1、水利水电工程地质勘测方法及发展分析摘 要水利水电工程建设是我国基础设计建设的重要内容，地质勘测又是水利水电工程的重要环节。本文首先对工程地质勘测技术进行了简单的分析和介绍，然后又阐述了 3S 技术地质勘测新方法的应用以及发展趋势。 关键词水利水电工程 地质勘测 方法 发展 中图分类号：S81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0152-01 引言 对于水利水电工程项目建设而言，工程地质测绘与编录作业是地质勘测环节中最为关键与基础性的工作内容之一。一般情况下，对于一个水路水电工程建设区域而言，工程地质策略与编录工作的开展应当以该区域地壳稳定性程度与地震事故活动状态的明
2、确为基础，结合现有勘测手段，针对该区域进行详细且系统的地质研究工作。从这一角度上来说，要想确保水利水电工程项目建设及运行质量的稳定性与可靠性，地质勘测方法及相关技术的应用无疑占据着极为关键的地位。 1 工程地质勘探 工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，为进一步查明地表以下工程问题和取得深部地质资料而进行的，主要有山地勘探、钻探、物探等三种方法，以下分别加以说明。 1.1 山地勘探 山地勘探是指采用人工或机械进行剥土，或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段，可直接进行试验、取样和观察地质现象，使用的工具和技术要求相对简单，故在进行地表浅层地质勘察时运用较多。这亦是山地勘探
3、的缺点，即它的勘探深度有限。 1.2 钻探 近年来，钻探方法、工艺及其施工水平的提高，加快了水利水电工程地质勘测水平的发展，其主要表现在以下几方面：（1）钻头、钻机等钻探设备的发展。例如：从 20 世纪 80 年代开始，研制出各种转速快、扭矩大、性能稳定的新型钻机。另外，对较完整的硬岩进行钻探时，金刚石钻头基本取代了钢粒或硬质合金钻头，大大提高了钻进速度和岩心采取率。 （2）砂卵石层、软弱夹层、破碎带等特殊层位的钻进取样技术的发展。砂卵石层卡钻、难以钻进，以及同软弱夹层等特殊层位中钻进一样，岩芯采取率低、取样困难等一直是水利水电工程钻探的技术难题。近年来，SM 植物胶和 MY-1A 植物胶冲洗
4、液金刚石钻进砂卵石层取样新技术得到了广泛应用，较好地解决了砂卵石层中钻进和取样的难题。在软弱夹层、破碎带中钻进时，由于岩芯对磨，岩芯采取率一直很低并且很难取到原状土样。近年来发展起来的套钻技术，或采用专用的取芯钻具，及其它确保岩芯免受冲刷和挤压的保护系统等，较好地解决了这一技术难题。 1.3 工程物探 地球物理勘探简称物探，它是应用观测仪器测量被勘探区的地球物理场，通过对测量场数据的处理和地质解释来推断和发现地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置、埋深、大小及其属性的科学。工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等，以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等
5、。 （1）重、磁位场勘探。重、磁位场勘探是最古老的一种物探，相对于地震勘探而言，其精度和可靠度较差。目前，由于一些高精度的重力仪、磁力仪的研制和应用，使得重、磁位场勘探的精度有了很大程度的提高。同时，神经网络技术等在重、磁位场勘探中的应用，以及磁性矢量层析成像理论的研究和应用，使重、磁位场勘探在上个世纪获得了广泛的发展应用。微伽级重力仪的使用，使微重力测量被用来勘探洞室和边坡地质体的变动形态并监测其稳定性。磁法勘探主要用于区域和深部地质构造研究、矿产勘探、考古等领域，在工程地质勘测中应用较少。 （2）地震勘探。在工程地质勘探中应用较多的为人工激发震源地震波勘探，其人工激发震源有多种。目前，地震
6、勘探在水利水电工程领域发展较快。近年来，地震 CT 已经发展成为一个方法系列，其成像方式发展到可利用直达波、反射波、折射波、面波等多种波组合，可利用钻孔、隧道、边坡、山体等多种观测条件进行二维、三维地质成像，促进了地质勘测由定性向定量化的方向发展。 （3）电磁勘探。包括天然场源的电磁测探和人工场源的连续的电磁波勘探等多种方法。近年来，电磁勘探在水利水电工程中应用越来越广泛。 （4）电法勘探。主要包括电阻率法、充电法和自然电场法、激发极化法、电磁感应法。可分为稳定电流场理论、交变流法理论两个分支。在水利水电工程地质勘察中应用较多的是电阻率法。近年来发展起来的高密度电法勘探，属于电阻率法的范畴，但
