水利工程地质勘测技术与方法探讨

王朝宾

摘 要：水利工程建设是我国经济稳定发展的重要基础，地质勘测又是水利工程建设的中心环节。文章首先介绍水利工程地质编绘和编录方法，并阐述工程地质勘测方法中的山地勘探、钻探和工程物探等技术，再结合工程实际，了解全球卫星定位系统、遥感技术、地理信息系统等新技术在水利工程地质勘测中的应用状况，为了解我国水利工程发展状况提供依据。

关键词：水利工程；地质勘测；技术；方法

中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0003-02

随着我国水利工程的不断发展，地质勘测技术也受到高度重视，水利工程建设项目对地质勘测提出了更高要求，如加大勘探深度、提高勘探精度等，传统的水利工程地质勘测方法与技术已不能满足工程的需要。因此，在山地勘探、工程物探等传统地质勘测技术的基础上，寻求先进的新勘测方法，是目前我国水利工程地质勘测部门的重要任务。将计算机技术等先进科技应用于我国水利工程的勘测工作中，不但能提高水利工程勘测的精准度，而且能解决地质勘测中出现的难题，提高水利工程地質勘测的工作效率。

1 水利工程地质的编绘和编录方法

在地质勘查中，工程地质测绘的工作强度极大，主要包括对地质点的测绘、路线测绘、实测剖面图等。在勘察工程区时，一定要先了解其地壳的结构和地震活动等相关情况，再利用现有的测绘手段对其实施工程地质测绘，当遇到其他难题时，还需设立专项的地质研究小组。而在水利工程地质勘测中，遥感技术、全球定位系统和地理信息系统等新技术的应用，都体现出现阶段我国工程测绘及编录工作的发展情况。

2 水利工程地质勘测方法

2.1 山地勘测

山地勘测是运用机械或人力对地皮实施削土，或者通过挖坑、挖探井、探槽等手段，探测地表浅层的地质状况的一种勘探方法。山地勘测主要用于试验、观察地质状况、取样等地质勘探中，应用性极强。山地勘测由竖井勘测和平硐勘测两大类组成，由于山地勘测具备使用工具简单、技术要求低、勘测深度较浅等特点，所以经常被用于地表浅层的地质勘探。

2.2 钻 探

钻探是目前工程勘察中的主要手段之一，并在部分大型的水利勘探工作中得到广泛应用。在水利工程地质勘察中，常用的钻探技术有：

①金刚石钻进技术：利用金刚石钻进技术，可提高我国钻探的效率，将岩心采取率提升到90%。金刚石钻进技术的发展，同时也带动与之有关的设备和仪器的发展，为我国的水利工程地质勘探事业的发展奠定了基础。

②砂卵石层钻进技术：在水利工程的钻探工作中，砂卵石钻进技术是一项技术较高、掌握难度大的技术。我国水利地质勘测的专家采取技术攻关策略，深入研究砂卵石钻进及其取样技术，最终取得显著成就。将研制出的SM植物胶和MY-1A植物胶应用于砂卵石层钻进中，可使砂卵石层钻进技术升级，取得较大的社会效益。

③金刚石绳索取芯钻进技术：目前先进的钻探技术之一，其技术原理为勘测时实现不提钻也能采取岩芯，被广泛用于深孔和浅孔钻探中。

④软弱夹层钻进技术：软弱夹层处理一直是钻探中的难题，可在金刚石钻进技术的基础上增加悬挂装置、扶正装置和岩芯堵塞报警装置等新技术，形成软弱夹层钻进技术。

2.3 工程物探

地球物理勘探是目前较为常用的勘探手段之一，具体操作为：运用地质观测仪对被勘探地区的的物理磁场进行勘测，对物理磁场测量数据进行处理，并对地质状况进行解析后，可推断地下局部的地质体的属性、地理位置、具体结构、埋藏深度和含有量等。另外，工程物探主要包括两大类，即基于位场理论的重力场勘探、磁场勘探、直流电场等勘测方法和基于波动理论的地震波勘测、电滋波勘测等方法。

①重、磁位场勘探：重、磁位场勘探是目前最古老的物探方法，其缺陷是精度不足、可靠度较差。目前出现的精度较高的磁力仪和重力仪，能提高重力、磁力位场的勘测准确度。而微伽级重力仪是把微重力测量方法，直接用于洞库和边坡地质体变动状态的勘测中，可对其稳定性进行监测。

