工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察課件（內(nèi)容豐富）

1.4工程地地質(zhì)及及水文文地質(zhì)質(zhì)勘察察第一節(jié)節(jié)地地質(zhì)質(zhì)勘察察工作作的目目的及及任務務一、工工程地地質(zhì)勘勘察的的目的的及任任務工程地地質(zhì)勘勘察的的目的是查明工程建建筑物物地區(qū)區(qū)的工工程地地質(zhì)條條件，，分析預測可可能出出現(xiàn)的的工程程地質(zhì)質(zhì)問題題，充充分利用有利的的地質(zhì)質(zhì)條件件，避避開或或改造造不利利的地地質(zhì)因因素，，為工工程的的規(guī)劃劃、設設計、、施工工、運運用和和管理理提供供可靠靠的地地質(zhì)資資料。。工程地地質(zhì)勘勘察工工作一一般可可劃分分為規(guī)劃、可行性性研究究、初步設設計和技施設設計四個勘勘察階階段。。各勘勘察階階段的的工作作應循循序漸漸進，，逐步步深入入，并并與各各設計計階段段相適適應。。(一)規(guī)劃勘勘察規(guī)劃勘勘察的的目的的，是為工程程選點提供供初步的工程地質(zhì)資資料和地質(zhì)依據(jù)。該階段的的主要勘察察任務為：：搜集、整編區(qū)域地地質(zhì)、地形地貌和地震資料；了解工程建設地地點的基本本地質(zhì)條件件和主要工工程地質(zhì)問問題；分析工程建設的的可能性；；了解各規(guī)劃方案案所需天然然建筑材料料概況，進進行建筑材材料的普查查。水利水水電工程在在規(guī)劃勘察察階段的勘勘察內(nèi)容主主要包括：：河流或河段段的地形地地貌、地層巖性、地質(zhì)構造、地震、物理地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象和水文文地質(zhì)條件件；庫區(qū)地質(zhì)條條件及有關關滲漏、浸沒、坍岸和淤積積物來源；以及壩區(qū)和引水線路路的地貌、地層、巖性、構造、地震烈度、物理地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象和水文地質(zhì)條條件。(二)可行性研究究勘察可行性研究究勘察，是在河流流或河段規(guī)規(guī)劃選定方方案的基礎礎上進行的的勘察。其其目的是為為選定壩址、基本壩型、引水線路和樞紐布置方案進進行地質(zhì)論論證，并提提供工程地地質(zhì)資料。。該階段勘勘察的主要任務是區(qū)域構造造穩(wěn)定性研研究，并對對工程場地地的構造穩(wěn)穩(wěn)定性和地地震危險性性作出評價價；調(diào)查并并評價水庫庫區(qū)主要工工程地質(zhì)問問題，調(diào)查查壩址引水水線路和其其他主要建建筑物場地地工程地質(zhì)質(zhì)條件，并并初步評價價有關主要要工程地質(zhì)質(zhì)問題；以以及天然建建筑材料初初查?？辈斓闹饕蝿帐牵翰槊鲄^(qū)域地質(zhì)概概況，尤其是區(qū)域性大斷斷裂、活動動斷裂和地地震活動性性；查明庫庫區(qū)地質(zhì)概概況，重點是水庫滲漏、、浸沒、庫庫岸穩(wěn)定和和發(fā)生水庫庫誘發(fā)地震震的可能性性等工程地地質(zhì)問題的的初步評價價；查明和比較較壩址的工程程地質(zhì)條件件以及軟弱弱夾層、構構造斷裂、、巖體風化化程度分帶帶和風化深深度、邊坡坡穩(wěn)定性、、巖土的工工程地質(zhì)性性質(zhì)、可溶溶巖地區(qū)滲滲漏問題等等；比較引水線路和和廠址的工工程地質(zhì)條條件，選定定線路工程程地質(zhì)分段段等。(三)初步設計勘勘察初步設計勘勘察，是在可行行性研究階階段選定的的壩址和建建筑場地上上進行的勘勘察。其目的是查明水庫庫區(qū)及建筑筑物地區(qū)的的工程地質(zhì)質(zhì)條件，為為選定壩型型、樞紐布布置進行地地質(zhì)論證，，并為建筑筑物設計提提供地質(zhì)資資料。該階階段勘察的的主要任務是是查明水庫區(qū)專門門性水文地地質(zhì)、工程程地質(zhì)問題題和預測蓄蓄水后變化化；查明建筑物區(qū)工工程地質(zhì)條條件并進行行評價，為為選定各建建筑物的軸軸線和地基基處理方案案提供地質(zhì)資資料與建議議；查明導流工程的的工程地質(zhì)質(zhì)條件；天天然建筑材材料詳查；；地下水動動態(tài)觀測和和巖土體位位移監(jiān)測。。該階段主要勘察內(nèi)內(nèi)容包括：水庫區(qū)地地質(zhì)條件，，水庫滲漏漏，水庫浸浸沒、庫岸岸穩(wěn)定和水水庫誘發(fā)地地震的形成成條件及預預測發(fā)生情情況(范圍、大小小)等；壩、閘閘址主要地地質(zhì)條件，，與選定壩壩型、壩軸軸線、樞紐紐有關的工工程地質(zhì)條條件，壩基基巖體工程程地質(zhì)分類類，工程地地質(zhì)問題及及評價和處處理建議；；引水遂洞洞工程地質(zhì)質(zhì)條件分段段特征，圍圍巖工程地地質(zhì)分類，，主要工程程地質(zhì)問題題評價及處處理建議。。