水利水电工程地质水利水电工程地质勘察.pptx

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1、 1.1.规划勘察规划勘察 可行性研究勘察，是在河流或河段规划选定可行性研究勘察，是在河流或河段规划选定方案的基础上进行的勘察。其方案的基础上进行的勘察。其目的目的是为选定坝址、是为选定坝址、基本坝型、引水线路和枢纽布置方案进行地质论基本坝型、引水线路和枢纽布置方案进行地质论证，并提供工程地质资料。证，并提供工程地质资料。2 2可行性研究勘察可行性研究勘察 规划勘察的规划勘察的目的目的，是为河流开发方案和水利水是为河流开发方案和水利水电工程选点提供初步的工程地质资料和地质依据。电工程选点提供初步的工程地质资料和地质依据。第1页/共51页 3 3初步设计勘察初步设计勘察 技施设计勘察是在初步设计

2、阶段选定的枢技施设计勘察是在初步设计阶段选定的枢纽建筑物场地上进行的勘察。其纽建筑物场地上进行的勘察。其目的目的是检验前是检验前期勘察的地质资料与结论，为优化建筑物设计期勘察的地质资料与结论，为优化建筑物设计提供地质资料。提供地质资料。4 4技施设计勘察技施设计勘察 初步设计勘察，是在可行性研究阶段选定初步设计勘察，是在可行性研究阶段选定的坝址和建筑场地上进行的勘察。其的坝址和建筑场地上进行的勘察。其目的目的是查是查明水库区及建筑物地区的工程地质条件，为选明水库区及建筑物地区的工程地质条件，为选定坝型、枢纽布置进行地质论证，并为建筑物定坝型、枢纽布置进行地质论证，并为建筑物设计提供地质资料。设

3、计提供地质资料。第2页/共51页水利水电工程地质各勘察阶段的任务和内容水利水电工程地质各勘察阶段的任务和内容水利水电工程地质各勘察阶段的任务和内容水利水电工程地质各勘察阶段的任务和内容第3页/共51页第4页/共51页报告附图（报告附图（报告附图（报告附图（2 2）第5页/共51页第一节第一节 工程地质测绘工程地质测绘 工程地质测绘是工程地质勘察中最重要、工程地质测绘是工程地质勘察中最重要、最基本的勘察方法。最基本的勘察方法。它是运用地质学它是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察区的地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现区的地貌、地层岩性、地质

4、构造、物理地质现象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探、试验及例尺的地形图上，为下一步布置勘探、试验及长期观测工作打下基础。长期观测工作打下基础。第6页/共51页水利水电工程测绘比例尺参照表水利水电工程测绘比例尺参照表水利水电工程测绘比例尺参照表水利水电工程测绘比例尺参照表第7页/共51页 野外工程地质测绘工作，根据工程设计要野外工程地质测绘工作，根据工程设计要求，在搜集并分析测绘区已有的地形地质资料、求，在搜集并分析测绘区已有的地形地质资料、确定比例尺、范围及工作内容的基础上进行。确定比例尺、范围及工作内容的基础上进行

5、。一般采用下列方法：一般采用下列方法：路线测绘法、路线测绘法、地质点测绘地质点测绘法法、野外实测地质剖面法等野外实测地质剖面法等。此外，此外，人造卫星、航测和陆摄相片等遥感资料人造卫星、航测和陆摄相片等遥感资料在工程在工程地质测绘中也得到了普遍的应用。地质测绘中也得到了普遍的应用。第8页/共51页 一、路线测绘方法一、路线测绘方法一、路线测绘方法一、路线测绘方法 1 1路线穿越法路线穿越法 这是沿着与地层界线或区域构造线的走向垂这是沿着与地层界线或区域构造线的走向垂直的方向，每隔一定距离布置一条路线。直的方向，每隔一定距离布置一条路线。沿路线观沿路线观察地质现象和标绘地质界线，然后把各路线上标

