北京规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

卫万顺，郭萌，贾三满，廖海军，黄骁，孙小华

（1.北京市地质矿产勘查开发局,北京 100195; 2.北京市水文地质工程地质大队,北京100195; 3.北京市地质研究所,北京100120; 4.北京市地质工程勘察院，北京 100037）

北京规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

卫万顺1，郭萌1，贾三满2，廖海军3，黄骁4，孙小华1

（1.北京市地质矿产勘查开发局,北京 100195; 2.北京市水文地质工程地质大队,北京100195; 3.北京市地质研究所,北京100120; 4.北京市地质工程勘察院，北京 100037）

为了全面实现《北京城市总体规划（2004年—2020年）》对顺义等11个新城的规划目标，我们系统开展了11个规划新城的区域工程地质勘查工作。为了进一步降低第四系沉积物覆盖、地表建筑物及各种管线等因素对勘查方法有效性和可靠性的不利影响，本文研究和建立了一套适合于北京规划新城的区域工程地质勘查方法体系，该方法体系包括顺义式、门头沟式和延庆式三类，对全国其他地区开展区域工程地质勘查，具有重要的参考价值和示范作用。

北京；规划新城；区域工程地质；勘查方法体系；研究

为了全面实现《北京城市总体规划（2004年2020年）》对通州、顺义、亦庄、大兴、房山、昌平、怀柔、密云、平谷、延庆和门头沟11个新城的规划目标，我们系统开展了11个规划新城的区域工程地质勘查工作。为了进一步降低第四系沉积物覆盖、地表建筑物及各种管线等因素，对勘查方法有效性和可靠性的不利影响，需要研究和建立一套适合于北京规划新城的区域工程地质勘查方法体系。

1 规划新城区域工程地质勘查总体思路与方法步骤

规划新城区域工程地质勘查总体思路：从资料分析入手，提出规划区的主要地质灾害和主要工程地质问题→采取各种有效勘查技术和勘查方法，按照相关规范要求对主要地质灾害及工程地质问题，进行系统勘查→运用合理的方法技术，对地质灾害的危险性、区域地壳稳定性和建设场地适宜性，进行科学评价→采用不同表达方式提交成果，向有关政府部门提出系统的结论和建议。其方法步骤为：

（1）分析主要地质灾害及工程地质问题

广泛收集规划新城的自然地理、社会经济、区域地质、水文地质、工程地质、环境地质和矿产地质等资料，系统分析研究该区域自然地理及社会经济条件、区域地质及矿产地质条件和水文、工程、环境地质条件，提出其主要地质灾害和工程地质问题。

（2）对主要地质灾害及工程地质问题进行系统勘查

采取各种有效勘查技术和勘查方法，按照相关规范要求对主要地质灾害及工程地质问题进行系统勘查。北京规划新城主要地质灾害及工程地质问题勘查，包括主要地质灾害勘查、采空区勘查、活动断裂调查、地裂缝调查、地面沉降调查、沙土液化调查和工程地质勘查。

（3）开展地质灾害危险性、地壳稳定性和建设场地适宜性评价

地质灾害危险性评价：采用分网格进行易发性分区评价，然后进行该灾种的危险性评价。网格（单元格）大小为边长250m。单灾种易发性评价，根据灾害分布状况、致灾条件、影响因素选定主要影响因子，采用积分值法求取各单元易发性指数进行易发程度评价，在各灾种分区评价基础上进行综合评价。

采空区稳定性评价：利用地形图、地质调查成果、物探、钻探成果，建立门头沟规划新城功能区采空区大型真三维地质模型。在此基础上，根据研究问题的特点，利用解析方法及数值模拟方法评价采空区地面稳定性。三维大型数值模拟评价，选用目前国际岩土工程界通用的三维快速拉格朗日分析程序FLAC3D，评价采空区的稳定性及其对地面变形的影响。综合分析数值模拟法和解析法评价结果，给出采空区对地面稳定性影响的评价。

