新形勢下水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用分析

張志遠(yuǎn)

（山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)，山西運(yùn)城044000）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們應(yīng)該適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)地質(zhì)研究當(dāng)中各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)楝F(xiàn)如今能源危機(jī)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷加劇，在能源供需方面存在著極大的矛盾。基于不同的時(shí)代下，地質(zhì)學(xué)方面的研究也相繼獲得了不同程度的突破。但是由于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過度依賴能源，并且在能源方面的需求呈現(xiàn)逐年增加的現(xiàn)象，因此，需要選擇合理且有效的方法在合理的范圍內(nèi)將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用其中，從而更加全面的分析地質(zhì)環(huán)境，滿足技術(shù)方面的需求。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的概述

1.1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的要求

為了能夠更好地開展水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，本文就水工環(huán)地質(zhì)勘察的基本要求展開分析，首先需要選擇科學(xué)合理的方式開展水工環(huán)地質(zhì)勘察，一般包括：地下水工環(huán)實(shí)際情況的勘察、地理?xiàng)l件的勘察以及地下水層分布條件的勘察等。在進(jìn)行實(shí)際勘察時(shí)，要準(zhǔn)確地掌握施工現(xiàn)場的具體水位變化情況以及地下水等流經(jīng)情況等，了解施工現(xiàn)場的水層厚度、流向、水位以及分布情況，進(jìn)一步與政府相關(guān)部門所提供的相關(guān)資料進(jìn)行結(jié)合分析，準(zhǔn)確地對地下建筑的實(shí)際情況進(jìn)行評估以便后續(xù)的施工。

1.2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的內(nèi)容

一般在開展水工環(huán)地質(zhì)勘察的時(shí)候所需要勘察的內(nèi)容相對較為廣泛，并且每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要針對不同的重點(diǎn)進(jìn)行勘察。具體內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

（1）制定科學(xué)的勘察方案。在進(jìn)行方案制定的過程中需要與實(shí)際情況相結(jié)合，并且針對地下水進(jìn)行初步檢測的過程中要準(zhǔn)確地記錄數(shù)據(jù)，將所有的數(shù)據(jù)全部記錄在統(tǒng)一的表格當(dāng)中，可以清楚且直觀地將所有的勘察結(jié)果體現(xiàn)出來。在實(shí)際測量的過程中應(yīng)該將勘察的重點(diǎn)放在地下水位的深度和頂板深度方面。

（2）設(shè)計(jì)過程中，可以引入電法技術(shù)看勘察地下水的水流速度與流向，也要做好數(shù)據(jù)的記錄工作，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)可以為后續(xù)的勘察提供一定的依據(jù)。

（3）充分的利用先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)備，并且可以通過收集資料的方式來提高工作效率，提高勘察的質(zhì)量。

1.3 水工環(huán)地質(zhì)勘察的應(yīng)用領(lǐng)域

雖然說現(xiàn)階段我國各個(gè)城市的發(fā)展情況不盡相同，但是地質(zhì)勘察技術(shù)是所有建設(shè)過程中都必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，其中水工環(huán)勘察技術(shù)的使用范圍相對較為廣泛。第一，可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)范圍當(dāng)中，水工環(huán)勘察技術(shù)能夠高效地對疾病進(jìn)行預(yù)防和分析；第二，將水工環(huán)勘察技術(shù)應(yīng)用于土地資源當(dāng)中，這樣可以確保土地資源的利用情況更加合理；第三，推動(dòng)城市化進(jìn)程的發(fā)展。在城市化建設(shè)的過程中，水工環(huán)勘察技術(shù)能夠在很大程度上為城市建設(shè)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，特別是當(dāng)前的建設(shè)現(xiàn)代都市的過程中，所涉及到因素種類繁多，并且各項(xiàng)因素之間關(guān)系錯(cuò)中復(fù)雜，以致于城市化建設(shè)的難度不斷攀升，嚴(yán)重地阻礙了城市的發(fā)展。

2 水工環(huán)地質(zhì)問題對工程地質(zhì)勘察的重要性

2.1 地下水上升對工程地質(zhì)的影響

一般引起地下水位上漲的原因有很多，例如：降雨、施工以及人工灌溉等。并且地下水位的上升會在很大程度上導(dǎo)致土質(zhì)疏松、呈現(xiàn)沼澤化現(xiàn)象，致使建筑工程地基的承載力大幅度下降，間接導(dǎo)致最初的設(shè)計(jì)方案無法滿足當(dāng)前的地質(zhì)情況，從而嚴(yán)重地影響了工程的建筑質(zhì)量[1]。雖然說地下水的上升并不會增加自重應(yīng)力，但是卻能夠造成土壤的壓縮現(xiàn)象。因工程發(fā)生了沉降，建筑物的生命周期與質(zhì)量必然會受到極大的影響。另外，地下水長期呈現(xiàn)上升的狀態(tài)就會對建筑物的地基形成強(qiáng)烈的腐蝕，從而引發(fā)預(yù)埋件出現(xiàn)斷裂。