(四)技施設計勘勘察技施設計勘勘察是在初步設設計階段選選定的樞紐紐建筑物場場地上進行行的勘察。。其目的是檢驗前期勘勘察的地質(zhì)質(zhì)資料與結(jié)結(jié)論，為優(yōu)優(yōu)化建筑物物設計提供供地質(zhì)資料料。技施設計勘勘察的任務務主要包括括：對在進行行初步設計計審批中要要求補充論論證的和施施工開挖中中出現(xiàn)的專專門性工程程地質(zhì)問題題進行勘察；進行施工地質(zhì)工工作；提出施工和運行行期工程地地質(zhì)監(jiān)測內(nèi)內(nèi)容、布置置方案和技技術要求的的建議；分析施工期工程程地質(zhì)監(jiān)測測資料?？辈斓闹饕獌?nèi)容有：專門性工工程地質(zhì)問問題勘察；；水庫誘發(fā)發(fā)地震監(jiān)測測，不穩(wěn)定定岸坡監(jiān)測測并研究失失穩(wěn)可能性性；局部壩壩段、壩塊塊壩基巖土土體變形和和穩(wěn)定情況況，可利用用基巖面深深度及地基基加固和防防滲處理措措施建議；；預測圍巖巖穩(wěn)定條件件和漏水、、涌砂情況況；必要的的天然建筑筑材料復查查等。施工地質(zhì)工工作：檢驗前期期勘查資料料，進行建建筑物基坑坑、地下建建筑物巖壁壁的地質(zhì)編編錄和測繪繪等。二、水文地地質(zhì)勘察的的目的及任任務水文地質(zhì)勘勘察是研究水文文地質(zhì)條件件的主要手手段。水文地質(zhì)勘勘察的目的的，是為了查明地下水的形形成、分布布規(guī)律，并并在此基礎礎上對地下下水資源作作出水量與與水質(zhì)評價價，從而為為國民經(jīng)濟濟建設提供水文地地質(zhì)依據(jù)。由于各項項國民經(jīng)濟濟建設所要要求解決的的水文地質(zhì)質(zhì)問題是各各不相同的的，例如小范圍的城城市工礦企企業(yè)供水水水源地的水水文地質(zhì)勘勘察、大面面積的農(nóng)田田供水水文文地質(zhì)勘察察、地下熱熱水田的水水文地質(zhì)勘勘察等，它它們都有各各自需要解解決的水文文地質(zhì)問題題。所以這這些專門的的水文地質(zhì)質(zhì)勘察的目目的還要根根據(jù)不同的的工程建設設需要來決決定。從事事任何水文文地質(zhì)勘察察工作，都都應該有明明確的目的的性。水文地質(zhì)勘勘察工作的的任務，就是運用用各種不同同的測繪、勘探、試驗、觀測方法，經(jīng)過一定定的勘察程程序查明基基本的水文文地質(zhì)條件件和解決專專門性的水水文地質(zhì)問問題。例如，對農(nóng)田供供水的水文文地質(zhì)勘察察任務來講講，除了查查明地下水水的形成、、分布規(guī)律律和補給、、徑流、排排泄這些基基本的水文文地質(zhì)條件件外，還應應著重對地地下水資源源數(shù)量能否否滿足灌溉溉需水量要要求作出定定量的評價價，并進行行灌溉水質(zhì)質(zhì)評價和開開采技術條條件的論證證，為經(jīng)濟濟合理地開開發(fā)利用地地下水提供供所需的水水文地質(zhì)資資料。水文地質(zhì)勘勘察通常按普查、詳查和開采三個階段進進行。水文文地質(zhì)勘察察階段的劃劃分和主要要工作內(nèi)容容見表15—1。表15—1水文地質(zhì)質(zhì)勘察階階段的劃劃分(根據(jù)工作作精度)勘察階段工作內(nèi)容普查階段詳查階段開采階段水文地質(zhì)測繪比例尺1：10萬～1：20萬比例尺1：2.5萬～1：5萬比例尺大于1：2.5萬水文地質(zhì)物探以航空物探成果為主，地面物探在局部重點地區(qū)進行，以點為主，點線結(jié)合以進行詳細的地面物探為主，線網(wǎng)結(jié)合；并配合鉆探和試驗進行專門性物探工作以井下物探為主，并結(jié)合勘探工作進行專門性物探模擬試驗水文地質(zhì)鉆探鉆探工作為單孔和控制性的基準鉆，了解不同深度的含水層以勘探線網(wǎng)為主，勘探深度以開采層位為主充分利用開采井孔資料進行綜合研究水文地質(zhì)試驗單孔抽水為主，進行必要的多孔抽水試驗抽水孔數(shù)在基巖地區(qū)占鉆孔總數(shù)80％以上；巖性變化不大的松散地層抽水孔占30％～50％；變化較大的松散地層占50％～80％；要進行必要的群孔、分層和干擾抽水試驗除進行群孔、干擾抽水試驗外，選擇典型地段進行人工回灌試驗水文地質(zhì)參數(shù)測定及地下水資源評價根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，搜集資料和部分實測資料，估算地下水資源大部分為實測參數(shù)，初步評價地下水資源全部實測并根據(jù)開采井的水量和水位資料，進行水文地質(zhì)參數(shù)計算與地下水資源評價地下水動態(tài)長期觀測以訪問為主，實測枯水期地下水動態(tài)布置長期觀測網(wǎng)，觀測時間要求不少于一個水文年，并進行簡易人滲觀測布置長期觀測網(wǎng)，觀測時間要求不少于3個水文年，進行地下水動態(tài)預報實驗室工作以水質(zhì)簡易分析為主，進行部分巖樣、土樣鑒定和孢粉分析水質(zhì)簡易分析及部分全分析，并進行少量巖石水理性質(zhì)測定除水質(zhì)分析外，進行巖樣、土樣水理性質(zhì)測定(一)普查階段段勘察普查階段段是一項區(qū)區(qū)域性小小比例尺尺帶有戰(zhàn)戰(zhàn)略意義義的工作作。