6  工程地质勘探      

6.1  工程地质勘探的任务

    工程地质勘探由物探、钻探与山地工程组成,其任务是了解浅部岩石组成,风化带岩石性质,风化带深度,沙丘底板埋深与起伏状况,沙土固结程度,潜水、浅层承压水的性状,露头不良地段的地质剖面揭露及岩土体样品。水样等采取及进行必要的试验上作。不同手段要综合运用,互为补充,相互验证。

6.2  物探

6.2.1  物探工作的任务是查明沙漠地区土体结构和岩性、沙丘底板起伏状况,隐伏古地貌与隐伏断裂  位置,地下水埋深等。

6.2.2    物探方法应根据任务,工作区的地质、地形、地貌条件,干扰因素等因地制宜选择确定。

6.2.3  物探工作应在钻探工作之前进行,探测深度一般应大于钻探深度1.5~2倍。物探应与钻探工作紧密配合,互相验证与补充。

6.3  钻探

6.3.1  工程地质钻探的任务

    沙漠地区工程地质钻探任务是查明岩、土体岩性、厚度和分布。进行分层和划分土体结构类型,了解外动力地质现象的形态,组成物质及水文地质条件,进行动力触探,十字板剪切等试验及有关样品采取。由于沙漠地区地形地物受流动沙丘影响具可变性,钻探工程布置应慎重。

6.2.2  钻探工程布置原则

6.3.2.1  钻探工作应在工程地质测绘及物探工作基础上布置;钻孔主要按勘探线布置,根据工作区工程地质变化规律和钻探目的、任务组成“十”字形、“井”形勘探网,部分钻孔,不受勘探网、线控制。

6.3.2.2  在流动沙丘、半固定沙丘及固定沙丘分布地区,钻探工程应布置在规划中的线路工程通过地段和其它工程设置区,并垂直沙丘走向,以点线结合予以控制;在丘间、沙漠边缘及戈壁地带,则应垂直工程地质体或结合实际需要进行安排;对交通极端困难的沙丘、沙山中部,一般暂缓或不进行钻探工作。

6.3.2.3  一般钻探深度以20~30m为宜;控制性钻孔应揭穿全部松散沙砾层至基岩3~5m,孔深一般不超过100m,数量占钻孔总数的5%~10%。

6.3.3  钻孔技术要求

6.3.3.1  孔径:采取原状土样钻孔,终孔直径不小于130mm,采取岩石力学样钻孔,终孔直径不小于110mm,进行专门性试验的钻孔直径按需要确定。

6.3.3.2  取芯:全孔连续取芯钻进,潜水位以上孔段应尽量采用干钻,基岩和有意义隔水层采用清水钻进;岩芯采取率,粘性土和完整岩石不低于80%,砂类土不低于60%,卵砾类上、风化岩石,基岩破碎带不低于50%;无岩芯间隔:一般粘性土、基岩不超过1m,其他不超过2m。

6.3.3.3  孔斜、孔深测量及其它有关要求,应按工程需要或遵照有关钻探规程进行。

6.4  山地工程

6.4.1  山地工程一般采用浅坑、槽探、剥土等轻型工程,目的是了解沙下浅埋岩、土体界线,构造形迹,破碎带宽度,包气带松散岩层的渗透系数,以及进行采样和现场试验。

6.4.2  山地工程剥、掘深度一般不超过3m,如有特殊要求,可适当布置探井工程。其技术要求可参照有关规定执行。

6.4.3  山地工程需进行编录描述并编制地质展示图。

7  工程地质测试

7.1  工程地质测试的目的、任务

7.1.1  在沙漠地区进行工程地质的室内试验和野外测试目的在于获取岩、土工程地质方面必须和足够的代表性资料,为研究沙漠地区沙丘及沙漠化发育规律,评价工程地质条件提供定量指标。

7.1.2  沙漠地区工程地质测试主要任务是:了解岩、土体成分,状态,性质及其空间变化特征,确定有关工程地质性质的综合指标,为正确划分工程地质岩组,评价沙漠地区工程地质条件提供依据。