工程地质条件和场地工程建设适宜性评价：从工程地质条件评价入手，以场地稳定性，土质的均匀程度，地基的稳定程度，地下水对工程建设影响程度以及地形和排水条件作为评价因子，根据其影响程度，设置不同的权重赋值，进行场地工程建设适宜性评价。研究场地适应性分区的影响因素，并结合地质灾害危险性评估成果、场地稳定性评价成果，进行场地适宜性的分区评价，制作场地工程建设适宜性评价图（1：25000）。

（4）采用不同表达方式提交成果，向有关政府部门提出系统的结论和建议。

文字成果：包括总报告和各类专题报告，每个报告应有技术版和政府应用版。

附件：包括各类附图和各种附表。

勘查评价信息系统：包括数据库和三维地质结构建模系统。

2 规划新城区域工程地质勘查主要方法

2.1 综合地质调查（1:25000）

1:25000综合地质调查，调查采用GPS卫星定位，以查明环境地质问题与地质灾害基本情况为目标，对调查区内的水井、河流、房屋建筑、道路街道以及收集资料中显示可能出现地质问题和灾害的地方进行重点调查；对自然或人工开挖等形成的地层断面进行实地调查；对调查区内河流沿线进行跟踪调查；对调查区内水域，湿地和湖泊等进行调查；对调查区内台地，冲积平原阶地，河漫滩等地貌单元进行调查。

2.2 遥感解译

在充分收集前人调查成果资料的基础上，结合其他参考因素，建立地质灾害遥感影像解译标志，通过遥感影像的色调、影纹、形态等特征，确定工作区的地形，地貌划分，土地利用情况，地质灾害的分布位置、规模大小及危害状况。在此基础之上，编制三维地形图、地貌图或地裂缝分布图。

对于地形地貌而言，其宏观信息获取主要依靠遥感技术。依据卫星遥感技术和《1：50000区域地质调查中遥感技术规定》以及（1：10000）等高线数据，解译地形，制作三维地形图。依据以往调查资料以及研究区的高程数据，解译地貌，制作工作区地貌图。按照《土地利用现状调查规程》的要求，解译出工作区土地利用分类，再结合《国土资源遥感综合调查工作意见》计司国地函[1997]78号要求，参照《区域环境地质勘查遥感技术规程》(DZ/T0190-1997)、《省(自治区)环境地质调查基本要求(比例尺1：500000)》、《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》等，采用3S集成技术，分析解译区地裂缝地质灾害的分布。

2.3 地球物理与地球化学勘探

（1）三维地震技术

三维地震是一种高密度面积勘探技术，利用炮点和检波点的灵活组合获得分布均匀的CMP点网格。三维地震解决构造复杂地区的基岩面起伏和不同方向的断裂交汇问题。三维高分辨地震勘探是最近几年发展起来的一项重要技术，它可从三维空间(立体的)了解地下地质构造情况。三维地震数据采集是高密度信息采集，信息量非常丰富，可细致地反映各种地质现象的变化动态。

（2）抗干扰人工地震波法

是基于人工在地表产生弹性波，沿测线的不同位置用地震勘探仪器检测大地振动的一种地球物理勘探方法。人工地震方法的物理前提是在地下存在有波阻抗差（速度与密度的乘积）界面，根据接收到的地下界面反射波，并进行计算机处理后，可利用所获得的地震剖面划分地层、探测地下地质构造等。根据地震时间剖面探测深部断裂和划分地层的可靠性取决于地震记录的分辨率和信噪比，根据地震时间剖面研究测区断裂的活动性取决于是否获得了第四系内部的界面反射波。

多次覆盖技术是提高地震记录信噪比的主要方法技术。所谓多次覆盖技术就是通过野外施工，使地下同一CDP（共深度点）达到多次叠加。在每次激发、接收过程中，由于地下地层界面产生的反射信号是有规律的，而各种外界干扰是无规律的，多次叠加可压制无规律的干扰，增强有规律的反射信号。提高地震记录信噪比的另外一种方法是提高检波器的灵敏度，常通过检波器组合实现。小道间距、高采样率是提高地震记录分辨率的重要技术方法。