普查查階段一一般不要要求解決決專門性性的水文文地質(zhì)問問題，其主要任任務是查明區(qū)域域的水文文地質(zhì)條條件，如如各類含含水層的的賦存條條件與分分布規(guī)律律，地下下水的水水質(zhì)、水水量以及及地下水水的補給給、徑流流、排泄泄等條件件。在普普查階段段通常進進行1：20萬比例尺的的水文地地質(zhì)測繪繪工作，，在一些些嚴重缺缺水或工工農(nóng)業(yè)集集中發(fā)展展的地區(qū)區(qū)也可采采用1：10萬的比例尺尺。比例例尺的選選擇應根根據(jù)工程程建設要要求的深深度和水水文地質(zhì)質(zhì)條件的的復雜程程度來確確定。(二)詳查階段段勘察詳查階段段的工作作一般是是在水文文地質(zhì)普普查的基基礎上進進行。在在這個階階段工作作中要求求解決專專門性的的水文地地質(zhì)問題題，為各各種國民民經(jīng)濟建建設部門門提供所所需的水水文地質(zhì)質(zhì)依據(jù)。。例如城市工礦礦企業(yè)供供水、農(nóng)農(nóng)田供水水、土壤壤改良或或礦山開開采等。。詳查的的面積除除了農(nóng)田田供外，，一般都都比較小小，采取取的比例例尺精度度通常是是1：5萬～1：2.5萬。詳查的任任務：除查明明基本的的水文地地質(zhì)條件件外，還還要求對對含水層層的水文文地質(zhì)參參數(shù)、地地下水動動態(tài)變化化規(guī)律、、各類供供水水質(zhì)質(zhì)標準以以及開采采井的數(shù)數(shù)量與布布局，提提出切實實可靠的的數(shù)據(jù)，，并應預預測出將將來開采采后可能能出現(xiàn)的的水文地地質(zhì)問題題。(三)開采階段段勘察開采階段段的水文文地質(zhì)勘勘察工作作，是根據(jù)開采過程程中出現(xiàn)現(xiàn)的水文文地質(zhì)問問題確定定具體任任務。這這些水文文地質(zhì)問問題，有有的是因因在開采采前從未未進行過過水文地地質(zhì)的勘勘察工作作而必然然要發(fā)生生的；有有的則是是雖然經(jīng)經(jīng)過正式式的水文文地質(zhì)勘勘察工作作，但是是由于勘勘察精度度不夠高高，提出出的數(shù)據(jù)據(jù)不可靠靠，甚至至是作出出了錯誤誤的勘察察結(jié)論所所造成的的；有的的則是不不可能準準確預測測的一些些問題。。在供水水水文地地質(zhì)工作作中，由由于井距距不合理理導致水水井間嚴嚴重干擾擾，地下下水降落落漏斗的的不斷擴擴展及由由此引起起的地面面沉降、、水量枯枯竭、水水質(zhì)惡化化等，都都屬于開開采階段段應該解解決的水水文地質(zhì)質(zhì)問題。。開采階階段的水水文地質(zhì)質(zhì)勘察工工作比例例尺大于于1：2.5萬。由于它它大都帶帶有研究究的性質(zhì)質(zhì)，所以不一定開開展更小小比例尺尺精度的的全面勘勘察工作作，而是應該針對對出現(xiàn)的的問題作作具體的的分析，，然后采取不同同的勘察察方法加加以解決決。工程地質(zhì)質(zhì)測繪的的比例尺尺主要取決決于不同的設設計階段段。在同同一設計計階段內(nèi)內(nèi)，比例例尺的選選擇又取決于于建筑物的的類型、規(guī)模和工程地質(zhì)質(zhì)條件的的復雜程程度。工程地地質(zhì)測繪繪的比例例尺可分分為小比例尺尺(1：10萬～1：5萬)測繪、中比例尺尺(1：2.5萬～1：1萬)測繪和大比例尺尺(1：5000～1：1000)測繪。工程地質(zhì)質(zhì)測繪使使用的地地形圖必必須是符符合精度度要求的的同等或或大于工工程地質(zhì)質(zhì)測繪比比例尺的的地形圖圖。圖件件的精度度和詳細細程度，，應與地地質(zhì)測繪繪比例尺尺相適應應。在圖圖上，大于2mm的地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象應盡盡量反映映，寬度度不足2mm的重要工工程地質(zhì)質(zhì)單元，，如軟弱夾層層、斷層等，要擴擴大比例例尺表示示，并注注示其實實際數(shù)據(jù)據(jù)。地質(zhì)質(zhì)界線誤誤差，一一般不超超過相應應比例尺尺圖上的的2mm。工程地質(zhì)質(zhì)測繪的的精度還還取決于單位面積積上地質(zhì)質(zhì)點的多多少，地地質(zhì)點越越多，精精度越高高。野外工程程地質(zhì)測測繪工作作，根據(jù)據(jù)工程設設計要求求，在搜搜集并分分析測繪繪區(qū)已有有的地形形地質(zhì)資資料、確確定比例例尺、范范圍及工工作內(nèi)容容的基礎礎上進行行。