露天煤矿岩土工程勘察规范.doc
中华人民共和国国家标准 露天煤矿岩土工程勘察规范 Code for investigation of geotechnical engineering of open pit coal mine (征求意见稿) 2010 沈阳 目 次 1 总则1 2 术语、符号2 3 基本规定3 4 边坡岩土工程勘察5 5 排土场岩土工程勘察8 6 采掘场岩土工程勘察10 7 工程地质测绘与调查11 8 勘探与取样14 9 岩土试验17 10 现场监测18 11 边坡稳定性评价20 12 岩土工程勘察成果22 附 录A 条文说明 1 总 则 1.0.1 为在露天煤矿岩土工程勘察中执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改(扩)建露天煤矿边坡,内、外排土场以及采掘场内有关的岩土工程勘察。 1.0.3 露天煤矿工程建设在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。露天煤矿岩土工程勘察应按阶段并遵循一定的程序进行,必须结合露天煤矿设计任务的要求,并根据露天煤矿的具体特点,因地制宜,选择运用综合勘察手段,提供符合露天煤矿设计与施工要求的勘察成果。在勘察工作中应积极采用新技术、新方法和岩土工程新理论。 1.0.4 对于露天煤矿其他地面建筑设施的岩土工程勘察,应执行国家现行标准岩土工程勘察规范GB50021、建筑地基基础设计规范GB50007、湿陷性黄土地区建筑规范GB50025等。 1.0.5 露天煤矿岩土工程勘察,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语、符号 2.1术语 2.1.1 露天煤矿 对矿床进行露天开采时,在地表所形成的采场、排土场及地面生产系统的总体,称为露天矿。 2.1.2 露天开采 直接从地表揭露出矿物并将其采出的作业。 2.1.3 露天采场 进行露天开采的场所。 2.1.4 剥离物 露天采场内的表土、岩层和不进行回收的矿物。 2.1.5 边帮 露天采场内由台阶平盘和台阶坡面组成的总体。 2.1.6 工作帮 由正在开采的台阶组成的边帮。 2.1.7 非工作帮 由已结束开采的台阶部分组成的边帮。 2.1.8 边帮(坡)角 边帮坡面与水平面的夹角。 2.1.9 排土场 堆放剥离物的场所。 2.1.10排土 向排土场排卸剥离物的作业。 2.2符号 RQD 岩石质量指标 F 地震力 K 地震系数 m 滑体的质量 a 地震加速度 g 重力加速度 S 平均值的标准差 E 岩石的变形模量 3 基本规定 3.0.1 露天煤矿岩土工程勘察阶段的划分原则上宜与设计阶段相适应,并应符合下列规定 1 可行性研究阶段岩土工程勘察; 2 初步设计阶段岩土工程勘察(初勘); 3 施工图设计阶段岩土工程勘察(详勘); 4 开采阶段岩土工程勘察(施工勘察)。 3.0.2 露天煤矿岩土工程勘察的工作内容、工作方法和工作量,应根据下列因素综合确定 1 勘察类别(包括边坡勘察、排土场勘察、采掘场勘察); 2 勘察阶段; 3 勘察区工程地质条件的研究程度与复杂程度; 4 勘察规模; 5 工程设计的要求和施工条件。 3.0.3 工程地质条件研究程度可按表3.0.3划分。 表3.0.3 场地研究程度分类 详细研究过场地 初步研究过场地 未专门研究过场地 1 人所作研究较多,可利用资料较多; 2 对边坡(排土场或采掘场)进行过专门岩土工程勘察,勘察工作内容较全; 3 场区基岩出露条件好; 4 具有深部勘察、试验资料,且勘察成果准确可靠。 1 前人所作研究较少,可利用资料较少; 2 对边坡(排土场或采掘场)虽进行过专门岩土工程勘察,但勘察工作内容不全; 3 场区基岩出露条件好; 4 缺少深部勘察、试验资料,且勘察成果可靠度较低。 1 可利用资料极少; 2 仅在资源勘探阶段做过少量工程地质,未对边坡(排土场或采掘场)进行过专门岩土工程勘察。 