6、测察地质现象和标绘地质界线，然后把各路线上标测的地质界线相连，即可编出地质平面图。这种方法的地质界线相连，即可编出地质平面图。这种方法只适用于地质条件不太复杂或小比例尺图的测绘。只适用于地质条件不太复杂或小比例尺图的测绘。2 2界线追索法界线追索法 这是沿着地层界线或断层延伸方向布置观测这是沿着地层界线或断层延伸方向布置观测路线。路线。这种方法工作量较大，但成果比较准确。多这种方法工作量较大，但成果比较准确。多用于地层沿走向变化较大、断裂构造比较发育，以用于地层沿走向变化较大、断裂构造比较发育，以及岩浆岩分布区。这种方法多用于中、小比例尺图及岩浆岩分布区。这种方法多用于中、小比例尺图的测绘。的

7、测绘。第9页/共51页 二、地质点测绘方法二、地质点测绘方法二、地质点测绘方法二、地质点测绘方法 在测区内按方格网布置地质观察点，逐点在测区内按方格网布置地质观察点，逐点进行详细观察描述，然后通过分析实测资料连进行详细观察描述，然后通过分析实测资料连接各地质界线。接各地质界线。此法工作量大，但精度高，一此法工作量大，但精度高，一般适用于地质界线复杂的情形，或大比例尺图般适用于地质界线复杂的情形，或大比例尺图的地质测绘。的地质测绘。观察点应布置在地质观察点应布置在地质界线或地质现象上，以测绘的目的不同而异，界线或地质现象上，以测绘的目的不同而异，有基岩、构造、第四纪地貌、水文地质点等。有基岩、构

8、造、第四纪地貌、水文地质点等。第10页/共51页三、野外实测地质剖面图的作法（实习时具体做）三、野外实测地质剖面图的作法（实习时具体做）三、野外实测地质剖面图的作法（实习时具体做）三、野外实测地质剖面图的作法（实习时具体做）四、遥感技术在工程地质测绘中的应用四、遥感技术在工程地质测绘中的应用四、遥感技术在工程地质测绘中的应用四、遥感技术在工程地质测绘中的应用 遥感遥感是根据电磁波辐射理论，应用现代化探测是根据电磁波辐射理论，应用现代化探测手段手段(如航空摄影、电视摄影、红外扫描、地质雷如航空摄影、电视摄影、红外扫描、地质雷达等达等)，借助于车、船、气球、飞机、人造卫星等，借助于车、船、气球、飞

9、机、人造卫星等各种运载工具，通过对地质体的电磁波辐射信号的各种运载工具，通过对地质体的电磁波辐射信号的接收记录，加工整理成为图像和数据，从而对地质接收记录，加工整理成为图像和数据，从而对地质体进行探测和识别技术。体进行探测和识别技术。第11页/共51页第二节第二节 工程地质勘探工程地质勘探 工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，为了为了进一步查明以下的工程地质问题，取得深部进一步查明以下的工程地质问题，取得深部地质资料地质资料而进行的而进行的。勘探工作布置应与不同设计阶段的工程地质勘察勘探工作布置应与不同设计阶段的工程地质勘察任务密切配合。任务密切配合。按

10、勘探方法不同可分为按勘探方法不同可分为坑探、钻探和物探坑探、钻探和物探。勘探。勘探工作主要探明以下问题。工作主要探明以下问题。1)1)揭露地层岩性的变化规律，如覆盖层的性质和揭露地层岩性的变化规律，如覆盖层的性质和厚度，岩体性质及风化带的特征，软弱夹层及可厚度，岩体性质及风化带的特征，软弱夹层及可溶性岩层的特性、分布等。溶性岩层的特性、分布等。第12页/共51页 2)2)查明地质构造，如岩层产状变化、构造形查明地质构造，如岩层产状变化、构造形态、断层性质、破碎带的特征、裂隙密集带的分态、断层性质、破碎带的特征、裂隙密集带的分布及随深度变化的规律等。布及随深度变化的规律等。3)3)了解地下水位的

