凍土勘測(cè)方法課件

1、高原多年凍土地區(qū)地質(zhì)勘察的內(nèi)容與工作方法1、凍土工程地質(zhì)勘察的特點(diǎn)及應(yīng)特別注意的幾個(gè)問(wèn)題1.1凍土工程地質(zhì)勘察的特點(diǎn)與工作方法凍土特點(diǎn)：1、具有負(fù)溫值。主要是凍土的年平均地溫，它是凍土穩(wěn)定性的重要標(biāo)志。按青藏高原的工程建筑所能涉及的范圍，大致可以劃分為幾個(gè)帶：所以，凍土工程地質(zhì)勘察需要掌握和了解凍土的溫度狀態(tài)。2、土中含有冰。具有負(fù)溫和冰才能稱(chēng)為凍土。所 以出現(xiàn)如下特性： a、使得凍土的稱(chēng)為四相體系，就比常規(guī)土的 相態(tài)多了一個(gè)特殊相“冰”，即 ：土顆 粒+水+氣+冰。b、具有特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造：土顆粒與冰的組合， 形成凍土特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 整體狀構(gòu)造；包裹狀構(gòu)造；層狀構(gòu)造；基地狀構(gòu)造；網(wǎng)狀構(gòu)造；脈

2、冰狀構(gòu)造等。 少冰凍土；多冰凍土；富冰凍土；飽冰凍土；含土冰層；所以，凍土工程地質(zhì)勘察需要查明凍結(jié)地基土的地下冰分布特點(diǎn)和凍土結(jié)構(gòu)構(gòu)造。 3、形成獨(dú)特的凍土工程性質(zhì)。 多年凍土中主要是融化下沉性； 季節(jié)凍結(jié)區(qū)主要是凍脹性。 所以，凍土工程地質(zhì)勘察需要查明和測(cè)定凍土物質(zhì)成分，凍土的物理力學(xué)性質(zhì)及其指標(biāo)、參數(shù)。 4、高原多年凍土是歷史氣候的產(chǎn)物，具有水平地帶性和垂直地帶性，即服從緯度分布規(guī)律，由具有垂直分布規(guī)律。即： a、多年凍土、島狀多年凍土、季節(jié)凍土的水平分布規(guī)律。在高原多年凍土區(qū)內(nèi)，緯度增加1，地溫降低1，多年凍土厚度增加2030米，多年凍土隨海拔升高而增厚特點(diǎn)：海拔每升高100米，地溫降低

3、0.61, 多年凍土厚度大致增大20米。 b、一年之中，地表層在某一深度范圍內(nèi)都要產(chǎn)生融化-凍結(jié)過(guò)程，在此層的變化層稱(chēng)為活動(dòng)層，多年凍土中亦稱(chēng)為季節(jié)融化層。它們的 交界面就稱(chēng)為多年凍土上限。 所以，凍土工程地質(zhì)勘察重要查明凍土類(lèi)型、分布規(guī)律、凍土上限等。 5、多年凍土存在于特殊的寒區(qū)環(huán)境中，氣候和人類(lèi)工程活動(dòng)都會(huì)對(duì)凍土環(huán)境產(chǎn)生影響，出現(xiàn)許多特殊的冷生凍土現(xiàn)象，如冰丘、冰椎、融凍滑塌、融凍泥流，熱融湖塘等。工程建筑與凍土環(huán)境的相互作用，協(xié)調(diào)關(guān)系。 所以，凍土工程地質(zhì)勘察需要查明凍土現(xiàn)象的分布規(guī)律及特征，搞清寒區(qū) 環(huán)境與工程建筑的相互作用。工作方法：由于多年凍土是特殊的寒區(qū)環(huán)境的產(chǎn)物，但它有屬于地

4、理學(xué)、地質(zhì)學(xué)的范疇。凍土工程地質(zhì)勘察的工作方法基本上都采用常規(guī)工程地質(zhì)勘察方法。但是，它所需要做的內(nèi)容，除了常規(guī)工程地質(zhì)勘察規(guī)定內(nèi)容外，還要增加一些特殊的要求內(nèi)容，借助于常規(guī)手段，賦予一些新的內(nèi)容： a、地質(zhì)調(diào)查方法：特別注意多年凍土熱 穩(wěn)定性和地下冰的分布規(guī)律； b、勘探：通常情況下應(yīng)采用干鉆。鉆 探、坑探相結(jié)合。重要的是連續(xù)的 勘探資料，如采用探地雷達(dá)等取得線 路的連續(xù)地質(zhì)資料是很重要的。 c、試驗(yàn)與測(cè)試：特殊試驗(yàn)方法和要求； d、觀測(cè)：地溫觀測(cè)。1.2 凍土工程地質(zhì)勘察應(yīng)特別注意 的幾個(gè)問(wèn)題1、多年凍土界限的勘察，包括多年凍土的南北界，凍土分布的下界，凍土島界限，凍土融區(qū)界限的勘察。 (

5、1) 根據(jù)研究的資料大致確定它們的位置， 然后加密勘探量； (2) 進(jìn)行探地雷達(dá)的測(cè)定， (3) 勘探法確定多年凍土的下限。2、多年凍土上限勘察1)直接勘探：青藏高原地區(qū)的最大融化 深度均出現(xiàn)于9月下旬至10月上旬間。在此期間可直接取的多年凍土上限。2)凍土構(gòu)造分析法：通常在坑探中可以看見(jiàn)多年凍土上限附近有一層富含冰帶。其往上一點(diǎn)，由一個(gè)弱冰帶。這兩者之間極為多年凍土上限。 細(xì)顆粒土：多年凍土上限附近的富冰帶一般是連 續(xù)的，而上限以上的冰體是非連續(xù)的。在季 節(jié)融化層中凍 結(jié)時(shí)的凍土構(gòu)造一般是：整體 狀、微薄層裝或網(wǎng)狀，到凍土上限時(shí)呈中層 狀冰構(gòu)造。 粗顆粒土：在多年凍土上限以上的礫石剪基本上