7、它引进了地震勘探的数据采集办法，可实现数据的快速、自动采集，其测量结果可实时处理并显示地电断面或剖面图，从传统的一维勘探发展到二维勘探。 2 3 S 技术在水利水电工程地质勘测的应用与发展 在水利水电工程建设当中，会遇到和一般工程建设不同的问题，以此也就要求引用更为先进的地质勘探新方法来弥补其中的不足。3S 技术是指全球定位系统（GPS） 、遥感（RS） 、地理信息系统（GIS）等三大技术系统的集成与总称。近年来，国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用 3S 技术。 2.1 GPS 技术 GPS 在水利水电工程地质勘察测量及定位控制的应用越来月广泛，它能较好地解决跨河、跨沟水准在
8、高程控制方面难以传递的问题，以及通视条件较差、观测条件受限、勘察区控制点较少或在山区、林区等区域大大减少作业时间，提高测量精度，进行工程地质勘察。工程地质勘察通过 GPS 确定观测点位的三维坐标。和普通测量手段不同，具有定位精度高、观测时间短、操作简便、可全天候观测等优点，它不要求观测站之间通视，并且可将其采集和储存的观测数据导入计算机进行分析与处理。 2.2 遥感（RS）技术 遥感技术一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共 3 大类。遥感可以通过卫星直接提供一定比例尺缩小的自然景观综合立体影像图、航片以及陆地摄影照片，能真实、集中地反映大范围的地貌形态、地层岩性、地质构造和滑坡、崩塌、泥石流
9、、岩溶等外动力地质现象。遥感技术是研究区域构造稳定性必用的手段。因为遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息，较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态。也可以对水库区崩塌、滑坡、泥石流进行调查。岩溶调查。利用遥感影像，特别是彩红外影像在进行岩溶及岩溶水文地质调查方面有其特殊的优势。近年来，工程地质勘测遥感技术的应用的新动向就是与 GIS、GPS技术的综合集成应用。 2.3 地理信息系统（GIS）技术 GIS 技术能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题，还能自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件。近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势就是将GIS
10、 技术应用于工程地质信息管理和制图输出。目前，我国水利水电行业工程地质勘测方法正处于一个飞速发展的阶段。我国水能资源的蕴藏量居世界第一位，国家的电力建设方针也把重点放在水利水电上。我国对于工程地质勘测的要求愈来愈高；对于某些常见的工程地质问题的评价，需要有更多的资料予以论证，并要求我们使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展，从定性、半定量的工程地质评价逐步发展到定量评价。需要我们重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平，大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用。 结语 综上所述，在国民经济持续发展与推进的背景作用之下，社会大众持续增长的物质文化与精神文化需求同时对新时期的基础设施建设作业提出了更为全面与系统的发展要求。水利水电工程作为水利水电资源持续开发与高效应用的关键所在，其建设质量的保障应当以地质勘测作业质量的提升为基础。因此，如何加强各种技术方法的应用成为当前我国水利水电工程建设人员所需要重点研究的问题。 参考文献： 1 封云亚，沈春勇.喀斯特地区水利水电工程勘测与处理新技术J.水利水电技术，2005，09：73-76. 2 邓水根.论新科技发展背景下水利水电工程地质勘测的方法与技术J.河南科技，2014，03：16. 3 周淮泓.关于水利水电工程地质勘测方法的分析J.科技创新导报，2013，26：114.