11、变化、埋藏条件、含水层了解地下水位的变化、埋藏条件、含水层特征、库坝区的渗漏途径、岩溶的分布发育规律、特征、库坝区的渗漏途径、岩溶的分布发育规律、滑坡体的位置及性质等。滑坡体的位置及性质等。4)4)为进行岩石物理力学性质和水文地质现场为进行岩石物理力学性质和水文地质现场试验，以及长期观测工作等而布置必要的勘探工试验，以及长期观测工作等而布置必要的勘探工作。作。5)5)探明天然建筑材料的分布范围、储量及质探明天然建筑材料的分布范围、储量及质量评价。量评价。第13页/共51页 一、坑一、坑 探探 坑探是用人工或机械掘进的方式来探明地坑探是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件表以下

12、浅部的工程地质条件，主要包括：，主要包括：探坑、探坑、探槽、浅井、斜井、竖井、平洞等。探槽、浅井、斜井、竖井、平洞等。坑探的坑探的特点特点是使用工具简单，技术要求不高，是使用工具简单，技术要求不高，运用广泛，揭露的面积较大，可直接观察地质运用广泛，揭露的面积较大，可直接观察地质现象，不受限制地采取原状结构试样，并可用现象，不受限制地采取原状结构试样，并可用来做现场大型试验。来做现场大型试验。但勘探深度受到一定限制，但勘探深度受到一定限制，且成本高，周期长。且成本高，周期长。第14页/共51页坑探工程（山地勘探工程）类型坑探工程（山地勘探工程）类型坑探工程（山地勘探工程）类型坑探工程（山地勘探工

13、程）类型第15页/共51页山地勘探工程类型示意图山地勘探工程类型示意图山地勘探工程类型示意图山地勘探工程类型示意图第16页/共51页平洞展示图平洞展示图平洞展示图平洞展示图第17页/共51页探井展视图探井展视图探井展视图探井展视图第18页/共51页浅井展示图浅井展示图浅井展示图浅井展示图第19页/共51页二、钻二、钻二、钻二、钻 探探探探 钻探钻探是利用一定的设备和工具，在人力或动是利用一定的设备和工具，在人力或动力的带动下旋转切割或冲击凿碎岩石，形成一个力的带动下旋转切割或冲击凿碎岩石，形成一个直径较小而深度较大的圆形钻孔。直径较小而深度较大的圆形钻孔。通过取出岩心可直观地确定地层岩性、地质

14、通过取出岩心可直观地确定地层岩性、地质构造、岩体风化特征等。从钻孔中取出岩样、水构造、岩体风化特征等。从钻孔中取出岩样、水样可进行室内试验，利用钻孔可进行工程地质、样可进行室内试验，利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作以及地应力水文地质及灌浆试验、长期观测工作以及地应力测量等。测量等。与物探相比与物探相比，钻探的，钻探的优点优点是可以在各种环境是可以在各种环境下进行，能直接观察岩心和取样，勘探精度高。下进行，能直接观察岩心和取样，勘探精度高。与坑探比，勘探深度大，不受地下水限制，钻进与坑探比，勘探深度大，不受地下水限制，钻进速度快。速度快。第20页/共51页第21页/共51

15、页岩心钻探示意图岩心钻探示意图岩心钻探示意图岩心钻探示意图第22页/共51页水平及定向钻孔水平及定向钻孔水平及定向钻孔水平及定向钻孔第23页/共51页 三、地球物理勘探（物探）三、地球物理勘探（物探）三、地球物理勘探（物探）三、地球物理勘探（物探）物物探探是是以以专专用用仪仪器器探探测测地地壳壳表表层层各各种种地地质质体体的的物物理理场场来来进进行行地地层层划划分分，判判明明地地质质构构造造、水水文文地地质质及及各各种种物物理理地地质质现现象象的的地地球球物物理理勘勘探探方法。方法。采采用用不不同同的的探探测测方方法法，如如电电法法、地地震震法法、磁磁法法、重重力力法法以以及及放放射射性性勘勘

