水利水电工程地质勘测方法与技术分析

2020-02-15向腾飞望杰芸

建材与装饰 2020年25期

许源，向腾飞，望杰芸

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

0 引言

水利水电工程的大力开发及建设数量的增加，推动社会与经济的发展。然而随着人们生活水平的不断提高，对水利水电工程质量提出的要求也越来越严苛，为了满足水利水电工程的建设质量要求，进行地质勘测是最为重要也是最基础的工作。在水利水电工程建设前期，进行必要的地质勘测，可以确保工程选址的合理性、功能及规模的科学性。然而，传统的地质勘测技术已经不能满足当下水利水电工程建设的需求。对地质勘测的方法与技术进行分析与总结，不仅有利于提高地质勘测的准确度，还能为水利水电工程提供基础性的保障。

1 水利水电工程进行地质勘测的重要性

1.1 确保水利水电工程建设方案的科学合理

水利水电工程建设直接影响着国家经济的发展，其方案的科学合理，更是直接影响着建设工程整体的质量。因此，水利水电工程在进行建设之前，应对设计方案进行全面地分析，从水利水电工程的投资、选址、布局规划以及施工管理上进行综合判断，以保障水利水电工程方案的科学性和合理性。在对水利水电工程进行设计和施工建设的全过程中，地质条件都是影响工程的重要因素之一。地质条件的稳定与否，很大程度上决定了水利水电工程的施工难易程度及安全性。因此，在进行工程设计和施工前，应对水利水电工程场地进行地质勘测，掌握工程场地周边的地质环境和地质构造情况，了解水文特征。在进行水利水电工程建设方案设计时，结合地质勘测的资料，可以保障工程结构的稳定性，也为工程施工建设提供可靠的依据，从而保证水利水电工程建设方案的科学合理。

1.2 保障水利水电工程施工建设的安全性

水利水电工程在进行施工建设时，涉及的工作内容繁杂、环节较多，因此施工工期一般较长。水利水电工程整体的施工质量，主要依赖于建设过程中各个环节的施工质量。任何一个环节出现质量问题，都会直接影响整个工程的施工质量。如果在施工前，没有对施工场地的地质情况进行勘测查明，对地质结构及水文情况等不够了解，则会增加水利水电工程建设的风险。所以，水利水电工程的地质勘测工作，对工程建设发挥着基础性的保障作用。

1.3 有效控制水利水电工程的成本造价

通常水利水电工程的建设规模都比较大，整个工程在建设的过程中，需要大量的资金来进行扶持。所以，在水利水电工程中，对工程造价的控制显得尤为重要。而通过对施工场地进行地质勘测，对场地的地质条件、地质结构以及水文情况等进行全面地掌握了解，可以为水利水电工程的设计和施工的优化提供可靠的依据，减少不必要的资金投入，进而实现资源的合理配置，有效降低施工成本。

2 水利水电工程地质勘测方法

2.1 地质测绘及编录

地质测绘及编录是水利水电工程地质勘测中最基本的方法，也是一项非常重要的工作内容。通过这种方法，不仅可以获取基本的地质资料，还能根据类似工程的相关经验，在时间与空间上，对工程场地内的地质变化进行科学的分析和合理的解释，从而对深层的地质情况进行准确预判，提前预防可能出现的地质风险，为水利水电工程建设的顺利推进提供有力的保障。

2.2 信息技术的运用

21 世纪以来，信息技术蓬勃发展，网络科技越来越发达，人们对信息技术及网络资源的利用程度越来越高。通过网络资源，可以获取更多地质勘测相关的技术信息，有助于掌握全面的地质勘测数据。借助于网络信息技术，还可以实现远程遥控。水利水电工程中用到的WebGIS 技术，就是网络技术发展的产物。水利水电工程地质勘测中运用网络技术，可以辅助地质人员进行绘图作业，帮助测绘人员进行科学的分析，进而保障地质勘测的准确性，还能推动网络在功能性层面的发展。GIS 技术是比较常见的地理信息系统，可以为水利水电工程的建设提供系统上的支持。通过这种技术，工程地质人员可以绘制、生成多种工程地质图件，还能保障数据信息的科学性及合理性。此外，GIS 技术还可以丰富、完善地质资料，提高水利水电工程整体的经济效益及社会效益。

