北京規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

衛萬順，郭萌，賈三滿，廖海軍，黃驍，孫小華

（1.北京市地質礦產勘查開發局,北京 100195; 2.北京市水文地質工程地質大隊,北京100195; 3.北京市地質研究所,北京100120; 4.北京市地質工程勘察院，北京 100037）

北京規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

衛萬順1，郭萌1，賈三滿2，廖海軍3，黃驍4，孫小華1

（1.北京市地質礦產勘查開發局,北京 100195; 2.北京市水文地質工程地質大隊,北京100195; 3.北京市地質研究所,北京100120; 4.北京市地質工程勘察院，北京 100037）

為了全面實現《北京城市總體規劃（2004年—2020年）》對順義等11個新城的規劃目標，我們系統開展了11個規劃新城的區域工程地質勘查工作。為了進一步降低第四系沉積物覆蓋、地表建筑物及各種管線等因素對勘查方法有效性和可靠性的不利影響，本文研究和建立了一套適合于北京規劃新城的區域工程地質勘查方法體系，該方法體系包括順義式、門頭溝式和延慶式三類，對全國其他地區開展區域工程地質勘查，具有重要的參考價值和示范作用。

北京；規劃新城；區域工程地質；勘查方法體系；研究

為了全面實現《北京城市總體規劃（2004年2020年）》對通州、順義、亦莊、大興、房山、昌平、懷柔、密云、平谷、延慶和門頭溝11個新城的規劃目標，我們系統開展了11個規劃新城的區域工程地質勘查工作。為了進一步降低第四系沉積物覆蓋、地表建筑物及各種管線等因素，對勘查方法有效性和可靠性的不利影響，需要研究和建立一套適合于北京規劃新城的區域工程地質勘查方法體系。

1 規劃新城區域工程地質勘查總體思路與方法步驟

規劃新城區域工程地質勘查總體思路：從資料分析入手，提出規劃區的主要地質災害和主要工程地質問題→采取各種有效勘查技術和勘查方法，按照相關規范要求對主要地質災害及工程地質問題，進行系統勘查→運用合理的方法技術，對地質災害的危險性、區域地殼穩定性和建設場地適宜性，進行科學評價→采用不同表達方式提交成果，向有關政府部門提出系統的結論和建議。其方法步驟為：

（1）分析主要地質災害及工程地質問題

廣泛收集規劃新城的自然地理、社會經濟、區域地質、水文地質、工程地質、環境地質和礦產地質等資料，系統分析研究該區域自然地理及社會經濟條件、區域地質及礦產地質條件和水文、工程、環境地質條件，提出其主要地質災害和工程地質問題。

（2）對主要地質災害及工程地質問題進行系統勘查

采取各種有效勘查技術和勘查方法，按照相關規范要求對主要地質災害及工程地質問題進行系統勘查。北京規劃新城主要地質災害及工程地質問題勘查，包括主要地質災害勘查、采空區勘查、活動斷裂調查、地裂縫調查、地面沉降調查、沙土液化調查和工程地質勘查。

（3）開展地質災害危險性、地殼穩定性和建設場地適宜性評價

地質災害危險性評價：采用分網格進行易發性分區評價，然后進行該災種的危險性評價。網格（單元格）大小為邊長250m。單災種易發性評價，根據災害分布狀況、致災條件、影響因素選定主要影響因子，采用積分值法求取各單元易發性指數進行易發程度評價，在各災種分區評價基礎上進行綜合評價。

采空區穩定性評價：利用地形圖、地質調查成果、物探、鉆探成果，建立門頭溝規劃新城功能區采空區大型真三維地質模型。在此基礎上，根據研究問題的特點，利用解析方法及數值模擬方法評價采空區地面穩定性。三維大型數值模擬評價，選用目前國際巖土工程界通用的三維快速拉格朗日分析程序FLAC3D，評價采空區的穩定性及其對地面變形的影響。綜合分析數值模擬法和解析法評價結果，給出采空區對地面穩定性影響的評價。