7.2  室内试验

7.2.1  土的工程地质常规测试项目

7.2.1.1  土的物理力学试验一般应取得粒度,土粒密度,天然密度,天然含水量和饱和度,抗剪强度,变形模量,渗透系数等指标。

7.2.1.2  砂土增测最大干密度和最小干密度。颗粒不均匀系数、相对密度等,并判别液化的可能性。

7.2.1.3  黄土增测相对湿陷系数,相对湿陷量和湿陷起始压力等。

7.2.1.4  粘性土应增测塑性指标(塑限、液限、计算塑性指数、液化指数和含水比),无侧限抗压强度和灵敏度等。

7.2.1.5  胀缩土和红粘土增测胀缩性指标和判别性指标。 7.2.1.6  冻土增测冻胀含水量,相对含量、融沉系数,冻胀力和冻结力、冻胀率、冻胀量。

7.2.1.7  作填筑土用的土料,需补作击实试验,求出最优含水率和最大干密度。

7.2.1.8  特殊需要时,粘性土、砂性土可增做崩解试验和潜蚀试验。 7.2.2  岩石工程地质常规测试项目

7.2.2.1  一般项目有:颗粒密度、岩石密度、含水量、孔隙度、吸水率(包括饱和吸水率和饱和系数)、干和湿极限抗压强度、软化系数、抗剪强度、变形模量和泊松比。

7.2.2.2  特殊项目

    a.碳酸盐岩增作矿物成分(方解石、白云石及其他)、化学成分(CaO、MgO酸不溶物)等;

    b.软质岩石应增作矿物成分、化学成分和胀缩指标;

    c.建筑石料应测抗拉和抗冻性指标。

7.3  野外岩土体工程地质特性原位测试

7.3.1  土体(包括一般粘性土、砂类土、细小卵砾类土和素填土等),宜以静力触探和动力触探为主。

    触探成果主要用于判断土的状态和分层,确定地基土的强度和变形性,估算地基承载力。

7.3.2  旁压试验一般适用于粘性土和砂性土层,可以提供压应力(p)~变形(s)曲线,计算变形模量和允许承载力。

7.3.3  点荷载试验用于测定不经修整的岩芯或稍加修整的不规则岩样,可在工程地质测绘和勘探中进行,每个工程地质岩性层测10~20个样,其试验结果可用于估算单轴抗压强度和抗拉强度,也可作为岩石强度分类指标之一,得出岩石各向异性情况。

7.3.4  野外测试的使用条件、技术要求和操作规程应参照有关规范执行。

8  成果报告书编制

8.1  资料综合整理

8.1.1  室内资料整理与综合研究的任务是:对各种调查手段所取得的众多原姑资料和随机现象和数据、指标等,进行全面系统的整理和数理统计,找出规律,进行工程地质分类,分析研究调查区主要工程地质条件、问题及其时空规律;将资料成果以文、图(影像)、表等形式表达出来。

8.1.2  资料整理,按其性质可分为原始资料和最终成果资料整理。

8.1.2.1  原始资料内容包括:

    a.各种原始记录的文字、表、图(包括手稿图、野外素描图、照片等)的整理;

    b.实测和勘探资料的整理;

    c.各项原位测试,室内试验鉴定分析资料和勘探试验资料的整理;

    d.各种物探资料的整理,解译及分析推断;

    c.编制各种有关图件,如地质略图、研究程度图、实际材料图、各类工程布置图、遥感图像解译图等。

8.1.2.2  最终成果资料整理是在原始资料整理的基础上,对各类资料进行全面系统的综合分析研究,编制基础性图件,专门性图件及最终的区域工程地质图和调查报告书。其中基础性图件有岩、土体工程地质类型图、沙漠类型图、外动力地质现象图、区域地壳稳定性图(或地壳稳定性分区图)和水文地质要素图等;专门性图件可视具体情况因需要而定,如沙漠沙丘起伏程度图、沙漠沙丘疏密程度闻、沙丘移动方向与强度图等。

8.2  图件编制

8.2.1  沙漠沙丘起伏程度图:表示沙丘高低起伏程度,反映风沙地貌形态特征示量指标,起伏高度是以  一个地区高度平均值表示,可根据实测得航卫片解译资料进行起伏高度分区,如:小于5m;5~10m;10~25m;25~50m等。

8.2.2  沙漠风沙地貌图:可采用两级划分,第一级以沙丘下伏地貌的成因类型为分区标准。它反映了风沙地貌形成的第四纪古地貌基础;第二级分区以沙丘形态为标准,划出每种形态沙丘的范围,高度及活动程度。

8.2.3  外动力地质现象图:反映外动力地质现象以及人类经济——工程活动引起的环境工程地质现象和问题的类型、分析、形态和规模,反映其区域性、地带性与活动规律及主要控制条件,对可能成灾的,要用鲜明的符号予以表示。如图而负担允许可与沙漠地貌图合并。

8.2.4  综合工程地质图的编制:图面反映的主要内容有:

    a.岩、上体工程地质单元及其工程地质特性;

    b.沙漠地貌待征。外动力地质现象及人类工程-经济活动引起的环境工程地质问题;

    c.地质构造,特别是活动性构造;

    d.水文地质要素;

    c.工程地质分区。

8.2.5  在综合工程地质图的基础上,编制环境工程地质分区评价预测图。主要反映各种规划工程建设对地质环境的适应性,预测在人类工程经济活动影响下,地质环境的变化趋势。

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