6、是粒間接觸，冰只是沖填 了部分孔隙，在上 限處的礫石多為冰包裹著，稱(chēng)為典型的包裹 狀凍土構(gòu)造。 風(fēng)化基巖及基巖：在凍土上限以上的裂隙中，只 有部分被冰充填，較為干燥。上限處的裂隙 往往為冰充填，可明顯地見(jiàn)到裂隙冰分布。 但是，在比較干燥的凍土土層中較難見(jiàn)到明顯的冰體差別，較難應(yīng)用此法。（3）融化速率圖法：此方法是建立在長(zhǎng)期觀 測(cè)資料的基礎(chǔ)上。青藏高原地區(qū)可借助 青藏高原多年凍土地區(qū)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)細(xì) 則p24圖1-3-2：不同時(shí)期融化深度百分 率進(jìn)行。即在融化季節(jié)的任何時(shí)間進(jìn)行鉆 探或坑探，取得天然狀態(tài)下某一時(shí)間的融化 深度，然后通過(guò)融化速率圖查出該時(shí)間融化 深度占最大融化深度的百分率，即可計(jì)算出

7、 最大融化深度： h H= k 式中：H上限深度；h融化季節(jié)所得的融化深度，k相應(yīng)融化深度時(shí)的融化深度的百分?jǐn)?shù)（%）。或按凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范（國(guó)標(biāo)）的附錄5多年凍土上限的確定進(jìn)行確定。（4）含水量測(cè)試曲線法：在勘探中按不 同深度取樣測(cè)定含水量，然后繪制 在直角坐標(biāo)圖上（橫坐標(biāo)為含水量， 縱坐標(biāo)為深度），分析確定上限。 一般弱水帶所處的位置：細(xì)粒土 中為最大融化深度的7790%，粗粒 土中的最大融化深度的9095%。（5）地溫觀測(cè)法：在不同深度設(shè)置測(cè)溫 感應(yīng)元件，進(jìn)行長(zhǎng)年觀測(cè)，按土層 凍結(jié)溫度（一般取-0.1）繪制等溫 線，該線的最下端即為最大融化深 度。2、凍土工程地質(zhì)勘察的基本要求2.1

8、一般規(guī)定 凍土工程地質(zhì)勘察包括：凍土工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、勘探、凍土取樣、室內(nèi)試驗(yàn)（及原為測(cè)試）、定位觀測(cè)、凍土工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)及其預(yù)報(bào)。、凍土工程地質(zhì)勘察應(yīng)按下列方面確定 作工作內(nèi)容、工作量和工作方法：1、通過(guò)踏勘、調(diào)查、搜集資料及測(cè)繪，初步了解建筑場(chǎng)地的凍土工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，主要的凍土工程地質(zhì)問(wèn)題；2、了解與搜集工程建筑的規(guī)模及建筑類(lèi)別、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工的特殊要求及設(shè)計(jì)參數(shù)；3、搜集、整理與分析有關(guān)勘察報(bào)告，航衛(wèi)的 室內(nèi)外分析結(jié)果，科學(xué)研究文獻(xiàn)報(bào)告。根據(jù) 凍土的非均質(zhì)性及隨時(shí)間、人為活動(dòng)的可能 變化，有針對(duì)性地確定勘察方法和合理的工 作量；4、依據(jù)與應(yīng)用搜集和勘察成果，加上工程經(jīng) 驗(yàn)

9、的判斷，選擇合理的分析原理及計(jì)算模式， 對(duì)特定的凍土工程地質(zhì)條件和問(wèn)題作出評(píng)價(jià)， 對(duì)設(shè)計(jì)、施工、防治處理機(jī)環(huán)境保護(hù)方案提 出建議，并對(duì)建筑后的凍土工程地質(zhì)條件變 化做出預(yù)報(bào)。、凍土工程地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容， 可根據(jù)工程要求選擇：1、查明季節(jié)凍土、多年凍土、島狀多年凍土的分布規(guī)律及其特征，以及它們與地質(zhì)-地理環(huán)境的變化關(guān)系；2、查明季節(jié)凍結(jié)、季節(jié)融化與多年凍層的厚度；3、查明多年凍土層的凍土構(gòu)造類(lèi)型，地下冰層的厚度、分布特征，及其預(yù)堅(jiān)硬、松散巖（土）層地質(zhì)構(gòu)造、凍土現(xiàn)象變化的關(guān)系；4、查明多年凍土層的年平均地溫、地溫 振幅為零的深度，及它們與凍土工程 地質(zhì)條件的關(guān)系；5、查明多年凍土層的物理、力學(xué)

10、和熱物 理性質(zhì)，給出設(shè)計(jì)參數(shù)及其隨溫度的變 化關(guān)系；6、查明多年凍土區(qū)內(nèi)的融區(qū)特征，以及 它與凍土條件、地質(zhì)-地理環(huán)境、水文 地質(zhì)條件、人類(lèi)活動(dòng)等關(guān)系，隨時(shí)間的 變化特征；7、查明多年凍土地區(qū)內(nèi)地表水和地下水的貯 運(yùn)條件，它們與凍土層的相互作用；8、查明凍土區(qū)的凍土現(xiàn)象（不良地質(zhì)現(xiàn)象）、 特征和變化規(guī)律，及其對(duì)工程建筑的現(xiàn)象 和危害；9、查明凍土環(huán)境與工程建筑物、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū) 的相互作用與制約關(guān)系；10、對(duì)凍土工程地質(zhì)條件作出評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)工 程建筑與運(yùn)營(yíng)期間凍土-工程-地質(zhì)（水文地 質(zhì)）條件的相關(guān)關(guān)系，提出合理的治理建議 與措施。2.2凍土工程地質(zhì)區(qū)劃原則及分區(qū)評(píng)價(jià)凍土工程地質(zhì)區(qū)劃，不但應(yīng)該反映凍

