：（1）选择合适的对象。通常应是年纪老的、对所调查的问题有切身经历的人，要多找几个，以避免错误。（2）进行仔细的询问，认真听取各种意见。需要时应到现场边看边问。（3）对提供的情况，应进行核对、分析和判断。9.3工程地质测绘方法工程地质测绘与工程地质调查的不同之处是，工程地质测绘的范围往往较大，并且要求把调查研究结果填绘在一定比例尺的地形图上，以编制工程地质图。测绘范围以能满足工程技术要求为前提，并应包括与工程地质环境有关的范围。测绘的比例尺可在以下范围内选用：可行性研究阶段1：5000~1：50000，初勘阶段1：2000~1：10000，详勘阶段1：200~1：2000。为达到测绘精度要求，实地测绘所用地形图的比例尺必须大于或等于提交成图比例尺。下面分两种情况说明其工作方法与步骤。9.3.1无航摄资料时工程地质测绘主要依靠野外工作，为此需要讲究测绘方法与量测精度，以求用较少的工作获得符合要求的结果。（1）标测方法：根据不同比例尺的精度要求，对观察点、地质构造及各种地质界线等的标测方法有以下三种。①目测法。根据地形、地物目估或步测距离。目测法适用于小比例尺的工程地质测绘。②半仪器法。用简单的仪器（如罗盘仪、气压计等）测定方位和高程，用徒步或测绳量距离。此方法适用于中比例尺的工程地质测绘。③仪器法。仪器法是用测量仪器定位，此方法适用于大比例尺的工程地质测绘，以及重要地质点。测绘精度的要求：相当于测绘底图上宽度不小于2mm的地质现象应尽量标绘在图上；具有重要工程意义的地质体，即使小于图上2mm的宽度也应按扩大比例尺的方法标绘在图上；相反，对于工程意义不大的且相近的几种地质体可合并标绘。（2）工程地质测绘的基本方法：①路线法。沿着一些选择的路线穿越测绘场地，并把观测路线和沿线查明的地质现象、地质界线填绘在地形图上。路线形式有直线型或“S”型等。一般用于各类的比例尺测绘。4②布点法。根据地质条件复杂程度和不同的比例尺，预先在地形图上布置一定数量的观测点及观测路线。布点法适用于大、中比例尺测绘。③追索法。沿地层、构造和其它地质单元界线布点追索，以便查明某些局部的复杂构造。追索法多用于中、小比例尺测绘。（3）公路工程地质测绘的路线法：采用路线法测绘的两个关键的环节，是观测路线的布置和观察点的选择。①观测路线的布置除应沿路线进行调查测绘外，尚应在路线两侧布置观测路线，以求在需要测绘的范围内获得足够的资料绘制工程地质图。观测路线与岩层走向或地质构造方向垂直时，可以用较少的工作获得较多的成果。但为了查清断层破碎带的分布情况，观测路线也可沿构造线布置。观测路线应布置在露头较好的地方，如河谷、路堑等地带。②观察点的选择应根据观察的目的和要求进行选择。例如，为了研究地貌、地质界线、不良地质现象等不同的目的，可考虑分别设置观察点；如为了综合研究的目的，就应按多目标的要求选择观察点。观察点一般应选在露头良好、观测方便，有地质界线、地质现象发育以及其它对工程地质有重要意义的地方。观察点的密度则应根据地质条件的复杂程度和地质图比例尺的大小而定。9.3.2有航摄资料时遥感技术是根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子学探测器，对远距离目标进行探测和识别的综合技术，可用于工程地质调查测绘。地质体不但在光照条件下能反射出辐射能，而且由于自身具有一定的温度，也能不断发射出辐射能。地质体在不同波长处，反射或发射电磁辐射的本领是不同的。这种辐射能量随波长改变而改变的特性称为地质体的波谱特性。对这种辐射能以波长为参数记录下来就得到该地质体的波谱分布，不同地质体有其特定的波谱分布，这是遥感技术赖以识别目标的根据。遥感技术对地质体进行探测和识别就是以各种地质体对电磁波辐射的反射或发射的不同波谱分布作为理论基础的。遥感工程地质调查可采用多种遥感手段和方法进行，利用现有遥感影像资料进行判释。应充分利用近期的黑白或彩色红外的航空像片及热红外航空扫描图像，必要时结合使用陆地卫星图像和其它遥感图像。重点研究地区可收集不同时期的遥感资料。下面概要介绍航摄资料用于绘制工程地质图的方法。（1）立体镜判释：立体镜是航空像片立体观察仪器。利用判释标志，结合所掌握的区域地质资料，将判明的地层、构造、岩性、地貌、水文地质条件、不良地质现象等，调绘在单张像片上，并据以确定需要调查的地点和路线。凡是能直接反映地质体和地质现象的影像特征称为直接判释标志；对与判释对象密切相关的一些现象进行分析、研究、推理、判断，从而达到识别地物的目的，这些现象称为判释的间接标志。使用立体镜进行室内判释，首先必须在分析现有资料的基础上，建立室内初步判释标志，并经实地调绘建立详细判释标志。（2）实地调查测绘：对判释的内容，通过实地调查测绘进行核对、修改与补充。重要的地质点应刺点记录。（3）绘制工程地质图：根据地形、地貌、地物的相对位置，将测绘在像片上的地质资料，利用转绘仪器转绘于等高线图上，并进行野外核对。9.4工程案例9.4.1工程地质调查在高边坡预防滑坡中的应用1、开展工程地质调查。从地层、岩性、构造上分析有无易滑地层？注意周围有无斜坡变形现象？有无古滑坡和5正在活动的滑坡？它们产生的条件、性质和规模，以便与将要开挖的地段比较，判断开挖后会否产生滑坡。2、自然山坡和人工边坡稳定状况的调查。调查自然山坡的走向、朝向、坡形、坡度和坡高、植被状况，同类地层在河岸或沟岸所能保持的稳定斜坡坡度和高度，从中寻找极限稳定坡；自然坡上的变形现象、类型、规模和稳定状况；已有的人工边坡的岩土种类、性状、稳定状况、设计的坡形、坡度、坡高和防护措施，从中寻找出稳定坡形和设计参数。3、软弱结构面的调查