公路工程地质勘察1

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第十章公路工程地质勘察主要内容：10.1概述10.1.1工程地质勘察的目的、任务和阶段划分10.1.2公路工程地质勘察内容10.1.3工程地质勘察的主要方法10.1.4勘察资料的内业整理10.2公路路基工程地质勘察10.3桥梁工程地质勘察10.4隧道工程地质勘察桥梁工程地质勘察10.5勘察实例重点与难点：各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理新建公路、改建公路、桥梁工程与隧道工程地质勘察要点、成果整理10.1概述10.1.1工程地质勘察的目的、任务和阶段划分一、工程地质勘察的目的：查明土木工程场地的工程地质条件、分析存在的工程地质问题、对工程场地做出工程地质评价。二、工程地质勘察的任务1.查明并分析工程场地的工程地质条件；2.分析存在的工程地质问题，进行定性和定量分析；3.选择能满足要求的较优越的工程场地和环境；4.对选择的场地进一步勘察后，对照建筑物的适宜性对场地进行分区，提出各区段所适宜的建筑物类型、结构、规模、基础及地基处理的合理意见； 5.预测工程建成后对地质环境的影响；6.提出工程地质条件的分析评价及改善不良地质条件的措施和建议。三、工程地质勘察的阶段划分1.规划勘察2.可行性研究勘察阶段3.初步设计勘察阶段4.技术设计及施工勘察阶段对于铁路工程地质勘察来讲，分为：1.踏勘(草测)阶段--收集资料为主；2.初测阶段--有重点的勘探和初测试验；3.定测阶段--勘探和测试为主；10.1.2公路工程地质勘察内容一、新建公路工程地质勘察（一）新建公路工程地质勘察的内容1.路线工程地质勘察2.路基、路面工程地质勘察3.桥涵工程地质勘察4.隧道工程地质勘察5.天然筑路材料工程地质勘察废料，按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察，为公路设计提供筑路材料的资料。（二）新建公路地质勘察资料整理1.全线工程地质说明书2.工程地质平面图3.添绘路线纵断面图中的地质说明4.各类测试原始资料的汇总分析二、改建公路工程地质勘察（一）改建公路工程地质勘察内容1.收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象、地震等资料。2.收集有关桥梁、隧道和防护、排水等构造物的新建、改建或加固工程所需的地质资料。3.收集原有公路路况资料。4.调查原有公路的路基、路面、小桥涵等人工构造物的状况及病害，研究病因及防治的效果。对原有公路的工程地质、不良地质地段的道路病害应力求根治。 5.当路线因提高等级或绕避病害而另选新线的路段，应按新建公路的要求进行工程地质勘察工作。（二）改建公路工程地质勘察的资料要求1.工程地质说明书:2.不良地质、特殊岩土、路基病害等有关项目的调查表;3.原有路面整体补强测试图表;4.工程地质图，按新建公路地质图的有关规定编制;5.勘探、试验、调查等资料。10.1.3工程地质勘察的主要方法一、工程地质测绘(一)主要内容：1.研究沿线地形地貌特征，划分地貌单元；2.查明沿线的地层、岩性、地层层序、成因、厚度、时代及岩相变化等；3.查明地质构造、土体的成层组合关系、大地构造、构造线方向、断裂褶皱形态、岩层产状和分布、构造形迹和构造体系以及它们之间的关系；4.研究水文地质条件，调查地下水的天然和人工露头--井、泉、矿坑和钻孔等；5.调查研究沿线不良地质现象及特殊地质问题的范围和性质、发生发展及分布规律；6.调查研究已有建筑物变形破坏情况及建筑经验；7.了解铁路沿线天然建筑材料的质量、数量及分布情况。(二)工程地质测绘的工作方法1.测绘宽度的确定：一般采用沿程测绘的方法，其测绘宽度一般包括中线两侧各200300m.2.测绘线的布置：为了专门目的或地质条件的重点工程地段而进行的大面积工程地质测绘常采用路线穿越法和顺层追索法。3.观测点的选择：观测点的布置必须选在具有代表性的地质现象的天然露头工人工露头处。(三)航片和卫片在工程地质测绘中的应用1.航片的应用(1)运用室内光学仪器编制地形图；(2)通过地质专业判译编绘工程地质图；2.卫片的应用(优点)(1)卫片拍摄地面范围大；(2)反映宏观形态特征较清楚、解释效果比较好；(3)卫片中包含的信息量大，可根据色调和形态特征，能够解决工程地质测绘中的很多问题。二、工程地质勘探 (二山地勘探：剥土、探坑、探槽、探井（分竖井、斜井）、平洞(二)钻探：采用钻探机具对深部的工程地质条件进行揭露的一种工作方法。它分为轻便钻探和钻探两种。1.轻便钻探利用洛阳铲、锥探和小螺纹钻等进行钻探的方法；2.钻探一般是利用大型钻机进行钻探的方法，常用的钻机是机械回转钻机。①钻探过程包括三个基本程序：A．破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。B．采取岩土：用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。