任务1.2　工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察中一项最重要、最基本的勘察方法，也是走在其他勘察工作前面的一项勘察工作。工程地质测绘和调查应在可行性研究或初步勘察阶段进行，详细勘察时可在初步勘察测绘和调查的基础上，对某些专门地质问题（如滑坡、断裂构造）作必要的补充调查。工程地质测绘的目的是详细观察和描述与工程建设有关的各种地质现象，以查明拟定建筑区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系，按照精度要求反映在一定比例尺的地形底图上，配合工程地质勘探、试验等所取得的资料编制成工程地质图。

在切割强烈的基岩裸露山区，只进行工程地质测绘，就能较全面地了解该区的工程地质条件、岩土工程性质的形成和空间变化，判明物理地质现象和工程地质现象的空间分布、形成条件和发育规律。在第四系覆盖的平原区，工程地质测绘也有着不可忽视的作用，其测绘工作重点放在地貌和松软土上。

由于工程地质测绘能够在较短时间内查明广大地区的工程地质条件，在区域性预测和对比评价中能够发挥重大作用，配合其他勘察工作能够顺利地解决建筑区的选择和建筑物的合理配置等问题，所以在工程设计的初期阶段，往往是岩土工程勘察的主要手段。

1.2.1　工程地质测绘范围的确定

工程地质测绘不像一般的区域地质或区域水文地质测绘那样，严格按照比例尺寸大小由地理坐标确定测绘范围，而是根据建筑物的需要在与该项目工程有关的范围内进行。原则上测绘范围包括场地及邻近地段。

根据实践经验，工程地质测绘范围由以下两方面确定。

1.拟建建筑物的类型和规模、设计阶段

建筑物的类型、规模不同，与自然地质环境相互作用的广度和强度也不同，确定测绘范围时首先应考虑这一点。例如，房屋建筑和构筑物一般仅在小范围内与自然地质环境发生作用，通常不需要进行大面积工程地质测绘。而道路工程、水利工程涉及的地质单元相对较多，必须在建筑物涉及范围内进行工程地质测绘。工程初期设计阶段，为选择适宜的建筑场地，一般都有若干比较方案，为了进行技术经济论证和方案比较，应把这些方案场地包括在同一测绘范围内，测绘范围比较大。当建筑场地选定之后，特别在设计的后期阶段，各建筑物的具体位置和尺寸均已确定，就只需在建筑地段的较小范围内进行大比例尺的工程地质测绘。可见，工程地质测绘范围是随着建筑物设计阶段（即岩土工程勘察阶段）的提高而缩小的。

2.工程地质条件的复杂程度和研究程度

一般情况下工程地质条件愈复杂，研究程度愈差，工程地质测绘范围相对愈大。工程地质条件复杂程度包含两种情况：①场地内工程地质条件非常复杂，如构造变动强烈、有活动断裂分布、不良地质现象强烈发育、地质环境遭到严重破坏、地形地貌条件十分复杂；②虽然场地内工程地质条件较简单，但场地附近有危及建筑物安全的不良地质现象存在。如山区的城镇和厂矿企业往往兴建于地形比较平坦开阔的洪积扇上，对场地本身来说工程地质条件并不复杂，但一旦泥石流暴发则有可能摧毁建筑物。此时工程地质测绘范围应将泥石流形成区包括在内。又如位于河流、湖泊、水库岸边的房屋建筑，场地附近若有大型滑坡存在，当其突然失稳滑落所激起的涌浪可能会导致灭顶之灾，此时工程地质测绘范围不能仅在建筑物附近，还应包括滑坡区。

一般情况下工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。

1.2.2　工程地质测绘比例尺的选择

工程地质测绘的比例尺和精度应根据《岩土工程勘察规范》（GB　50021—2001）的要求，符合下列条件：

（1）测绘的比例尺，可行性研究勘察阶段可选用15000～15万，属中、小比例尺测绘；初步勘察阶段可选用12000～11万，属中、大比例尺测绘；详细勘察阶段可选用1500～12000或更大，属大比例尺测绘；条件复杂时，比例尺可适当放大。

