水利水電工程地質(zhì)勘測方法與技術(shù)分析

許 源，向騰飛，望杰蕓

（中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610072）

0 引言

水利水電工程的大力開發(fā)及建設(shè)數(shù)量的增加，推動社會與經(jīng)濟的發(fā)展。然而隨著人們生活水平的不斷提高，對水利水電工程質(zhì)量提出的要求也越來越嚴苛，為了滿足水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量要求，進行地質(zhì)勘測是最為重要也是最基礎(chǔ)的工作。在水利水電工程建設(shè)前期，進行必要的地質(zhì)勘測，可以確保工程選址的合理性、功能及規(guī)模的科學(xué)性。然而，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下水利水電工程建設(shè)的需求。對地質(zhì)勘測的方法與技術(shù)進行分析與總結(jié)，不僅有利于提高地質(zhì)勘測的準確度，還能為水利水電工程提供基礎(chǔ)性的保障。

1 水利水電工程進行地質(zhì)勘測的重要性

1.1 確保水利水電工程建設(shè)方案的科學(xué)合理

水利水電工程建設(shè)直接影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展，其方案的科學(xué)合理，更是直接影響著建設(shè)工程整體的質(zhì)量。因此，水利水電工程在進行建設(shè)之前，應(yīng)對設(shè)計方案進行全面地分析，從水利水電工程的投資、選址、布局規(guī)劃以及施工管理上進行綜合判斷，以保障水利水電工程方案的科學(xué)性和合理性。在對水利水電工程進行設(shè)計和施工建設(shè)的全過程中，地質(zhì)條件都是影響工程的重要因素之一。地質(zhì)條件的穩(wěn)定與否，很大程度上決定了水利水電工程的施工難易程度及安全性。因此，在進行工程設(shè)計和施工前，應(yīng)對水利水電工程場地進行地質(zhì)勘測，掌握工程場地周邊的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造情況，了解水文特征。在進行水利水電工程建設(shè)方案設(shè)計時，結(jié)合地質(zhì)勘測的資料，可以保障工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也為工程施工建設(shè)提供可靠的依據(jù)，從而保證水利水電工程建設(shè)方案的科學(xué)合理。

1.2 保障水利水電工程施工建設(shè)的安全性

水利水電工程在進行施工建設(shè)時，涉及的工作內(nèi)容繁雜、環(huán)節(jié)較多，因此施工工期一般較長。水利水電工程整體的施工質(zhì)量，主要依賴于建設(shè)過程中各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，都會直接影響整個工程的施工質(zhì)量。如果在施工前，沒有對施工場地的地質(zhì)情況進行勘測查明，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及水文情況等不夠了解，則會增加水利水電工程建設(shè)的風(fēng)險。所以，水利水電工程的地質(zhì)勘測工作，對工程建設(shè)發(fā)揮著基礎(chǔ)性的保障作用。

1.3 有效控制水利水電工程的成本造價

通常水利水電工程的建設(shè)規(guī)模都比較大，整個工程在建設(shè)的過程中，需要大量的資金來進行扶持。所以，在水利水電工程中，對工程造價的控制顯得尤為重要。而通過對施工場地進行地質(zhì)勘測，對場地的地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文情況等進行全面地掌握了解，可以為水利水電工程的設(shè)計和施工的優(yōu)化提供可靠的依據(jù)，減少不必要的資金投入，進而實現(xiàn)資源的合理配置，有效降低施工成本。

2 水利水電工程地質(zhì)勘測方法

2.1 地質(zhì)測繪及編錄

地質(zhì)測繪及編錄是水利水電工程地質(zhì)勘測中最基本的方法，也是一項非常重要的工作內(nèi)容。通過這種方法，不僅可以獲取基本的地質(zhì)資料，還能根據(jù)類似工程的相關(guān)經(jīng)驗，在時間與空間上，對工程場地內(nèi)的地質(zhì)變化進行科學(xué)的分析和合理的解釋，從而對深層的地質(zhì)情況進行準確預(yù)判，提前預(yù)防可能出現(xiàn)的地質(zhì)風(fēng)險，為水利水電工程建設(shè)的順利推進提供有力的保障。

2.2 信息技術(shù)的運用

21 世紀以來，信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)科技越來越發(fā)達，人們對信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源的利用程度越來越高。通過網(wǎng)絡(luò)資源，可以獲取更多地質(zhì)勘測相關(guān)的技術(shù)信息，有助于掌握全面的地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)。借助于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，還可以實現(xiàn)遠程遙控。水利水電工程中用到的WebGIS 技術(shù)，就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。水利水電工程地質(zhì)勘測中運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以輔助地質(zhì)人員進行繪圖作業(yè)，幫助測繪人員進行科學(xué)的分析，進而保障地質(zhì)勘測的準確性，還能推動網(wǎng)絡(luò)在功能性層面的發(fā)展。GIS 技術(shù)是比較常見的地理信息系統(tǒng)，可以為水利水電工程的建設(shè)提供系統(tǒng)上的支持。通過這種技術(shù)，工程地質(zhì)人員可以繪制、生成多種工程地質(zhì)圖件，還能保障數(shù)據(jù)信息的科學(xué)性及合理性。此外，GIS 技術(shù)還可以豐富、完善地質(zhì)資料，提高水利水電工程整體的經(jīng)濟效益及社會效益。

2.3 GPS 技術(shù)的運用

作為定位系統(tǒng)，GPS 技術(shù)對水利水電工程地質(zhì)勘測具有非常重要的作用，能夠科學(xué)準確地測量出點位坐標。與傳統(tǒng)的測量方式相比，GPS 技術(shù)操作起來更加的簡單，且可控性較強，準確率較高，避免了觀測點之間通視功能上的諸多要求。水利水電工程中GPS 技術(shù)的運用，不僅可以保障測量結(jié)果的準確性，還能實現(xiàn)持續(xù)測量，將測量的數(shù)據(jù)實時傳輸至計算機上，對數(shù)據(jù)進行快速、科學(xué)合理的分析及處理。

