2024年6月13日发(作者：接意致)
水利工程中地质素描浅谈—以牛岭水库
重力坝建基面素描为例
摘要：文中通过牛岭水库大坝工程介绍了岩质坝基的地质素描要点，提出了
传统素描与RTK测绘技术相结合的素描模式，解决了传统素描先定素描形态的局
限性，改善了素描在工程进度中的灵活性，大大提升了素描效率。同时，为斜面
素描提供了便利。
关键词：牛岭水库；岩质坝基；地质素描；RTK测绘技术
1 工程概况
牛岭水库工程地理位置在宣城市泾县榔桥镇乌溪村境内，坝址位于程家坦组
乌溪河上游约380m的徽水河上，坝址区河水流向由南至北。坝基素描包括主坝
和左岸连接坝，共24个坝块，平面布置如图1所示。其中，1~14坝块为主坝，
15~24为左岸连接坝块段。
图1 牛岭水库坝基设计平面示意图
图2为沿上游坝轴线设计剖面图。由图可知，左岸连接坝除23和24坝块外，
建基面总体地势平缓。主坝区域从14~11坝块开始向河床过渡，5~1坝块由河床
向右岸过渡，建基面地势与水平面呈角度相交，河床内10~6坝块建基面水平。
由此，左岸连接坝23和24坝块存在斜面素描，主坝部分1~5和11~14坝块存在
斜面素描。
图2 坝基上游坝轴线开挖设计示意图
2 牛岭水库坝址区素描要点
库区出露地层主要可分为沉积岩、岩浆岩以及第四系地层。坝基内分布沉积
岩，主要为志留系上统太平群（ ）c、d段，岩性主要为石英细砂岩、细砂岩
和砂质页岩。施工期间地质素描需要对前期地质勘探资料进行验证，对于坝基长
期稳定影响较大的地质构造需要及时进行处理，如与前期地质勘探存在较大偏差，
还应及时与设计方进行沟通，必要时进行设计变更。相应的素描内容主要包括以
[1
下几点
]
：
（1）开挖形态、高程、桩号或坐标；
（2）地层代号、岩性特征、岩性界线、岩层产状、单层厚度，特别是软弱
夹层的产状、厚度、延伸情况、结构特征、破碎泥化情况及界面起伏特征；
（3）断层、破碎带、层间剪切带、节理裂隙或裂隙密集带，特别是缓倾角
结构面的位置、产状、宽度、延伸情况、性状、交汇和切割情况；
（4）岩体风化及其分带，岩体结构类型、岩体质量分级及分界；
（5）因地基处理而开挖的坑、槽、井、洞的位置、深度、宽度和长度，锚
固和固结灌浆范围，残留的勘探孔、洞；
（6）记录裂隙渗水点、渗水量和爆破松动带范围。
对于面积较大的建基面地质素描，为避免素描过程中出现混乱，通常分块段
分类进行。一般以坝块、建筑物分块为主，素描范围内延伸较长切割明显的断裂
构造分块为辅，在区段内进行分类素描。
按素描地质内容分类，分清主次，可先对块段内断裂构造、裂隙密集带和层
面等结构面进行素描；其次，对节理裂隙组进行素描，节理裂隙多且规律性较强，
通常找出主要裂隙组，以裂隙组密度反映出各块段之间裂隙的相对发育情况；再
对各素描地质要素进行产状测量、文字定性描述和区域的岩性划分；最后进行局
部补充，风化界限划分，定义岩体结构类型，记录明显渗水点、渗水线和残留勘
探孔、洞。
3 传统素描与RTK测绘技术相结合的基本模式
对于传统地质素描，坝基需测量放样定出标准点后方可进行，以标准点为参
考，皮尺为度量对地质构造在图纸上进行素描。施工现场干扰因素较多，素描工
作一般在立模板之后进行。同时，现场施工的繁杂加大了皮尺摆放的难度，大大
降低了素描效率。对于工程量大，施工工期紧，存在多个施工段同时施工时，需
要足够数量的地质技术人员才能保证地质素描不会影响各施工段的施工进度。
RTK精密测量技术全称是实时动态精密定位技术，是数据传输技术与GPS精
密测量技术的融合。基准站、卫星通信系统和移动站产生RTK系统，系统创建差
[2
分信号观测，反馈厘米级精准定位结果
]
。GPS—RTK测绘技术具有测量简便易操
[3
作，测量数据精度高，自动化且高效等特点
]
。采用RTK测绘工具，在建基面清
渣工作已经满足地质体可视化条件要求的同时，就可以进行地质体相关点位坐标
和高程的测量。将测量的数据导入电子版设计平面图纸，即可得出设计开挖范围