（3）高精度重力勘探

利用该方法可以查明密度差异界面起伏变化情况，由于断裂构造使得密度差异界面在断裂两侧存在落差，导致重力值在断裂展布处形成梯度异常，该方法可以确定断裂构造空间展布形态。

（4）可控源音频大地电磁测深

可控源音频大地电磁测深是指使用一对供电电极（偶极源）向地下发射交变电流，供电频率逐个由104Hz到0.1Hz（或更低），供电强度和方向均由人为控制，同时在地面观测人工建立的地下电磁场。经过对数据处理分析，得到电阻率、阻抗相位等参数，据此对地下地层进行横向和纵向划分，主要解决断层位置及倾向、落差问题。由于其采用剖面测量方式，可进行二维解释，横向上可对断裂空间展布形态准确划分。测点距可人为控制，最小测量极距可达25 m。较之传统直流电阻率测深方法，其工作效率高，受场地限制少，横向、纵向分辨率较高。可确定断裂构造空间展布形态，又可根据纵向上电阻率变化特征确定物性界面，结合钻孔资料推断地层。

（5）地质雷达探测

地质雷达具有分辨能力强，观测效率高，信息量大等优点，已广泛用来探测地裂缝、裂隙等。地质雷达探测是应用电磁波的反射原理，通过发射天线向地下介质发射毫微秒级的脉冲电磁波，电磁波在介质中传播时，其路径、速度和波形将随介质的介电性质及几何形态改变而变化，因此，可根据受到反射波旅行时间、强弱、波形特征及天线位置，来确定地裂缝的位置和规模。

（6）氡气测量法

氡气测量是用氡气仪测量土壤中氡的强度，在构造断裂发育地段，氡气可沿断裂或破碎带运移至地表，在断裂、破碎带附近的土壤中形成氡气异常。通过测量土壤氡气在平面上的强度差异，可以判定断裂构造的位置和破碎带的分布范围。

2.4 钻探

钻探主要用于查明地层结构与岩性特征、软弱夹层与特殊土层的埋藏分布特征、含水层（组）水文地质特征，岩土体工程地质特征等，并利用钻孔进行原位测试和采样等。一般是在物探工作的基础上，布置一定的钻探工作。根据钻孔的不同用途和目的，分别布设孔深为15m、30m、50m和100m的钻孔。

2.5 槽探

在物探、化探、钻探的基础上，用探槽揭露断裂近地表空间展布，对古地震事件及其在古地貌、古构造、古沉积物、古地面和古土壤等方面的遗迹及其相互关系加以识辨和记录，分析距今20～30ka以来的断裂突发错动历史、年龄及重复间隔。

2.6 原位测试及室内试验

在各钻孔相应地层或层段用标准取土器、标准贯入器和检测合格的原位测试设备，进行取土、标贯和原位动力触探工作。原位测试主要在含砾砂土、碎石类土中进行重型动力触探，贯入深度小于6m的一般粘性土和粘性素填土层从地表对土层连续进行轻型动力触探。在砂土、粉土中进行标准贯入试验，以查明浅部地层的工程地质特征和地震液化情况。根据钻探施工进度分批选取土、岩样送达实验室。取岩土、水试样，用于室内岩土试验进行室内岩性鉴定，测定其物理、力学性质指标，分析地表水与地下水的化学成分。

2.7 工程地质模型方法

利用北京市城市地质信息管理与服务系统平台，结合野外调查、钻探、物探工作及室内实验数据结果，建立三维工程地质模型。

3 规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

北京规划新城区域工程地质勘查方法体系是指在保证区域工程勘查评价可靠性的前提下，通过对各种有效的勘查方法优化筛选，而建立的一套最经济、最有效、最省时的区域工程地质勘查方法组合模型。通过对11个规划新城主要地质灾害和主要工程地质特点分析，优化筛选了各种勘查方法、技术的有效性和经济性，建立了三种类型的区域工程地质勘查方法体系。