工程地質條件和場地工程建設適宜性評價：從工程地質條件評價入手，以場地穩定性，土質的均勻程度，地基的穩定程度，地下水對工程建設影響程度以及地形和排水條件作為評價因子，根據其影響程度，設置不同的權重賦值，進行場地工程建設適宜性評價。研究場地適應性分區的影響因素，并結合地質災害危險性評估成果、場地穩定性評價成果，進行場地適宜性的分區評價，制作場地工程建設適宜性評價圖（1：25000）。

（4）采用不同表達方式提交成果，向有關政府部門提出系統的結論和建議。

文字成果：包括總報告和各類專題報告，每個報告應有技術版和政府應用版。

附件：包括各類附圖和各種附表。

勘查評價信息系統：包括數據庫和三維地質結構建模系統。

2 規劃新城區域工程地質勘查主要方法

2.1 綜合地質調查（1:25000）

1:25000綜合地質調查，調查采用GPS衛星定位，以查明環境地質問題與地質災害基本情況為目標，對調查區內的水井、河流、房屋建筑、道路街道以及收集資料中顯示可能出現地質問題和災害的地方進行重點調查；對自然或人工開挖等形成的地層斷面進行實地調查；對調查區內河流沿線進行跟蹤調查；對調查區內水域，濕地和湖泊等進行調查；對調查區內臺地，沖積平原階地，河漫灘等地貌單元進行調查。

2.2 遙感解譯

在充分收集前人調查成果資料的基礎上，結合其他參考因素，建立地質災害遙感影像解譯標志，通過遙感影像的色調、影紋、形態等特征，確定工作區的地形，地貌劃分，土地利用情況，地質災害的分布位置、規模大小及危害狀況。在此基礎之上，編制三維地形圖、地貌圖或地裂縫分布圖。

對于地形地貌而言，其宏觀信息獲取主要依靠遙感技術。依據衛星遙感技術和《1：50000區域地質調查中遙感技術規定》以及（1：10000）等高線數據，解譯地形，制作三維地形圖。依據以往調查資料以及研究區的高程數據，解譯地貌，制作工作區地貌圖。按照《土地利用現狀調查規程》的要求，解譯出工作區土地利用分類，再結合《國土資源遙感綜合調查工作意見》計司國地函[1997]78號要求，參照《區域環境地質勘查遙感技術規程》(DZ/T0190-1997)、《省(自治區)環境地質調查基本要求(比例尺1：500000)》、《縣（市）地質災害調查與區劃基本要求》等，采用3S集成技術，分析解譯區地裂縫地質災害的分布。

2.3 地球物理與地球化學勘探

（1）三維地震技術

三維地震是一種高密度面積勘探技術，利用炮點和檢波點的靈活組合獲得分布均勻的CMP點網格。三維地震解決構造復雜地區的基巖面起伏和不同方向的斷裂交匯問題。三維高分辨地震勘探是最近幾年發展起來的一項重要技術，它可從三維空間(立體的)了解地下地質構造情況。三維地震數據采集是高密度信息采集，信息量非常豐富，可細致地反映各種地質現象的變化動態。

（2）抗干擾人工地震波法

是基于人工在地表產生彈性波，沿測線的不同位置用地震勘探儀器檢測大地振動的一種地球物理勘探方法。人工地震方法的物理前提是在地下存在有波阻抗差（速度與密度的乘積）界面，根據接收到的地下界面反射波，并進行計算機處理后，可利用所獲得的地震剖面劃分地層、探測地下地質構造等。根據地震時間剖面探測深部斷裂和劃分地層的可靠性取決于地震記錄的分辨率和信噪比，根據地震時間剖面研究測區斷裂的活動性取決于是否獲得了第四系內部的界面反射波。

多次覆蓋技術是提高地震記錄信噪比的主要方法技術。所謂多次覆蓋技術就是通過野外施工，使地下同一CDP（共深度點）達到多次疊加。在每次激發、接收過程中，由于地下地層界面產生的反射信號是有規律的，而各種外界干擾是無規律的，多次疊加可壓制無規律的干擾，增強有規律的反射信號。提高地震記錄信噪比的另外一種方法是提高檢波器的靈敏度，常通過檢波器組合實現。小道間距、高采樣率是提高地震記錄分辨率的重要技術方法。

（3）高精度重力勘探

利用該方法可以查明密度差異界面起伏變化情況，由于斷裂構造使得密度差異界面在斷裂兩側存在落差，導致重力值在斷裂展布處形成梯度異常，該方法可以確定斷裂構造空間展布形態。