一般般采用路線測繪繪法、地質(zhì)點測測繪法、野外實測測地質(zhì)剖剖面法等等。此外，，遙感技技術在工工程地質(zhì)質(zhì)測繪中中也得到到了普遍遍的應用用。(二)水文地質(zhì)質(zhì)測繪1．水文地地質(zhì)測繪繪的目的的及任務務水文地質(zhì)質(zhì)測繪是水文地地質(zhì)勘察察工作的的基礎與與先行工工作，是是認識和和掌握區(qū)區(qū)域地質(zhì)構造造、地貌、水文地質(zhì)質(zhì)條件的重要調(diào)調(diào)查研究究方法。。水文地地質(zhì)測繪繪的目的在于通過過對地質(zhì)、地貌、第第四紀地地質(zhì)、新構造運運動，地下水點點的調(diào)查查和填繪水文文地質(zhì)圖圖等，查明勘勘察區(qū)內(nèi)內(nèi)地下水水形成與與分布的的基本規(guī)規(guī)律，在在此基礎礎上作出出初步的的開發(fā)利利用遠景景評價，，并對區(qū)區(qū)內(nèi)存的的環(huán)境水水文地質(zhì)質(zhì)問題等等提出防防治措施施進行論論證。水水文地質(zhì)質(zhì)測繪還還將進一一步為水水文地質(zhì)質(zhì)勘探、、試驗和和觀測工工作提供供設計依依據(jù)。因此，水文地地質(zhì)測繪繪的基本本任務應應是查明以下下各項：(1)與地下水水形成有有關的區(qū)區(qū)域水文文、氣象象因素。。(2)區(qū)域地質(zhì)質(zhì)、地貌貌及第四四紀地質(zhì)質(zhì)特征。。(3)地下水的的補給、、徑流、、排泄條條件。(4)含水層的的埋藏條條件及其其分布。。最后，結(jié)合其其他工作作對地下下水資源源及其開開采條件件進行初初步評價價，為工工農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)建設設部門合合理開發(fā)發(fā)利用地地下水資資源提供供完整的的水文地地質(zhì)資料料。水文文地質(zhì)測測繪的主主要工作作步驟，，包括準備工作作、野外工作作及內(nèi)業(yè)整編編三個方面面。測繪繪工作結(jié)結(jié)束時，，應提出出相應的地地質(zhì)圖、地貌圖、第四紀地地質(zhì)圖、綜合水文文地質(zhì)圖圖、地下水水水化學圖圖與有關的剖剖面圖，以及水文、氣象圖表表和文字報告告。第二節(jié)勘勘察察的基本本手段和和方法工程地質(zhì)質(zhì)及水文文地質(zhì)勘勘察工作作中，常常用的勘勘察手段段和方法法有測繪、勘探、試驗和長期觀測測等。一、地質(zhì)質(zhì)測繪(一)工程地質(zhì)質(zhì)測繪1．工程地地質(zhì)測繪繪的目的的和任務務工程地質(zhì)質(zhì)測繪是工程地地質(zhì)勘察察中最重重要、最最基本的的勘察方方法。它它是運用用地質(zhì)學學的理論論和方法法，通過過野外調(diào)調(diào)查和綜綜合研究究勘察區(qū)的的地貌、地層巖性性、地質(zhì)構造造、物理地質(zhì)質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)質(zhì)條件等等，并將它它們填繪繪在適當當比例尺尺的地形形圖上，，為下一一步布置置勘探、、試驗及及長期觀觀測工作作打下基基礎。2．工程地地質(zhì)測繪繪的范圍圍和精度度工程地質(zhì)質(zhì)測繪的的范圍，，一方面取決于建筑物類類型、規(guī)模和設計階段段；一方面取決于區(qū)域工程程地質(zhì)條條件的復復雜程度度和研究程度度。通常，，建筑規(guī)規(guī)模大，，并處在在建筑物物規(guī)劃和和設計的的開始階階段，且且工程地地質(zhì)條件件復雜而而研究程程度又較較差的地地區(qū)，其其工程地地質(zhì)測繪繪的范圍圍就應大大一些。。2．水文地地質(zhì)測繪繪的精度度通過水文文地質(zhì)測測繪所取取得的成成果，主主要反映映在各種種圖件上上，因此，測繪的的精度要要求，主主要通過過圖幅的的比例尺尺大小來來反映的的。不同同比例尺尺填圖的的精確度度，取決于地層劃分分的詳細細程度和和地質(zhì)界界線描繪繪的精度度，以及及對地區(qū)區(qū)的地質(zhì)質(zhì)、水文文地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象的研研究和闡闡明的詳詳細、準準確程度度。根據(jù)不同同比例尺尺的精度度要求，，在單位位面積內(nèi)內(nèi)觀測點點及觀測測路線長長度見表15—2。一般在在1：5萬地形圖上上每隔1～2cm布置一條條觀測線線，每隔隔0.5～1cm應有一個個觀測點點，條件件簡單者者可以放放寬1倍。觀測點點的布置置應盡量量利用天天然露頭頭。當天天然露頭頭不足時時，可布布置少量量的勘探探點，并并選取少少量的試試樣進行行實驗。。