3.0.4 场区工程地质条件复杂程度可按表3.0.4划分。 表3.0.4 工程地质条件分类 复杂场地 中等复杂场地 简单场地 1 对建筑抗震危险的场地和地段; 2 不良地质现象强烈发育; 3 地质环境已经或可能受到强烈破坏; 4 地形地貌复杂; 5 地质构造复杂,岩土种类多,性质变化大; 6 坚硬岩层与软岩互层,软弱结构层(面)发育; 7 地下水丰富,对工程影响大; 8 具有小窑空巷与采空区。 1 对建筑抗震不利的场地和地段; 2 不良地质现象一般发育; 3 地质环境已经或可能受到一般破坏; 4 地形地貌较复杂; 5 地质构造较复杂,岩土种类较多,性质变化较大; 6 坚硬岩层与软岩互层,有软弱结构层(面); 7 含水性中等,对工程具有一定影响 1 对建筑抗震有利的场地和地段; 2 不良地质现象不发育; 3 地质环境基本未受破坏; 4 地形地貌简单; 5 地质构造简单,岩土种类单一,性质变化不大; 6 坚硬岩层为主,岩性变化不大,岩层产状稳定,软弱结构层(面)不发育; 7 含水性差,对工程影响不大。 注表内场地抗震等级的划分应按国家现行标准建筑抗震设计规范GB 50011执行。 3.0.5 边坡类型的划分 1 最终边坡高度划分,宜符合下列规定 1)高边坡高度大于300m; 2)中高边坡高度为100~300m; 3)低边坡高度小于100m。 2 按各帮上部境界长度划分,宜符合下列规定 1)长边坡长度大于3000m; 2)中长边坡长度为1000~3000m; 3)短边坡长度小于1000m。 3.0.6 各阶段的岩土工程勘察工作,均应取得设计单位或生产单位提出的露天煤矿边坡(排土场或采掘场)岩土工程勘察任务书后进行。 3.0.7 露天煤矿边坡(排土场或采掘场)岩土工程勘察工作应按预先编制的并经有关部门批准的进行。 4 边坡岩土工程勘察 4.1一般规定 4.1.1 露天煤矿边坡岩土工程勘察工作是边坡稳定性评价的重要基础工作。露天煤矿采掘场最终边坡角的大小和稳定程度对露天煤矿的剥离量、生产和安全影响极大,是露天开采经济效益的重要因素。而可靠的工程地质参数是确定经济合理的边坡角的基础。 4.1.2 边坡岩土工程勘察,应包括下列内容 1 查明露天煤矿边坡的工程地质、水文地质条件; 2 对影响边坡稳定性的诸因素进行分析并评价其影响程度; 3 提出边坡稳定性计算参数; 4 确定边坡角和预想失稳模式; 5 对稳定条件差的边坡提出合理的治理措施与监测方案。 4.1.3 边坡岩土工程勘察工作必须紧紧结合露天开拓方案并围绕露天矿各边帮进行。在设计部门正式划定露天矿境界和拉沟位置后,方能进行专门边坡工程岩土工程勘察工作。 4.1.4 边坡岩土工程勘察工作应分阶段进行,具体阶段划分符合本规范3.0.1的规定。 4.2可行性研究阶段岩土工程勘察 4.2.1 可行性研究阶段岩土工程勘察,为矿山开发的可行性研究和方案设计提供工程地质资料,应满足初步确定采掘场境界几何形状的要求。 4.2.2 可行性研究阶段岩土工程勘察工作应以搜集、分析和研究资料为主。搜集和研究的资料应包括下列内容 1 区域地质资料; 2 矿区资源勘探报告及有关的工程地质、水文地质资料; 3 与采掘场工程地质、水文地质条件相似的自然边坡和人工边坡等资料。 4.2.3 在工程地质条件复杂的勘察场区,所搜集到的资料不能满足其要求时可适当进行野外勘察工作;勘察工作应以工程地质测绘与调查为主,必要时可进行少量的勘探与试验工作。 4.3初步设计阶段岩土工程勘察 4.3.1 初步设计阶段岩土工程勘察,应为初步确定采掘场各边帮坡角、地表境界和边坡管理工作提供工程地质资料。 4.3.2 初步设计阶段岩土工程勘察,应满足下列要求 1 初步查明勘察区地层、岩性分布、产状及其物理力学性质;初步查明土层空间分布、成因、时代及物理力学性质。 