（4）可控源音頻大地電磁測深

可控源音頻大地電磁測深是指使用一對供電電極（偶極源）向地下發射交變電流，供電頻率逐個由104Hz到0.1Hz（或更低），供電強度和方向均由人為控制，同時在地面觀測人工建立的地下電磁場。經過對數據處理分析，得到電阻率、阻抗相位等參數，據此對地下地層進行橫向和縱向劃分，主要解決斷層位置及傾向、落差問題。由于其采用剖面測量方式，可進行二維解釋，橫向上可對斷裂空間展布形態準確劃分。測點距可人為控制，最小測量極距可達25 m。較之傳統直流電阻率測深方法，其工作效率高，受場地限制少，橫向、縱向分辨率較高?？纱_定斷裂構造空間展布形態，又可根據縱向上電阻率變化特征確定物性界面，結合鉆孔資料推斷地層。

（5）地質雷達探測

地質雷達具有分辨能力強，觀測效率高，信息量大等優點，已廣泛用來探測地裂縫、裂隙等。地質雷達探測是應用電磁波的反射原理，通過發射天線向地下介質發射毫微秒級的脈沖電磁波，電磁波在介質中傳播時，其路徑、速度和波形將隨介質的介電性質及幾何形態改變而變化，因此，可根據受到反射波旅行時間、強弱、波形特征及天線位置，來確定地裂縫的位置和規模。

（6）氡氣測量法

氡氣測量是用氡氣儀測量土壤中氡的強度，在構造斷裂發育地段，氡氣可沿斷裂或破碎帶運移至地表，在斷裂、破碎帶附近的土壤中形成氡氣異常。通過測量土壤氡氣在平面上的強度差異，可以判定斷裂構造的位置和破碎帶的分布范圍。

2.4 鉆探

鉆探主要用于查明地層結構與巖性特征、軟弱夾層與特殊土層的埋藏分布特征、含水層（組）水文地質特征，巖土體工程地質特征等，并利用鉆孔進行原位測試和采樣等。一般是在物探工作的基礎上，布置一定的鉆探工作。根據鉆孔的不同用途和目的，分別布設孔深為15m、30m、50m和100m的鉆孔。

2.5 槽探

在物探、化探、鉆探的基礎上，用探槽揭露斷裂近地表空間展布，對古地震事件及其在古地貌、古構造、古沉積物、古地面和古土壤等方面的遺跡及其相互關系加以識辨和記錄，分析距今20～30ka以來的斷裂突發錯動歷史、年齡及重復間隔。

2.6 原位測試及室內試驗

在各鉆孔相應地層或層段用標準取土器、標準貫入器和檢測合格的原位測試設備，進行取土、標貫和原位動力觸探工作。原位測試主要在含礫砂土、碎石類土中進行重型動力觸探，貫入深度小于6m的一般粘性土和粘性素填土層從地表對土層連續進行輕型動力觸探。在砂土、粉土中進行標準貫入試驗，以查明淺部地層的工程地質特征和地震液化情況。根據鉆探施工進度分批選取土、巖樣送達實驗室。取巖土、水試樣，用于室內巖土試驗進行室內巖性鑒定，測定其物理、力學性質指標，分析地表水與地下水的化學成分。

2.7 工程地質模型方法

利用北京市城市地質信息管理與服務系統平臺，結合野外調查、鉆探、物探工作及室內實驗數據結果，建立三維工程地質模型。

3 規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

北京規劃新城區域工程地質勘查方法體系是指在保證區域工程勘查評價可靠性的前提下，通過對各種有效的勘查方法優化篩選，而建立的一套最經濟、最有效、最省時的區域工程地質勘查方法組合模型。通過對11個規劃新城主要地質災害和主要工程地質特點分析，優化篩選了各種勘查方法、技術的有效性和經濟性，建立了三種類型的區域工程地質勘查方法體系。