11、土工程地質(zhì)條件，而且應(yīng)該考慮不同建筑項(xiàng)目的要求，提出凍土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，以便為工程設(shè)計(jì)服務(wù)。一般可按三級(jí)進(jìn)行凍土工程地質(zhì)分區(qū)，其內(nèi)容：第一級(jí)分區(qū)：闡明多年凍土、島狀多年凍土、 季節(jié)凍土的分布區(qū)域、地帶性特 征、它們的形成條件和基本特征；第二級(jí)分區(qū)；闡明區(qū)內(nèi)地質(zhì)、地貌、構(gòu)造及凍 結(jié)層的地帶性規(guī)律，主要特征， 取決于自然環(huán)境、氣候、地理、 地質(zhì)、地貌、水文等條件；第三級(jí)分區(qū)：反映自然條件，凍土工程地質(zhì)條 件及其物理力學(xué)特性指標(biāo)，凍土 現(xiàn)象。凍土工程地質(zhì)區(qū)劃中需相應(yīng)地反映下列內(nèi)容：1、氣候、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造及斷裂、地震烈度等自然條件；2、凍土（巖）的成分、凍土構(gòu)造（冷生組構(gòu)）、含冰量、它們的埋藏條件

12、和特征，它們?cè)谄矫嫔虾涂臻g的分布；3、多年凍土的年平均地溫，凍土層的厚度，季節(jié)凍結(jié)和季節(jié)融化深度（上限），融化層（區(qū)）的形成過(guò)程、分布狀態(tài)；4、凍土的物理力學(xué)性質(zhì)，熱學(xué)性質(zhì)；5、凍土現(xiàn)象（冰丘、冰椎、融凍泥流、 熱融滑塌等等）的形態(tài)、分布、形成 與過(guò)程；6、水文及水文地質(zhì)特征（地表水、地 下水、湖泊、泉水等等）。凍土工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)應(yīng)包括下列內(nèi)容：1、凍土類(lèi)型及分布、成分、組構(gòu)、性質(zhì)、厚度等；2、凍土溫度狀態(tài)變化，包括地表幅射熱過(guò)程、過(guò)程、積雪、植被、水體、沼澤化、大氣降水滲透作用、土的含水量、地形等影響；3、季節(jié)凍結(jié)和季節(jié)融化深度的變化；4、凍土物理力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)的變化；5、凍土現(xiàn)象（過(guò)程）

13、的動(dòng)態(tài)；6、凍土環(huán)境變化對(duì)凍土工程地質(zhì)條件影響的評(píng)價(jià)。2.2凍土工程地質(zhì)環(huán)境調(diào)查及評(píng)價(jià)調(diào)查工程建筑對(duì)建筑區(qū)范圍內(nèi)自然環(huán)境狀況的影響，如地形、地質(zhì)、植被和雪蓋等條件；調(diào)查建筑物修建引起凍土現(xiàn)象的變化情況，并提出環(huán)保措施的建議；對(duì)凍土工程地質(zhì)環(huán)境變化影響按下列內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)：1、人為作用形式（準(zhǔn)備工作和實(shí) 施方式）；2、自然條件的破壞情況；3、凍土工程地質(zhì)條件變化狀況；4、凍土現(xiàn)象的類(lèi)型與特點(diǎn)；5、建筑物在運(yùn)營(yíng)期間凍土的變化 情況。3、初、定測(cè)階段凍土工程地質(zhì)勘察要求3.1 初測(cè)階段凍土工程地質(zhì)勘察要求： 勘察任務(wù)：查明沿線的凍土區(qū)域條件，區(qū)域地質(zhì)，水文地質(zhì)條件，對(duì)線路通過(guò)地區(qū)的凍土工程地質(zhì)條件作出

14、評(píng)價(jià)；初步查明對(duì)線路起控制作用的凍土現(xiàn)象的性質(zhì)、特征和范圍，根據(jù)凍土工程地質(zhì)條件，優(yōu)選線路方案；為初測(cè)設(shè)計(jì)提供所需的工程地質(zhì)資料。 、 除區(qū)域地質(zhì)條件和凍土條件外，初步階段凍土工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪還應(yīng)包括下列內(nèi)容：1、初步查明沿線富冰、飽冰和含土冰層的分布、成因和厚度；2、初步查明控制線路方案的重大路基工點(diǎn)、大橋、隧道、鐵路區(qū)段站等的凍土工程地質(zhì)條件；3、提供作為地基多年凍土的物理力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)；4、在沿線重大工程地段建立長(zhǎng) 期地溫觀測(cè)點(diǎn)；5、根據(jù)沿線地震基本烈度區(qū)劃 資料，結(jié)合沿線巖性、構(gòu)造、 地貌、水文地質(zhì)和多年凍土條 件，確定7度和7度以上的烈度 分界線；、初步階段凍土工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪應(yīng)采用

15、下方法：1、充分利用衛(wèi)片航片資料，通過(guò)判析，確定調(diào)查重點(diǎn)，實(shí)際核對(duì)修改、補(bǔ)充判析內(nèi)容；2、凍土工程地質(zhì)通過(guò)沿線各地質(zhì)點(diǎn)的調(diào)查，應(yīng)基本查明沿線區(qū)域地質(zhì)和凍土工程地質(zhì)條件；3、地質(zhì)土的填繪應(yīng)在野外實(shí)地進(jìn)行。對(duì)線路方案和工程有影響的地質(zhì)界線、地質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)采用儀器測(cè)繪。、路基凍土工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，除查明一般凍土工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件外，應(yīng)著重調(diào)查以下內(nèi)容：1、沿線多年凍土上限的分布，季節(jié)融化層的成分和凍脹性，地面植被的覆蓋程度；2、路基基底以下23倍上限深度范圍內(nèi)多年凍土特征，凍土的融沉性；3、沿線凍土現(xiàn)象的分布及其對(duì) 路基工程的影響；4、從保護(hù)凍土地質(zhì)環(huán)境角度出 發(fā)，確定取土、棄土位置。、小橋涵凍土工

