水利水電工程地質(zhì)勘測方法與技術(shù)應(yīng)用

夏 峰

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽550002)

水利水電工程地質(zhì)勘測方法與技術(shù)應(yīng)用

夏 峰

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽550002)

據(jù)相關(guān)資料顯示，中國的勘測指數(shù)在同類的巖石地區(qū)也算是比較高的，也正是這種情況對水利水電地質(zhì)勘測技術(shù)提出了更高的要求，只有不斷提高勘測技術(shù)，創(chuàng)新手段、方法才能更好地促進(jìn)全國勘測水平的提高。文章針對中國的水利水電工程地質(zhì)勘測技術(shù)與方法等情況進(jìn)行了介紹，旨在能夠使人們更清楚國內(nèi)水利水電工程發(fā)展?fàn)顩r與取得的成就。

水利水電工程;地質(zhì)勘測;勘測方法;勘測技術(shù)

1 工程地質(zhì)編繪和編錄

地質(zhì)勘察中最綜合性的基礎(chǔ)工作就是工程地質(zhì)測繪，其主要包括地質(zhì)點(diǎn)測法、實(shí)測剖面圖法、路線測繪法等［1］。

在對工程區(qū)進(jìn)行勘察的時候，首先需要了解其地殼結(jié)構(gòu)、地震活動等情況，接下來再利用已有的測繪手段對其進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，如果遇到其他問題的話，還需要設(shè)立必要的專項(xiàng)地質(zhì)研究工作。

2 工程鉆探與山地勘探

當(dāng)今的工程勘察中，鉆探仍舊是重要的手段。在山地的勘探中，主要有山硐的勘探和豎井的勘探。在我國的勘察中，平硐的鉆探量大約是豎井勘探量的1/10，這個比例和日本的勘探量存在著很大的差距，日本勘探量在1/5左右的近73%。

隨著近年來的勘探工作的發(fā)展，我國的平硐和豎井的勘探量都有所增加，并且其比例也逐漸接近1/5。

2.1 金剛石鉆進(jìn)技術(shù)

我國的勘探工作起步相對來說比較晚，在20世紀(jì)70年代才初步發(fā)展，到80年代的時候才逐漸得以推廣。通過利用這項(xiàng)技術(shù)大大改變了我國鋼粒鉆進(jìn)與硬質(zhì)合金鉆進(jìn)的落后局面，使我國的鉆探效率大大提高，巖心的采取率達(dá)到了90%。金剛石鉆進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，也帶動了相關(guān)的設(shè)備、儀器的發(fā)展，使我國的勘探事業(yè)更好地發(fā)展。

2.2 砂卵石層鉆進(jìn)技術(shù)

在水利水電工程鉆探工作中，砂卵石鉆進(jìn)技術(shù)一直是一項(xiàng)較難掌握的技術(shù)，由于存在著一定的難度，我國也逐步加強(qiáng)了對其認(rèn)識程度，在“六五”技術(shù)攻關(guān)中，對砂卵石鉆進(jìn)以及取樣技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，最終很好地攻克了這一難題。在此次攻關(guān)中研制成功的SM植物膠以及MY—1A植物膠，在對砂卵石層鉆進(jìn)中發(fā)揮著重要的作用。

2.3 金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)

相對于其他的技術(shù)來說，這項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù)，其主要的技術(shù)原理就是在勘測的時候做到了在不提鉆的情況下采取巖芯。80年代這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于深孔中，但是在淺孔應(yīng)用中也存在著相應(yīng)的優(yōu)勢。

2.4 軟弱夾層鉆進(jìn)技術(shù)

由于一般的金剛石鉆進(jìn)技術(shù)不能很好的處理軟弱夾層的問題，成功率在50%左右，這樣很難保證生產(chǎn)的需要，造成一定的成本壓力。為了解決這個問題，特采取了一系列措施。

諸如在原來的技術(shù)的基礎(chǔ)上又采用了懸掛裝置、巖芯堵塞報(bào)警裝置、扶正裝置等新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在多年的使用過程中得到了很好的反響，證明了其技術(shù)方法很好的應(yīng)用性，目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被編入了行業(yè)的規(guī)范里面。

3 遙感技術(shù)應(yīng)用

3.1 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究

遙感技術(shù)由于具有遼闊的視野，所以其能夠提供宏觀線形的結(jié)構(gòu)指征，這樣就能夠讓研究者更好地對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況、水文情況、地貌情況進(jìn)行細(xì)致的了解［2］。其生長的資料對于研究當(dāng)?shù)氐臉?gòu)造框架、斷裂體系、周緣構(gòu)造等都存在著重要的作用。遙感技術(shù)現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于解決這個問題。