2 初步查明勘察区级基岩的构造特征,确定断层、褶皱、节理、裂隙等的分布、组合特点等; 3 初步查明勘察区基岩软弱面及软弱夹层的赋存条件、分布、产状、厚度及其物理力学性质; 4 初步查清勘察区的水文地质条件; 5 初步查清勘察区不良地质现象及采空区的分布、成因、发展趋势和对边坡稳定性的影响; 6 对地震基本烈度≥7的勘察区,应搜集了解区域地震资料,并分析其对边坡稳定性的影响; 7 对勘察区进行工程地质分区,初步确定各分区边坡破坏模式,进行边坡稳定计算,推荐各帮边坡角的范围值; 8 对边坡的监测工作提出建议。 4.3.3 初步设计阶段岩土工程勘察,应包括下列工作内容 1 收集和研究与勘察区有关的区域的、矿区的工程地质、水文地质资料; 2 进行工程地质测绘、调查工作; 3 工程地质勘探; 4 岩、土物理力学性质的室内试验和原位测试; 5 水文地质试验和地下水长期观测工作。 4.4施工图设计阶段岩土工程勘察 4.4.1 施工图设计阶段岩土工程勘察,应满足施工图设计所需的工程地质资料、各帮边坡角的确定、各帮边坡维护管理及治理监测的要求。 4.4.2 施工图设计阶段岩土工程勘察,应满足下列内容要求 1 查明勘察区地层、岩性、产状; 2 查明土层空间分布、成因、时代,地下水埋藏特点和土岩接合面特点,查明勘察区断层、褶皱、节理、裂隙等构造类型分布、组合及其工程地质特征; 3 查明勘察区软弱结构层(面)及分布、厚度及其工程地质特征; 4 查清勘察区水文地质条件; 5 确定岩、土物理力学性质,并应重点研究可能滑动面的抗剪强度; 6 查清勘察区不良地质现象的分布、成因、发展趋势和对边坡稳定性的影响; 7 对位于高应力区的高边坡,宜进行岩石原位地应力的测量与分析; 8 在地震基本烈度≥7的勘察区,应搜集和分析区域地震资料,为抗震设计提供依据 9 对勘察区进行工程地质分区,确定各分区,并进行稳定性计算,提供各分区边坡角; 10 对稳定程度较低的边坡,应提出治理措施和对水压、位移监测的建议。 4.4.3 施工图设计阶段岩土工程勘察,应在充分利用已有工程地质资料基础上进行如下工作 1 进行工程地质测绘; 2 进行工程地质勘察; 3 进行水文地质试验和地下水长期观测; 4 采取岩土试样,进行室内物理力学性质试验。对可能成为滑动面的软弱结构层(面)及其相应的岩体应进行原位抗剪强度试验。 5 对稳定条件较差的边坡进行长期位移监测。 4.5开采阶段岩土工程勘察 4.5.1 开采阶段的岩土工程勘察是最有利、最主要阶段。应充分利用剥离露头对以前勘察成果进行验证、校正,尤其是对边坡岩土体稳定类型进一步划分,对各边帮岩土体的稳定性进行评价。 开采阶段岩土工程勘察应满足生产管理部门修改边坡设计或边坡治理所需工程地质资料要求. 4.5.2 开采阶段岩土工程勘察工作,应充分利用岩体已被揭露的有利条件和已有的工程地质资料,进行仔细地分析研究。并应根据工程的具体情况,具有针对性地布置适量的工程地质测绘、勘探和试验工作,以提供精确完善的工程地质资料。 4.5.3 开采阶段岩土工程勘察,应包括下列内容 1 利用已形成的台阶和采掘所揭露的岩体,进行有针对性的工程地质测绘和调查;对各类结构面进行测量、统计和组合类型划分。 2 对边坡改(扩)建地段或稳定条件较差的边坡需确定滑动面时,应进行适量的工程地质钻探、井探和槽探; 3 利用地下水监测资料和适当进行水文地质试验工作,核定水文地质特征,以便确定或修改疏降水设计; 4 进行物探工作,确定岩体风化程度及因采掘爆破致使岩体松动的范围; 5 利用台阶对各种失稳现象进行详细的调查,分析失稳原因和类型及破坏模式,并对不稳定边坡进行位移监测和采取治理措施; 6 利用台阶采取岩土试样,进行室内物理力学性质试验;利用台阶进行原位抗剪强度试验,确定控制性不利结构面的力学参数。 5 排土场岩土工程勘察 5.1 一般规定 5.1.1 露天煤矿排土场岩土工程勘察应满足排土场设计工程地质资料的要求。 5.1.2 露天煤矿排土场场地,按工程地质条件分可为简单、中等复杂和复杂场地。 5.1.3 露天煤矿排土场按位置不同可分为内排土场与外排土场;外排土场按基底构成又分为软弱基底排土场与硬基底排土场。 