16、程地質(zhì)勘察測(cè)繪，與路基結(jié)合進(jìn)行，但應(yīng)側(cè)重下列幾點(diǎn)：1、河谷多年凍土的分布地帶，若有融區(qū)存在，應(yīng)查明其成因、分布范圍、水文地質(zhì)條件等；2、根據(jù)地基多年凍土的特征、水文地質(zhì)條件、以及工程建筑物修建時(shí)對(duì)多年凍土可能產(chǎn)生的影響提出基礎(chǔ)類(lèi)型、埋深和施工方法的建議；、橋位凍土工程地質(zhì)勘察，除查明凍土工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并滿足非凍土地區(qū)勘察要求外，還應(yīng)注意下面兩點(diǎn)：1、河床下若為多年凍土，橋位應(yīng)選擇在穩(wěn)定的是少冰凍土或多冰凍土分布地段；2、勘探深度不宜小于地溫變化深度，鉆探取樣及試驗(yàn)應(yīng)滿足有關(guān)要求。、隧道工程地質(zhì)勘察除查明凍土工程地質(zhì)條件，以及滿足非凍土地區(qū)勘察要求外，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：1、查明隧道通過(guò)

17、地段地下水的類(lèi)型、補(bǔ)給、徑流、排泄條件及動(dòng)態(tài)特征；2、勘探孔深度應(yīng)達(dá)到隧道路基建設(shè)計(jì)高程以下23m，如凍土條件復(fù)雜時(shí)可適當(dāng)加深。3.2 定測(cè)階段凍土工程地質(zhì)勘察任務(wù)是：在初測(cè)資料的基礎(chǔ)上詳 細(xì)查明采用方案的凍土土工程 地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，具 體確定線路位置，為各類(lèi)工程 建筑物的施工設(shè)計(jì)提供完整、詳 細(xì)的凍土工程地質(zhì)資料。定測(cè)階段凍土工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪應(yīng)包括下列內(nèi)容：1、按凍土工程地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容，實(shí)地調(diào)查，分段進(jìn)行詳細(xì)描述、復(fù)核、修改、補(bǔ)充詳細(xì)的凍土工程地質(zhì)圖；2、對(duì)有比較價(jià)值的局部線路方案，提出評(píng)定方案的凍土工程地質(zhì)資料及方案選擇意見(jiàn)3、受凍土工程地質(zhì)條件控制的地段，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)總橫斷面及其它

18、定線原則綜合確定線路位置；4、對(duì)凍土現(xiàn)象分析地段，凍土現(xiàn)象調(diào)查 與勘察的要求進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與勘探，闡 明其成因、分布、范圍、規(guī)模、發(fā)生發(fā) 展規(guī)律及對(duì)路基和其它建筑物穩(wěn)定性的 影響，提出性應(yīng)的工程措施意見(jiàn)。5、應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)所采用的取土方案進(jìn) 行路基取土調(diào)查，查明線路集中取土電 荷線外大型取土長(zhǎng)的多年凍土特征，土 石的物理力學(xué)性質(zhì)，可供取土的數(shù)量。6、路基、橋梁、隧道、站場(chǎng)應(yīng)按相關(guān)要求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查勘探和試驗(yàn)，查明各類(lèi)建筑物施工設(shè)計(jì)所需要闡明的凍土工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、提供施工設(shè)計(jì)所需的巖、土物理力學(xué)參數(shù)。7、在調(diào)查測(cè)繪的基礎(chǔ)上，提出凍土 工程地質(zhì)條件變化的定性分析（即 預(yù)報(bào)），其主要內(nèi)容為

19、： （1）季節(jié)凍結(jié)和季節(jié)融化深度的變 化；（2）在工程影響下以及清除雪和植 被后，多年凍土的融化深度；（3）建筑物施工和運(yùn)營(yíng)中可能產(chǎn)生 的工程地質(zhì)作用。4、凍土不良地質(zhì)現(xiàn)象的調(diào)查與勘測(cè)4.1 冰椎與凍脹丘1、調(diào)查測(cè)繪內(nèi)容：1）冰丘與冰椎分布區(qū)的氣溫、季節(jié)凍結(jié)與季節(jié)融化深度、水文地質(zhì)條件；2）成因、類(lèi)型、規(guī)模、發(fā)育狀況和變化規(guī)律；3）分布區(qū)的地形、地貌、植被、地質(zhì)構(gòu)造及水補(bǔ)給的條件；4）分布區(qū)的人類(lèi)活動(dòng)情況。 2、調(diào)查與測(cè)繪的范圍應(yīng)包括冰丘、冰 椎的分布地段及其附近地形、地貌、 植被有影響的地帶。 3、應(yīng)查清地質(zhì)構(gòu)造、水源補(bǔ)給關(guān)系和 補(bǔ)給條件，根據(jù)需要布置一定數(shù)量 的勘探，其深度一般應(yīng)大于季節(jié)凍

20、結(jié) 或多年凍土上限以下12m。4、應(yīng)根據(jù)工程需要取有代表性的土、 水樣進(jìn)行有關(guān)物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì) 試驗(yàn)，為制定防治措施提供依據(jù)。4.2 厚層地下冰與高含冰量?jī)鐾?1、調(diào)查與測(cè)繪的主要內(nèi)容：1）分布區(qū)的氣象、地形、地貌、植被和水文地質(zhì)條件；2）成因、類(lèi)型及其發(fā)展?fàn)顩r；3）圍巖的性質(zhì)及其形成年代；4）分布區(qū)的地下水特征；5）分布區(qū)的人類(lèi)活動(dòng)狀況； 2、調(diào)查與測(cè)繪的范圍應(yīng)包括分布區(qū) 極其有影響的圍巖地帶。 3、應(yīng)布置一定數(shù)量的勘探查明地下 冰的厚度和分布范圍。4、通過(guò)測(cè)溫以確定季節(jié)凍結(jié)或融化 深度，多年凍土上限以及和地下冰 的相互關(guān)系。 5、根據(jù)地下冰的分布特征，取有代 表性土、冰樣進(jìn)行試驗(yàn)，為確