表15-2水文地質(zhì)質(zhì)測繪的的觀測點點數(shù)和觀觀測路線線長度測繪比例尺地質(zhì)觀測點數(shù)(個／k㎡)水文地質(zhì)觀測點數(shù)(個／k㎡)觀測路線長度(km／k㎡)松散巖層地區(qū)基巖地區(qū)1：100000O.10～O.30O.25～O.75O.10～O.25O.50～1.OO1：50000O.30～O.60O．75～2.00O.20～O.601.00～2.OO1：25000O.60～1.801.50～3.001.OO～2.502.50～4.OO1：100001.80～3.603.OO～8.OO2.50～7.504.OO～6.OO1：50003.60～7.206.00～16.OO5.00～15.006.00～12.00注1．同時進進行地質(zhì)質(zhì)和水文文地質(zhì)測測繪時，，表中地地質(zhì)觀測測點數(shù)應應乘以2.5；復核性水文文地質(zhì)測繪時時，觀測點效效為規(guī)定數(shù)的的40％～50％。2．水文地質(zhì)條條件簡單時采采用小值，復雜時采用用大值，條件中等時時采用中間值。為了達到所規(guī)規(guī)定的精度要要求，一般在在野外測繪填填圖中，采用用比例尺較提提交成果圖件件比例尺大一一級的地形圖圖作為填圖底底圖，例如：：當進行1：5萬比例尺測繪時時，常采用1：2.5萬比例尺的地形形圖作為外業(yè)業(yè)填圖底圖。。外業(yè)填圖完完成后，再縮縮制成1：5萬比例尺圖件作作為正式資料料提交。二、工程地質(zhì)質(zhì)與水文地質(zhì)質(zhì)勘探勘探工作是工程地質(zhì)勘勘察的重要工工作方法之一一。對任何工工程地質(zhì)條件件及工程地質(zhì)質(zhì)問題，從地地表到地下的的研究，從定定性到定量的的評價，都離離不開勘探工工作。工程地地質(zhì)勘探包括括物探、鉆探、坑探等。這里重點點介紹勘探工工作在工程地地質(zhì)勘察中的的特點和適用用條件。(一)物探工作巖層有不同的的物理性質(zhì)，，如導電性、彈性、磁性、放射性和密度等。利用專門門儀器測定巖巖層物理參數(shù)數(shù)，通過分析析地球物理場場的異常特征征，再結(jié)合地地質(zhì)資料，便便可了解地下下深處地質(zhì)體體的情況。工工程地質(zhì)勘察察中常用的是是電法勘探和彈性波勘探。電法勘探是利用儀器測測定人工或天天然電場中巖巖土導電性的的差異來識別別地下地質(zhì)情情況的一組物物探方法。電電法勘探以巖巖石的電學性性質(zhì)為基礎，，不同巖石電電性差異的大大小、相同巖巖石的孑L隙大小以及富富水程度的強強弱等，對電電法勘探結(jié)果果都會產(chǎn)生影影響。這就要要求配合一定定數(shù)量的試坑坑或鉆孔進行行校驗，才能能較準確地判判別資料的可可靠性。電法法勘探受地形形條件限制較較大，要求工工作范圍內(nèi)地地形起伏差小小，所以在平平原和河谷區(qū)區(qū)使用較普遍遍。彈性波勘探包括地震勘探、聲波和超聲波探測。它是用人工工激發(fā)震動，，研究彈性波波在地質(zhì)體中中的傳播規(guī)律律，以判斷地地下情況和巖巖體的特性和和狀態(tài)。地震勘探是用人工震源源(爆破或錘擊)在巖體中產(chǎn)生生彈性波，可可探測大范圍圍內(nèi)覆蓋層厚厚度和基巖起起伏，探查含含水層，追索索古河道位置置，查尋斷層層破碎帶，測測定風化層厚厚度和巖土的的彈性參數(shù)等等。用聲波法法可探測小范范圍巖體，如對地下洞室圍圍巖進行分類類、測定圍巖松動動圈、檢查混凝土和帷幕灌漿質(zhì)量量、劃分巖體風化化帶和鉆孔地層剖面面等。聲波通常由聲聲波儀(圖15—1)產(chǎn)生。聲波儀儀由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分組成。。發(fā)射系統(tǒng)包包括發(fā)射機和發(fā)射換能器。接收系統(tǒng)由由接收機、接收換能器和用于數(shù)據(jù)記錄錄和處理用的微機機組成。接收換能器器接收巖體中中傳來的聲波波后轉(zhuǎn)換成電電信號送到接接收機，經(jīng)放放大后在終端端以波形和數(shù)數(shù)字形式直接接顯示聲波在在巖體中的傳傳播時間t，據(jù)發(fā)射和接接收換能器之之間的距離l，計算出巖體體波速υ(υ=l/t)；包括縱波速速度υp和橫波υs。(二)鉆探工作鉆探是利用一定的的設備和工具具，在人力或或動力的帶動動下旋轉(zhuǎn)切割割或沖擊鑿碎碎巖石，形成成一個直徑較較小而深度較較大的圓形鉆鉆孔。通過取取出巖芯可直直觀地確定地層巖性、地質(zhì)構造、巖體風化特征征等。從鉆孔中中取出巖樣、、水樣可進行行室內(nèi)試驗，，利用鉆孔可可進行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及灌漿試驗、長期觀測工作作以及地應力測量等。與物探相比，鉆探的優(yōu)點是可以在各種種環(huán)境下進行行，能直接觀觀察巖心和取取樣，勘探精精度高。