16、探探等等方方法法可可以以测测定定不不同同的的物物理理场场，用用以以了了解解地地质质体体的的特特征征，分分析析解解决决地地质质问问题题。应应用用最最广广的的是是电电法法和和地地震震法法勘勘探探 第24页/共51页 1.1.1.1.电法勘探电法勘探电法勘探电法勘探 电电法法勘勘探探是是研研究究地地下下地地质质体体电电阻阻率率差差异异的的地球物理勘探方法，地球物理勘探方法，也称之为也称之为电阻率法电阻率法。该该法法通通常常是是通通过过电电测测仪仪测测定定人人工工或或天天然然电电场场中中岩岩土土地地质质体体的的导导电电性性大大小小及及其其变变化化，再再经经过过专专门门量量板板解解释释从从而而区区分分地

17、地层层、构构造造以以及及覆覆盖盖层层和和风风化化层层厚厚度度、含含水水层层分分布布和和深深度度、古古河河道道、主导充水裂隙方向等。主导充水裂隙方向等。第25页/共51页电法勘探（电阻率法）示意图电法勘探（电阻率法）示意图电法勘探（电阻率法）示意图电法勘探（电阻率法）示意图第26页/共51页水利水电工程常用的电法勘探方法水利水电工程常用的电法勘探方法水利水电工程常用的电法勘探方法水利水电工程常用的电法勘探方法第27页/共51页 (1)(1)(1)(1)电测深法电测深法电测深法电测深法 电电测测深深法法是是在在地地表表以以某某一一点点为为中中心心(此此点点称称为为常常测测点点)，用用不不同同供供电

18、电极极距距测测量量不不同同深深度度岩岩层层的的视视电电阻阻率率值值，以以获获取取该该点点处处的的地地质质断断面面的的方方法法。当当测测点点沿沿勘勘探探线线布布置置时时，可可得得出出地地质质剖剖面面情情况况。电电测测深深法法根根据据极极距距装装置置形形式式可可分分为为对对称称四四极极测测深深、三三极极测测深深、偶偶极极测测深深和和环环形形测测深四种深四种方法。方法。第28页/共51页电电电电测测测测深深深深法法法法及及及及电电电电剖剖剖剖面面面面法法法法的的的的应应应应用用用用第29页/共51页 (2)(2)(2)(2)电剖面法电剖面法电剖面法电剖面法 中间梯度法是将供电极中间梯度法是将供电极A

19、 A、B B的间距固定不的间距固定不变，电极变，电极M M、N N在其中部约在其中部约1 13 3的地段沿的地段沿ABAB线或线或平行于平行于ABAB线测量，这样的电场被认为是均匀的。线测量，这样的电场被认为是均匀的。若测量范围内有高低电阻不均匀地质体时，则若测量范围内有高低电阻不均匀地质体时，则反映出极大或极小值；一般用来探测陡倾角高反映出极大或极小值；一般用来探测陡倾角高阻的带状构造，测线应垂直带状构造布置。阻的带状构造，测线应垂直带状构造布置。(3)(3)(3)(3)中间梯度法中间梯度法中间梯度法中间梯度法 电电剖剖面面法法是是测测量量电电极极和和供供电电电电极极的的装装置置不不变变，而

20、而测测点点沿沿某某一一方方向向移移动动，来来探探测测某某深深度度内内岩层视电阻率值的水平变化规律的方法。岩层视电阻率值的水平变化规律的方法。第30页/共51页2.2.2.2.地震勘探方法简介地震勘探方法简介地震勘探方法简介地震勘探方法简介 地地震震勘勘探探也也是是广广泛泛用用于于工工程程地地质质勘勘探探的的方方法法之之一一。它它是是利利用用地地质质介介质质的的波波动动性性来来探探测测地地质质现现象象的一种物探方法的一种物探方法。基基本本原原理理是是利利用用爆爆炸炸或或敲敲击击方方法法向向岩岩体体内内激激发地震波，地震波以弹性波动方式在岩体内传播。发地震波，地震波以弹性波动方式在岩体内传播。根根

