第三章 主要工程地质图件的编制内容及方法
第一节 基础资料图件
一、综合地层柱状图
综合地层柱状图是一种综合性图件,其根据整个工作地区若干个钻孔或若干条地层剖面资料,经过综合整理后而编制,是工作区内地层、岩性特征、厚度变化、岩相、古生物的变化等情况的总结,是区域地质资料的重要组成部分。综合地层柱状图的绘制主要包括地层单位、柱状图、地层厚度、地质描述、接触关系等。
(一)制图内容
根据《水利水电工程制图标准 勘测图》(SL 73.3—2013)的要求,综合地层柱状图的编制应符合下列规定:
(1)综合地层柱状图比例尺的选择,应清晰显示各地层单位的岩性、厚度和接触关系。
(2)综合地层柱状图宜从左至右依次布置地层单位、地层岩性、柱状图、厚度、地(岩)层描述、接触关系等。
(3)地层系统中地层单位宜按下列规定划分:
1)区域综合地层柱状图宜划分至统。
2)水库区宜划分至组,建筑物区宜划分至段。
3)地层顺序应从上到下自新至老。
(4)地层厚度根据图件比例尺绘制。地层厚度不一时,应标出厚度区间值,在图上按最大厚度绘制;单一岩层厚度过大时可用折断方法表示。
(5)当标志层、软弱夹层、相对隔水层、强透水层、岩溶化岩层等厚度较薄时,应扩大比例尺表示,或以符号加以区分。
(6)用文字说明各时代地层间的接触关系,必要时应描述接触面的特征等。
(7)地质描述:主要描述各地层单位的岩石名称、颜色、结构和构造、矿物成分;沉积岩的成层状态、胶结程度、胶结物和相变情况;岩浆岩的生成顺序、产出形式和与围岩的接触关系;变质岩的类型和变质程度;地层之间的接触关系等;标志层和软弱夹层的描述;地层的水文地质和工程地质特性。
(二)制图方法与步骤
1.地层资料整理
地层资料可通过搜集或实测而获得。研究地层层位、厚度、岩性特征及其变化,作好并层和统一进行编号等工作。
2.比例尺选取
综合地层柱状图比例尺的选择,应清晰显示各地层单位的岩性、厚度和接触关系。
根据工作精度和地层总厚度,选择适当的比例尺。再按工作任务定出应表示的内容栏目,设计表格宽度,画好图框、表格纵线和图头。
3.柱状图长度确定
据地层总厚度按比例尺截取柱状图的长度,再从上至下,逐层累加,按不同岩性分层,标注各单层厚度,并应考虑需省略、夸大与合并等地层的位置。如果柱状图顶层为厚度较小的地层时(如第四系),为填写地层年代,可在该层上方适当地留空。
在编绘图件的过程中,要求做到内容准确、布局合理、线条清楚、字体工整、图面清洁美观。
4.接触关系确定
用规定符号在柱状图上表示各地层间不同类型的接触关系。
5.花纹图案
用规定的花纹与符号在柱状图上逐层填注其岩性与化石。标注岩浆岩时应注意侵入岩与喷出岩有所不同,前者按产状绘于相应地层的边缘,而后者则与一般地层接触关系画法相同。
6.标注与描述
标注地层年代、地层名称、地层代号、岩性描述等栏目。岩性描述一栏要求简要地描述岩石特征,包括颜色、层厚、岩石名称、结构、构造和化石、矿产等。
7.其他
标注图名于图框正上方。可在图框右下方绘制责任表,注明资料来源、编图者姓名和编图日期等。
综合地层柱状图一般附在区域综合地质图、水库区综合地质图或坝(闸)址及其他建筑物区工程地质图上,在水利水电工程地质勘察各个阶段需提交情况见表2-1-2、表2-1-3,样图见图2-3-1。
二、钻孔柱状图
水利水电工程地质勘察各阶段,钻孔柱状图可视具体需要作为工程地质勘察报告附图提交。
(一)制图内容
根据《水利水电工程制图标准 勘测图》(SL 73.3—2013),钻孔柱状图的编制应符合下列规定:
(1)钻孔柱状图应由钻孔基本信息、柱状图表、地质描述、试验检测数据等部分组成。
(2)钻孔柱状图的比例宜选1ϒ200或1ϒ100,特殊情况可以放大或缩小。
图2-3-1 综合地层柱状样图
(3)钻孔基本信息应置于柱状图的上方,主要包括勘察单位、工程名称、钻孔编号、钻孔坐标、孔口高程、钻孔目的、施工日期等。
(4)基岩钻孔柱状图宜自左至右依次布置:地层代号、层底高程、层底深度、层厚、地层柱状图及钻孔结构、岩芯采取率或获得率、岩石质量指标(RQD)、裂隙密度、风化特征、地质描述、电视摄影段、渗透系数或岩体透水率、含水层及地下水位高程、取样编号及深度、原位试验、视电阻率及纵波波速、备注等。
(5)土类钻孔柱状图宜自左至右依次布置:地层单位、层底高程、层底深度、层厚、地层柱状图及钻孔结构、岩芯采取率、地质描述、电视摄影段、原位试验、含水层及地下水位高程、取样编号及深度、备注等。
(6)柱状图下方应编写钻孔小结和标注责任栏。钻孔小结主要包括:钻孔揭示的主要地质现象、钻进方法、钻进情况、封孔及岩芯处置情况以及其他需补充说明的内容。
(二)制图方法与步骤
目前,水利水电工程地质勘察的钻孔柱状图已普遍采用计算机软件自动绘制,其生成一般包括三个部分:钻孔数据的录入,钻孔柱状图模板的定制、编辑,以及钻孔柱状图生成。
编制钻孔柱状图的方法与步骤如下:
1.比例尺选取
钻孔柱状图的比例尺一般可选择1ϒ200、1ϒ100,其基本原则是所选用的比例尺对钻孔中的主要岩性特征,特别是标志层的特征在地层柱状图中能够得到清楚反映。
2.钻孔柱状图格式
不同地质行业的钻孔柱状图的格式差别较大,同一行业的不同单位其柱状图的格式也不尽相同,目前还没有统一的钻孔柱状图的格式。水利水电工程钻孔柱状样图分别见图2-3-2、图2-3-3。
3.钻孔柱状图绘制
一般用CAD技术绘制钻孔柱状图的步骤如下:
(1)编辑钻孔柱状图模板。根据钻孔柱状图所要表达的主要内容,参考图2-3-2、图2-3-3,编辑钻孔柱状图模板。
(2)建立花纹库。根据工程区岩性建立花纹库。花纹图案参照本篇“第四章 第三节 岩石花纹符号及代号”。
(3)录入钻孔基本信息。主要包括勘察单位、工程名称、钻机类型、钻孔编号、钻孔坐标、孔口高程、钻孔目的、施工日期等。
(4)钻孔数据采集。地层单位、层底高程、层厚、地层柱状花纹及钻孔结构、岩芯采取率、地质描述、电视摄影段、原位试验、含水层及地下水位高程、取样编号及深度等录入电脑。
(5)编写钻孔小结和标注责任栏。
(6)运行钻孔柱状图程序,自动生成柱状图。
图2-3-2 钻孔柱状样图
图2-3-3 钻孔(土类)柱状样图
三、平洞、竖井、探坑、探槽展视图
水利水电工程地质勘察各阶段,平洞、竖井、探坑、探槽等展视图可视具体需要作为工程地质勘察报告附图提交。
(一)制图内容
根据《水利水电工程制图标准 勘测图》(SL 73.3—2013)的规定,坑探展视图的编制应符合下列规定:
(1)平洞、竖井与坑槽展视图应包括展视图、地质描述和原位测试成果三部分内容。
(2)平洞、竖井展视图应标明其所在位置、坐标、高程和方向,按比例尺绘制其形状和大小等;展视图宜进行工程地质分段,并作相应的地质说明。
(3)平洞展视图宜采用压顶法绘制洞顶和两壁。若地质条件复杂,可加绘底板。左、右壁应以进洞方向确定,图面布置时顶板宜居中,左壁在上,右壁在下,最终掌子面的展视图宜绘制在顶板展视图右端,多个掌子面时可分别附于相应洞深的上(下)位置。洞深应沿洞底板中心线计算,当平洞方向改变时,需注明转折方向。