3.2 水庫區(qū)崩塌、滑坡、泥石流研究

在對某些工程區(qū)內(nèi)部的岸坡等地的滑坡、泥石流等松散堆積體進(jìn)行研究的時候，也可以利用遙感技術(shù)，通過拍攝航片或者彩紅外篇的方式了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況。在對其情況有了初步的了解之后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場的勘察、復(fù)查、檢查工作。

3.3 巖溶調(diào)查

遙感技術(shù)在巖溶的調(diào)查中同樣發(fā)揮著重要的作用，通過彩紅外片，不但能夠了解巖溶的地貌情況，還能通過紅外光譜之間的差異，了解當(dāng)?shù)氐牡叵滤姆植记闆r。

3.4 地質(zhì)測繪填圖

遙感技術(shù)的應(yīng)用不能脫在野外工作和成圖現(xiàn)場校核，只有在進(jìn)行現(xiàn)場勘測的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的遙感技術(shù)，才能起到事半功倍的作用，才能更好地促進(jìn)勘測工作的進(jìn)行。在對中小的比例尺地質(zhì)圖進(jìn)行測繪的時候，也可以利用遙感成圖的方式。遙感技術(shù)具有一定的準(zhǔn)確性，對于地質(zhì)測繪填圖有著重要的作用。

3.5 巖土工程開挖面地質(zhì)編錄

為了滿足反饋設(shè)計(jì)、存檔備案等的需要，在高邊坡的開挖、地下建筑物開挖等過程中往往會利用地面遙感技術(shù)。對地質(zhì)進(jìn)行編錄，并對一些設(shè)計(jì)到地質(zhì)的穩(wěn)定性、工程進(jìn)度的地質(zhì)資料進(jìn)行整理。

4 工程物探

4.1 鉆孔彩色電視系統(tǒng)

此系統(tǒng)研制時間在20世紀(jì)70年代中期，70年代末逐漸成熟，在葛洲壩工程中起到了重要作用。其主要優(yōu)勢是電路集成度更好，系統(tǒng)運(yùn)行效果更加順暢。

與舊式探頭相比，其彩色圖像的識別度更高，使用壽命比舊式的更長，能夠承受住鉆孔中帶來的沖擊力，在體積上也有了很大的突破，重量比以往的更輕，能耗也更低。

4.2 地球物理層析成像技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)利用的主要是已被鉆出來的平洞或鉆孔，利用透射波透過特定的發(fā)射和接受，來進(jìn)行采集和處理操作，這樣就能對巖體的波速值進(jìn)行比較詳細(xì)的了解，進(jìn)而就能對巖體進(jìn)行判斷和評價(jià)。

在當(dāng)前還沒有出現(xiàn)新技術(shù)情況下，這項(xiàng)技術(shù)還擁有很大的優(yōu)越性，對其勘察孔洞的完整性有其獨(dú)特的作用。如果對此項(xiàng)技術(shù)利用好，不但可以節(jié)約很大部分的工作量，還能對孔洞的物理力學(xué)性有更加深入的了解，從而對勘測的整體的效果有更加深入的理解。

4.3 淺層地震反射法應(yīng)用

這種方法產(chǎn)生并發(fā)展于20世紀(jì)70年代末與80年代初，作為一種地震勘測的新技術(shù)，而得到廣泛的應(yīng)用。

其最先是由加拿大人研發(fā)而成的，起初利用的方式是信任增強(qiáng)，通過“最佳窗口技術(shù)”使其試驗(yàn)成功。后來逐漸引入到我國，經(jīng)過了“七五”、“八五”等技術(shù)攻關(guān)，取得了很大的成果。

對于P波或是SH波的反射都有了很大的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上還對淺層反射震源、最佳窗口、水平多次迭加技術(shù)等進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)，并取得了很大的收獲。

4.4 高密度電法勘探

究其本質(zhì)，其屬于電阻率法勘測，為了能夠達(dá)到理想的勘測效果，該技術(shù)引用了數(shù)據(jù)采集辦法，在野外進(jìn)行測量的時候?qū)㈦姌O都放置在被測的點(diǎn)上，之后利用相應(yīng)的電極轉(zhuǎn)換開關(guān)、電側(cè)儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集。

通過測量結(jié)果，就能夠顯示出剖面圖。此方法是隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展而應(yīng)用到水利水電工程地質(zhì)勘測中的，其不但大大提高了工作的效率，還使得地電信息的采集量大幅度提高，實(shí)現(xiàn)了一維勘探向二維勘探的一個跨越。

［1］吳江南，王根英.淺談3S技術(shù)在水利工程地質(zhì)勘測中的應(yīng)用與發(fā)展［J］.科技資訊，2010(17):68.

［2］路晶.水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法及其發(fā)展［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(12):65.

TV221.2

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1007－7596(2014)06－0181－02

2013－12－05

夏峰(1972－)，男，湖北孝感人，高級工程師，從事水利水電地質(zhì)勘察工作。