（2）对工程有重要影响的地质单元体（滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等），可采用扩大比例尺表示，以便更好地解决岩土工程的实际问题。

（3）地质界线和地质观测点的测绘精度，在图上不应低于3mm。

同时选择测绘的比例尺应与使用部门的要求及其提供的图件的比例尺一致或相当；在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提下，尽量节省测绘工作量。

为了保证工程地质图的精度和各种地质界线准确无误。按规定，在大比例尺的图上地质界线的误差不得超过0.5mm，所以在大比例尺的工程地质测绘中要采用仪器定点法。观察点描述的详细程度以各单位测绘面积上观察点的数量和观察线的长度来控制。各种比例尺的误差范围见表1.6。

通常不论其比例尺多大一般都以图上每1cm2范围内有一个观察点来控制观察点的平均数。比例尺增大，同样实际面积内的观察点数就相应增多，见表1.7。

1.2.3　地质观测点的布置、密度和定位

地质观测点的布置是否合理，是否具有代表性，对于成图的质量至关重要。

1.地质观测点的布置和密度

观察点的分布一般不应是均匀的，而在工程地质条件复杂的地段多一些，简单的地段少一些，都应布置在工程地质条件的关键位置上。为了保证工程地质图的详细程度，还要求工程地质条件各因素的单元划分与图的比例尺相适应。一般规定岩层厚度在图上的最小投影宽度大于2mm者均应按比例尺反映在图上。厚度或宽度小于2mm的重要工程地质单元，如软弱夹层、能反映构造特征的标志层、重要的物理地质现象等，则应采用超比例尺或符号的办法在图上表示出来。

（1）地质观测点应布置在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、不整合面和不同地貌单元、微地貌单元的分界线和不良地质作用分布的地段，标准层位和每个地质单元体应有地质观测点。

（2）地质观测点应充分利用天然和已有的人工露头，例如采石场、路堑、井、泉等。当露头不足时，可采用人工露头补充，根据具体情况布置一定数量的探坑、探槽、剥土等轻型坑探工程；条件适宜时，还可配合进行物探工作，探测地层、岩性、构造、不良地质作用等问题。

地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定，并应具代表性。

2.地质观测点的定位

地质观测点的定位标测对成图的质量影响很大，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、仪器法、卫星定位系统。

（1）目测法。适用于小比例尺的工程地质测绘，该法根据地形、地物和其他测点以目估或步测距离标测。

（2）半仪器法。适用于中等比例尺的工程地质测绘，该法是借助罗盘仪、气压计等简单的仪器测定方位和高度，使用步测或测绳测距离。

（3）仪器法。适用于大比例尺的工程地质测绘，该法是借助经纬仪、水准仪等较精确的仪器测定地质观测点的位置和高程，对于有特殊意义的地质观测点和对工程有重要影响的地质观测点。如地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头以及不良地质作用等特殊地质观测点，均应采用仪器法。

（4）卫星定位系统（GPS）。满足精度条件下均可采用。

3.工程地质测绘和调查方法

实地工程地质测绘方法一般有三种：

（1）路线法。沿一定的路线穿越测绘场地，详细观察沿途地质情况并把观测路线和沿线查明的地质现象、地质界线、地貌界线、构造线、岩性、各种不良地质现象等填绘在地形图上。路线形式有直线形或S形等，用于各类比例尺的测绘。

（2）布点法。根据地质条件复杂程度和不同的比例尺的要求，预先在地形图上布置一定数量的观测点及观测路线。观测路线的长度应满足各类勘察的要求，路线避免重复，尽可能以最优观察路线达到最广泛的观察地质现象的目的。布点法适用于大、中比例尺测绘，是工程地质测绘的基本方法。