21、定設(shè) 計(jì)原則和防治措施提供依據(jù)。4.3 融凍泥流與熱融滑塌 融凍泥流系指土提在凍融作用下沿山坡蠕動(dòng)的現(xiàn)象，有表層泥流和深層泥流。凍土區(qū)多發(fā)生表層泥流現(xiàn)象。融凍滑塌（熱融滑塌）系指山坡上的厚層地下冰融化而形成的溯原滑坡現(xiàn)象。 1、應(yīng)在初測(cè)階段進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與測(cè)繪， 包括下列內(nèi)容：1）分布區(qū)的地貌特征、土的性質(zhì)與顆 粒成分、含水量；2）分布區(qū)的融化深度、地下冰或多年 凍土的分布特征、分布范圍；3）分布區(qū)的山坡傾斜度、地表水排泄 條件和土的滲透性；4）分布區(qū)凍土融化后的流動(dòng)性；5）分布區(qū)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)其植被和地面的 破壞程度。 2、調(diào)查與測(cè)繪的范圍應(yīng)包括滑 動(dòng)面上下部及兩側(cè)的一定范圍。3、勘探的深度應(yīng)超過(guò)

22、滑動(dòng)以 下12m。4、應(yīng)觀測(cè)其蠕動(dòng)速度，預(yù)測(cè)其發(fā) 展范圍及對(duì)工程建筑的危害性。4.4 熱融湖塘與熱融洼地 系指多年凍土或地下冰的局部融化沉陷所形成。按對(duì)工程的危害程度應(yīng)對(duì)分布廣泛和常年積水的熱融湖塘進(jìn)行調(diào)查與測(cè)繪。 1、調(diào)查與勘測(cè)的主要內(nèi)容：1）分布區(qū)的氣象、地貌、地表覆蓋物以及地表水與地下水的變化條件；2）分布區(qū)的季節(jié)融化深度，多年凍土或地下冰的分布規(guī)律；3）分布區(qū)的范圍、湖內(nèi)水位及其排泄和積聚條件；4）分布區(qū)的人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表植被的破壞情況；5）它們的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)工程的影響和評(píng)價(jià)。 2、調(diào)查的范圍應(yīng)包括其分布區(qū)及其 可能擴(kuò)大的周?chē)囟巍?、勘探深度超過(guò)地溫年變化深度 12m。4、進(jìn)行鉆孔測(cè)

23、溫，及觀測(cè)地表溫度 和氣溫，預(yù)測(cè)其穩(wěn)定和發(fā)展?fàn)顩r。5、應(yīng)進(jìn)行水文與水文地質(zhì)觀測(cè)工作， 以查明地表水和地下水的排泄與補(bǔ) 給條件。4.5 凍土沼澤系指多年凍土區(qū)適宜的水熱條件下形成的泥炭沼澤。1、調(diào)查與測(cè)繪的內(nèi)容：1）分布范圍、地貌特征、植被以及水文地質(zhì)條件；2）成因類(lèi)型、泥炭厚度以及發(fā)育狀況；3）季節(jié)融化深度、多年凍土地溫以及地下水變化狀況；4）分布區(qū)的氣溫、降水量、蒸發(fā)量、土壤濕度和溫度等；2、調(diào)查與測(cè)繪的范圍視工程建筑需要確 定，鐵路一般為兩側(cè)各100米。3、勘探，控制性鉆孔應(yīng)超多年凍土地溫 的年變化深度，一般性鉆孔應(yīng)超過(guò)多 年凍土上限以下12m。4、利用凍土沼澤作為地基時(shí)，其承載力 應(yīng)通過(guò)

24、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，并根據(jù)凍 土沼澤的演變趨勢(shì)，進(jìn)行鉆孔測(cè)溫，為 預(yù)報(bào)其穩(wěn)定性提供依據(jù)。5、多年凍土區(qū)水文地質(zhì)勘測(cè)的內(nèi)容、工作特點(diǎn)、工作方法、工作重點(diǎn)及要求青藏高原的地下水，一方面與一般地區(qū)地下水有共性，另一方面在高原特定的自然、地質(zhì)環(huán)境條件下，又具有其特殊性。其特殊性取決于影響高原區(qū)域水文地質(zhì)條件的各種因素，其次是凍土區(qū)地下水的特點(diǎn)。5.1 影響區(qū)域水文地質(zhì)條件的主要因素（1）多年凍土層的存在，成為大面積、 同一的隔水層；（2）現(xiàn)代冰川與凍土的發(fā)育與分布，控 制著不同地帶的地下水的補(bǔ)給條件；（3）強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制著高原地下水 分布與特點(diǎn)；（4）各種成因類(lèi)型的融區(qū)及分布， 使凍土區(qū)地下水補(bǔ)給、

25、排泄、 徑流又具有各自特點(diǎn)；（5）山地與斷陷盆地（谷地）的 相間分布決定了高原地下水補(bǔ) 給、徑流、排泄條件和水化學(xué)演 變的區(qū)域性和地區(qū)性。5.2 高原地下水的特點(diǎn) 多年凍土的存在與分布特點(diǎn)，使高原凍土區(qū)的地下水的埋藏、分布和富集條件各不相同，分為：1、凍結(jié)層上水較廣泛分布的地下 水類(lèi)型。特點(diǎn)： （1）它的相態(tài)不穩(wěn)定，埋藏、分布條 件隨季節(jié)的變化而改變； （2）承壓或無(wú)壓時(shí)隨季節(jié)而變化；（3）水量大小隨所處的地形、氣候、 巖性條件而異（4）受雨水、雪水滲入補(bǔ)給外，部分 地帶還接受凍結(jié)層下水補(bǔ)給。主要排泄于河流。2、凍結(jié)層下水存在與多年凍土層下 限下。其特點(diǎn)：（1）相態(tài)穩(wěn)定，處于液態(tài)；（2）具有承