2.4 遙感技術(shù)的運用

遙感技術(shù)主要是應(yīng)用電磁波的運作原理，通過利用各種傳感器對遠距離目標產(chǎn)生的輻射以及發(fā)射的電磁波信息進行收集、處理并成像，主要對地面上的物質(zhì)進行探測和識別。水利水電工程中，運用遙感技術(shù)，可以提高選線及選址作業(yè)的質(zhì)量，與傳統(tǒng)的方法相比，不僅能增大測繪覆蓋面，還能科學(xué)地指導(dǎo)野外勘測作業(yè)，避免不必要的野外勘測工作，從而提高地質(zhì)勘測工作的效率。

2.5 山地勘探方法

山地勘探能夠揭示地表淺層的地質(zhì)情況，通過運用人工及機械設(shè)備，進行剝土、探坑、探槽以及探井等作業(yè)，實現(xiàn)對地質(zhì)體的觀察及試驗工作。這項技術(shù)在運用的過程中，所使用的設(shè)備、工具和技術(shù)要求都比較簡單。所以，山地勘探技術(shù)不能對深度較大的地方進行勘探，只能對地表等淺層地質(zhì)進行勘察。

2.6 地震勘探方法

地震勘探技術(shù)是水利水電工程中常見的勘測技術(shù)，也是主要的勘測技術(shù)之一，不僅可以將鉆孔、隧道作為勘測對象，還能利用邊坡或山體開展工作。該技術(shù)通過對地質(zhì)體進行三維成像和解譯，促進地質(zhì)勘測由定性化向定量化轉(zhuǎn)變。

2.7 電磁勘探方法

電磁勘探主要分為兩種：①天然場源；②人工場源。電磁勘探技術(shù)在水利水電工程中的運用，可以有效提高工程的經(jīng)濟效益。在水利水電工程中，通過運用可控源音頻大地電磁法及電阻率成像技術(shù)，采用水來對隧洞巖體介質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及破碎帶等異常區(qū)域可能會對水利水電工程造成影響的因素進行推測和分析，可以起到預(yù)防的作用。

3 水利水電工程地質(zhì)勘測方法技術(shù)的應(yīng)用

3.1 物探技術(shù)的應(yīng)用

物探技術(shù)是地球物理勘探技術(shù)的簡稱，是指通過觀測各種地球物理場的變化以及分析其變化規(guī)律來探測目標區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性等基本地質(zhì)條件。

物探技術(shù)主要的載體是觀測儀器，在工程項目建設(shè)的實際應(yīng)用中，可以保障所采集到的數(shù)據(jù)的準確度。與鉆探技術(shù)相比，物探技術(shù)具有成本低、設(shè)備輕便、效率高等優(yōu)點；此外，由于水利水電工程地質(zhì)勘測工作主要在野外進行，物探技術(shù)借助其工作空間靈活的優(yōu)勢，具有較強的野外適應(yīng)性。但該技術(shù)不能取樣，無法直接觀察，故多與鉆探技術(shù)配合使用。

3.2 鉆孔彩色電視系統(tǒng)的運用

鉆孔彩色電視系統(tǒng)在水利水電工程地質(zhì)勘測中也被廣泛地運用?？萍嫉倪M步，加快了電子技術(shù)的發(fā)展，同時，水利水電工程中對地質(zhì)勘測的精準度要求也越來越高。與物理勘測技術(shù)相比，鉆孔彩色電視技術(shù)將電子技術(shù)與鉆孔地質(zhì)勘測技術(shù)相結(jié)合，提高地質(zhì)勘察的工作效率。這項技術(shù)的優(yōu)點在于，能耗較低、耐沖擊性較強，同時還具備彩色圖形重現(xiàn)的功能，在實際的勘察作業(yè)中，發(fā)揮著重要的作用。除此之外，還能充分發(fā)揮其獨特的特征，能有效保障地質(zhì)勘測的準確性。此外，這項技術(shù)具有較長的使用壽命，促進其在水利水電工程中地質(zhì)勘測中的廣泛應(yīng)用。

3.3 地球物理層析成像技術(shù)的運用

作為CT 學(xué)與地球物理學(xué)相結(jié)合的一項技術(shù)，地球物理層析成像技術(shù)是近幾年提出的。該技術(shù)在實施過程中，一般通過在鉆孔與鉆孔、地面與鉆孔間發(fā)射并接收地震波或電磁波，并將相應(yīng)位置上接收到的地球物理信號經(jīng)CT 技術(shù)處理后得到目標勘探區(qū)的圖像，供分析使用。作為水利水電工程地質(zhì)勘測技術(shù)的一種，在CT 技術(shù)的實際操作中，技術(shù)人員不僅需要掌握成像技術(shù)，還應(yīng)集中采集通過接受及反射的方式所形成的透射波。通過對透射波的接收及發(fā)射，對勘測數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，實現(xiàn)地質(zhì)勘測，從而掌握地質(zhì)構(gòu)造、屬性以及其他地質(zhì)情況。

4 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們對水利水電工程建設(shè)的質(zhì)量要求越來越高，由于水利水電工程對人們的正常生產(chǎn)及生活產(chǎn)生直接地影響，從事水利水電工作的相關(guān)單位或部門，應(yīng)重視技術(shù)總結(jié)和革新，不斷提高水利水電工程地質(zhì)勘測的方法及技術(shù)水平，從而持續(xù)推動水利水電事業(yè)的長遠發(fā)展。