②地震勘测：地震CT常用于山体探测、钻孔、开挖隧道等工程中，地震勘测中的地震CT可用在二维和三维的地质成像中，使地质勘测从定向勘测向广泛化发展。

③电磁勘探：主要包括两种，人工场源连续的电磁波勘探和天然场源电磁测探。可将电磁勘探用来推测深埋长的隧洞围岩的结构特征、隐伏断层和异常区等，可为水利工程的安全施工提供保障。

④电法勘探：主要包括自然电场法、电阻率法和充电法等。新发展的高密度电法勘探主要借鉴了地震勘探中的数据采集法，实现对数据的自动采集，对其测量结果能实时处理，同时显示出剖面图。现阶段，电法勘探已经由单源和单点测量逐渐发展为多源和多点测量。

3 地质勘测新方法及其在水利工程中的应用

水利工程建设具备技术要求高、难度大、不稳定因素多等特点，因此，需引进先进的地质勘探技术来保证施工安全。本文主要了解全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）三种技术在水利工程中的运用状况，研究其在水利工程中的应用价值。

3.1 GPS在水利工程地质勘测中的应用

把全球定位系统（GPS）应用于水利工程的地质勘测中，是为了对观测点电位的三维坐标的精准性进行衡量。与传统的测量方式比较，GPS测量作业不要求各观测站的站点间有通视功能，其可控性和操作性较强。同时GPS勘测技术还能对观测作业实行高精确和持续性观测，观测的数据可直接输入计算机中，并被自动分析和处理。将全球定位系统技术用于水利工程项目的建设中，可解决跨沟和跨河后水准无法传递的难题。而将其直接用于高原、林区、偏远山区等控制点较少、通视条件差的地质勘测中，可提升测量的精度，还可合理控制测量的时间，提高水利工程地质勘测工作的效率。

3.2 水利工程地质勘测中应用RS技术

在地质勘测中采用RS技术，可扩宽地质测绘的覆盖范围，提高选址和选线的准确度，有效减少外业的工作负担，提高水利工程地质勘测工作的效率。遥感技术可分为三大类，即地面遥感、航空遥感和航天遥感，由遥感技术提供的图片，可按照相应的比例制成立体的影像图，真实地反映出勘测区域的地形地貌、渠道和隧洞等岩石的性质、滑坡、泥石流等信息。将所得信息交给专业部门处理，就能得到精确性较高的资料。目前遥感技术在地质勘测中的应用较广，成为地质勘测的主要手段之一。遥感技术不但能拓展勘测面，还能为其提供大量的资料信息，同时它生成的卫星影像立体感很强，可提高资料的利用效率，提升地质勘测工作的水平。遥感技术应用的特点主要有以下几点。

3.2.1 对区域构造稳定性分析

由于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，所以对研究区域构造格架，确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。

3.2.2 对水库的坍塌、滑坡等自然灾害的调查

对较大型的水库边坡有可能出现坍塌、滑坡或泥石流等自然灾害的调查中，应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译，结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量，分布及其稳定状态。

3.2.3 对岩溶调查

利遥感影像，特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势，像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象，而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异，判断地下水的分布和泉水分布等。

3.3 GIS在水利工程地质勘测中的应用

在GIS技术的支持下，工作人员不但可以完成各类工程地质图件绘制工作，而且可以針对相关图像数据、信息数据等实施合理分析，完善不同数据库的管理体系，并做好空间分析工作。现阶段，新研发的MAP2GIS在国内水利工程的应用较广，是一款成熟的地理信息系统软件。

4 结 语

水利工程地质勘测采用大量的勘测调查取得真实的数据，再运用多种方法进行分析和判断，确定水利地质的情况，发展勘测范围内水利地质存在的问题，并提出解决方案。我国是水资源比较丰富的国家，水利工程建设是水资源的合理开发和利用的前提，其建设质量的保障，应以地质勘测工作质量的提升为基础。但是我国的水利工程建设存在发展时间短、地质勘测技术不成熟、技术水平较低、地质不稳定因素较多等特点，与发达国家相比较，还有一定的差距。因此，只有全面了解目前我国的水利工程地质勘测技术的发展现状，积极采用先进的勘测技术，并实行自主创新，才能确保我国水利事业健康、顺利的发展。

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