5.1.4 露天煤矿排土场岩土工程勘察,应对下列影响露天煤矿排土场稳定性因素的内容进行评价 1 地形、地貌、基底岩土埋藏特征; 2 水文地质条件; 3 采掘工艺; 4 排弃物及基底岩、土物理力学性质。 5.2 岩土工程勘察 5.2.1 露天煤矿排土场岩土工程勘察,应包括下列内容 1 查明内外排土场基底地层岩性及其分布、成因、产状、物理力学性质; 2 查明基底软弱结构层(面)的分布、厚度及其特性; 3 查明水文地质条件; 4 查明排土场勘察范围内的不良地质现象及采空区的分布、发育及对排土场基底稳定的影响; 5 分析排土场边坡和基底的稳定性,为排土场设计、治理提供工程地质依据。 5.2.2 对于露天煤矿内排土场与硬基底排土场,应重点查明排土场基底岩层层面的倾斜方向、倾角大小,并分析排弃物沿基底面滑动的可能性。 5.2.3 对于软弱基底排土场,应重点研究地基土的极限承载力,并重点分析排土场基底土层承载力与排土高度的密切关系,并预测由基底承载力不足而引起沿基底内部土层滑动的可能性及滑动类型。 5.2.4 露天煤矿排土场岩土工程勘察,应包括工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质测试,并应符合下列要求 1 工程地质测绘其比例尺应以11000~12000为宜,测绘范围为排土场场地及其外围相关地段; 2 工程地质勘探包括钻探、槽探和物探; 3 工程地质测试包括岩土的室内试验和原位试验。 5.2.5 工程地质钻探工作量布置应根据排土场地大小和场地工程地质条件的复杂程度确定,并应符合下列规定 1 其钻孔点、线间距可按表5.2.5确定。 表5.2.5 勘探点间距 场地复杂程度 线 距(m) 孔 距(m) 简 单 中等复杂 复 杂 400~600 200~400 100~200 200~400 100~200 <100 2 勘探点布置范围应超出排土场设计边界1~1.5倍排土高度为宜。勘探点布置时,应根据场地条件分块疏密布置; 3 对于软弱基底排土场应符合,特别是排土场周边,范围包括排土场顶界向内1倍排土高度至布置在排土场底界向外1~1.5倍排土的要求高度; 4 钻孔深度应控制在坚硬土层或基岩下5~10m。 5. 2.6岩土试样的采取,土层采样间距宜为2~5m,基岩根据需要选取。试样数量在同一岩土层应至少有6组试样。 6 采掘场岩土工程勘察 6.1一般规定 6.1.1 采掘场岩土工程勘察,应对剥离物强度、剥离物与煤的切割阻力及各台阶基底承载力进行试验、测定与评价。 6.1.2 剥离物强度、剥离物与煤的切割阻力及各台阶基底承载力是露天煤矿工艺设计的必备参数。 6.2剥离物强度 6.2.1 对适宜建设特大型露天开采的矿床,应着重查明岩(矿)石强度的空间分布规律,为能否采用轮斗挖掘机、露天采矿机、拖拉铲运机等设备开采提供岩(矿)石的力学强度基础资料。 6.2.2运用地质方法、物探测井配合岩石物理力学试验进行岩(矿)层对比,着重查明剖面上岩(矿)层层序、岩性、厚度、结构;岩(矿)石强度变化;岩(矿)石裂隙发育程度、规模、密度、产状、充填胶结情况,建立完整的地质柱状及其对比剖面。尤其应查明硬岩的层位、岩性、厚度、分布及其在剥离物中的比例。 表6.2.2 岩石强度分类 岩石强度 第一类松散软岩类 第二类中硬岩类 第三类硬岩类 岩石抗压强度(MPa) 15 6.2.3 剥离物强度勘察,应符合下列规定 1 应重点是首采区,同时对全区作适当控制; 2 勘探线沿岩石强度变化的主导方向布置,其线距视岩石强度均匀程度、勘探面积大小而定; 3 剥离物强度为第一类的矿区,可选择少量地质水文地质钻孔取芯进行采样试验;第二类矿区线距400~1200 m;第三类矿区一般只宜布少量钻孔。 6.3 剥离物与煤的切割阻力 6.3.1 试验与测定方法,应符合现行国家行业标准煤和岩石切割阻力的测定方法MT/T796的有关规定。 