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工程地质测绘陈永生工程地质测绘1.有关工程地质测绘的基本概念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。根据研究内容的不同，工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对场地或建筑地段工程地质条件诸要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究，为编制综合工程地质图提供资料。专门性工程地质测绘是对工程地质条件的某一要素进行专门研究，如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等；研究它们的分布、成因、发展演化规律等。2.工程地质测绘的范围、比例尺和精度2.1工程地质测绘范围的确定影响工程地质测绘范围因素有：(1)拟建建筑物的类型和规模(2)设计阶段(3)工程地质条件的复杂程度和研究程度工程地质条件复杂程度包含两种情况：一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。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。2.2.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。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。2.3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：(1)对野外各种地质现象观察描述的详细程度(2)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。观测点布置目的性要明确，密度要合理，要具有代表性。地质观测点的数量以能控制重要的地质界线并能说明工程地质条件为原则。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。在任何比例尺的图上，建筑地段的各种地质界线(点)在图上的误差不得超过3mm，其他地段不应超过5mm。通常野外测绘填图所用的地形图应比提交的成图比例尺大一级。3.工程地质测绘的研究内容3.1地层岩性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。小比例尺工程地质测绘的填图单位与一般地质测绘是相同的。中、大比例尺小面积测绘时，应按岩性和工程性质的差异等作进一步划分。工程地质测绘中对各类岩土层还应着重以下内容的研究：(1)沉积岩类：软弱岩层和次生夹泥层的分布、厚度、接触关系和性状等；泥质岩类的泥化和崩解特性；碳酸盐岩及其他可溶盐岩类的岩溶现象。(2)岩浆岩类：侵入岩的边缘接触面，风化壳的分布、厚度及分带情况，软弱矿物富集带等；喷出岩的喷发间断面，凝灰岩分布及其泥化情况，玄武岩中的柱状节理、气孔等。(3)变质岩类：片麻岩类的风化，其中软弱变质岩带或夹层以及岩脉的特性；软弱矿物及泥质片岩类、千枚岩、板岩的风化、软化和泥化情况等。(4)第四纪土层：成因类型和沉积相，所处的地貌单元，土层间接触关系以及与下伏基岩的关系；建筑地段特殊土的分布、厚度、延续变化情况、工程特性以及与某些不良地质现象形成的关系，已有建筑物受影响情况及当地建筑经验等。3.2地质构造工程地质测绘对地质构造研究的内容包括：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。对节理、裂隙应重点研究以下三个方面：①节理、裂隙的产状、延展性、穿切性和张开性；②节理、裂隙面的形态、起伏差、粗糙度、充填胶结物的成分和性质等；③节理、裂隙的密度或频度。3.3地貌研究地貌可藉以判断岩性、地质构造及新构造运动的性质和规模，搞清第四纪沉积物的成因类型和结构，以及了解各种不良地质现象的分布和发展演化历史、河流发育史等。工程地质测绘中地貌研究的内容有：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。在大比例尺工程地质测绘中，则应侧重于微地貌与工程建筑物布置以及岩土工程设计、施工关系等方面的研究。洪积地貌和冲积地貌这两种地貌形态与岩土工程实践关系密切3.4水文地质在工程地质测绘中研究水文地质的主要目的，是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。