内的基本地质素描情况。在室内进行素描图纸上图，再到现场逐个进行产状测量
和定性描述。从野外到室内，从室内到野外，做到了电子测量与人工手绘相结合。
4 传统素描与RTK测量相结合的优点
（1）结合RTK测绘定点，区别于传统拉皮尺，在素描工作中能避免素描先
定坝基设计线，再定素描标准点的局限性。由于设计坝基线和设计开挖线存在差
别，就传统地质素描而言，确定素描轮廓是地质素描的第一步。在现场施工繁杂
的情况下，确定设计坝基线较麻烦，一般在坝基范围内模板形成后素描范围才能
确定，再摆放皮尺素描。采用RTK测绘技术可直接对开挖范围内地质要素的点位
和高程进行测量，导入CAD设计平面图按类别连线即可成图。
（2）RTK测绘技术使得地质素描工作在工程进度中的灵活性得到提高。对一
次性混凝土浇筑范围较大的情况，从建基面开始清理到清理完成需要一个较长的
过程。随着清渣过程的进行，地质构造达到可视化程度后可随时进行RTK定位测
量，在清渣的过程中对素描逐渐修改完善。因此，素描工作可适当地安排在清渣
工作同时进行，可以同时兼顾多个区域的地质素描。既可以提高素描效率又能保
证在清基完成时素描工作完成，节省预留素描时间。
（3）RTK测绘技术使得地质素描工作效率大大提升。传统手绘素描度量需要
借助皮尺在素描区域形成度量网格，现场施工繁杂的情况下同时摆放多把素描皮
尺相互工作受影响。皮尺的摆放既耗时，精度又不高，对于不规则的素描区域，
摆放皮尺难度加大。借助RTK测量地质要素点位可以代替皮尺度量，精度较高，
测量方便，素描耗时短。
5 仪器测量在斜面素描当中的应用
此外对于斜面，与水平面相交形成二面角，存在两个角度的素描，与水平面
法线方向上的投影区域素描和与斜面法线方向上的投影区域素描，如图3所示。
假设素描区域为长方形，d为素描区域宽度，则：
1.
斜面素描面积为：
2.
相应的平面素描面积为：
3.
平面素描和斜面素描区域面积关系为： 。
；
；
按照传统拉皮尺纯人工手绘素描，皮尺量出的长度为斜长，对于相应的平面
素描部分很难丈量，随着坡度 变陡和素描区域长度 增加，导致斜面素描区域
内高差H增大，丈量越困难。
图3 斜面素描区域与相应平面素描区域示意图
采用RTK测量出素描区域各地质要素属于平面区域内垂直方向的投影素描，
将点位测量数据导入CAD绘图软件，即可得出平面内的基础素描图件。在平面内
按照一定间距绘制剖面图，各剖面图相同要素相连可得出斜面素描。由此，斜面
素描可以在室内进行。
此外，根据现场测量的斜坡倾角 ，计算出 / 。对电子版的平面素
。通过现场描图件沿着长度方向进行定向拉伸，得到新图件，拉伸系数为
素描校核，在斜面素描区域坡度稳定的情况下，新图件与斜面素描图件基本一致。
传统素描与RTK测绘技术相结合的方法适用于露天平面场地和缓坡角斜面场
地，受测量环境和地形制约，对于开挖洞室素描和陡壁素描此法不适用。
6 结论
（1）对于水库坝基素描，以设计图分块为主，以素描范围内延伸较长切割
明显的大裂隙或大断层分块为辅，在块段内再进行分类素描，有助于形成清晰的
素描思路。
（2）RTK测绘技术与人工手绘相结合，可以解决素描中先定素描区域的局限
性，改善素描工作进度的灵活性，大大提高素描的效率。
（3）RTK测绘技术可以直接进行坝基的平面素描。实践表明，对于斜面倾斜
均匀的，在平面素描的基础上对电子版图件进行定向拉伸得到相应的斜面素描，
拉伸系数 ， 为斜坡倾角。
（4）受接收信号强弱的影响，传统素描与RTK测量相结合的素描模式不适
用开挖的洞室和陡坡。
参考文献
1[] SL 313-2004, 水利水电工程施工地质勘察规程[S].
2[] 中华人民共和国国家测绘局.全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规
范：CH/T 2009-2010[S].北京：测绘出版社，2010.
3[] 穆宁.RTK技术在小区域农田水利测量中的应用研究[J].江淮水利科
技,2011,(06):44-45.