21、据据不不同同介介质质弹弹性性波波传传播播速速度度的的差差异异来来判判断断地质现象地质现象。按按弹弹性性波波的的传传播播方方式式，地地震震勘勘探探又又分分为为直直达达波波法法、反反射射波波法法和和折折射射波波法法。地地震震勘勘探探可可以以用用于于了了解解地地下下地地质质构构造造，如如基基岩岩面面、覆覆盖盖层层厚厚度度、风风化化层层、断层等。断层等。第31页/共51页 一、工程地质试验一、工程地质试验 在工程地质勘察中，工程地质试验是取得工程在工程地质勘察中，工程地质试验是取得工程设计所需要的各种计算指标的一种重要手段。它分设计所需要的各种计算指标的一种重要手段。它分为为室内试验室内试验和和野外试

22、验野外试验两大类。两大类。第三节第三节 工程地质试验及长期观测工程地质试验及长期观测第32页/共51页室内试验室内试验是将野外采取的试样送到室内进行的。是将野外采取的试样送到室内进行的。其特点是设备简单、比较经济、方法较为成熟，其特点是设备简单、比较经济、方法较为成熟，所测物理力学指标已被公认；所测物理力学指标已被公认；但试样较小，代表但试样较小，代表天然条件下的地质情况有一定的限制。天然条件下的地质情况有一定的限制。野外试验野外试验是在天然条件下进行的，其优点是不用是在天然条件下进行的，其优点是不用取样，可保持岩体天然状态和原有结构。试验涉取样，可保持岩体天然状态和原有结构。试验涉及的岩体体

23、积比室内试验样品大得多，因而更能及的岩体体积比室内试验样品大得多，因而更能反映结构面等对岩体性质的影响。反映结构面等对岩体性质的影响。但这类试验设但这类试验设备和试验技术较为复杂，成本高，且试验周期长。备和试验技术较为复杂，成本高，且试验周期长。第33页/共51页 野外岩体力学性质试验，野外水文地质试验，以及与施工方法有关的地质技术试验，如灌浆试验等。其中，野外水文地质试验主要包括下列项目：抽水试验、压水试验、注水试验、地下水流向流速试验、连通试验等。以下着重介绍野外岩体力学性质试验。野外试验主要包括：野外试验主要包括：第34页/共51页岩体变形试验可分为承压板法试验、水压洞室试验、狭缝试验以

24、及钻孔变形试验等。它们的基本原理相同，这里仅介绍常用的承压板法试验。承压板法试验一般在平洞中进行，通过刚性或柔性承压板施力于半无限空间岩体表面，量测岩体变形，按弹性理论计算岩体变形参数。1岩体变形试验岩体变形试验第35页/共51页承压板载荷试验装置图承压板载荷试验装置图第36页/共51页 2岩体抗剪试验岩体抗剪试验岩体抗剪试验可分为下列三类：岩体本身的抗剪强度试验，岩体沿软弱结构面的抗剪强度试验和混凝土岩体胶结面的抗剪强度试验。一般在平洞内用双千斤顶平推法进行。第37页/共51页岩体抗剪试验示意图岩体抗剪试验示意图第38页/共51页3岩体应力测量岩体应力测量岩体应力测量常用的方法有应力恢复法、

25、应力解除法及水压致裂法等。4野外简易岩体强度试验(1)点荷载试验。岩石点荷载试验是将试件置于上、下一对球端圆锥之间，施加集中荷载直至破坏，据此求得岩石点荷载强度指数。该试验方法简便，可应用不规则的试样，无需岩样加工，有利于降低试验成本，加快试验进程，尤其是对于难以取样和无法进行岩样加工的软岩和严重风化的岩石，更显示出其优越性。(2)回弹锤击试验。用测定混凝土强度的回弹仪(国外称施密特锤)来测定岩石强度的方法。第39页/共51页点荷载仪示意图点荷载仪示意图第40页/共51页 二、长期观测工作二、长期观测工作长期观测工作，一般在工程地质勘察初步设计阶段就应开始，并贯穿于以后各个勘察阶段，因为许多重