（3）追索法。沿地层、地质构造的延伸方向和其他地质单元界线布点追索，以便追索某些重要地质现象（例如，标志层、矿层、地质界线、断层等）的延展变化情况和地质体的轮廓，查明某些局部复杂构造布置地质观察路线的一种方法。追索法多用于大比例尺测绘或专项地质调查，是一种辅助测绘方法，常配合前两种方法使用。对于一些中、小型地质体，采用追索法还可起到全面圈定其分布范围的作用，在这种情况下，也可将追索法称为圈定法。在航空相片解译程度良好的地区，可直接依据其影像标志圈定某些地质体的范围，以减少地面追索的工作量。

遥感制图法可用于各种比例尺测绘，其方法步骤是：第一步采用目视、光学仪器或计算机等方法对航空照片、卫星照片进行地质解译；第二步结合区域地质资料，调绘整理成图、表和文字说明；第三步到实地验证地质解译成果，经补充修改最后成图。野外工作应包括：检查解译标志、检查解译结果、检查外推结果、对室内解译难以获得的资料进行野外补充。在利用遥感影像资料解译进行工程地质测绘时，现场检验地质观测点数宜为工程地质测绘点数的30%～50%。

1.2.4　工程地质测绘研究的内容

工程地质测绘是在收集、分析已有临近地区的地质资料基础上，结合项目情况，明确工作重点和难点；布置观测路线和实地查勘；绘制实测标准地层剖面；编制综合地层柱状图。根据成图比例尺的大小和岩层厚薄的关系，确定岩层填图单位的工作。其工作内容包括如下几个方面。

1.地层岩性

地层岩性是工程地质条件中最基本的要素，也是研究各种地质现象的基础。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）岩土层的层序、接触关系、厚度及其变化规律。

（4）岩土的工程性质等。

2.地质构造

地质构造是工程地质条件中对建筑物危害最严重的要素。对地质构造的研究内容包括：

（1）岩层的产状及各种构造形迹的分布、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）近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系等。

3.地形地貌

地形地貌是工程地质条件中对建筑物选址影响最大的要素。对地形地貌研究的内容包括：

（1）地貌形态特征、分布和成因。

（2）划分地貌单元，以及地貌单元的形成与岩性、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。

4.不良地质作用

不良地质作用影响建筑物的选址及其运营期间的稳定性。对不良地质作用研究的内容包括：研究各种不良地质作用（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。

5.水文地质条件

水文地质条件影响建筑物地基基础的安全稳定性，对水文地质条件研究的内容包括：从地下水露头的分布、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。在此基础上分析水文地质条件对岩土工程实践的影响。

6.已有建筑物

已有建筑物的存在对新建建筑物的基础类型和埋深的选择、施工方法等影响极大，对已有建筑物的调查研究分析重点见表1.8。

对已有建筑物的观察实际上相当于一次11的原型试验。根据建筑物变形、开裂情况分析场地工程地质条件及验证已有评价的可靠性。

7.天然建筑材料

天然建筑材料影响建筑物基础形式及建筑结构形式的选择，对天然建筑材料的研究应结合工程建筑的要求，就地寻找适宜的天然建材，作出质量和储量评价。当前各类工程都特别重视建筑材料质量及美学价值的研究。

8.人类活动对场地稳定性的影响

测区内或测区附近人类的某些工程、经济活动，往往影响建筑场地的稳定性。例如，人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽（排）水和水库蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、诱发地震，渠道渗漏引起的斜坡失稳等，都会对场地稳定性带来不利影响，对它们的调查应予以重视。此外，场地内如有古文化遗迹和古文物，应妥善保护发掘，并向有关部门报告。

1.2.5　工程地质测绘成果

工程地质测绘资料整理应贯穿整个测绘工作的全过程，边搜集现场资料、边分析整理成图，并要及时总结。有些专门性问题要反复调查研究，寻找论据。测绘外业工作结束后，即应提出各种原始资料，包括地质记录、照片、素描图等。经过检查校核后，编制各种综合分析图表和正式图件，如工程地质平面图、地质剖面图和有关专门性地质图。

工程地质测绘和调查的成果资料包括实际材料图、综合工程地质图、工程地质分区图、综合地质柱状图、工程地质剖面图以及各种素描图、照片和文字说明等。