26、壓性；（3）補(bǔ)給受凍土層的限制，由冰化雪水 及大氣降水，通過(guò)冰雪融區(qū)、河湖融 區(qū)、構(gòu)造融區(qū)給予補(bǔ)給；同時(shí)也是凍 結(jié)層下水的排泄通道；（4）水質(zhì)一般較好，屬于重碳酸-鈣鎂型；（5）受地?zé)岷蜆?gòu)造、巖漿活動(dòng)影響，水 溫較高，可形成熱泉、溫泉等。3、凍結(jié)層間水存在于多年凍土 層間，青藏高原很少有此類(lèi)型水。4、融區(qū)水存在各類(lèi)融區(qū)中。1）河流融區(qū)主要分布于各大 河的河床及其兩側(cè)，呈帶狀延 展，含水層多由砂礫石組成，滲 透性強(qiáng)，補(bǔ)給來(lái)源一般比較充沛； 單位涌水量較大，1.34.0升/秒；2）湖泊融區(qū)成片狀展布于各 湖泊的下部及周?chē)?。含水層有?xì) 顆粒的粘土、亞粘土和粉細(xì)砂或 泥礫組成，單位涌水量較小，0.12

27、 升/秒3）構(gòu)造融區(qū)水分布于山區(qū)或山區(qū)或盆地銜接處的構(gòu)造破碎帶中。以上升泉的形式出露。流量較大，15升/秒。灰?guī)r和砂礫巖分布地帶的構(gòu)造復(fù)合部位或張性斷裂帶上，流量多為410升/秒，最大的可達(dá)72升/秒。粉砂巖和泥巖分布地帶，斷裂帶上的泉水流量則僅0.52升/秒，凍結(jié)易封凍，泉水多轉(zhuǎn)化為冰丘、冰椎，個(gè)別流量較大，長(zhǎng)時(shí)間溢出者可形成冰幔。5.3 水文地質(zhì)工作的基本內(nèi)容:1、調(diào)查地質(zhì)構(gòu)造輪廓、形式和各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的特征及其巖性，多年凍土和地下水之間的相互關(guān)系；2、測(cè)定連續(xù)多年凍土和島狀多年凍土區(qū)的范圍，凍土層的厚度及其上下界限；3、調(diào)查凍土的結(jié)構(gòu)類(lèi)型及形成條件，凍結(jié)層形成歷史與發(fā)展趨勢(shì)； 4、調(diào)查

28、融凍作用和地貌成因、類(lèi) 型、冰緣現(xiàn)象的特征及其分布 規(guī)律； 5、調(diào)查與融化和凍結(jié)作用有關(guān)的 凍土現(xiàn)象的特征。 6、探測(cè)地下埋藏冰的形成及分布 規(guī)律，進(jìn)而掌握與其地貌、地 層巖性等之間的關(guān)系； 7、通過(guò)地質(zhì)、地貌、水文和氣象資料 的分析，了解河、湖、塘形成過(guò)程 及其與地下水的關(guān)系；8、測(cè)定地下水類(lèi)型，分析各類(lèi)地下水 形成與分布規(guī)律，特別是凍結(jié)層下 各種地下水的分布規(guī)律，并對(duì)其水 量、水質(zhì)作出評(píng)價(jià)；9、注意調(diào)查各種融區(qū)及現(xiàn)代冰川和冰 雪特征，及其“三水”的轉(zhuǎn)化關(guān)系；10、多年凍土分布余地植物之間的關(guān) 系5.4 水文地質(zhì)工作的基本方法；1、冰緣地貌調(diào)查方法1）外貌觀測(cè)：了解各類(lèi)凍土現(xiàn)象的外貌特征及其

29、發(fā)育程度和分布范圍，并結(jié)合航衛(wèi)片解釋來(lái)確定多年凍土下限。2）跡象追索：追索與多年凍土有關(guān)的的各種遺跡，進(jìn)而了解其發(fā)展、變遷和演變過(guò)程。3）人工揭露：以坑探為主。重點(diǎn)了解冰緣地貌內(nèi)部的巖性特征、冰晶形態(tài)、數(shù)量、凍土類(lèi)型和季節(jié)融化深度及凍結(jié)層上水的賦存條件和富水性?？犹綌?shù)量應(yīng)控制不同地貌部位上，時(shí)間統(tǒng)一在8月開(kāi)挖為宜。4）注意：高山沼澤、熱融沉陷、熱融滑塌、石流、石環(huán)等凍土現(xiàn)象同氣候、巖性及凍土層上水活動(dòng)等因素的相互作用在季節(jié)融化層中的反映。其中熱融湖沼、冰丘等往往與構(gòu)造及凍結(jié)層上水活動(dòng)有密切關(guān)系，是多年凍土區(qū)地下水的重要標(biāo)志。2、融區(qū)調(diào)查方法 融區(qū)是多年凍土區(qū)地下水補(bǔ)給、排泄的重要通道，使研究多

30、年凍土區(qū)水文地質(zhì)條件提供了方便，是多年凍土區(qū)供水的有效途徑。（1）河流融區(qū)調(diào)查方法 a、路線調(diào)查：主要了解河谷地貌及冰遠(yuǎn)在河床兩側(cè)的發(fā)育程度、分布狀況。 b、試坑揭露：主要了解多年凍土埋深及尖滅位置與地表水、地下水在河流橫向上的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。 c、分段測(cè)流：自河流進(jìn)出山口處， 分段進(jìn)行同期測(cè)流（包括主要支 流），查清地表水滲失或增大的地 段，找出河流融區(qū)的上下游邊界。 d、水文鉆探、物探：主要驗(yàn)證測(cè)繪 資料的準(zhǔn)確性，進(jìn)而查清多年凍土 層厚度和融區(qū)含水層空間位置及其 水質(zhì)、水量等。（2）湖泊融區(qū)調(diào)查方法 借助于湖水側(cè)深、水質(zhì)對(duì)比、湖水注水量和排出量統(tǒng)計(jì)等手段完成。a、湖水深度測(cè)定：側(cè)深點(diǎn)和距離根