26、要数据须从长期观测中获得。通常进行的长期观测内容包括：地下水的动态，滑坡体滑移变形，水库坍岸变化，以及工程建筑物(如大坝)地基稳定等。长期观测不仅在工程地质勘察过程中是一项很重要的工作，而且就是在建筑物修建后，为确保建筑物安全运转和验证工程地质预测或评价的结论，也具有很重要的意义。有关水利水电工程在运转期间水文地质及工程地质需长期观测的内容，见下页表所列。第41页/共51页长期观测项目和内容（长期观测项目和内容（1）第42页/共51页 长期观测项目和内容（长期观测项目和内容（2）第43页/共51页第四节第四节 工程地质勘察成果报告工程地质勘察成果报告一、工程地质勘察报告一、工程地质勘察报告(1

27、)(1)绪言。绪言。简述工程位置、工程主要指标、主要简述工程位置、工程主要指标、主要建筑物的布置方案、完成的工作项目及工作量建筑物的布置方案、完成的工作项目及工作量等。等。(2)(2)区域地质概况。区域地质概况。简要介绍区域地貌、简要介绍区域地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象和水文地地层岩性、地质构造、物理地质现象和水文地质条件等，并对区域稳定性和地震危险性作出质条件等，并对区域稳定性和地震危险性作出评价。对于可溶岩区还应着重说明岩溶发育的评价。对于可溶岩区还应着重说明岩溶发育的规律及岩溶地下水的补排条件。规律及岩溶地下水的补排条件。第44页/共51页 (3)(3)水库区的工程地质条件。水

28、库区的工程地质条件。先简述库区的工程地先简述库区的工程地质条件，然后重点对水库渗漏、水库浸没，库质条件，然后重点对水库渗漏、水库浸没，库岸稳定、淤积，以及水库诱发地震等工程地质岸稳定、淤积，以及水库诱发地震等工程地质问题作出扼要的地质说明、定量评价和结论，问题作出扼要的地质说明、定量评价和结论，并提出处理意见。并提出处理意见。第45页/共51页 (4)(4)(4)(4)建筑物区的工程地质条件建筑物区的工程地质条件建筑物区的工程地质条件建筑物区的工程地质条件坝区工程地质条件坝区工程地质条件，包括工程概况；主要地质，包括工程概况；主要地质条件；与选定坝型、坝轴线、枢纽布置有关的条件；与选定坝型、坝

29、轴线、枢纽布置有关的工程地质条件说明，如软弱夹层、构造断裂、工程地质条件说明，如软弱夹层、构造断裂、岩体风化程度分带和风化深度、覆盖层厚度和岩体风化程度分带和风化深度、覆盖层厚度和物质组成，以及岩体完整性，并给出坝基岩体物质组成，以及岩体完整性，并给出坝基岩体物理力学性质和水理性质指标参数。对坝基岩物理力学性质和水理性质指标参数。对坝基岩体质量作出分类，对渗漏、渗透变形和边坡稳体质量作出分类，对渗漏、渗透变形和边坡稳定等问题进行详细论证，并给出定量评价的数定等问题进行详细论证，并给出定量评价的数据；对不良工程地质条件，要提出合理可行的据；对不良工程地质条件，要提出合理可行的处理措施和建议。处理

30、措施和建议。其他建筑物的工程地质条件其他建筑物的工程地质条件，包括对引水隧洞、，包括对引水隧洞、渠道、厂址、泄洪建筑物、通航建筑物和导流渠道、厂址、泄洪建筑物、通航建筑物和导流工程等的工程地质条件进行阐述，对不良地质工程等的工程地质条件进行阐述，对不良地质因素提出处理意见。因素提出处理意见。第46页/共51页(5)(5)天然建筑材料情况天然建筑材料情况。说明天然建筑材料的种。说明天然建筑材料的种类、分布、质量、储量、开采和运输条件等。类、分布、质量、储量、开采和运输条件等。(6)(6)结论和建议。结论和建议。扼要综述建筑物区的基本地质扼要综述建筑物区的基本地质特点，各建筑物主要工程地质问题及评价，论特点，各建筑物主要工程地质问题及评价，论述工程修建后应注意的地质问题和某些建设性述工程修建后应注意的地质问题和某些建设性意见。意见。第47页/共51页二、工程地质图表二、工程地质图表工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（1 1 1 1）第48页/共51页工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（工程地质勘察报告附图（2 2 2 2）第49页/共51页第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页