6.4基底承载力 6.4.1 露天煤矿开采中,基底承载力主要用于挖掘机械和运输机械对地比压的确定。 6.4.2 基底承载力的确定方法,可采用多种手段,参照国家现行标准地基基础设计规范GB50007执行。 7 工程地质测绘与调查 7.1一般规定 7.1.1 工程地质测绘与调查,宜在可行性研究勘察阶段或初步勘察阶段进行。其任务是调查研究勘察区的地形、地貌、地层岩性、构造、水文地质条件、各种不良地质现象;划分工程地质单元体、进行工程地质分区;研究不良地质现象对场地的影响;分析场地工程地质条件和问题;对场地的稳定性和适宜性做出评价;为边坡、排土场地、采掘场等设计、所要采取的防治措施和进一步勘探、试验和专门性的勘察工作提供依据。并应符合下列要求 1 对岩石出露或地貌、地质条件较复杂的场地应进行工程地质测绘。对地质条件简单的场地,可采用调查代替工程地质测绘。 2 在可行性研究勘察阶段搜集资料,宜包括航空像片、卫星像片的解译结果。 3 在详勘和开采阶段主要是对某些专门地质问题作补充性的测绘与调查。 7.1.2 工程地质测绘与调查的范围,应包括勘察区及其以外有关的地段,测绘的比例尺和精度应符合下列要求 1 可行性研究阶段15000~150000; 2 初勘阶段 12000~110000; 3 详勘阶段 11000~12000; 4 开采阶段 1500~11000。 当工程地质条件复杂或解决某一特殊地质问题时,比例尺可适当放大。 7.2工程地质测绘与调查工作方法 7.2.1 工程地质测绘与调查包括收集、分析、利用场区已有资料与进行实地踏勘、调查、测绘工作。实地测绘方法可根据实际情况采用下列几种方法 1 测线测绘法。适用于控制全场区的测绘。测线按垂直于岩层走向线或主要构造线布置,并尽量与矿区原有的勘探线结合。测线间距一般为100~300m,根据场区地质复杂程度确定。对于很复杂的场区,测线间距可小于100m。测点间距不定,测点一般应为工程地质上有关键意义的点。 2 界线追踪法。沿重要的地质界线和大的不连续面进行追踪,布置观测点。 3 露头标绘法。若岩石出露不好,露头所占面积较小,应进行露头的全面标绘。 7.2.2 地质点布置应符合下列要求 1 每个地质单元体均应有观测点,观测点应布置在地质构造线、不同地层接触线、岩性分界线、标准层、天然及人工剖面、地下水的天然和人工露头、岩溶洞穴、地貌变化处及不良地质现象分布区。 2 观测点的密度应根据场区的地形地貌、地质条件、成图比例尺等确定,观测点应具有代表性,在图上的距离应控制在2~5㎝。 3 观测点应充分利用天然和人工露头,当露头不佳时,可根据具体情况布置少量的勘探工作,并选取少量试样进行试验。条件适宜时,可配合进行物探工作。 7.3工程地质测绘与调查工作内容 7.3.1 地形地貌调查应包括如下内容 1 划分勘察区所处的地貌单元(如冲积平原、河谷阶地、冲沟、洪积扇、黄土塬梁峁、丘陵及山地); 2 调查各地貌单元的成因类型、地层时代、岩性组合及地下水特点。 3 调查微地貌形态、特征,查明其与岩性、构造、不良地质现象及第四系堆积物的关系; 4 调查地形的形态及其变化情况。 7.3.2 地层岩性的调查应包括如下内容 1 综合分层并确定填图单元; 2 确定勘察区各地质单元内地层岩性、厚度、产状、结构、时代和成因,进行工程地质岩组划分,确定岩组分布界线、岩组间的接触关系、岩石的风化程度; 3 确定软弱夹层的岩性、产状、厚度、胶结和充填物情况及其特征。 7.3.3 地质构造的调查应包括如下内容 1 测定岩层产状,判定褶皱类型及其特征; 2 确定断层的位置、类型、产状、规模和断层带宽度、充填物质及胶结程度; 3 测量节理、裂隙的产状,观察记录节理裂隙面的形态特征、宽度、充填物及其性质。应选择代表性地段进行节理裂隙统计,统计结果用裂隙极点图及裂隙等密度图表示,并确定优势发展方向; 4 确定岩体结构类型,分析地质构造对边坡稳定性的影响。 7.3.4 地表水及地下水应调查如下内容 1 调查勘察区及附近河流水文观测资料,分析勘察区遭受淹没的可能性; 2 了解勘察区的汇水面积、地表径流系数,.