與坑探比，勘探深度大大、不受地下下水限制、鉆鉆進速度快。。(三)坑探坑探是用人工或機機械掘進的方方式來探明地地表以下淺部部的工程地質(zhì)質(zhì)條件，主要要包括探坑、探槽、淺井、斜井、豎井、平洞等(見圖15—2)。坑探的特點是使用工具簡簡單，技術要要求不高，運運用廣泛，揭揭露的面積較較大，可直接接觀察地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象，不受限限制地采取原原狀結(jié)構式樣樣，并可用來來做現(xiàn)場大型型試驗。但勘勘探深度受到到一定限制，，且成本高，，周期長。水利水電工程程勘探中常用用的坑探類型、特點及用途見表15—3。表15—3工程地質(zhì)勘探探中的坑探類類型類型特點用途坑探深度小于3m的小坑，形狀不定局部剝除地表覆土，揭露基巖淺井從地表向下垂直，斷面呈圓形或方形，深度5～10m確定覆蓋層及風化層的巖性及厚度，取原狀樣，載荷試驗，滲水試驗探槽在地表垂直巖層或構造線挖掘成深度不大的(小于3～5m)長條形槽子追索構造線、斷層、探查殘積坡積層，風化巖石的厚度和巖性，了解壩接頭處的地質(zhì)情況豎井形狀與淺井同，但深度超過10m，一般在平緩山坡、漫灘、階地等巖層較平緩的地方，有時需支護了解覆蓋層厚度及性質(zhì)，構造線、巖石破碎情況、巖溶、滑坡等，巖層傾角較緩時效果較好平洞在地面有出口的水平坑道，深度較大，適用于較陡的基巖邊坡調(diào)查斜坡地質(zhì)構造，對查明地層巖性、軟弱夾層、破碎帶、卸荷裂隙、風化巖層時效果較好，還可取樣或作原位試驗三、工程地質(zhì)質(zhì)和水文地質(zhì)質(zhì)野外試驗野外試驗在工工程地質(zhì)和水水文地質(zhì)勘察察中是一項經(jīng)經(jīng)常進行的重重要勘察方法法，是獲得工工程地質(zhì)水文文地質(zhì)問題定量評價、工程設計、施工和認識區(qū)域水文文地質(zhì)條件評價地下水資資源所需參數(shù)數(shù)的主要手段段。工程地質(zhì)水文文地質(zhì)勘察中中常用的野外外試驗有三大大類：①水文地質(zhì)試驗驗：鉆孔壓水試驗驗、抽水試驗、滲水試驗、巖溶連通試驗驗、回灌試驗、地下水流向和實際流速測定試驗等；；②巖土力學性質(zhì)質(zhì)及地基強度度試驗：載荷試驗、巖土大型剪力力試驗、觸探、巖體彈性模量量測定、地基土動力參參數(shù)測定等；；③地基處理試驗驗：灌漿試驗、樁基承載力試試驗等。下面對其中中幾種主要的的試驗項目作作一簡要介紹紹。(一)鉆孔壓水試驗驗鉆孔壓水試驗驗是用專門的的止水設備把把一定長度的的鉆孔段隔離離開，然后用用固定的水頭頭向該段鉆孔孔壓水，水就就從孔壁裂隙隙向周圍滲透透。最終滲透透水量會趨向向一穩(wěn)定值。。根據(jù)壓水水頭、試段長度和滲入水量，便可確定裂裂隙巖石的滲滲透性能，通通常以單位水水頭(m)、單位長度(m)試段和單位時時間內(nèi)的吸水水量(L／min)表示，稱之為為單位吸水量量ω[L／(min·m··m)]。通過壓水試試驗，可定性性地了解地下下不同深度處處堅硬或半堅堅硬巖層的相相對透水性和和裂隙發(fā)育的的相對程度，，為評價巖層層的完整性和和透水程度、、論證水工建建筑物地基和和庫區(qū)巖層的的透水情況、、制定防滲與與基礎處理方方案，提供必必需的基本資資料。(二)抽水試驗抽水試驗利用用一定的抽水水設備在鉆孔孔、各類井以以及某些流量量較大的上升升泉、深潭式式的地下暗河河、截潛流工工程和方塘等等上進行，用用以測定含水水層的水文地地質(zhì)參數(shù)，從從而判斷地下下水運動性質(zhì)質(zhì)，了解地下下水與地表水水以及不同含含水層之間的的水力聯(lián)系。。根據(jù)水文地地質(zhì)勘察工作作的目的和水水文地質(zhì)條件件的差異，抽水試驗可以分為試驗抽水與正式抽水、單孔抽水與多孔抽水、完整井抽水與非完整井抽水水、分層抽水與混合抽水、穩(wěn)定流抽水與非穩(wěn)定流抽水水等不同類型。。(三)巖土力學性質(zhì)質(zhì)試驗1．巖體力學性性質(zhì)試驗(1)巖體變形試驗驗。巖體變形試試驗可分為承壓板法試驗驗、水壓洞室試驗驗、狹縫試驗以及鉆孔變形試驗驗等。它們的基基本原理相同同。承壓板法法一般是在預預先挖好的平平洞中進行，，用千斤頂施施壓，通過有有足夠剛性的的承壓板將壓壓力傳遞到巖巖體上，測量量巖體變形，，按彈性理論論計算巖體變變形。(2)巖體抗剪試驗驗。巖體抗剪試試驗可分為三三類：巖體本身的抗抗剪強度試驗驗、巖體沿軟弱結(jié)結(jié)構面的抗剪剪強度試驗和混凝土與巖體體膠結(jié)面的抗抗剪強度試驗驗。一般在平洞洞內(nèi)用兩個千千斤頂平推法法進行。在制制備好的試件件上，利用垂垂直千斤頂對對試樣施加一一定的垂直荷荷載，然后通通過另一個水水平千斤頂逐逐級施加水平平推力，根據(jù)據(jù)試樣面積計計算出作用于于剪切面上的的法向應力和和剪應力，繪繪制各法向應應力下的煎應應力與剪切位位移關系曲線線。