2024年6月13日发(作者：接意致)
水利工程中地质素描浅谈—以牛岭水库
重力坝建基面素描为例
摘要：文中通过牛岭水库大坝工程介绍了岩质坝基的地质素描要点，提出了
传统素描与RTK测绘技术相结合的素描模式，解决了传统素描先定素描形态的局
限性，改善了素描在工程进度中的灵活性，大大提升了素描效率。同时，为斜面
素描提供了便利。
关键词：牛岭水库；岩质坝基；地质素描；RTK测绘技术
1 工程概况
牛岭水库工程地理位置在宣城市泾县榔桥镇乌溪村境内，坝址位于程家坦组
乌溪河上游约380m的徽水河上，坝址区河水流向由南至北。坝基素描包括主坝
和左岸连接坝，共24个坝块，平面布置如图1所示。其中，1~14坝块为主坝，
15~24为左岸连接坝块段。
图1 牛岭水库坝基设计平面示意图
图2为沿上游坝轴线设计剖面图。由图可知，左岸连接坝除23和24坝块外，
建基面总体地势平缓。主坝区域从14~11坝块开始向河床过渡，5~1坝块由河床
向右岸过渡，建基面地势与水平面呈角度相交，河床内10~6坝块建基面水平。
由此，左岸连接坝23和24坝块存在斜面素描，主坝部分1~5和11~14坝块存在
斜面素描。
图2 坝基上游坝轴线开挖设计示意图
2 牛岭水库坝址区素描要点
库区出露地层主要可分为沉积岩、岩浆岩以及第四系地层。坝基内分布沉积
岩，主要为志留系上统太平群（ ）c、d段，岩性主要为石英细砂岩、细砂岩
和砂质页岩。施工期间地质素描需要对前期地质勘探资料进行验证，对于坝基长
期稳定影响较大的地质构造需要及时进行处理，如与前期地质勘探存在较大偏差，
还应及时与设计方进行沟通，必要时进行设计变更。相应的素描内容主要包括以
[1
下几点
]
：
（1）开挖形态、高程、桩号或坐标；
（2）地层代号、岩性特征、岩性界线、岩层产状、单层厚度，特别是软弱
夹层的产状、厚度、延伸情况、结构特征、破碎泥化情况及界面起伏特征；
（3）断层、破碎带、层间剪切带、节理裂隙或裂隙密集带，特别是缓倾角
结构面的位置、产状、宽度、延伸情况、性状、交汇和切割情况；
（4）岩体风化及其分带，岩体结构类型、岩体质量分级及分界；
（5）因地基处理而开挖的坑、槽、井、洞的位置、深度、宽度和长度，锚
固和固结灌浆范围，残留的勘探孔、洞；
（6）记录裂隙渗水点、渗水量和爆破松动带范围。
对于面积较大的建基面地质素描，为避免素描过程中出现混乱，通常分块段
分类进行。一般以坝块、建筑物分块为主，素描范围内延伸较长切割明显的断裂
构造分块为辅，在区段内进行分类素描。
按素描地质内容分类，分清主次，可先对块段内断裂构造、裂隙密集带和层
面等结构面进行素描；其次，对节理裂隙组进行素描，节理裂隙多且规律性较强，
通常找出主要裂隙组，以裂隙组密度反映出各块段之间裂隙的相对发育情况；再
对各素描地质要素进行产状测量、文字定性描述和区域的岩性划分；最后进行局
部补充，风化界限划分，定义岩体结构类型，记录明显渗水点、渗水线和残留勘
探孔、洞。
3 传统素描与RTK测绘技术相结合的基本模式
对于传统地质素描，坝基需测量放样定出标准点后方可进行，以标准点为参
考，皮尺为度量对地质构造在图纸上进行素描。施工现场干扰因素较多，素描工
作一般在立模板之后进行。同时，现场施工的繁杂加大了皮尺摆放的难度，大大
降低了素描效率。对于工程量大，施工工期紧，存在多个施工段同时施工时，需
要足够数量的地质技术人员才能保证地质素描不会影响各施工段的施工进度。
RTK精密测量技术全称是实时动态精密定位技术，是数据传输技术与GPS精
密测量技术的融合。基准站、卫星通信系统和移动站产生RTK系统，系统创建差
[2
分信号观测，反馈厘米级精准定位结果
]
。GPS—RTK测绘技术具有测量简便易操
[3
作，测量数据精度高，自动化且高效等特点
]
。采用RTK测绘工具，在建基面清
渣工作已经满足地质体可视化条件要求的同时，就可以进行地质体相关点位坐标
和高程的测量。将测量的数据导入电子版设计平面图纸，即可得出设计开挖范围