3.1 順義式規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

順義式規劃新城規劃區主體為平原區，第四系厚度不是太厚，其地質災害和工程地質問題主要有活動斷裂、地裂縫、地面沉降、砂土液化及人類工程活動影響(如填土塌陷、垃圾填埋、地下水開采等)。該類規劃新城包括順義、通州、昌平、平谷、亦莊、大興、懷柔、密云和房山新城，順義式規劃新城區域工程地質勘查，主要包括活動斷裂勘查、地面沉降調查、地裂縫調查、沙土液化調查和工程地質勘查。其區域工程地質勘查方法體系見圖1。

3.1.1 活動斷裂勘查

重點查明活動斷裂的具體位置和破碎帶的分布范圍，探討活動斷裂的活動時間和活動強度，研究活動斷裂對規劃新城建設的影響程度。其勘查方法體系為：

（1）綜合分析前人關于規劃新城范圍內活動斷裂的基本特征，選擇地裂縫比較發育的活動斷裂部位作為重點勘查區，在重點區優先部署淺層地震勘探工作。一般選擇縱波高分辨率三維地震與橫波二維地震相結合的技術方法進行活動斷裂勘查，其中縱波高分辨率三維地震勘探主要探測淺深層斷裂構造，橫波二維地震主要是彌補三維地震在勘查超淺層方面的不足。即運用淺層地震縱波高分辨率三維地震與橫波二維地震相結合的技術方法，既要解決斷裂構造在平面上的分布范圍，還要解決垂向上的延伸深度。

（2）在活動斷裂重點勘查區及沿其走向兩側部署可控源音頻大地電磁測深工作，通過對大地可控源反演電阻率斷面圖分析，推斷電阻率橫向間斷或者波動變化為斷裂構造產生，初步確定斷裂構造沿走向的具體位置。

（3）在活動斷裂重點勘查區及其沿斷裂走向兩側部署氡氣測量工作，通過測量土壤氡氣在平面上的強度差異和分布規律，進一步判定斷裂構造的位置及破碎帶的分布范圍。

（4）在物、化探剖面上初步確定的斷裂位置兩側布置系列鉆孔，利用鉆探來確定活動斷裂的位置和斷裂上下兩盤第四系厚度的差異，研究和分析活動斷裂的活動強度。

（5）在地面調查的基礎上，選擇地裂縫發育明顯的地方施工探槽，進一步驗證揭露活動斷裂的位置和活動性。

（6）在鉆孔和探槽中采集年齡測試樣品，利用年齡數據分析活動斷裂的活動時間，如順義斷裂斷錯地層光釋光測年20.7 1.7～24.1 2.5 ka，為晚更新世晚期。

3.1.2 地裂縫勘查

地裂縫勘查，主要包括確定地裂縫位置和規模、成因研究及其未來發展趨勢預測等內容。其中地裂縫定位主要采用遙感識別、地面調查、地質雷達探測及槽探驗證。

（1）遙感識別。通過遙感影像的色調、影紋、形態等特征，初步解譯出地裂縫的分布位置。

（2）地面調查。在遙感解譯的基礎上，開展地裂縫野外地質調查工作，確定地裂縫在地表的分布位置、規模大小及危害狀況。

（3）地質雷達探測。采用地質雷達探測的方法進一步準確確定地裂縫的具體位置和規模，編制新城區地裂縫分布圖。

（4）槽探驗證。在地面調查和地質雷達探測的基礎上，選擇地裂縫發育明顯的地方施工探槽，進一步驗證揭露地裂縫的位置和規模。

（5）發展趨勢預測。分析地裂縫成因，確定地裂縫類型，研究其發展規律，預測其危害程度。

3.1.3 地面沉降調查

地面沉降調查，主要包括地面沉降發育現狀調查、發展規律研究、形成原因分析和未來發展趨勢預測等工作。

（1）發育現狀調查和發展規律研究。一般采用地面沉降監測網不同年份監測數據對比分析和不同年份InSAR測量數據對比分析兩種方法。目前北京平原區內已經建成了比較完善的監測網站，被監測網覆蓋，有地面沉降監測數據的順義、通州、昌平、亦莊和大興新城，可采用地面沉降監測網不同年份監測數據對比分析法，開展地面沉降發育現狀調查和發展規律研究；而沒被監測網覆蓋、缺乏地面沉降監測網監測數據的平谷、懷柔、密云和房山新城，則采用不同年份InSAR測量數據對比分析法，來研究其地面沉降發育現狀和發展規律。