根據(jù)繪制制的曲線確定定各階段特征征點剪應力。。繪制各階段段的剪應力與與法向應力關關系曲線，確確定相應的抗抗剪強度參數(shù)數(shù)。(3)巖體抗壓試驗驗。巖石抗壓強強度通常在室室內(nèi)壓力機上上進行，將邊邊長各為5cm的立方體(或更大些)或直徑與高均均為5cm的圓柱體(或更大些)巖石試件加壓壓至破壞，破破壞時的荷載載與試件的面面積比即是巖石的抗壓強強度。(4)點荷載試驗。在現(xiàn)場測定定不規(guī)則巖體體的強度時，，通常是將試試件置于上下下一對球端加加荷器之間，，施加集中荷荷載直至破壞壞，據(jù)此求得得巖石點荷載載強度指數(shù)。。此試驗方法法簡便，可對對不規(guī)則的試試樣進行試驗驗，無需巖樣樣加工，有利利于降低試驗驗成本，加快快試驗進程，，尤其是對于難以取取樣和無法進進行巖樣加工工的軟巖和嚴嚴重風化的巖巖石，更顯示示出其優(yōu)越性性。2．土體載荷試試驗土體截荷試驗驗是用于確定地基土體容許許承載力、測定地基土體體變形模量、研究地基土體變形形范圍及應力分布情況況的試驗，是一種現(xiàn)場場模擬試驗。。在較不均勻勻和較軟弱地地基的工程地地質(zhì)勘察中應應用較多，尤其在大型工業(yè)與與民用建筑的的勘察中，與與土的室內(nèi)試試驗相配合，，可取得評價價地基穩(wěn)定性性比較可靠的的結(jié)論。四、長期觀測測長期觀測工作作在工程地質(zhì)水水文地質(zhì)勘察察中是一項很很重要的工作作。有些動力力地質(zhì)現(xiàn)象及及地質(zhì)營力隨隨時間推移將將不斷地明顯顯變化，尤其其在工程活動動影響下的某某些因素和現(xiàn)現(xiàn)象將發(fā)生顯顯著變化，影影響工程的安安全、穩(wěn)定和和正常運用。。這時僅靠工工程地質(zhì)測繪繪、勘探、試試驗等工作，，還不能準確確預測和判斷斷各種動力地地質(zhì)作用的規(guī)規(guī)律性及其對對工程使用年年限內(nèi)的影響響，這就需要要進行長期觀觀測工作。長期觀測的主主要任務是檢驗測繪、勘探對對工程地質(zhì)和和水文地質(zhì)條條件評價的正正確性，查明動力地質(zhì)作用用及其影響因因素隨時間的的變化規(guī)律，，準確預測工程地質(zhì)問題題，為防止不不良地質(zhì)作用用所采取的措措施提供可靠靠的工程地質(zhì)質(zhì)依據(jù)，檢查為防治不良地地質(zhì)作用而采采取的處理措措施的效果。。有關水利水電電工程在運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)期間工程地地質(zhì)及水文地地質(zhì)需要長期期觀測的內(nèi)容容，見表15—4。表15—4長期觀測項目目和內(nèi)容序號觀測項目觀測內(nèi)容1主要建筑物(壩、閘)地基巖(土)體變形、沉陷和穩(wěn)定觀測①沉陷量；②水平位移；③壩基應力；④揚壓力和滲透壓力；⑤巖(土)性質(zhì)變化(泥化或軟化)2滲透和滲透變形觀測①觀測鉆孔(壩基及兩岸地區(qū))測壓管水位；②主要人滲點、溢出點和滲漏通道；③滲透流量和流速；④水質(zhì)、水溫和滲出水流中攜出物質(zhì)的成分和含量；⑤管涌3溢流壩、溢洪道和泄洪洞下游巖(土)體沖刷情況觀測重復地形測量和地形分析4岸邊穩(wěn)定性觀測①位移；②邊坡巖(土)體裂隙；③地下水位；④重復攝影5地震及現(xiàn)代構造活動情況觀測①地震；②地應力；③巖體變形或斷層相對位移；④地形變形6水庫分水嶺地段滲漏情況觀測①地下水水位、水質(zhì)；②水庫入滲點、溢出點的變化和滲透流量7庫岸及水庫下游浸沒觀測和翌年發(fā)展情況觀測各種浸沒現(xiàn)象，如沼澤化、鹽堿化、黃土濕陷等8坍岸情況觀測和翌年坍岸情況預測觀測斷面的重復地形測量(水下和水上)9隧洞和地下建筑物地段工程地質(zhì)、水文地質(zhì)觀測①山巖壓力；②地下水位及外水壓力；③洞壁巖體變形10地下水動態(tài)地下水水位；地下水溫；地下水化學成分；涌水量11其他有意義的工程水文地質(zhì)作用發(fā)展情況觀測第三節(jié)天天然建筑材料料的勘察一、天然建筑筑材料勘察的的基本原則天然建筑材料料勘察的基本本原則如下：：(1)先進行大面積積的普查，大致確定幾幾個產(chǎn)地，再再綜合比較，，從中選出最最優(yōu)產(chǎn)地，并并進一步確定定其可采儲量量。(2)材料產(chǎn)地的分分布要先上游游、后下游。施工條件允允許的情況下下，應盡量利利用水庫區(qū)將將被淹沒的產(chǎn)產(chǎn)地。要最大大限度地減少少或者避免占占用農(nóng)田并應應盡量利用現(xiàn)現(xiàn)有交通路線線。(3)對砂礫料產(chǎn)地地，應先水上上、后水下進進行調(diào)查。水下勘探深深度，應據(jù)施施工條件而定定；無條件水水下開采，可可只作水上勘勘探。石料應應考慮露天開開采，盡量避避免地下開采采。