3.1 顺义式规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

顺义式规划新城规划区主体为平原区，第四系厚度不是太厚，其地质灾害和工程地质问题主要有活动断裂、地裂缝、地面沉降、砂土液化及人类工程活动影响(如填土塌陷、垃圾填埋、地下水开采等)。该类规划新城包括顺义、通州、昌平、平谷、亦庄、大兴、怀柔、密云和房山新城，顺义式规划新城区域工程地质勘查，主要包括活动断裂勘查、地面沉降调查、地裂缝调查、沙土液化调查和工程地质勘查。其区域工程地质勘查方法体系见图1。

3.1.1 活动断裂勘查

重点查明活动断裂的具体位置和破碎带的分布范围，探讨活动断裂的活动时间和活动强度，研究活动断裂对规划新城建设的影响程度。其勘查方法体系为：

（1）综合分析前人关于规划新城范围内活动断裂的基本特征，选择地裂缝比较发育的活动断裂部位作为重点勘查区，在重点区优先部署浅层地震勘探工作。一般选择纵波高分辨率三维地震与横波二维地震相结合的技术方法进行活动断裂勘查，其中纵波高分辨率三维地震勘探主要探测浅深层断裂构造，横波二维地震主要是弥补三维地震在勘查超浅层方面的不足。即运用浅层地震纵波高分辨率三维地震与横波二维地震相结合的技术方法，既要解决断裂构造在平面上的分布范围，还要解决垂向上的延伸深度。

（2）在活动断裂重点勘查区及沿其走向两侧部署可控源音频大地电磁测深工作，通过对大地可控源反演电阻率断面图分析，推断电阻率横向间断或者波动变化为断裂构造产生，初步确定断裂构造沿走向的具体位置。