（2）形成原因分析和未來發展形勢預測。被監測網覆蓋、有地面沉降監測數據的順義、通州、昌平、亦莊和大興新城，應充分考慮規劃新城地區地層特性、水文地質條件和沉降特點，利用Modfow軟件，建立包括非均質各向異性、準三維非穩定流地下水系統和地面沉降模型，利用區域水位、區域地面沉降和規劃新城地區地面沉降監測數據進行識別，分析地面沉降和地下水位之間的關系，并應用模型模擬規劃新城地區10年后地下水位和地面沉降變化趨勢。

圖1 順義式區域工程地質勘探方法體系框圖

沒被監測網覆蓋、缺乏地面沉降監測網監測數據的平谷、懷柔、密云和房山新城，根據2000年～2009年InSAR解譯成果，計算出新城規劃區內地面沉降年沉降速率，除去InSAR測量手段的5～8mm誤差，綜合分析InSAR測量成果和地下水監測井監測資料，預測規劃新城地區10年后地下水位和地面沉降變化趨勢。

3.1.4 沙土液化調查

（1）收集已有鉆孔資料,按照1:25000精度補充施工鉆孔。

（2）分析砂土層和地下水位的關系、砂土層密實程度、地下水徑流條件是否滯緩。

（3）砂土液化趨勢的判別。多采用現場標準貫入試驗法，依據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)相關規定：判別深度范圍為地面下15m；當采用樁基或埋深大于5m的深基礎時，尚應判別15～20m范圍內土的液化。其實測標準貫入錘擊數（未經桿長修正）N63.5值小于按相應公式算出的 Ncr值時，即認為可液化，否則為不液化。

（4）砂土液化分級評價。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)，計算存在液化土層的場地內鉆孔的液化指數，結合液化土層的深度和厚度，劃分砂土液化等級，編制砂土液化等級分布圖。

3.1.5 工程地質勘查

（1）巖土體遙感識別。與地質災害遙感識別工作同時進行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000衛片數據通過直接和間接的影像標志及其相關性進行目視解譯，重點識別人工堆積物、地貌類型及形態等。

（2）工程地質調查（1:10000）。以地面調查為主，調查區內的地形地貌、地層巖性、工程地質、水文地質、自然或人工開挖等形成的地層斷面等內容。

（3）工程地質鉆探（15～30 m）。鉆探主要用于查明地層結構與巖性特征、軟弱夾層與特殊土層的埋藏分布特征、含水層（組）水文地質特征，巖土體工程地質特征等，并利用鉆孔進行原位測試和采樣等。根據鉆孔的不同用途和目的，分為觀測孔和控制性鉆孔兩類，一般性觀測孔孔深為15m，控制性鉆孔孔深為30m。

（4）進行原位測試和室內測試。

（5）利用北京市城市地質信息管理與服務系統平臺，結合野外調查、鉆探、物探工作及室內實驗數據結果，建立規劃新城三維工程地質模型。

（6）進行場地工程建設適宜性評價。

3.2 門頭溝式規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

門頭溝式規劃新城僅指門頭溝新城，其地質災害和工程地質問題，主要為崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷、砂土液化和地基不均，其中由于煤炭開采而形成的采空區大量存在，成為該區最突出的地質災害之一。其區域工程地質勘查方法體系見圖2。

3.2.1 地質災害調查

門頭溝新城地質災害調查，是對區內崩塌、滑坡和泥石流的分布、定位和規模的調查，常采用遙感識別和地面調查為主；而由于采空區大量存在，單獨作為一個問題重點研究。

（1）地質災害遙感識別工作。利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000衛片數據通過直接和間接的影像標志及其相關性，結合有關的地質、地貌、水文、植被等資料，對SPOT多波段合成的彩色衛星像片進行目視解譯，重點識別各類地質災害的分布、位置、規模等。

（2）1：10000地面調查工作。對每一災害點定點詳細調查分析，對不明情況結合山地工程等簡易勘察手段進行調查。調查時利用GPS進行定位，觀測點采用GPS定位并參考地物進行校正，用數碼相機對地質災害點進行拍攝存檔，按照統一的表格對災害點進行記錄存檔。重點調查地質災害的分布范圍、類型、形成因素、危害程度及危險性等。

