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工程地质测绘及勘探

时间:2022-10-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:简易钻探是工程地质勘探中经常采用的方法。物探按其所利用的岩、土物理性质的不同,可分为电法勘探、电磁法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探与放射性勘探等。在隧道工程地质中,较常用的有电法勘探、地震勘探、地质雷达勘探等。在工程地质勘探中主要用于:地质雷达是利用高频电磁脉冲波的反射,探测地层构造和地下埋藏物体的电磁装置,故又称为探地雷达。

2.2.1 工程地质测绘

工程地质测绘与工程地质调查的不同之处在于:工程地质测绘的范围往往比较大,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∶5 000~1∶50 000,初勘阶段1∶2 000~1∶10 000,详勘阶段1∶200~1∶2 000。为了达到测绘精度要求,实测所用地形图的比例尺必须大于或等于提成图比例尺。

工程地质调查测绘的内容应视要求而定,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,但基本内容不外有以下几个方面:

(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,对路线布置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,地面水及地下水对隧道工程的影响。

(6)特殊地质、不良地层

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、分布规律及其对隧道工程的影响。

(7)地震

根据沿线地震基本烈度的区域资料,结合岩性、构造、水文地质等条件,通过访问、确定大于等于7度的地震烈度界线。

(8)工程经验

对所在地区既有地下工程及其他建筑物的稳定情况和工程措施进行调查访问,以便借鉴。

2.2.2 工程地质勘探

在隧道工程勘察中,若需查明岩土的性质和分布,可从地下采取岩土样供室内试验测定岩土的物理力学性质,通常采用挖探、钻探、地球物理勘探等勘探方法进行。下面介绍几种常用方法:

(1)挖探

挖探是地质勘探中广泛采用的一种方法。这种方法最大的优点是能取得详尽的直观资料和原状土样,但勘探深度有限,而且劳动强度大。挖探主要为坑探和槽探。

(2)简易钻探

简易钻探是工程地质勘探中经常采用的方法。其优点是工具轻、体积小、操作方便,进度较快,劳动强度较小。缺点是不能采取原状土样或不能取样,在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用。常用的简易钻探工具有小螺纹钻、钎探、洛阳铲等。

(3)钻探

在工程地质勘察工作中,钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段,它可以获得深部地层的可靠地质资料,一般在挖探、简易钻探不能达到目的时采用。为保证工程地质钻探工作质量、避免漏掉或寻错重要的地质界面,在钻进过程中不应放过任何可疑的地方,对所获得的地质资料进行准确的分析判断,用地面观察所得的地质资料来指导钻探工作,校核钻探结果。

(4)地球物理勘探

地球物理勘探简称物探。不同成分、不同结构、不同产状的地质体,在地下半无限空间是不同的物理场分布。凡是以各种岩土物理性质的差别为基础,采用专门的仪器,观测天然或人工的物理场变化,来判断地下地质情况的方法,统称为物探。

物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便。物探方法是地层在自然状态下,各种物理力学指标均未受到破坏的情况下进行的一种比较好的原位测试方法。但是由于不同岩、土可能具有某些相同的物理性质,或同一种岩、土可能具有某些物理性质差异,因此有时较难得出肯定的结论,必须使用钻孔加以校核、验证,所以物探有其一定的适用条件。物探与调查测绘、挖探、钻探密切配合时,在指导地质判断、合理布置钻孔、减少钻孔工作量等方面都能取得良好的效果。恰当地运用多种物探方法进行综合物探,也能取得较好的效果。

物探按其所利用的岩、土物理性质的不同,可分为电法勘探、电磁法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探与放射性勘探等。在隧道工程地质中,较常用的有电法勘探、地震勘探、地质雷达勘探等。电法勘探是通过仪器测定岩、土导电性的差异来判断地下地质情况。当地层间具有一定的导电性差异,所测地层具有一定的长度、宽度和厚度,相对的埋藏深度不太大且地形较平坦,游散电流与工业交流电等干扰因素不大时,电法勘探能取得较好的效果。地震勘探是根据岩、土弹性性质的差异,通过人工激发的弹性波的传播,来探测地下地质情况的一种物探方法。地震勘探直接利用岩石密度与弹性的固有性质,较其他物探方法准确,且能探测很大深度。在工程地质勘探中主要用于:

a.探测覆盖层的厚度、岩层的埋藏深度及厚度,断层破碎带的位置及产状等。

b.研究岩石的弹性,测定岩石的弹性系数等。

地质雷达(电磁法勘探)是利用高频电磁脉冲波的反射,探测地层构造和地下埋藏物体的电磁装置,故又称为探地雷达。它通过发射天线向地下辐射宽带的脉冲波,在地下传播中遇到不同介质的介电常数和异电率存在差异时,将在其分界面上发生反射,返回地表的电磁波被接收天线接收,根据接收的回波来判断目标的存在,并计算其距离和位置。地质雷达可用于空中、地面与井中探测,但主要用于地面。另外,声波探测在工程地质工作中也有较广泛的应用,它利用声波在岩体(岩石)中的传播特性及其变化规律,测试岩体(岩石)的物理力学性质,也可利用在应力作用下岩体(岩石)的发声特性对岩体进行稳定性监测。

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