（3）在活动断裂重点勘查区及其沿断裂走向两侧部署氡气测量工作，通过测量土壤氡气在平面上的强度差异和分布规律，进一步判定断裂构造的位置及破碎带的分布范围。

（4）在物、化探剖面上初步确定的断裂位置两侧布置系列钻孔，利用钻探来确定活动断裂的位置和断裂上下两盘第四系厚度的差异，研究和分析活动断裂的活动强度。

（5）在地面调查的基础上，选择地裂缝发育明显的地方施工探槽，进一步验证揭露活动断裂的位置和活动性。

（6）在钻孔和探槽中采集年龄测试样品，利用年龄数据分析活动断裂的活动时间，如顺义断裂断错地层光释光测年20.7 1.7～24.1 2.5 ka，为晚更新世晚期。

3.1.2 地裂缝勘查

地裂缝勘查，主要包括确定地裂缝位置和规模、成因研究及其未来发展趋势预测等内容。其中地裂缝定位主要采用遥感识别、地面调查、地质雷达探测及槽探验证。

（1）遥感识别。通过遥感影像的色调、影纹、形态等特征，初步解译出地裂缝的分布位置。

（2）地面调查。在遥感解译的基础上，开展地裂缝野外地质调查工作，确定地裂缝在地表的分布位置、规模大小及危害状况。

（3）地质雷达探测。采用地质雷达探测的方法进一步准确确定地裂缝的具体位置和规模，编制新城区地裂缝分布图。

（4）槽探验证。在地面调查和地质雷达探测的基础上，选择地裂缝发育明显的地方施工探槽，进一步验证揭露地裂缝的位置和规模。

（5）发展趋势预测。分析地裂缝成因，确定地裂缝类型，研究其发展规律，预测其危害程度。

3.1.3 地面沉降调查

地面沉降调查，主要包括地面沉降发育现状调查、发展规律研究、形成原因分析和未来发展趋势预测等工作。

（1）发育现状调查和发展规律研究。一般采用地面沉降监测网不同年份监测数据对比分析和不同年份InSAR测量数据对比分析两种方法。目前北京平原区内已经建成了比较完善的监测网站，被监测网覆盖，有地面沉降监测数据的顺义、通州、昌平、亦庄和大兴新城，可采用地面沉降监测网不同年份监测数据对比分析法，开展地面沉降发育现状调查和发展规律研究；而没被监测网覆盖、缺乏地面沉降监测网监测数据的平谷、怀柔、密云和房山新城，则采用不同年份InSAR测量数据对比分析法，来研究其地面沉降发育现状和发展规律。

（2）形成原因分析和未来发展形势预测。被监测网覆盖、有地面沉降监测数据的顺义、通州、昌平、亦庄和大兴新城，应充分考虑规划新城地区地层特性、水文地质条件和沉降特点，利用Modfow软件，建立包括非均质各向异性、准三维非稳定流地下水系统和地面沉降模型，利用区域水位、区域地面沉降和规划新城地区地面沉降监测数据进行识别，分析地面沉降和地下水位之间的关系，并应用模型模拟规划新城地区10年后地下水位和地面沉降变化趋势。

图1 顺义式区域工程地质勘探方法体系框图

没被监测网覆盖、缺乏地面沉降监测网监测数据的平谷、怀柔、密云和房山新城，根据2000年～2009年InSAR解译成果，计算出新城规划区内地面沉降年沉降速率，除去InSAR测量手段的5～8mm误差，综合分析InSAR测量成果和地下水监测井监测资料，预测规划新城地区10年后地下水位和地面沉降变化趋势。

3.1.4 沙土液化调查

（1）收集已有钻孔资料,按照1:25000精度补充施工钻孔。

（2）分析砂土层和地下水位的关系、砂土层密实程度、地下水径流条件是否滞缓。

（3）砂土液化趋势的判别。多采用现场标准贯入试验法，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)相关规定：判别深度范围为地面下15m；当采用桩基或埋深大于5m的深基础时，尚应判别15～20m范围内土的液化。其实测标准贯入锤击数（未经杆长修正）N63.5值小于按相应公式算出的 Ncr值时，即认为可液化，否则为不液化。

（4）砂土液化分级评价。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，计算存在液化土层的场地内钻孔的液化指数，结合液化土层的深度和厚度，划分砂土液化等级，编制砂土液化等级分布图。

3.1.5 工程地质勘查

（1）岩土体遥感识别。与地质灾害遥感识别工作同时进行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000卫片数据通过直接和间接的影像标志及其相关性进行目视解译，重点识别人工堆积物、地貌类型及形态等。

（2）工程地质调查（1:10000）。以地面调查为主，调查区内的地形地貌、地层岩性、工程地质、水文地质、自然或人工开挖等形成的地层断面等内容。

（3）工程地质钻探（15～30 m）。钻探主要用于查明地层结构与岩性特征、软弱夹层与特殊土层的埋藏分布特征、含水层（组）水文地质特征，岩土体工程地质特征等，并利用钻孔进行原位测试和采样等。根据钻孔的不同用途和目的，分为观测孔和控制性钻孔两类，一般性观测孔孔深为15m，控制性钻孔孔深为30m。

（4）进行原位测试和室内测试。

（5）利用北京市城市地质信息管理与服务系统平台，结合野外调查、钻探、物探工作及室内实验数据结果，建立规划新城三维工程地质模型。

（6）进行场地工程建设适宜性评价。

3.2 门头沟式规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

门头沟式规划新城仅指门头沟新城，其地质灾害和工程地质问题，主要为崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷、砂土液化和地基不均，其中由于煤炭开采而形成的采空区大量存在，成为该区最突出的地质灾害之一。其区域工程地质勘查方法体系见图2。