（3）開展地質災害危險性評價。采用分網格進行易發性分區評價，然后進行該災種的危險性評價。網格（單元格）大小為邊長250m。單災種易發性評價根據災害分布狀況、致災條件、影響因素選定主要影響因子，采用積分值法求取各單元易發性指數進行易發程度評價。在各災種分區評價的基礎上進行綜合評價。

3.2.2 采空區勘查

采空區勘查，主要任務之一是查明地下采空區的分布范圍、采空區頂板深度，常采用物探方法圈定采空區范圍和頂、底板深度，利用鉆探來驗證物探解釋結果的真實性，開展采空區穩定性分析。

（1）采空區范圍和頂、底板深度的圈定。圈定采空區范圍和頂、底板深度的主要手段是利用物探方法，其關鍵是物探方法的優選，從不同巖性物質的電性差異入手，在諸多的物探方法中，選擇淺層地震法、瞬變電磁法、高密度電阻率測深和探地雷達探測4種方法。

圖2 門頭溝式區域工程地質勘查方法體系框圖

淺層地震法：主要可用來測定覆蓋層厚度、確定基巖面形態，探測采空區位置、埋深、規模及對上覆巖層的影響。但在人工噪音大的地區施工難度大，要求一定范圍的施工場地?？碧缴疃?00m，對地層結構、空間位置反映清晰，分辨率高，精度高；成本高。主要部署采空區深度較大的國營礦山開采范圍區。

瞬變電磁法：主要用來測定覆蓋層厚度、確定基巖面形態，探測煤層采空區的位置、埋深、空間形態。在電網密集、游散電流區不宜工作，對深部采空反映明顯，勘探深度300m；靜態影響和地形影響小，對低阻體反映靈敏，工作方式靈活多樣，成本適中，在采空區深度較深的國營礦山開采范圍區和采空區深度較淺的民營礦山開采范圍區均可部署。

高密度電阻率法：主要用來探測煤層采空區的位置、埋深、空間形態及充填狀況，測定覆蓋層厚度，確定基巖面形態。要求地形無劇烈變化，受交通影響較大?？碧缴疃仍?00m范圍內，分辨率相對較高，質量可靠，信息豐富，便于整體分析，定量解釋能力強，成本較高。主要部署在采空區深度較淺的民營礦山開采范圍區。

探地雷達探測法：主要用來探測淺部采空區的位置、埋深、范圍，測定覆蓋層厚度，確定基巖面形態。受地形、場地、交通等限制較小，但受地下管道影響較大?？碧缴疃容^小，地下30m范圍。具有較高的分辨率、適用范圍廣、成本較高等特點。主要部署在采空區深度較淺的民營礦山開采范圍區。

（2）鉆探驗證。物探工作是通過波形或圖像分析來推測可能存在的采空異常區，存在多解問題，因此必須對圈定的采空異常區進行鉆探驗證，方能確定采空的真實性。由于區內存在的老、小窯采空區對工程建設的影響較大，根據搜集資料顯示，該區內小窯采空區埋藏深度多集中在-60m左右，為盡可能滿足對小窯采空區的勘測，一般勘探孔布設為50m，將控制性鉆孔布設為70m，在現場工作時視具體情況和工作需要，做了適當調整。布設驗證孔以驗證采空區的頂、底板圍巖破碎程度、地層結構與巖性特征、軟弱夾層的分布特征及含水層（組）水文地質特征，并進行取樣測試，確定相關參數。根據物探工作成果，在物探異常點處布置煤層采空驗證孔，對驗證孔場地進行實地踏勘和施工工作。部分驗證孔在遇到煤層采空后，終止鉆進并終孔。

（3）采空區穩定性分析。利用地形圖、地質調查成果、物探、鉆探成果，門頭溝規劃新城功能區采空區大型真三維地質模型。在此基礎上，根據研究問題的特點，利用解析方法以及數值模擬的方法評價采空區地面穩定性。三維大型數值模擬評價選用目前國際巖土工程界通用的三維快速拉格朗日分析程序FLAC3D評價采空區的穩定性及其對地面變形的影響。綜合分析數值模擬和解析法評價結果，給出采空區對地面穩定性影響的評價。

