水工物探的現(xiàn)狀與發(fā)展

曾憲強

水工物探的現(xiàn)狀與發(fā)展

曾憲強

（中國水電顧問集團昆明勘測設(shè)計研究院 云南昆明 650041）

我國的水工物探或稱水文與工程物探始于1952年，由顧功敘老前輩主持，在北京石景山發(fā)電廠應(yīng)用電法找水。1954年原燃料工業(yè)部水力發(fā)電總局北京勘測設(shè)計院成立了水利電力部門的第一支物探電法隊。據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前水利部所屬的七大流域委和各省、市級水利水電勘測設(shè)計院有近1000多人的物探隊伍；中國水電顧問集團公司和中國電力顧問集團公司所屬水電水利勘測設(shè)計院也有1000多人的物探隊伍；加上鐵道、地礦、冶金、工民建、化工、航天、煤田、石油、大專院校和科研單位等，從事工程物探的專業(yè)人員估計約在10000人左右。在這么多從事工程物探的人員中,水利水電物探隊伍經(jīng)歷60年的發(fā)展壯大,已經(jīng)成為國內(nèi)工程物探技術(shù)力量最強的隊伍。

在工程物探前面又加了一個水字，當(dāng)然主要的工作是與水打交道了，水利、水電相關(guān)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題是我們早期的主要工作對象，如河床沖積層的厚度、覆蓋層的厚度，地下水的流向、流速，斷層的查找、追蹤，溶蝕構(gòu)造探測等等，水工物探早期大多以直流電法勘探為主，輔助性地解決一些地質(zhì)問題。上世紀(jì)八十年代初期，彈性波理論發(fā)展起來的地震勘探技術(shù)（包括地震折射波法、地震反射波法和地震波層析成像技術(shù)），使勘探精度大大提高。地震勘探方法與電法勘探方法有機地結(jié)合，能更好地綜合解決工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題。

20世紀(jì)80年代后期至90年代初期，由于彈性波技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，水工物探除了繼續(xù)開展前面的工作之外，開始逐漸進入水利水電建設(shè)施工期的質(zhì)量檢測，大壩建基巖體質(zhì)量的鑒定、驗收,結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量的檢測（包括混凝土強度和缺陷的檢測）,錨桿鋼筋長度和注漿飽滿度的檢測；固結(jié)灌漿和帷幕灌漿質(zhì)量的檢測、電磁波和彈性波層析成像技術(shù)等等。這些方法慢慢成了工程建設(shè)期施工質(zhì)量監(jiān)督、檢測與評定的主要方法，進入工程建設(shè)專門的招標(biāo)投標(biāo)程序，并逐漸形成相關(guān)的規(guī)程規(guī)范。

進入新千年來，隨著水利水電建設(shè)高峰的到來，探地雷達技術(shù)、高密度電法、多道瞬態(tài)面波法、雙源面波法、電磁波（彈性波）層析成像技術(shù)、多波地震勘探法、鉆孔彈模測試技術(shù)、高清晰鉆孔光學(xué)成像技術(shù)、瞬變電磁法、大地電磁法、隧道超前預(yù)報技術(shù)、附加質(zhì)量法、流場法等新技術(shù)新方法的引進和開發(fā)，使為工程勘測服務(wù)的水工物探技術(shù)得到了極大的豐富和提高，為施工期工程質(zhì)量服務(wù)的監(jiān)督、檢測、試驗技術(shù)獲得了突破性的進步，并向工程質(zhì)量監(jiān)測方面滲透（作者認(rèn)為監(jiān)測工作其實是檢測工作在時間域上的延續(xù)）。近十年來，彈性波理論、電磁波理論的發(fā)展和計算機技術(shù)、軟件技術(shù)的不斷進步，使以上這些技術(shù)和方法在勘測、檢測的精度方面有了很大的提高，勘測的垂向深度也有了顯著的增大。如面對松散堆積體、深厚覆蓋層、溶蝕發(fā)育區(qū)、地下采空區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)情況進行勘探時，也能得到比較滿意的成果。監(jiān)測工作也逐漸成為傳統(tǒng)水工物探隊的一個重要組成部分。

最近幾年，遙感遙測技術(shù)、紅外探測技術(shù)、Insar（合成孔徑雷達）技術(shù)、微震監(jiān)測技術(shù)、聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，給水工物探帶來全新的理念。這些技術(shù)可監(jiān)測和檢測到微弱的異常信號，能夠遠(yuǎn)距離、長周期、大面積在不接觸被觀測體的情況下，監(jiān)測異常信號的演變和發(fā)展，甚至可以預(yù)警、預(yù)報工程和地質(zhì)災(zāi)害。 可以預(yù)測，今后水工物探將由勘測期、施工期向水利水電樞紐的運營期轉(zhuǎn)移。從建國以來，尤其是1958年的建設(shè)高峰，到最近二十多年的水利水電工程建設(shè)高峰，修建了數(shù)目巨大的水工建筑物。目前可建的工程已越來越少，已建好的水工建筑物需要定期進行健康檢查、診斷和維護加固，還有不少處于病險狀態(tài)的需要檢查、診斷、治理。如水庫的瘀積、清淤，水下結(jié)構(gòu)物損害的檢查和修復(fù)，壩體、壩基和帷幕的滲漏問題，大壩面板的脫空狀況，庫岸邊坡的穩(wěn)定情況等等，都需要我們?nèi)ゲ檎?，以輔助診斷和進行工程處理。如此，水下機器人、水下三維聲納、淺層剖面儀、多波束測深儀等技術(shù)和設(shè)備被引入到我們的工作領(lǐng)域。隨著海上風(fēng)電、潮汐發(fā)電站的建設(shè)，以上設(shè)備和技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用；同時海上其他物探工作也正在逐步開展，國家海洋資源的開發(fā)還將給我們帶來更多的機遇和挑戰(zhàn)。

中國水利電力物探科技信息網(wǎng)（以下簡稱物探信息網(wǎng)）創(chuàng)建于1976年11月，是水利水電科技信息工作體系、信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。物探信息網(wǎng)辦有內(nèi)部刊物《工程物探》（季刊），多年來在行業(yè)內(nèi)外持續(xù)地開展學(xué)術(shù)交流和學(xué)術(shù)活動，是全國工程物探領(lǐng)域最活躍的信息平臺。這次在《水利規(guī)劃與設(shè)計》刊載的文章，是我們2010年至2013年在內(nèi)部刊物《工程物探》刊載的部分文章。由于時間跨度太長，已有部分文章已在其他公開刊物上刊載過，而未能納入本期范圍，所以還不能展現(xiàn)目前水工物探工作的全貌。希望通過這個專輯，能讓業(yè)內(nèi)各專業(yè)的專家管窺到水工物探近年來的一些變化，并對我們的工作提出批評和建議，以促進水工物探更好的發(fā)展！

曾憲強（1948年- ），男，教授級高級工程師，中國水利電力物探科技信息網(wǎng)理事長。