3.2.1 地质灾害调查

门头沟新城地质灾害调查，是对区内崩塌、滑坡和泥石流的分布、定位和规模的调查，常采用遥感识别和地面调查为主；而由于采空区大量存在，单独作为一个问题重点研究。

（1）地质灾害遥感识别工作。利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000卫片数据通过直接和间接的影像标志及其相关性，结合有关的地质、地貌、水文、植被等资料，对SPOT多波段合成的彩色卫星像片进行目视解译，重点识别各类地质灾害的分布、位置、规模等。

（2）1：10000地面调查工作。对每一灾害点定点详细调查分析，对不明情况结合山地工程等简易勘察手段进行调查。调查时利用GPS进行定位，观测点采用GPS定位并参考地物进行校正，用数码相机对地质灾害点进行拍摄存档，按照统一的表格对灾害点进行记录存档。重点调查地质灾害的分布范围、类型、形成因素、危害程度及危险性等。

（3）开展地质灾害危险性评价。采用分网格进行易发性分区评价，然后进行该灾种的危险性评价。网格（单元格）大小为边长250m。单灾种易发性评价根据灾害分布状况、致灾条件、影响因素选定主要影响因子，采用积分值法求取各单元易发性指数进行易发程度评价。在各灾种分区评价的基础上进行综合评价。

3.2.2 采空区勘查

采空区勘查，主要任务之一是查明地下采空区的分布范围、采空区顶板深度，常采用物探方法圈定采空区范围和顶、底板深度，利用钻探来验证物探解释结果的真实性，开展采空区稳定性分析。

（1）采空区范围和顶、底板深度的圈定。圈定采空区范围和顶、底板深度的主要手段是利用物探方法，其关键是物探方法的优选，从不同岩性物质的电性差异入手，在诸多的物探方法中，选择浅层地震法、瞬变电磁法、高密度电阻率测深和探地雷达探测4种方法。

图2 门头沟式区域工程地质勘查方法体系框图

浅层地震法：主要可用来测定覆盖层厚度、确定基岩面形态，探测采空区位置、埋深、规模及对上覆岩层的影响。但在人工噪音大的地区施工难度大，要求一定范围的施工场地。勘探深度100m，对地层结构、空间位置反映清晰，分辨率高，精度高；成本高。主要部署采空区深度较大的国营矿山开采范围区。

瞬变电磁法：主要用来测定覆盖层厚度、确定基岩面形态，探测煤层采空区的位置、埋深、空间形态。在电网密集、游散电流区不宜工作，对深部采空反映明显，勘探深度300m；静态影响和地形影响小，对低阻体反映灵敏，工作方式灵活多样，成本适中，在采空区深度较深的国营矿山开采范围区和采空区深度较浅的民营矿山开采范围区均可部署。

高密度电阻率法：主要用来探测煤层采空区的位置、埋深、空间形态及充填状况，测定覆盖层厚度，确定基岩面形态。要求地形无剧烈变化，受交通影响较大。勘探深度在100m范围内，分辨率相对较高，质量可靠，信息丰富，便于整体分析，定量解释能力强，成本较高。主要部署在采空区深度较浅的民营矿山开采范围区。

探地雷达探测法：主要用来探测浅部采空区的位置、埋深、范围，测定覆盖层厚度，确定基岩面形态。受地形、场地、交通等限制较小，但受地下管道影响较大。勘探深度较小，地下30m范围。具有较高的分辨率、适用范围广、成本较高等特点。主要部署在采空区深度较浅的民营矿山开采范围区。

（2）钻探验证。物探工作是通过波形或图像分析来推测可能存在的采空异常区，存在多解问题，因此必须对圈定的采空异常区进行钻探验证，方能确定采空的真实性。由于区内存在的老、小窑采空区对工程建设的影响较大，根据搜集资料显示，该区内小窑采空区埋藏深度多集中在-60m左右，为尽可能满足对小窑采空区的勘测，一般勘探孔布设为50m，将控制性钻孔布设为70m，在现场工作时视具体情况和工作需要，做了适当调整。布设验证孔以验证采空区的顶、底板围岩破碎程度、地层结构与岩性特征、软弱夹层的分布特征及含水层（组）水文地质特征，并进行取样测试，确定相关参数。根据物探工作成果，在物探异常点处布置煤层采空验证孔，对验证孔场地进行实地踏勘和施工工作。部分验证孔在遇到煤层采空后，终止钻进并终孔。