2.3 GPS 技术的运用

作为定位系统，GPS 技术对水利水电工程地质勘测具有非常重要的作用，能够科学准确地测量出点位坐标。与传统的测量方式相比，GPS 技术操作起来更加的简单，且可控性较强，准确率较高，避免了观测点之间通视功能上的诸多要求。水利水电工程中GPS 技术的运用，不仅可以保障测量结果的准确性，还能实现持续测量，将测量的数据实时传输至计算机上，对数据进行快速、科学合理的分析及处理。

2.4 遥感技术的运用

遥感技术主要是应用电磁波的运作原理，通过利用各种传感器对远距离目标产生的辐射以及发射的电磁波信息进行收集、处理并成像，主要对地面上的物质进行探测和识别。水利水电工程中，运用遥感技术，可以提高选线及选址作业的质量，与传统的方法相比，不仅能增大测绘覆盖面，还能科学地指导野外勘测作业，避免不必要的野外勘测工作，从而提高地质勘测工作的效率。

2.5 山地勘探方法

山地勘探能够揭示地表浅层的地质情况，通过运用人工及机械设备，进行剥土、探坑、探槽以及探井等作业，实现对地质体的观察及试验工作。这项技术在运用的过程中，所使用的设备、工具和技术要求都比较简单。所以，山地勘探技术不能对深度较大的地方进行勘探，只能对地表等浅层地质进行勘察。

2.6 地震勘探方法

地震勘探技术是水利水电工程中常见的勘测技术，也是主要的勘测技术之一，不仅可以将钻孔、隧道作为勘测对象，还能利用边坡或山体开展工作。该技术通过对地质体进行三维成像和解译，促进地质勘测由定性化向定量化转变。

2.7 电磁勘探方法

电磁勘探主要分为两种：①天然场源；②人工场源。电磁勘探技术在水利水电工程中的运用，可以有效提高工程的经济效益。在水利水电工程中，通过运用可控源音频大地电磁法及电阻率成像技术，采用水来对隧洞岩体介质结构特征及破碎带等异常区域可能会对水利水电工程造成影响的因素进行推测和分析，可以起到预防的作用。

3 水利水电工程地质勘测方法技术的应用

3.1 物探技术的应用

物探技术是地球物理勘探技术的简称，是指通过观测各种地球物理场的变化以及分析其变化规律来探测目标区地质构造、地层岩性等基本地质条件。

物探技术主要的载体是观测仪器，在工程项目建设的实际应用中，可以保障所采集到的数据的准确度。与钻探技术相比，物探技术具有成本低、设备轻便、效率高等优点；此外，由于水利水电工程地质勘测工作主要在野外进行，物探技术借助其工作空间灵活的优势，具有较强的野外适应性。但该技术不能取样，无法直接观察，故多与钻探技术配合使用。

3.2 钻孔彩色电视系统的运用

钻孔彩色电视系统在水利水电工程地质勘测中也被广泛地运用。科技的进步，加快了电子技术的发展，同时，水利水电工程中对地质勘测的精准度要求也越来越高。与物理勘测技术相比，钻孔彩色电视技术将电子技术与钻孔地质勘测技术相结合，提高地质勘察的工作效率。这项技术的优点在于，能耗较低、耐冲击性较强，同时还具备彩色图形重现的功能，在实际的勘察作业中，发挥着重要的作用。除此之外，还能充分发挥其独特的特征，能有效保障地质勘测的准确性。此外，这项技术具有较长的使用寿命，促进其在水利水电工程中地质勘测中的广泛应用。

3.3 地球物理层析成像技术的运用

作为CT 学与地球物理学相结合的一项技术，地球物理层析成像技术是近几年提出的。该技术在实施过程中，一般通过在钻孔与钻孔、地面与钻孔间发射并接收地震波或电磁波，并将相应位置上接收到的地球物理信号经CT 技术处理后得到目标勘探区的图像，供分析使用。作为水利水电工程地质勘测技术的一种，在CT 技术的实际操作中，技术人员不仅需要掌握成像技术，还应集中采集通过接受及反射的方式所形成的透射波。通过对透射波的接收及发射，对勘测数据进行采集、分析和处理，实现地质勘测，从而掌握地质构造、属性以及其他地质情况。