水工物探的现状与发展

曾宪强

水工物探的现状与发展

曾宪强

（中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院 云南昆明 650041）

我国的水工物探或称水文与工程物探始于1952年，由顾功叙老前辈主持，在北京石景山发电厂应用电法找水。1954年原燃料工业部水力发电总局北京勘测设计院成立了水利电力部门的第一支物探电法队。据不完全统计，到目前水利部所属的七大流域委和各省、市级水利水电勘测设计院有近1000多人的物探队伍；中国水电顾问集团公司和中国电力顾问集团公司所属水电水利勘测设计院也有1000多人的物探队伍；加上铁道、地矿、冶金、工民建、化工、航天、煤田、石油、大专院校和科研单位等，从事工程物探的专业人员估计约在10000人左右。在这么多从事工程物探的人员中,水利水电物探队伍经历60年的发展壮大,已经成为国内工程物探技术力量最强的队伍。

在工程物探前面又加了一个水字，当然主要的工作是与水打交道了，水利、水电相关工程地质和水文地质问题是我们早期的主要工作对象，如河床冲积层的厚度、覆盖层的厚度，地下水的流向、流速，断层的查找、追踪，溶蚀构造探测等等，水工物探早期大多以直流电法勘探为主，辅助性地解决一些地质问题。上世纪八十年代初期，弹性波理论发展起来的地震勘探技术（包括地震折射波法、地震反射波法和地震波层析成像技术），使勘探精度大大提高。地震勘探方法与电法勘探方法有机地结合，能更好地综合解决工程地质和水文地质问题。

20世纪80年代后期至90年代初期，由于弹性波技术和光学成像技术的发展，水工物探除了继续开展前面的工作之外，开始逐渐进入水利水电建设施工期的质量检测，大坝建基岩体质量的鉴定、验收,结构混凝土质量的检测（包括混凝土强度和缺陷的检测）,锚杆钢筋长度和注浆饱满度的检测；固结灌浆和帷幕灌浆质量的检测、电磁波和弹性波层析成像技术等等。这些方法慢慢成了工程建设期施工质量监督、检测与评定的主要方法，进入工程建设专门的招标投标程序，并逐渐形成相关的规程规范。

进入新千年来，随着水利水电建设高峰的到来，探地雷达技术、高密度电法、多道瞬态面波法、双源面波法、电磁波（弹性波）层析成像技术、多波地震勘探法、钻孔弹模测试技术、高清晰钻孔光学成像技术、瞬变电磁法、大地电磁法、隧道超前预报技术、附加质量法、流场法等新技术新方法的引进和开发，使为工程勘测服务的水工物探技术得到了极大的丰富和提高，为施工期工程质量服务的监督、检测、试验技术获得了突破性的进步，并向工程质量监测方面渗透（作者认为监测工作其实是检测工作在时间域上的延续）。近十年来，弹性波理论、电磁波理论的发展和计算机技术、软件技术的不断进步，使以上这些技术和方法在勘测、检测的精度方面有了很大的提高，勘测的垂向深度也有了显著的增大。如面对松散堆积体、深厚覆盖层、溶蚀发育区、地下采空区等复杂地质情况进行勘探时，也能得到比较满意的成果。监测工作也逐渐成为传统水工物探队的一个重要组成部分。

最近几年，遥感遥测技术、红外探测技术、Insar（合成孔径雷达）技术、微震监测技术、声发射监测技术的发展和应用，给水工物探带来全新的理念。这些技术可监测和检测到微弱的异常信号，能够远距离、长周期、大面积在不接触被观测体的情况下，监测异常信号的演变和发展，甚至可以预警、预报工程和地质灾害。 可以预测，今后水工物探将由勘测期、施工期向水利水电枢纽的运营期转移。从建国以来，尤其是1958年的建设高峰，到最近二十多年的水利水电工程建设高峰，修建了数目巨大的水工建筑物。目前可建的工程已越来越少，已建好的水工建筑物需要定期进行健康检查、诊断和维护加固，还有不少处于病险状态的需要检查、诊断、治理。如水库的瘀积、清淤，水下结构物损害的检查和修复，坝体、坝基和帷幕的渗漏问题，大坝面板的脱空状况，库岸边坡的稳定情况等等，都需要我们去查找，以辅助诊断和进行工程处理。如此，水下机器人、水下三维声纳、浅层剖面仪、多波束测深仪等技术和设备被引入到我们的工作领域。随着海上风电、潮汐发电站的建设，以上设备和技术得到了广泛的应用；同时海上其他物探工作也正在逐步开展，国家海洋资源的开发还将给我们带来更多的机遇和挑战。

中国水利电力物探科技信息网（以下简称物探信息网）创建于1976年11月，是水利水电科技信息工作体系、信息网络的重要组成部分。物探信息网办有内部刊物《工程物探》（季刊），多年来在行业内外持续地开展学术交流和学术活动，是全国工程物探领域最活跃的信息平台。这次在《水利规划与设计》刊载的文章，是我们2010年至2013年在内部刊物《工程物探》刊载的部分文章。由于时间跨度太长，已有部分文章已在其他公开刊物上刊载过，而未能纳入本期范围，所以还不能展现目前水工物探工作的全貌。希望通过这个专辑，能让业内各专业的专家管窥到水工物探近年来的一些变化，并对我们的工作提出批评和建议，以促进水工物探更好的发展！

曾宪强（1948年- ），男，教授级高级工程师，中国水利电力物探科技信息网理事长。