（3）采空区稳定性分析。利用地形图、地质调查成果、物探、钻探成果，门头沟规划新城功能区采空区大型真三维地质模型。在此基础上，根据研究问题的特点，利用解析方法以及数值模拟的方法评价采空区地面稳定性。三维大型数值模拟评价选用目前国际岩土工程界通用的三维快速拉格朗日分析程序FLAC3D评价采空区的稳定性及其对地面变形的影响。综合分析数值模拟和解析法评价结果，给出采空区对地面稳定性影响的评价。

3.2.3 工程地质勘查

（1）岩土体遥感识别。与地质灾害遥感识别工作同时进行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000卫片数据，通过直接和间接的影像标志及其相关性进行目视解译，重点识别人工堆积物、地貌类型及形态等。

（2）工程地质调查（1:10000）。以地面调查为主，调查区内的地形地貌、地层岩性、工程地质、水文地质、自然或人工开挖等形成的地层断面等内容。

（3）进行工程地质钻探（15～30 m）验证。钻探主要用于查明地层结构与岩性特征、软弱夹层与特殊土层的埋藏分布特征、含水层（组）水文地质特征，岩土体工程地质特征等，并利用钻孔进行原位测试和采样等。根据钻孔的不同用途和目的，分为观测孔、控制性钻孔和采空验证孔三类（表1）。非采空区工程地质钻探布设了孔深为15m的一般性观测孔、孔深为30m的控制性钻孔，采空区验证孔钻孔深度50.00～100.00m。

表1 钻孔分类表

（4）槽探揭露。在钻探和野外地质、地貌特征都比较一致的情况下，开展槽探工作，主要用于第四系覆盖物揭露和岩性特征判定。探槽采取人工开挖，探槽长度、宽度和深度可根据实际地层情况进行了适当调整。

（5）开展原位测试和室内测试。

（6）建立三维地质模型。

（7）进行场地工程建设适宜性评价。

3.3 延庆式规划新城区域工程地质勘查方法体系研究

延庆式规划新城仅指延庆新城。主要的地质灾害和工程地质问题为活动断裂、水库浸没、黄土状土湿陷性。其区域工程地质勘查方法体系见图3。

3.3.1 活动断裂勘查

主要是查明区内主要活动断裂的具体位置、产状及其活动性，评价其对规划新城建设的影响程度。

（1）在分析区域构造体系的基础上，收集工作区已有物探成果资料，并进行重新数据处理和解释推断，进一步验证和重新确定主要断裂构造的具体位置。

（2）优先对北部山区出露条件较好的主要断裂进行勘查，常采用在遥感解译的基础上，进行野外地质调查测绘。

（3）有次序地查明主要断裂走向及具体位置和垂向延伸情况。在对已有物探资料重新解译的基础上，首先通过可控源音频大地电磁测深和重力测量剖面确定断裂在基岩中位置、产状及错断情况；然后在这些剖面上布置浅层地震勘探工作，一般剖面上布置二维地震宽线剖面，在断裂交汇的复杂构造区布置覆盖次数为30次，面元为50 10的三维测网。

（4）垂直断裂走向布设钻探，孔深100m左右，孔间距20～30m，进行标准贯入试验、重型动力触探试验、波速测试，采取常规物理力学试验样品和测龄样品，进行综合测井，观测地下水位。