在工程地质测绘过程中对水文地质条件的研究，应从地层岩性、地质构造、地貌特征和地下水露头的分布、类型、水量、水质等入手，并结合必要的勘探、测试工作，查明测区内地下水的类型、分布情况和埋藏条件；含水层、透水层和隔水层(相对隔水层)的分布，各含水层的富水性和它们之间的水力联系；地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化；地下水与地表水之间的补、排关系；地下水的物理性质和化学成分等。泉、井等地下水的天然和人工露头以及地表水体的调查，有利于阐明测区的水文地质条件。3.5不良地质现象不良地质现象研究的目的，是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。研究内容包括：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。3.6已有建筑物的调查3.7人类活动对场地稳定性的影响4遥感技术在工程地质测绘中的应用遥感技术包括航空摄影技术、航空遥感技术和航天遥感技术不同遥感图像的比例尺大小是：航空照片(简称航片)1∶25000~1∶100000；陆地卫星影像(简称卫片)不同时间多波段的1∶250000~1∶500000黑白像片和假彩色合成或其他增强处理的图像；热红外图像大于1∶50000。解译标志，指的是具有地质意义的光谱信息和几何信息，如目标物的色调、色彩、形状、大小、结构、阴影等图像特征。rkff4.1工程地质条件的目视解译方法4.1.1地层岩性地层岩性目视解译的主要内容，是识别不同的岩性(或岩性组合)和圈定其界线；此外，推断各岩层的时代和产状，分析各种岩性在空间上的变化、相互关系以及与其他地质体的关系。地层岩性的影像特征，主要表现为色调(色彩)和图形两个方面。前者反映了不同岩类的波谱特征，后者是区分不同岩类的主要形态标志。沉积岩类普遍适用的解译标志是层理所造成的图像，一般都具有直线的或曲线的条带状图形特征，其岩性差异则可以通过不同的色调反映出来。岩浆岩类的波谱特征有明显规律可循。一般情况下，超基性、基性岩浆岩反射率低，它们在遥感图像上多呈深色调或深色彩；而中性、酸性岩浆岩则反射率中等至偏高，因此图像色调或色彩较浅。4.1.2地质构造一般地说，利用卫片可观察到巨型构造的形象，而航片解译中，小型构造形迹效果较好。地质构造目视解译的内容，主要包括：岩层产状、褶皱和断裂构造、火山机制、隐伏构造、活动构造、线性构造和环状构造等的解译以及区域构造的分析。下面简要讨论一下与工程地质测绘关系较密切的内容。由沉积岩组成的褶皱构造，在遥感图像上表现为色调不一的平行条带状色带，或是圆形、椭圆形及不规则环带状的色环。断裂构造是一种线性构造。断裂构造也主要借助于图形和色调两类标志来解译。形态标志较多，可分为直接标志和间接标志两种。在遥感图像上地质体被切断、沉积岩层重复或缺失以及破碎带的直接出露等，可作为直接解译标志。间接解译标志则有线性负地形、岩层产状突变、两种截然不同的地貌单元相接、地貌要素错开、水系变异、泉水(温泉)和不良地质现象呈线性分布等。4.1.3水文地质水文地质解译内容主要包括：控制水文地质条件的岩性、构造和地貌要素，以及植被、地表水和地下水天然露头等现象。红外摄影和热红外扫描图像对水文地质解译效用独特。多波段陆地卫星影像对解译大范围的水文地质现象，如松散沉积物掩盖区大型隐伏构造以及平原区挽近地质时期凹陷和隆起区的地下水分布状况，也具有较好的作用。4.1.4地貌和不良地质现象在工程地质测绘中，一般采用大比例尺卫片(1∶250000)和航片来解译地貌和不良地质现象。地貌解译应与第四系松散沉积物解译结合进行。利用不同时期的遥感图像进行对比研究效果更好，可以对其发展趋势以及对工程的不良影响程度作初步评价。4.2遥感地质工作的程序和方法遥感地质具体工作大致可划分为准备工作、初步解译、野外调查、室内综合研究、成图与编写报告等阶段。(一)准备工作阶段本阶段的主要任务，是做好遥感地质调查的各项准备工作和制定工作计划。主要的工作内容是搜集工作区各类遥感图像资料和地质、气象、水文、土壤、植被、森林以及不同比例尺的地形图等各种资料。(二)初步解译阶段遥感图像初步解译是遥感地质调查的基础。室内的初步解译要依据解译标志，结合前人地质资料等，编制解译地质略图。(三)野外调查阶段此阶段的主要工作是踏勘和现场检验。(四)室内综合研究、成图与编写报告阶段这一阶段的任务，是最后完成各种正式图件，编写遥感地质调查报告，全面总结测区内各地质体和地质现象的解译标志、遥感地质调查的效果及工作经验等。