31、據(jù)湖 面大小而定。通過(guò)湖水深度測(cè)量、繪制 湖水等深線，圈定凍結(jié)后冰下水體深度 和范圍。在側(cè)深的同時(shí)要進(jìn)行定深取樣、 測(cè)溫、了解水體內(nèi)溫度河水旨在水平和 垂直方向的變化特征等。b、水質(zhì)對(duì)比：通過(guò)對(duì)注入水、湖水和排 泄出水的水質(zhì)對(duì)比，分析水質(zhì)的差異， 并查明引起水質(zhì)變化的原因。 c、湖水注入量與泄出量的調(diào)查：系統(tǒng) 地調(diào)查湖的四周各河流、溪溝河水注 水量（同時(shí)調(diào)查湖四周的地下水補(bǔ)給 量），和湖泊各出口處排泄量，進(jìn)而 判斷湖水與地下水的給排關(guān)系。 通過(guò)上述調(diào)查，可以斷定在一些多 年凍土區(qū)的較大湖泊底部均有融區(qū)分布。融區(qū)的范圍取決于湖體的大小、湖水深淺及水質(zhì)狀況。（3）構(gòu)造融區(qū)調(diào)查方法 構(gòu)造融區(qū)是多年凍

32、土層下或深層熱礦水的溢出通道，一般水量豐富，是在多年凍土區(qū)供水或?qū)ふ覠岬V水的有利地段。 在構(gòu)造融區(qū)附近，冰丘、冰錐和泉華沉積等現(xiàn)象集中分布。因此：a、地面測(cè)繪：a）要著重了解該地段的巖性和 產(chǎn)狀、接觸關(guān)系、構(gòu)造性質(zhì)、 范圍和裂隙發(fā)育程度；b）調(diào)查泉水出露條件、泉口排 列方向和泉水沉積特征及水質(zhì)、 水量和水溫等；c）在構(gòu)造線兩側(cè)進(jìn)行短期地溫 觀測(cè)，了解水溫在水平方向的 變化規(guī)律。b、勘探：安排一定量的勘探量。 勘探線應(yīng)垂直構(gòu)造線，并對(duì)各鉆 孔進(jìn)行測(cè)井工作，了解構(gòu)造融區(qū) 范圍及地下水補(bǔ)給來(lái)源和循環(huán)深 度，了解水溫在垂直方向的變 化特征。3、冰雪融水的測(cè)定 冰雪融水是地下水的重要補(bǔ)給來(lái)源，要研究現(xiàn)代

33、冰川和常年積雪的融化量及滲漏補(bǔ)給量。做法：1）根據(jù)航衛(wèi)片及野外調(diào)查資料， 測(cè)定現(xiàn)代冰川和常年積雪的分 布范圍，并參照有關(guān)資料和實(shí) 測(cè)冰厚測(cè)算總儲(chǔ)水量。2）在典型地段選擇適當(dāng)河段（近水源處），設(shè)立短期（24小時(shí)）測(cè)流斷面，詳細(xì)觀測(cè)水溫隨氣溫、時(shí)間的變化關(guān)系，計(jì)算出融冰系數(shù)，粗算出產(chǎn)水量。應(yīng)在不同季節(jié)、不同地段分別測(cè)流取其加權(quán)平均值，且在枯水、豐水期進(jìn)行測(cè)量。3）在冰雪水流滲入融區(qū)的滲漏段（轉(zhuǎn)化帶），該帶上游向上依次設(shè)立測(cè)流斷面，采用同一時(shí)間測(cè)流方法求得滲漏補(bǔ)給量。4、活動(dòng)層水調(diào)查方法 此類(lèi)水分布廣泛，不穩(wěn)定，相態(tài)隨季節(jié)交替變化，徑流距離短，一般水質(zhì)好，可作臨時(shí)性水源。調(diào)查時(shí)間一般選在79月為宜。

34、5、潛水調(diào)查方法 系指多年凍土形成融區(qū)后,其上限以上含水層中的水。調(diào)查內(nèi)容： （1）查明多年凍土類(lèi)型，即連續(xù)或是島狀多年凍土，銜接的還是不銜接的，以便確定有無(wú)融區(qū)存在； （2）如存在融區(qū)，應(yīng)注意調(diào)查融區(qū)分布范圍；（3）掌握融區(qū)含水層厚度與多年 凍土上限的關(guān)系，和凍土上限的 變化情況；（4）含水層成因（沖積、冰積、 殘積、坡積或湖積等）；（5）融區(qū)形成條件（地表水或地 下水）；（6）融區(qū)地貌類(lèi)型繼成因、地質(zhì) 巖性、結(jié)構(gòu)及其分布規(guī)律； （7）融區(qū)與多年凍土的接觸關(guān)系；（8）融區(qū)地下水埋藏條件、徑流特征、排泄方式及補(bǔ)給來(lái)源；（9）季節(jié)凍土最大凍層，以及對(duì)潛水含水層的影響；（10）融區(qū)地植物的種類(lèi)、分

35、布情況、生長(zhǎng)特征，以及與地下水的關(guān)系；（11）融區(qū)類(lèi)型及其成因（河流融區(qū)、湖泊融區(qū)、構(gòu)造融區(qū)還是其它融區(qū)）；（12）確定融區(qū)含水層中有無(wú)殘留多年凍土，如有，需要進(jìn)一步確定其空間的分布；（13）融區(qū)潛水動(dòng)態(tài)特征（包括豐、枯水時(shí)期的情況）；（14）融區(qū)潛水水質(zhì)變化；（15）融區(qū)地下水補(bǔ)給類(lèi)型（降水型、冰雪融化型、河流地表水型、還是地下水型、或者混合型）；6、承壓水調(diào)查方法 除潛水調(diào)查方法所包括的內(nèi)容外，應(yīng)注意以下內(nèi)容： （1）調(diào)查承壓水分布，確定融區(qū)補(bǔ)給區(qū)、分布區(qū)和融區(qū)排泄區(qū)； （2）掌握融區(qū)補(bǔ)給區(qū)分布范圍、成因、補(bǔ)給類(lèi)型、補(bǔ)給因素和徑流條件，進(jìn)一步確定潛水融區(qū)、承壓水融區(qū)、裂隙水融區(qū)、河流融區(qū)和