（5）垂直断裂走向布设探槽，采集测龄样品，进一步揭露验证断裂具体位置、活动时间和活动强度。

3.3.2 水库浸没调查

水库浸没指水库蓄水使其周边地带的地下水壅高，引起土壤盐碱化、沼泽化等次生灾害的现象。浸没可使建筑物地基沉陷及翻浆，造成建筑物破坏、土地弃耕，给当地工农业生产和居民生活带来灾难。水库浸没调查以遥感解译、野外调查为主，辅以少量人工钻探取样工作对浸没现状进行调查，分析浸没原因，预测未来浸没趋势。

（1）浸没现状调查。以遥感解译为先导，进行1： 25000工程地质填图。工程地质填图以路线穿越定点描述为主，在重点地段进行土壤毛细上升高度测试；设计洛阳铲钻孔（孔深3m）采集水样和易溶盐样进行分析；垂直库岸或平行地下水流方向布置2～3条水文地质剖面，计算地下水浸没范围。

（2）浸没因素分析。水库浸没的影响因素是多方面的，既有内因，也有外因。内因主要是地形、地貌、地层、岩性、地质构造、水文地质等地质条件。外因主要有大气降水、库水位、水库的泥沙淤积、农业用水方式等。

（3）浸没趋势预测。是在未来水库运行条件下，水库周边可能出现的浸没区范围、浸没区范围内地下水位埋深、分布以及浸没灾害程度等进行预测，目的是为了规划新城规划建设以及浸没灾害的防治提供地质依据。水库浸没预测一般是在前人工作的基础上，根据库区调查的结果和所掌握的资料，采用地下水动力学法和数值模拟法进行综合预测评价。

3.3.2 黄土类土湿陷性调查

（1）以遥感解译为先导，进行1:25000以路线穿越定点描述为主的工程地质填图。

（2）结合调查区新农村改造，在重要的村庄施工钻孔，孔深20m左右，进行标准贯入试验、重型动力触探试验、轻型动力触探试验和剪切波速测试，采取常规物理力学试验样品。

（3）在部分村庄布置进深20m左右的探井若干，进行黄土断面描述，采取黄土原状样品。

（4）选择重点地段分别施工试验坑，进行现场浸水载荷试验，同时采取黄土原状样品，确定湿陷性。

3.3.3 崩塌和泥石流调查

（1）崩塌、泥石流遥感识别工作。利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000卫片数据通过直接和间接的影像标志及其相关性，重点识别崩塌、泥石流的分布和规模等。

（2）崩塌隐患调查，选定特征地质点，开展解理产状测量、裂缝线密度统计、裂缝面密度统计和结构面回弹试验等工作。

（3）泥石流隐患调查，调查其流域形态、面积、地形地貌及地层岩性。

（4）施工探槽，调查残、坡积土层的厚度变化，土层的性质、均匀性和连续性，观测残、坡积土的颗粒级配。

图3 延庆式区域工程地质勘查方法体系框图

（5）崩塌和泥石流危险性评价。

3.3.4 工程地质勘查

（1）岩土体遥感识别。与地质灾害遥感识别工作同时进行，利用2005年1:25000SPOT航片和2009年1：10000卫片数据通过直接和间接的影像标志及其相关性进行目视解译，重点识别人工堆积物、地貌类型及形态等。

（2）工程地质调查（1:10000）。以地面调查为主，调查区内的地形地貌、地层岩性、工程地质、水文地质、自然或人工开挖等形成的地层断面等内容。

（3）进行工程地质钻探（15～30 m）验证。钻探主要用于查明地层结构与岩性特征、软弱夹层与特殊土层的埋藏分布特征、含水层（组）水文地质特征，岩土体工程地质特征等，并利用钻孔进行原位测试和采样等。根据钻孔的不同用途和目的，分观测孔和控制性钻孔两类，一般性观测孔孔深为15m的、控制性钻孔孔深为30m。

（4）开展原位测试和室内测试。

（5）建立三维地质模型。

（6）进行场地工程建设适宜性评价。

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

卫万顺(1964- )，男，博士后，教授级高工，主要从事城市地质调查、矿产地质、浅层地温能资源研究。