(4)竖井展视图宜四壁平列展开,并注明井壁的方向。圆井展视图应从正北开始,以90°等分剖开后平列展开绘制,井深计算以井口某一壁固定桩为准。
(5)探槽展视图可绘制底面和一个壁面,探坑展视图可采用展开法绘制四壁和底面。
(6)岩性界线、地层产状、风化及卸荷分带界线应在图上标明。
(7)断层、裂隙的位置、产状和编号等应在图上标明。
(8)出水点、岩溶类型、原位测试点、取样点等,应用符号和编号标明。
(二)制图方法与步骤
1.比例尺选取
不同类型的平洞、竖井、探坑、探槽等展视图的编制方法和表示内容有所不同,其比例尺应视平洞、竖井、探坑、探槽的规模、形状及地质条件的复杂程度而定,一般采用1ϒ200~1ϒ50。
2.制图方法
平洞展视图,一般只展示洞顶和两壁的地质现象,采用以洞顶为基准,两壁掀起俯视展开格式。当平洞方向改变时需注明转折方向,洞深计算以洞顶中心线为准。此外,对明挖部分应进行描绘,并根据地质条件复杂程度,隔一定距离选择典型掌子面作素描图,样图见图2-3-4。
竖井展视图,一般绘制相邻两壁,平列展开,注明井壁的方位,也可采用四壁连续展开成图。当竖井断面为圆形时,可按90°等分剖开,取相邻两壁平列展开方法绘制。井深计算以井口某一壁固定桩为准。斜井(洞)展视图绘制,可参考上述方法,并注明其斜度,样图见图2-3-5。
探槽展视图一般绘制底面和一个壁面,探坑展视图一般采用四壁辐射展开法绘制四壁和底面,样图见图2-3-6。
图2-3-4 平洞展视样图
图2-3-5 竖井展视样图
图2-3-6 探坑展视样图
目前,在水利水电工程地质勘察工作中,已广泛采用录像、摄影等方法将平洞、竖井、探坑、探槽揭露的地质现象摄录下来,通过计算机处理成图。
四、实际材料图
实际材料图一般不需作为水利水电工程地质勘察报告附件提交,但在进行中小型水利水电工程地质勘察可行性研究阶段、初步设计阶段、技施设计阶段可视具体需要作为工程地质勘察报告附件提交。
(一)制图内容
根据《水利水电工程制图标准 勘测图》(SL 73.3—2013),实际材料图的绘制应符合下列规定:
(1)工程地质测绘的范围、地质点、地质剖面线及其编号等应在图上标明。
(2)钻孔、平洞、竖井、坑、槽等应在图上标明其编号和高程。
(3)取样点、试验点、标本化石采集点、长期观测点、摄影点、物探点和物探剖面线等应分别编号并在图上标明。
(4)主要建筑物轴线或轮廓线宜在图上标明。
(5)钻孔、平洞等勘探点情况汇总表以及勘察工作量统计表应在图上列出。
(二)制图方法
实际材料图应在野外填图过程中逐步完成,其底图又称清图。随填图的进展,及时将手图上的地质点、路线、标本、样品、产状、施工工程、地质界线、断层线等的位置、编号、代号转绘到清图上,再逐渐完善,最终成为地质工作实际材料图。内业编图工作具体如下:
(1)整理文字记录、手图、实物、登记表等资料,核实点号、岩性层位代号、标本及样品编号、位置及各种数据,确认无误后,再分别进行整理。如发现问题,必须到野外核实,方能补充、修正。
(2)检查地质观察点记录表中填写的内容是否齐全,文字是否通顺,有无错漏字,专业用语是否准确,完善素描图并对各类数据和素描图清绘。
(3)检查手图中地质点,观察路线、产状、填图单元、标本、样品、照相等位置、数据以及界线勾绘有无错漏,然后逐一清绘。