估计地表水对勘察区的充水影响; 3 调查含水层的岩性特征、埋藏深度、分布情况、含水性及渗透性; 4 调查地下水类型、埋藏深度、变化幅度、补给及排泄条件、化学成分及其与地表水的联系; 5 调查泉的出露位置、类型、流量及其动态变化; 6 分析水文地质条件与地形、岩性、构造之间的联系。 7.3.5 自然边坡和人工边坡应调查如下内容 1 调查勘察区及其附近地质条件相似的自然边坡,分析稳定坡角与边坡高度、地层岩性、水文地质条件的关系; 2 调查人工边坡的类型、坡面岩性的类型、坡面岩体破碎情况、节理裂隙的统计、有无危岩及潜在滑体、已滑边坡类型及其形成机制、稳定边坡与不稳定边坡所形成的台阶坡面角等。 7.3.6 不良地质现象调查的内容 1 对滑坡地段应重点测绘与调查。调查滑动前的地质条件,如岩性、构造、地表形态;调查测定滑坡体边界、滑动面位置及其它滑坡要素;确定滑动的外因(堆载、切方、地面渗漏和爆破震动等),推断滑坡的发展趋势; 2 调查采空区的分布和规模、形成时间、充填情况、坍塌状况、岩性和岩体结构、地面变形;分析采空区对边坡稳定性的影响; 3 对勘察区及其周围的崩塌、岩堆、泥石流等不良地质现象,应调查其形成条件、规模、性质、分布范围及预测其发展趋势。 7.3.7 当勘察区抗震设防烈度≥7时,应调查当地由地震造成的地质现象、宏观震害和烈度异常区(带)的范围。 7.3.8 勘察区内存在采空区时,应搜集采空区的空间分布和采矿历史资料,并进行地表调查测绘,查明地表移动范围和破坏现状。 7.4工程地质图的编制 7.4.1 在工程地质测绘与调查的基础上,根据勘察区工程地质条件进行分区,初步判定各分区边坡的稳定程度、发展趋势和可能破坏模式。 7.4.2 工程地质图的比例尺和精度应与工程地质测绘与调查的比例尺和精度相一致。通常宜矿区地形地质图和矿山采剥计划图的工作底图上进行。 7.4.3 工程地质图的种类可按12.2.2组成。可将以下内容反映在12.2.2各种图件中 1 地貌单元及第四纪不同时代土层分布并对土体稳定性进行划分; 2 地质构造要素、地层岩性分布、工程地质岩组、岩体结构类型及稳定性分类; 3 岩、土物理力学试验与分析成果; 4 不良地质现象(滑坡、崩塌与岩堆、泥石流等); 5 采空区分布及地表移动范围; 6 第四纪土体及基岩的水文地质特征; 7 边坡类型(岩体边坡或土岩组合边坡)及其稳定类别 8 勘探与取样 8.1一般规定 8.1.1 当需查明岩土的性质和分布、采取岩土试样或进行原测试时,可采取钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。勘探方法的选取应符合勘察目的及岩土的特性。 8.1.2 布置勘探工作量时应评价勘探对工程及自然环境的影响。钻孔、探井、探槽及探洞完工宜妥善回填。特别是进行边坡岩土工程勘察时,其钻孔应根据其是否与露天坑(或邻井)有无水力联系、是否影响露天坑(或邻井)的安全或边坡稳定来确定是否对钻孔进行密封。 8.2钻探与取芯技术要求 8.2.1 钻探方法可根据地层类别及勘察要求按表8.2.1选择。 表8.2.1 钻探方法的适用范围 钻探方法 钻进地层 勘察要求 粘性土 粉土 砂土 碎石土 岩石 直观鉴别、采取不扰动试样 直观鉴别、采取扰动试样 回 转 螺旋钻探 无岩芯钻探 岩芯钻探 - - - - 冲 击 冲击钻探 锤击钻探 - - - - - 振动钻探 - 冲洗钻探 - - - - 注 适用,部分适用,-不适用。 8.2.2 钻探口径及钻具规格应符合建筑工程地质钻探技术标准(JGJ87)规定,成孔口径应满足取样、测试、监测以及钻进工艺的要求。测试孔一般要求终孔孔径108~200㎜,取原状岩、土样钻孔终孔孔径不小于89㎜的要求。 8.2.3 钻探应符合下列规定 1 钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为0.05m; 2 非连续取芯钻进的回次进尺,对螺旋钻探应在1m以内;对岩芯钻深应在2m以内; 3 对地下水位以上的土层应进行干钻。