水利水電工程地質(zhì)勘測(cè)方法及技術(shù)應(yīng)用

代新琴 吳世波

（1.十堰市水土保持監(jiān)督監(jiān)測(cè)站，湖北 十堰 442000；2.湖北華輝工程咨詢有限公司，湖北 十堰 442000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，社會(huì)建設(shè)的進(jìn)程不斷加快，水利水電工程建設(shè)是社會(huì)建設(shè)的重要組成部分。其中，地質(zhì)勘測(cè)工作是水利水電工程建設(shè)的基礎(chǔ)，即使勘測(cè)結(jié)果僅僅是出現(xiàn)績(jī)效的誤差，對(duì)水利水電工程的整體建設(shè)都是極大的打擊。因此，工程建設(shè)對(duì)勘測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的要求不斷提升，地質(zhì)勘測(cè)人員必須做到熟練掌握相關(guān)技術(shù)，提高勘測(cè)水平，才能符合工程建設(shè)的高要求。

一、水利水電工程地質(zhì)勘測(cè)方法

1.重力、電磁勘測(cè)法

重力、電磁的勘測(cè)方法相對(duì)于其他方法而言，是最為傳統(tǒng)的物探方法，應(yīng)用歷史最悠久。與地震探測(cè)法比較，在可靠程度與精準(zhǔn)度上，都存在較大差異。但隨著科技的不斷進(jìn)步，磁力勘測(cè)儀與重力勘測(cè)儀的精準(zhǔn)度都得到極大的提升，數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性也得到提高。同時(shí)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入重力、電磁的勘測(cè)方法中，可以加強(qiáng)磁性矢量層析成像理論的研發(fā)力度，這些都是促進(jìn)重力、電磁勘測(cè)方法的高效運(yùn)行。通過(guò)這項(xiàng)勘測(cè)技術(shù)，可以對(duì)水利電力工程中遇到的深埋長(zhǎng)隧洞圍巖介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、斷層、碎裂帶以及異常區(qū)等內(nèi)容進(jìn)行深入探測(cè)，提高水利電力工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2.地震勘測(cè)法

地震勘測(cè)法是指，在水利水電工程中的地質(zhì)勘測(cè)階段內(nèi)，通過(guò)人工方式激發(fā)震源，并搜集地震波的相關(guān)數(shù)據(jù)，交易處理運(yùn)用的勘測(cè)方法。激發(fā)震源的人工手段有許多種，但就目前的水利水電工程技術(shù)來(lái)說(shuō)，地震勘測(cè)法的運(yùn)用范圍在持續(xù)拓展，方式也隨著勘測(cè)目的的不同不斷豐富。例如，在建設(shè)大型水利水電工程的勘測(cè)工作中，要通過(guò)地震勘測(cè)法對(duì)巖體質(zhì)量進(jìn)行定性評(píng)估，其中彈性波縱波的數(shù)據(jù)應(yīng)用，能夠收獲較好的工程效益及經(jīng)濟(jì)效益。此外，我國(guó)自身研發(fā)的水平地震剖面法、負(fù)視速度法，以及從西方國(guó)家引進(jìn)的反射層析成像超前預(yù)報(bào)技術(shù)等，可以通過(guò)地震勘測(cè)法中反射波的數(shù)據(jù)，對(duì)隧道進(jìn)行預(yù)先預(yù)報(bào)中的技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行有效的改善處理，具備深層研究的價(jià)值。當(dāng)前我國(guó)的地震勘測(cè)法的使用已經(jīng)較為成熟，在成像方式上具有較高的發(fā)展，能夠?qū)⒄鹪窗l(fā)出的各類震波數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，展開(kāi)二維甚至三維的分析成像，促進(jìn)地質(zhì)勘測(cè)工作的穩(wěn)定發(fā)展[1]。