(4)在工程部位附附近選用料場場，應慎重注注意，對上游產(chǎn)地，，當壩基覆蓋蓋層很厚、鉛鉛直防滲深度度不能達到基基巖或隔水層層時，不要破破壞庫內(nèi)壩址址附近的天然然鋪蓋，下游游產(chǎn)地距壩址址不應小于300～500m。壩端產(chǎn)地開采采，要保證不不影響繞壩摻摻漏和邊坡的的穩(wěn)定。在保保證質(zhì)量的前前提下，應盡盡量利用施工工中輸水道、、溢洪道等開開挖的棄料。。(5)各種建筑材料料的質(zhì)量要符符合設計要求求，而且要有有足夠儲量。。二、天然建筑筑材料的質(zhì)量量要求(一)塊石料的質(zhì)量量要求塊石料常用于于堆石壩、砌石壩或護坡砌面等，應是堅硬硬的、抗凍性性強的新鮮巖巖石，抗風化化或抗侵蝕能能力較高的致致密塊狀或厚厚層狀巖石。。軟弱的、多多孔的、風化化的巖石不宜宜采用。不應應含有或僅有有極少量的黃黃鐵礦及石膏膏等有害礦物物，換算成S03的硫酸鹽及硫硫化物含量應應小于1％。堆石壩用的塊塊石形狀沒有有嚴格要求，，但要盡可能能達到最大堆堆砌密度，最最大塊石直徑徑與最小塊石石直徑比例不不超過2。作砌石壩用用的塊石則要要形狀規(guī)則。。石料技術指指標，可參考考表15—5及表15—6。表15—5堆石和砌石壩壩用石料質(zhì)量量技術指標項目名稱技術指標備注極限抗壓強度經(jīng)凍融25次后大于50N／c㎡選用巖石要比重大，能抵抗環(huán)境水的侵蝕作用，避免采用孔狀和球狀組織的巖石軟化系數(shù)大于0.85凍融損失小于1％飽和系數(shù)小于O.8硫酸鹽及硫化物含量換算成S03小于1％項目名稱技術指標備注容重大于2.2t／m3不含有粘土質(zhì)夾層及黃鐵礦吸水量小于O.6％硬度大于6極限抗壓強度經(jīng)凍融25次后大于50N／c㎡表15-6護坡用石料質(zhì)質(zhì)量技術指標標(二)礫石料及砂料料的質(zhì)量要求求1．混凝土骨料料用的礫石及及砂卵礫石或碎石是混凝土的粗粗骨料，其顆顆粒形狀影響響水泥和石料料的膠結(jié)及混混凝土強度。。渾圓、扁平平或狹長的都都會降低混凝凝土強度，尖尖角且表面粗粗糙的則可增增加強度。碎碎石作粗骨料料最好，但其其孔隙度及總總表面積大于于卵礫石，用用水泥較多。。為節(jié)省水泥泥用量，要求求礫石料的孔孔隙體積很小小，則礫石應應是混粒的。。通常用由80、40、20、5mm組成的一套套標準篩測測定，以符符合一定的的級配要求求。其他技技術指標可可參考表15—7。項目指標備注表觀密度＞2.6g／cm3堆積密度＞1.6g／cm3空隙率＜4.5％吸水率＜2.5％抗寒性混凝土：＜1.5％凍融損失率＜10％針片狀顆粒含量＜15％軟弱顆粒含量＜5％含泥量＜1％堿活性骨料含量有堿活性骨料時，應做專門試驗論證硫酸鹽及硫化物含量(換算成s03)＜O.5％有機質(zhì)含量淺于標準色粒度模數(shù)宜采用6.25～8.30輕物質(zhì)含量不允許存在表15-7混凝土粗骨骨料質(zhì)量指指標砂是混凝土的的細骨料，，其顆粒形形狀對混凝凝土強度影影響也很大大。有棱角角的山砂較較渾圓的河河沙好，但但山砂雜質(zhì)質(zhì)較多，需需淘洗，故故采用較純純凈的河砂砂反而有利利。細砂總總表面大，，包圍這種種沙粒所有有表面需水水泥多。粗粗砂總表面面積較細砂砂小，但砂砂子過粗易易使混凝土土拌和物析析出過多水水分，影響響混凝土的的和易性。。故攪拌混混凝土的砂砂，宜用混粒砂。其質(zhì)量技技術指標見見表15—8。2．反濾層用用的礫石及及砂反濾層作用用是預防潛蝕。它必須能能順利排水水以降低孔孔隙水壓力力，還要阻阻止細顆粒粒通過反濾濾層的孔隙隙被滲水攜攜走。三、天然建建筑材料的的勘探與試試驗勘探工作以以前，通過過普查已初初步選定了了天然建筑筑材料產(chǎn)地地，對產(chǎn)地地的地形、、地質(zhì)和水水文地質(zhì)條條件以及各各種用料數(shù)數(shù)量都要有有初步了解解。產(chǎn)地勘勘探時，為為便于編制制圖件和計計算儲量，，勘探網(wǎng)一一般應呈方方形或矩形形；為減少少勘探工作作量，勘探探點布置盡盡量利用天天然露頭及及天然剖面面。(一)砂礫料產(chǎn)地地勘探與試試驗水上部分以以坑探為主主，水下部部分用鉆探探；條件具具備的，可可坑探和鉆鉆探相結(jié)合合?？碧缴钌疃瓤筛鶕?jù)據(jù)施工設備備而定。有有水下開采采設備的，，勘探深度度應達施工工機械有效效開采深度度以下1m；若只能水水上開采，，則勘探深深度至水上上最大可能能開挖的深深度。勘探探網(wǎng)的布置置，應按不不同勘察階階段，根據(jù)據(jù)產(chǎn)地地層層成因和有有效層分布布條件，采采取不同間間距的勘探探網(wǎng)。土壩壩壩殼砂礫礫料的勘探探間距可適適當放寬。。砂、礫石試試樣采取，，應先將表表土剝?nèi)?，，垂直層面面方向均勻勻取樣。水水下開采，，則水上水水下應分別別取樣。(二)土料產(chǎn)地勘勘探與試驗驗土料產(chǎn)地勘勘探以坑探探為主，適適當配合一一定數(shù)量的的鉆探，以以便進行野野外試驗及及取樣室內(nèi)內(nèi)試驗。