3.2.3 工程地質勘查

（1）巖土體遙感識別。與地質災害遙感識別工作同時進行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000衛片數據，通過直接和間接的影像標志及其相關性進行目視解譯，重點識別人工堆積物、地貌類型及形態等。

（2）工程地質調查（1:10000）。以地面調查為主，調查區內的地形地貌、地層巖性、工程地質、水文地質、自然或人工開挖等形成的地層斷面等內容。

（3）進行工程地質鉆探（15～30 m）驗證。鉆探主要用于查明地層結構與巖性特征、軟弱夾層與特殊土層的埋藏分布特征、含水層（組）水文地質特征，巖土體工程地質特征等，并利用鉆孔進行原位測試和采樣等。根據鉆孔的不同用途和目的，分為觀測孔、控制性鉆孔和采空驗證孔三類（表1）。非采空區工程地質鉆探布設了孔深為15m的一般性觀測孔、孔深為30m的控制性鉆孔，采空區驗證孔鉆孔深度50.00～100.00m。

表1 鉆孔分類表

（4）槽探揭露。在鉆探和野外地質、地貌特征都比較一致的情況下，開展槽探工作，主要用于第四系覆蓋物揭露和巖性特征判定。探槽采取人工開挖，探槽長度、寬度和深度可根據實際地層情況進行了適當調整。

（5）開展原位測試和室內測試。

（6）建立三維地質模型。

（7）進行場地工程建設適宜性評價。

3.3 延慶式規劃新城區域工程地質勘查方法體系研究

延慶式規劃新城僅指延慶新城。主要的地質災害和工程地質問題為活動斷裂、水庫浸沒、黃土狀土濕陷性。其區域工程地質勘查方法體系見圖3。

3.3.1 活動斷裂勘查

主要是查明區內主要活動斷裂的具體位置、產狀及其活動性，評價其對規劃新城建設的影響程度。

（1）在分析區域構造體系的基礎上，收集工作區已有物探成果資料，并進行重新數據處理和解釋推斷，進一步驗證和重新確定主要斷裂構造的具體位置。

（2）優先對北部山區出露條件較好的主要斷裂進行勘查，常采用在遙感解譯的基礎上，進行野外地質調查測繪。

（3）有次序地查明主要斷裂走向及具體位置和垂向延伸情況。在對已有物探資料重新解譯的基礎上，首先通過可控源音頻大地電磁測深和重力測量剖面確定斷裂在基巖中位置、產狀及錯斷情況；然后在這些剖面上布置淺層地震勘探工作，一般剖面上布置二維地震寬線剖面，在斷裂交匯的復雜構造區布置覆蓋次數為30次，面元為50 10的三維測網。

（4）垂直斷裂走向布設鉆探，孔深100m左右，孔間距20～30m，進行標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、波速測試，采取常規物理力學試驗樣品和測齡樣品，進行綜合測井，觀測地下水位。

（5）垂直斷裂走向布設探槽，采集測齡樣品，進一步揭露驗證斷裂具體位置、活動時間和活動強度。

3.3.2 水庫浸沒調查

水庫浸沒指水庫蓄水使其周邊地帶的地下水壅高，引起土壤鹽堿化、沼澤化等次生災害的現象。浸沒可使建筑物地基沉陷及翻漿，造成建筑物破壞、土地棄耕，給當地工農業生產和居民生活帶來災難。水庫浸沒調查以遙感解譯、野外調查為主，輔以少量人工鉆探取樣工作對浸沒現狀進行調查，分析浸沒原因，預測未來浸沒趨勢。

（1）浸沒現狀調查。以遙感解譯為先導，進行1： 25000工程地質填圖。工程地質填圖以路線穿越定點描述為主，在重點地段進行土壤毛細上升高度測試；設計洛陽鏟鉆孔（孔深3m）采集水樣和易溶鹽樣進行分析；垂直庫岸或平行地下水流方向布置2～3條水文地質剖面，計算地下水浸沒范圍。

（2）浸沒因素分析。水庫浸沒的影響因素是多方面的，既有內因，也有外因。內因主要是地形、地貌、地層、巖性、地質構造、水文地質等地質條件。外因主要有大氣降水、庫水位、水庫的泥沙淤積、農業用水方式等。