3.電發(fā)勘測(cè)法

電發(fā)勘測(cè)法是自然電場(chǎng)法、充電法、激發(fā)極化法、電磁感應(yīng)法、電阻率法等方法的總稱。依據(jù)各類型方法的基礎(chǔ)理論差異化分，可分為兩種，交變電流法和穩(wěn)定電流法。在實(shí)際的水利水電工程建設(shè)中，地質(zhì)勘測(cè)工作使用最多、最廣泛的是電阻率法。隨著近年來(lái)科技的發(fā)展，高密度法逐漸普及。雖然高密度法也屬于電阻率法的范疇，但其融入了地震勘測(cè)法中具有獨(dú)特性質(zhì)的數(shù)據(jù)采集方式，能夠提高自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的速度，及時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，并將其實(shí)施處理。同時(shí)，將以往采取的一維勘測(cè)轉(zhuǎn)變發(fā)展為二維勘測(cè)方式，并結(jié)合單點(diǎn)、單源測(cè)量技術(shù)，朝著三維的勘測(cè)技術(shù)邁進(jìn)。

二、水利水電工程地質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用

1.GPS技術(shù)的應(yīng)用

GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)，在水利水電工程建設(shè)的地質(zhì)勘測(cè)工作中使用CPS技術(shù)，可以對(duì)勘測(cè)地點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行衡量觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效保障。與傳統(tǒng)的地質(zhì)丈量法相比，其具有更高的可控性和可操作性，且透視功能更加清晰。同時(shí)，在GPS技術(shù)的使用中，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、精確度高的勘測(cè)任務(wù)，并在觀測(cè)工作結(jié)束后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為工作人員在研究過(guò)程中的數(shù)據(jù)使用提供便捷。此外，勘測(cè)地點(diǎn)周?chē)沫h(huán)境，如天氣、地域等條件對(duì)GPS系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)造成過(guò)多影響。GPS系統(tǒng)的使用極大縮短了勘測(cè)作業(yè)的時(shí)間，提高了地質(zhì)勘測(cè)的效率，受到地質(zhì)勘測(cè)工作者的極大認(rèn)可[2]。

2.RS技術(shù)的應(yīng)用

RS技術(shù)即遙感技術(shù)，該技術(shù)在水利水電工程的地質(zhì)勘測(cè)工作中提供了重要的幫助。依據(jù)電磁波理論可以了解到，通過(guò)各種類型的傳感器對(duì)距離較遠(yuǎn)的目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定后，可以獲得較為完整的電磁波反饋信息，再通過(guò)收集處理，進(jìn)行分析成像。經(jīng)這種特性引入水利水電工程的地質(zhì)勘測(cè)方式中，能夠有效提升勘測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，在需要擴(kuò)大勘測(cè)基礎(chǔ)時(shí)，可以通過(guò)提前做好基礎(chǔ)選擇工作，來(lái)合理地?cái)U(kuò)大勘測(cè)工作的覆蓋面，并且在控制外業(yè)工作量后能夠有效提升地質(zhì)勘測(cè)工作的質(zhì)量與效率。因此，遙感技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用于重大水利水電工程項(xiàng)目的地質(zhì)情況調(diào)查中，對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，掌握實(shí)際的地質(zhì)資料。

3.鉆孔彩色電視技術(shù)的應(yīng)用

鉆孔彩色電視技術(shù)是在20世紀(jì)70年代末期被研發(fā)出來(lái)，經(jīng)歷多年的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，將其應(yīng)用到地質(zhì)勘測(cè)工作中，對(duì)水利水電工程建設(shè)具有重要推進(jìn)作用。相比于其他的物理勘測(cè)技術(shù)而言，鉆孔彩色電視技術(shù)有效地將電子技術(shù)與地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)中的鉆孔勘測(cè)技術(shù)融合，極大地提高了地質(zhì)勘測(cè)工作的效率。同時(shí)，該技術(shù)還具有耐沖擊性強(qiáng)、耗能低等優(yōu)勢(shì)，并且可以將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)彩色圖像顯現(xiàn)，對(duì)地質(zhì)勘測(cè)的數(shù)據(jù)分析提供重要的助力。該技術(shù)使用壽命長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中受到相關(guān)工作者的喜愛(ài)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS、RS、鉆孔彩色電視技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中的使用愈發(fā)頻繁，這些技術(shù)的熟練應(yīng)用有效地提高了地質(zhì)勘測(cè)方法的運(yùn)行效率以及數(shù)據(jù)質(zhì)量，為我國(guó)水利電力工程建設(shè)提供了強(qiáng)大的支撐力量。