当必须加水或使用循环液时,应采用双层岩芯管钻进; 4 所有钻孔要求全部取芯,取芯率对于土层和软弱夹层应达100,对于岩石应大于90,对破碎岩石不应低于65,达不到要求时需采取补救措施,并测定RQD值。当需确定岩石质量指标RQD时,应采用75㎜口径(N型)双层岩芯管,且宜采用金刚石钻头。对需重点查明的部位(滑动带、破碎带、软弱夹层等)应采用双层岩芯管连续取芯; 5 定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量。倾角及方位的量测精度应分别为0.1、0.3。定向取芯确定构造带和岩层的产状时,要求岩芯采取率达100,定向成功率大于95。 8.2.4 钻孔的记录和编录应符合下列要求 1 野外记录应由经过专业训练的人员承担。记录应真实及时,按钻进回次逐段填写,严禁事后追记。 2 钻探现场描述可采用肉眼鉴别、手触方法,有条件或勘察工作有明确要求时,可采用标准化、定量化的方法。 3 岩芯应按规定的内容进行详细描述和编录,并按顺序摆放在岩芯箱中,并用正交摄影法进行彩色拍照。芯样可根据工程要求一定期限或长期保存,亦可拍摄岩、土芯彩照纳入勘察成果资料。 8.3井探、槽深、洞探 8.3.1 当钻探方法难以准确查明地下情况时,可采用探井、探槽进行勘探。在大中型边坡勘察中,当需详细调查深部岩层性质及其构造特征时,可采用竖井或平洞。 8.3.2 探井的深度不宜超过地下水位。竖井和平洞的深度、长度、断面按工程要求确定。 8.3.3 对探井、探槽、探洞除文字描述记录外,尚应以剖面图、展开图等反应井、槽、洞壁及底部的岩性、地层分界、构造特征、取样及原位试验位置,并辅以代表性部位的彩色照片。 8.4地球物理勘探 8.4.1 地球地理勘探应与工程地质测绘和钻探配合使用。岩土工程勘察中可在下列方面采用地球物理勘探 1 作为钻探的先行手段,了解隐蔽的地质界线、界面或异常点; 2 作为钻探的辅助手段,在钻孔之间增加地球物理勘探点,为钻探成果的内插、外推提供依据; 3 探测采空区及空巷范围; 4 作为原位测试手段,测定岩土体的波速、动弹性模量等。 8.4.2 选择地球物理勘探方法,应根据工程任务要求、地质条件和岩土物理特性等因素确定。用电法、地震、声波探测、物理测井法等。 8.4.3 为提高地球物理勘探成果的解释精度和地质效果,宜采用多种方法进行对比,并结合工程地质条件综合分析;提出物探成果和相应地质解释。地球物理勘探成果判释时应考虑多解性,区分有用信息与干扰信号。需要时应采用多种方法探测,进行综合判释,并应有已知物探参数或一定数量的钻孔验证。必要时应对地球物理勘探成果进行验证。 8.5岩土取样 8.5.1 土试样质量可根据试验目的按表8.5.1分为四个等级。 表8.5.1 土试样质量等级划分 级别 扰动程度 试验内容 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 不扰动 轻微扰动 显著扰动 完全扰动 土类定名、含水率、密度、强度试验、固结试验 土类定名、含水率、密度 土类定名、含水率 土类定名 注①不扰动是指原位应力状态虽已改变,但土的结构、密度,含水率变化很小,能满足室内试验各项要求。 ②如确无条件采取Ⅰ级土试样;在工程技术要求允许的情况下可以Ⅱ级土试样代用,但宜先对士试样受扰动程度作抽样鉴定,判定用于试验的适宜性,并结合地区经验使用试验成果。 8.5.2 取样工具或方法应按土层类别、技术要求的不同而选择。 8.5.3 取样器的技术规格应符合国家有关规范的规定。 8.5.4 在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时,应满足下列要求 1 在软土、砂土中宜采用泥浆护壁。如使用套管,应保持管内水位等于或稍高于地下水位,取样位置应低于套管底三倍孔径以上的距离。 