36、湖泊融區(qū)等，并對(duì)融區(qū)水量賦存情況進(jìn)行調(diào)查，了解和分析豐水和枯水期的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律； （3）調(diào)查分析多年凍土的分布、埋藏情況，承壓水形成條件及與多年凍土的關(guān)系，地下水徑流特征和水位、水量變化條件； （4）融區(qū)排泄區(qū)的冰緣地貌特征有無(wú)冰丘、冰椎、熱融沉陷、熱融池沼和湖泊等； （5）融區(qū)排泄方式（排入河流、含水層或者以泉水形式排出）； （6）融區(qū)排泄區(qū)分布范圍和面積以及與多年凍土的關(guān)系。7、基巖裂隙水調(diào)查方法1）風(fēng)化裂隙水 a、風(fēng)化裂隙含水層厚度與范圍。應(yīng)注意調(diào)查風(fēng)化層與多年凍土的接觸關(guān)系。如風(fēng)化層大于多年凍土層，則有含水的可能；否則往往無(wú)裂隙水存在。在調(diào)查時(shí)還應(yīng)注意多年凍土層的最大厚度、風(fēng)化層最大厚

37、度。結(jié)合鉆探、電探等手段進(jìn)行綜合對(duì)比，進(jìn)一步確定有無(wú)地下水賦集的可能； b、風(fēng)化裂隙水的分布、厚度和補(bǔ)給條件；c、風(fēng)化裂隙巖層的組成、礦物成分、裂 隙連通性和密集程度、冰晶充填程度， 所處位置、接受外給的條件等；d、對(duì)泉水，調(diào)查出露條件、泉口出露高 度、泉口附近構(gòu)造性質(zhì)和規(guī)模、裂隙發(fā) 育程度以及泉水水質(zhì)、水量和水溫等。 對(duì)已調(diào)查的泉水進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，分析對(duì) 比。通過(guò)上述手段又可分析多年凍土區(qū) 風(fēng)化裂隙水的特征與其地形、海拔高度 和構(gòu)造性質(zhì)的關(guān)系；2）基巖裂隙水 a、調(diào)查裂隙水成因、連通性和密集程度以及與巖性、地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系； b、裂隙含水層帶的埋藏條件、分布、補(bǔ)給、排泄特征及富水性； c、裂隙中

38、有無(wú)充填物和冰晶體。如有，則要掌握其分布規(guī)律和多年凍土對(duì)其含水條件控制情況；3）構(gòu)造裂隙水 利用航衛(wèi)片解釋地質(zhì)構(gòu)造及巖性展布情況，確定冰緣地貌類(lèi)型，并找出與構(gòu)造有關(guān)的冰丘、融區(qū)，及其展布情況； 利用衛(wèi)星照片解釋構(gòu)造線的分布、構(gòu)造類(lèi)型（張開(kāi)的、擠壓的、張扭的）及其與融區(qū)補(bǔ)給水體的聯(lián)系； 劃分出多年凍土類(lèi)型（連續(xù)多年凍土或島狀多年凍土區(qū)）。在連續(xù)多年凍土區(qū)，要重點(diǎn)尋找凍土層下構(gòu)造裂隙水；在島狀多年凍土區(qū)，層上、層下構(gòu)造裂隙水均可尋找； 在連續(xù)多年凍土區(qū)利用衛(wèi)星照片解釋構(gòu)造裂隙水補(bǔ)給區(qū)分布地段及面積，補(bǔ)給水的類(lèi)型，以及與融區(qū)排泄區(qū)連通的狀況； 注意掌握區(qū)域冰丘、冰椎和冰緣現(xiàn)象與構(gòu)造裂隙水的關(guān)系和冰丘

39、分布、冰椎排列情況（如呈線狀、面狀或點(diǎn)狀分布）以及與構(gòu)造斷裂的關(guān)系； 在融區(qū)補(bǔ)給區(qū)地表水體上觀測(cè)水位、水量和水質(zhì)的變化。特別是在河水補(bǔ)給時(shí)，應(yīng)在河床上設(shè)立水溫測(cè)量斷面，以觀測(cè)河水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和河水在豐、枯水期漏失量的情況。如上游斷面大于下游斷面，說(shuō)明河水量有漏失；其中部分通過(guò)融化通道進(jìn)入構(gòu)造斷裂之中，說(shuō)明河水補(bǔ)給地下水。融化通道若是地下水融區(qū)，則應(yīng)確定其貯存量、補(bǔ)給量遺跡轉(zhuǎn)入融區(qū)裂隙水的入滲糧 確定構(gòu)造線（體）分布情況（復(fù)合或單一）。復(fù)合部位賦水性較好，水量較大。在連續(xù)多年凍土區(qū)，構(gòu)造裂隙水埋藏較深，處于多年凍土層之下。由于距融區(qū)補(bǔ)給區(qū)較遠(yuǎn)，往往在分布區(qū)打井時(shí)多呈自流。抽水時(shí)，若離融區(qū)補(bǔ)給區(qū)較近時(shí)，水量較大；較遠(yuǎn)時(shí)，水位、水量有規(guī)律地遞減。所以，在連續(xù)多年凍土區(qū)從事水文地質(zhì)調(diào)查，除應(yīng)注意構(gòu)造條件外，還要注意工作區(qū)所處的位置，更要注意裂隙含水層的位置（上限裂隙水因受大氣降水、河水動(dòng)態(tài)變化影響，其水位、水量變化幅度較大；而多年凍土層下裂隙水較之為好）。在島狀多年凍土區(qū)，構(gòu)造裂隙水的狀況視多年凍土變化情況而異。 研究與構(gòu)造有關(guān)的冰緣地貌現(xiàn)象（如冰丘、冰椎、熱融區(qū)池沼、湖泊和熱融坍陷等）。調(diào)查時(shí)，要注重冰緣地貌形成的機(jī)理，及該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和水的來(lái)源；特別要注意冰丘、冰椎的形成狀況，并對(duì)冰丘、冰椎的四季變化、影響范圍及分布情況都要進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。在調(diào)查的基礎(chǔ)上