C．保全孔壁：一般采用套管或泥浆来护壁。   ②钻进方法有以下三种：A．冲击钻进：采用底部圆环状的钻头，将钻具提升到一定高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎。B．回转钻进：采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进中施加钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。C．振动钻进：采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。D．综合式钻进：综合冲击回转两种钻进方法；在钻进过程中，钻头克取岩石时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快，同时由于冲击力的作用使硬质合金刻人岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。(三)物探⑴电法勘探：可分为自然电场法和人工电场法两种。工程地质勘探中常采用人工电场法的电阻率法，它主要利用仪器测定岩、土体导电性的差异来识别地质情况的一种方法⑵弹性波法：包括地震勘探、声波及超声波探测。它是人式激发振动，来研究地质体中的传播规律，以判定地质情况、岩体状态及特性。⑶地球物理测井：利用地层之间的物性差异，采用不同的物理方法，了解钻井中的地质和水文地质情况的方法。⑷地质雷达：是一种高频电磁波，利用电磁波在不同介质中的传播规律，探明地质条件的一种方法。(四)工程地质坑探(1)试坑、浅井(2)探槽(3)斜井和平洞三、工程地质试验及长期观测（一）室内外试验 1.室内试验：在现场取有代表性的试样，送到试验室进行相关项目的试验。2.原位测试：在野外现场进行测试，主要包括：⑴岩石力学性质指标；静力载荷试验(CPT)、静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场大型直剪试验、块体基础振动试验⑵水文地质实验⑶岩体中地应力的测试⑷地基工程地质实验（二）工程地质长期观测1.与工程有关的地下水的动态观测；2.不良地质现象的观测；3.建筑物修建与周围环境相互作用的动态观测。10.1.4勘察资料的内业整理一、工程地质勘察报告书1．工程地质勘察成果报告的内容工程地质勘察成果报告的内容，应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定，主要包括以下内容：(1)勘察目的、要求和任务；(2)拟建工程概述；(3)勘察方法和勘察任务布置；(4)场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质、地下水、不良地质现象的描述与评价；(5)场地稳定性和适宜性的评价；(6)岩土参数的分析与选用；(7)岩土利用、整治、改造方案；(8)工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题的预测、监控和预防措施的建议；(9)必要的图件。2．单项报告内容除综合性岩土工程勘察报告外，也可根据任务要求，提交单项报告，主要有：(1)岩土工程测试报告；(2)岩土工程检验或监测报告；(3)岩土工程事故调查与分析报告；(4)岩土利用、整治或改造方案报告；(5)专门岩土工程问题的技术咨询报告。二、工程地质图表 几种常用的图表有：1．综合工程地质平面图2．勘探点平面布置图3．地层综合柱状图4．工程地质剖面图5．土工试验成果表6．现场原位测试图件7.其它专门图件10.2公路路基工程地质勘察一、公路选线的工程地质论证 （1）沿河线（2）山脊线（3）山坡线（4）越岭线二、公路路基的主要工程地质问题路基边坡稳定性问题；路基基底稳定性问题；公路冻害问题以及天然建筑材料问题等三、公路路基工程地质勘察的基本内容四、公路路基工程地质勘察的要点（一）初步勘察阶段（二）详细勘察阶段10.3桥梁工程地质勘察一般应包括两项内容：首先应对各比较方案进行调查，配合路线、桥梁专业人员，选择地质条件比较好的桥位；然后再对选定的桥位进行详细的工程地质勘察，为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。一、桥梁工程地质问题桥墩台地基稳定性问题；桥墩台地基的冲刷问题二、桥梁工程地质勘察要点（一）初步勘察（二）详细勘察阶段10.4隧道工程地质勘察包括两项内容：一是隧道方案与位置的选择；二是隧道洞口与洞身的勘察。前者除隧道方案的比较外，有时还包括隧道展线或明挖的比较；对重点隧道或工程地质和水文地质条件复杂的隧道，应进行区域性的工程地质调查、测绘。当地下水对隧道影响较大时，应进行地下水动态观测，并计算隧道涌水量。一、隧道工程地质问题：山岩压力及洞室围岩的变形与破坏问题；地下水及洞室涌水问题；洞室进出口的稳定问题。二、隧道位置选择的一般原则：洞身位置的选择；洞口位置选择；隧道围岩的稳定性三、隧道工程地质勘察要点：（一）初步勘察阶段（二）详细勘察阶段