2 采用冲洗、冲击、振动等方式钻进时,应在预计取样位置lm以上改用回转钻进。 3 下放取样器前应仔细清孔,孔底残留浮土厚度不应大于取样器废土段长度(活塞取土器除外)。 4 采取土试样宜用快速静力连续压人法,亦可采用重锤少击方法,但应有导向装置,避免锤击时摇晃。 8.5.5 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土试样应妥善密封,防止湿度变化,并避免曝晒或冰冻。在运输中应避免振动,保存时间不宜超过三周。对易于振动液化和水分离析的土试样宜就近进行试验。 8.5.6 岩石试样可利用钻探岩芯制作或在探井、探槽、竖井、平洞中刻取,采取的毛样尺寸应满足试块加工的要求。在特殊情况下,试样形状、尺寸和方向由岩体力学试验设计确定。 9 岩土试验 9.1土工试验 9.1.1 土工试验项目应符合下列规定 9.1.1.1 物理性质试验 1 粘性土、粉土颗粒分析、密度、干密度、含水率、孔隙比、比重等; 2 砂类土颗粒分析、密度、干密度、含水率等; 3 碎石类土颗粒分析,必要时可进行现场大体积密度试验;含粘性土较多时,宜测定粘性土的含水率等。 9.1.1.2 水理性质试验 1 粘性土、粉土饱和度、液限、塑限、液性指数、塑性指数、含水比等; 2 特殊性土应根据特殊性土的性质测定其特殊性指标,如黄土的湿陷系数、湿陷起始压力,膨胀土的膨胀率与收缩系数等。 9.1.1.3 力学性质试验 应测定土的压缩系数、压缩模量、粘聚力、内摩擦角、软粘土的残余抗剪强度等。 9.1.2 土工试验方法按国家现行标准土工试验方法标准GB/T 50123执行。 9.2岩石试验 9.2.1 岩石试验项目应符合下列规定 1 物理性质试验体密度、干密度、湿密度、孔隙率等; 2 水理性质试验吸水率、饱水系数、软化系数等; 3 完整岩石力学性质试验单轴和三轴抗压强度、抗拉强度、抗剪断强度、弹性模量、泊松比、纵波速度、横波速度等; 4 断层破碎岩、不连续面、软弱结构层(面)及强风化泥岩的残余抗剪强度; 5 对软质岩石(如页岩、泥岩等)需研究其抗水性;对具有膨胀性的岩石,必须进行崩解性、膨胀量及膨胀力试验;对抗水性弱或经常处于湿润状态下的岩石,应进行不同含水率的力学试验。 9.2.2 岩石试验方法按国家现行标准工程岩体试验方法标准GB/T 50266执行。 9.3排弃物料试验 9.3.1 排弃物料一般由岩块、碎石类土、砂类土、粉土、粘性土等一种或数种材料组成。 9.3.2 对排弃物料进行筛分,确定其岩土比例,必要时对所含砂类土、粉土、粘性土进行颗粒分析;测定排弃物料的体密度、比重、孔隙比、含水率,必要时进行现场大体积密度试验。 9.3.3 排弃物料以粘性土、粉土为主时,应测定其液限、塑限、饱和度、含水比等。 9.3.4 排弃物料的力学试验主要是测定其压缩系数、压缩模量与抗剪强度,应分别对不同配比与不同含水条件下的排弃物进行模拟试验。 10现场监测 10.1地下水压监测 10.1.1 地下水压监测目的 1 测定岩土体内部地下水压力及其变化值,结合边坡渗流场的分析,用于确定边坡稳定性分析和地下水控制所需的地下水; 2 用于评估地下水控制效果,指导地下水控制工程的实施。 10.1.2 应建立水压计网络进行水压监测 测线布置在采掘场周围选择有代表性的剖面。水压监测孔数量及布置方法取决于以下因素 1 地下水对边坡稳定性的相对重要性; 2 地质条件的复杂性; 3 勘察阶段; 4 露天采掘场规模及滑坡规模; 5 含水层的数量等; 6 应贯彻一孔多用的原则。 10.1.3 采用地下水控制措施的边坡,应在工程实施时设置水压计。 10.1.4 选择水压计的原则,应首先考虑勘察阶段与地下水条件,其次要经济耐用。并应符合下列规定 1 一般情况下≤50m的浅孔宜用竖管式水压计; 2 当孔深>50m或边坡活动已进入Ⅱ级监测时宜采用电器式水压; 3 必要时可采用遥测式水压计。 10.1.5 地下水监测技术