目前,水利水电行业工程地质测绘工作中,逐渐应用便携式计算机或平板电脑配置GPS设备,直接在电子版地形底图上按实际坐标绘制实测的地质点、水文点、取样点、试验点等,勾绘断层线、地质界线等,布置地质剖面线,布置或绘制钻孔、平洞、竖井、坑、槽等勘探点,并实时绘制地质测绘路线。
五、施工地质编录图
施工地质编录图,就是采用大比例尺测图、文字描述、表格记录等形式,将地表或地下开挖面上的地质现象随开挖过程逐块(段)编制而成的图件。
根据《水利水电工程施工地质勘察规程》(SL 313—2004)的要求,地面建筑物的建基面应进行地质编录或地质测绘;地下开挖工程地质编录应实测并完成洞、井围岩展视图和重点处理地段展视图、素描图,宜完成工程地质纵、横剖面图和工程地质平切面图;工程边坡的最终坡面应进行地质编录或地质测绘;岩(土)体防渗与排水工程,包括灌浆洞、排水洞、减压井、检查井等应进行施工地质编录。
(一)制图内容
根据《水利水电工程制图标准 勘测图》(SL 73.3—2013)的要求,施工地质编录图的编制应符合下列规定:
(1)编录部位、高程、桩号或坐标应在图上标明。
(2)地下开挖工程的井洞轮廓线应按比例在图上绘制。
(3)工程边坡相邻地段的地形地貌,边坡坡向、坡度、高度,马道高程及宽度等应在图上标示。
(4)岩性界线、地层产状、风化及卸荷分带、岩体结构类型、岩体质量分级等应在图上用不同的符号、代号标示。
(5)断层破碎带、层间剪切带、节理或裂隙密集带的位置、产状和编号等应在图上用不同的符号、代号标示。
(6)生物洞穴、人工洞穴、岩溶洞穴和溶蚀裂隙的位置、形态、连通性、充填物质组成、密实程度和节理裂隙充填情况等应在图上标明。
(7)地下水出水点和地表水入渗点的位置、流量、水温、水质等应在图上标示,土质地基尚应标明管涌、流土、流砂等现象的位置和范围。
(8)残留的勘探孔(洞)、裂隙统计点、取样点、现场试验点、摄影点、录像点和重要的物探检测孔应分别用不同的符号标示。
(9)锚固和固结灌浆、施工缺陷、地基置换或其他处理措施的位置及范围应在建基面施工地质编录图上标明。
(10)岩质建基面建基岩体抬动、回弹、隆起、坍落、异常变形等时间、位置、范围、形态等应在图上标明。
(11)边坡及地基土的回弹、坍落、膨胀等异常变形现象的位置、规模、原因等应在图上标明。
(12)不利块体位置和形态、围岩重点处理的部位以及围岩变形、岩爆、片帮、坍塌的位置和范围应在地下开挖工程施工地质编录图上标明。
(13)边坡变形的位置、几何边界、爆破松动范围、边坡稳定程度工程地质分区等应在工程边坡最终开挖面的施工地质编录图上标明。
(14)开挖、减载、喷锚、支档、灌浆、截水、排水、植被保护等处理措施的实施情况应在工程边坡最终开挖面的施工地质编录图上标明。
(15)土质地基及边坡编录图,应标明对地基边坡稳定性有影响的淤泥、软土、膨胀土、黄土、粉细砂层等特殊土的性质、分布等状况及砾卵石层的架空现象。
(二)制图方法
1.比例尺选取
根据设计要求以及地质条件的复杂程度,施工地质编录图制图比例可选用1ϒ500~1ϒ50。
图2-3-7 地下开挖工程施工地质编录展视样图
2.制图方法
施工地质编录的测图方法主要有皮尺测量法、平板仪测量法、全站仪测量法,也可采用数码相机摄影、计算机成图法。
每种方法都是对施工揭露的各种地质现象进行数字化处理,即将其实际线条形态或边界分解成控制测点形式,分别量测距离或测绘上图并现场连线,或者测量三维坐标数据并与编录内容对应。
实际工作中,可视具体情况选择一种或结合使用。
施工地质编录展视样图见图2-3-7。