（3）浸沒趨勢預測。是在未來水庫運行條件下，水庫周邊可能出現的浸沒區范圍、浸沒區范圍內地下水位埋深、分布以及浸沒災害程度等進行預測，目的是為了規劃新城規劃建設以及浸沒災害的防治提供地質依據。水庫浸沒預測一般是在前人工作的基礎上，根據庫區調查的結果和所掌握的資料，采用地下水動力學法和數值模擬法進行綜合預測評價。

3.3.2 黃土類土濕陷性調查

（1）以遙感解譯為先導，進行1:25000以路線穿越定點描述為主的工程地質填圖。

（2）結合調查區新農村改造，在重要的村莊施工鉆孔，孔深20m左右，進行標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、輕型動力觸探試驗和剪切波速測試，采取常規物理力學試驗樣品。

（3）在部分村莊布置進深20m左右的探井若干，進行黃土斷面描述，采取黃土原狀樣品。

（4）選擇重點地段分別施工試驗坑，進行現場浸水載荷試驗，同時采取黃土原狀樣品，確定濕陷性。

3.3.3 崩塌和泥石流調查

（1）崩塌、泥石流遙感識別工作。利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000衛片數據通過直接和間接的影像標志及其相關性，重點識別崩塌、泥石流的分布和規模等。

（2）崩塌隱患調查，選定特征地質點，開展解理產狀測量、裂縫線密度統計、裂縫面密度統計和結構面回彈試驗等工作。

（3）泥石流隱患調查，調查其流域形態、面積、地形地貌及地層巖性。

（4）施工探槽，調查殘、坡積土層的厚度變化，土層的性質、均勻性和連續性，觀測殘、坡積土的顆粒級配。

圖3 延慶式區域工程地質勘查方法體系框圖

（5）崩塌和泥石流危險性評價。

3.3.4 工程地質勘查

（1）巖土體遙感識別。與地質災害遙感識別工作同時進行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000衛片數據通過直接和間接的影像標志及其相關性進行目視解譯，重點識別人工堆積物、地貌類型及形態等。

（2）工程地質調查（1:10000）。以地面調查為主，調查區內的地形地貌、地層巖性、工程地質、水文地質、自然或人工開挖等形成的地層斷面等內容。

（3）進行工程地質鉆探（15～30 m）驗證。鉆探主要用于查明地層結構與巖性特征、軟弱夾層與特殊土層的埋藏分布特征、含水層（組）水文地質特征，巖土體工程地質特征等，并利用鉆孔進行原位測試和采樣等。根據鉆孔的不同用途和目的，分觀測孔和控制性鉆孔兩類，一般性觀測孔孔深為15m的、控制性鉆孔孔深為30m。

（4）開展原位測試和室內測試。

（5）建立三維地質模型。

（6）進行場地工程建設適宜性評價。

Study on the Regional Engineering Geology Investigation System of Beijing Planning New Urban Areas

Wan Weishun1, GUO Meng1, JIA Sanman2, LIAO Haijun2, HUANG Xiao4, SUN Xiaohua1
(1.Beijing Geology Prospecting & Developing Bureau, Beijing 100195; 2. Hydrogeology and Engineering Geological Team of Beijing,Beijing 100195; 3. Geological Institute of Beijing, Beijing 100120; 4. Beijing Institute of Geological Engineering, Beijing 100037)

To effectively plan 11 Planning New Urban Areas including Shunyi etc，and to thoroughly realize the aim described in BEIJING CITY MASTER PLAN(2004-2020)， we have investigated the regional engineering geology of 11 Planning New Urban Areas. In order to avoid the infuences of Quaternary sediments，constructions and pipelines on the investigation，we have established a set of investigation system which is especially suitable for Beijing Planning New Urban Areas. This system including three kinds as Shunyi，Mentougou and Yanqing styles， has the reference signifcance on the regional engineering geology investigation in all the country.

Beijing；Planning New Urban Areas；Regional engineering geology；Investigation system；Study

（略）

P642

A

1007-1903(2011)01-0001-11

衛萬順(1964- )，男，博士后，教授級高工，主要從事城市地質調查、礦產地質、淺層地溫能資源研究。