内的基本地质素描情况。在室内进行素描图纸上图，再到现场逐个进行产状测量
和定性描述。从野外到室内，从室内到野外，做到了电子测量与人工手绘相结合。
4 传统素描与RTK测量相结合的优点
（1）结合RTK测绘定点，区别于传统拉皮尺，在素描工作中能避免素描先
定坝基设计线，再定素描标准点的局限性。由于设计坝基线和设计开挖线存在差
别，就传统地质素描而言，确定素描轮廓是地质素描的第一步。在现场施工繁杂
的情况下，确定设计坝基线较麻烦，一般在坝基范围内模板形成后素描范围才能
确定，再摆放皮尺素描。采用RTK测绘技术可直接对开挖范围内地质要素的点位
和高程进行测量，导入CAD设计平面图按类别连线即可成图。
（2）RTK测绘技术使得地质素描工作在工程进度中的灵活性得到提高。对一
次性混凝土浇筑范围较大的情况，从建基面开始清理到清理完成需要一个较长的
过程。随着清渣过程的进行，地质构造达到可视化程度后可随时进行RTK定位测
量，在清渣的过程中对素描逐渐修改完善。因此，素描工作可适当地安排在清渣
工作同时进行，可以同时兼顾多个区域的地质素描。既可以提高素描效率又能保
证在清基完成时素描工作完成，节省预留素描时间。
（3）RTK测绘技术使得地质素描工作效率大大提升。传统手绘素描度量需要
借助皮尺在素描区域形成度量网格，现场施工繁杂的情况下同时摆放多把素描皮
尺相互工作受影响。皮尺的摆放既耗时，精度又不高，对于不规则的素描区域，
摆放皮尺难度加大。借助RTK测量地质要素点位可以代替皮尺度量，精度较高，
测量方便，素描耗时短。
5 仪器测量在斜面素描当中的应用
此外对于斜面，与水平面相交形成二面角，存在两个角度的素描，与水平面
法线方向上的投影区域素描和与斜面法线方向上的投影区域素描，如图3所示。
假设素描区域为长方形，d为素描区域宽度，则：
1.
斜面素描面积为：
2.
相应的平面素描面积为：
3.
平面素描和斜面素描区域面积关系为： 。
；
；
按照传统拉皮尺纯人工手绘素描，皮尺量出的长度为斜长，对于相应的平面
素描部分很难丈量，随着坡度 变陡和素描区域长度 增加，导致斜面素描区域
内高差H增大，丈量越困难。
图3 斜面素描区域与相应平面素描区域示意图
采用RTK测量出素描区域各地质要素属于平面区域内垂直方向的投影素描，
将点位测量数据导入CAD绘图软件，即可得出平面内的基础素描图件。在平面内
按照一定间距绘制剖面图，各剖面图相同要素相连可得出斜面素描。由此，斜面
素描可以在室内进行。
此外，根据现场测量的斜坡倾角 ，计算出 / 。对电子版的平面素
。通过现场描图件沿着长度方向进行定向拉伸，得到新图件，拉伸系数为
素描校核，在斜面素描区域坡度稳定的情况下，新图件与斜面素描图件基本一致。
传统素描与RTK测绘技术相结合的方法适用于露天平面场地和缓坡角斜面场
地，受测量环境和地形制约，对于开挖洞室素描和陡壁素描此法不适用。
6 结论
（1）对于水库坝基素描，以设计图分块为主，以素描范围内延伸较长切割
明显的大裂隙或大断层分块为辅，在块段内再进行分类素描，有助于形成清晰的
素描思路。
（2）RTK测绘技术与人工手绘相结合，可以解决素描中先定素描区域的局限
性，改善素描工作进度的灵活性，大大提高素描的效率。
（3）RTK测绘技术可以直接进行坝基的平面素描。实践表明，对于斜面倾斜
均匀的，在平面素描的基础上对电子版图件进行定向拉伸得到相应的斜面素描，
拉伸系数 ， 为斜坡倾角。
（4）受接收信号强弱的影响，传统素描与RTK测量相结合的素描模式不适
用开挖的洞室和陡坡。
参考文献
1[] SL 313-2004, 水利水电工程施工地质勘察规程[S].
2[] 中华人民共和国国家测绘局.全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规
范：CH/T 2009-2010[S].北京：测绘出版社，2010.
3[] 穆宁.RTK技术在小区域农田水利测量中的应用研究[J].江淮水利科
技,2011,(06):44-45.