2.2 地下水下降對工程地質(zhì)的影響

地下水下降會在很大程度上對工程的地質(zhì)產(chǎn)生影響。工程施工、采礦、抽水灌溉、水庫蓄水等項(xiàng)目的發(fā)生都會導(dǎo)致地下水出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，并且在較短時(shí)間內(nèi)就能夠改變土質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一旦土壤的自重應(yīng)力增加，就會出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，直接對地表建筑物的穩(wěn)定性造成極大的影響。

2.3 地下水流動(dòng)對工程地質(zhì)的影響

能夠?qū)こ痰刭|(zhì)造成不利影響的因素不僅僅包括地下水的上升或者下降，還包括地下水的流動(dòng)方向和速度。如果說地下水的流動(dòng)情況較為頻繁，那么土壤就會呈現(xiàn)出不同程度的收縮或者膨脹現(xiàn)象，該變了巖層的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致巖層出現(xiàn)基坑，影響到土地的實(shí)際承載能力，如果長期受到這樣的影響，就會在無形中為工程的質(zhì)量安全埋下隱患。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察的影響因素

3.1 政策因素

在水工環(huán)地質(zhì)勘查過程中政策因素所帶來的影響是非常大的，對于找礦方面的地質(zhì)勘察來說，具備極強(qiáng)的商業(yè)性，所以其在進(jìn)行地質(zhì)勘察的時(shí)候沒有結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行尋找與勘察，反而將大部分的勘察重心都放在了礦石的數(shù)量與質(zhì)量上，過于重視企業(yè)的經(jīng)營利益，嚴(yán)重地影響了勘察工作的有序開展，也直接將勘察工作的質(zhì)量和效率大幅度降低，以致于在后續(xù)施工過程中出現(xiàn)諸多難以解決的問題[2]。造成這些問題出現(xiàn)主要原因是開展勘察的單位并沒有深入到施工現(xiàn)場進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘察，因?yàn)椋覈刭|(zhì)勘察工作的開展與當(dāng)前所現(xiàn)行的相關(guān)政策之間存在很多的矛盾。就商業(yè)性的地質(zhì)勘察來說，勘察所使用的資金都是礦的產(chǎn)權(quán)人經(jīng)過一系列方法采取多種多樣的措施所籌集的，與其他行業(yè)相比較來說存在較大的特殊性。因?yàn)閷τ诘V業(yè)的產(chǎn)權(quán)人來說，其最終目的就是希望能夠以最少的成本獲取最大的利益，在采礦的過程中還會選擇合理的手段提升礦的產(chǎn)量[3]。現(xiàn)如今，很多企業(yè)為了縮減成本已經(jīng)簡化了很多工作流程，特別是地質(zhì)勘察方面。如果要按照相關(guān)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)展開地質(zhì)勘察工作，則會在無形中增加工作難度。礦業(yè)產(chǎn)權(quán)人在進(jìn)行地質(zhì)勘察的過程中沒能夠選擇正確且合理的開采方法，加上政策原因?qū)Φ刭|(zhì)勘察安全性所造成的影響，促使相關(guān)企業(yè)的工作人員選擇合理的措施逐漸完善此方面的相關(guān)政策。

3.2 技術(shù)因素

當(dāng)前階段我國所使用的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)仍然以傳統(tǒng)技術(shù)為主，當(dāng)前較為先進(jìn)的一些技術(shù)手段還沒有在水工環(huán)地質(zhì)勘察中被廣泛應(yīng)用，并且在實(shí)驗(yàn)的過程中尚未得到技術(shù)與理論方面的支持，造成在水工環(huán)地質(zhì)勘察的工作效率與質(zhì)量相對較低，不僅沒能夠促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的進(jìn)步，反而阻礙其發(fā)展[4]。所以，對于企業(yè)而言，其應(yīng)該積極地采取行之有效的手段將國外先進(jìn)的技術(shù)引入到我國水工環(huán)地質(zhì)勘察工作當(dāng)中，這樣才能夠真正地將我國的勘察技術(shù)提高，成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>

3.3 人員因素

在具備商業(yè)性質(zhì)的地質(zhì)勘察工作中，礦產(chǎn)的勘察是尤為重要的，因?yàn)樵陂_采礦產(chǎn)的時(shí)候，需要對水文地質(zhì)知識進(jìn)行相應(yīng)的跟蹤，并且需要時(shí)刻將其放在首位位置上，切勿因其他因素而忽視了其的重要性。但是，在實(shí)際勘察的過程中相關(guān)的工作人員經(jīng)常會忽視勘察中所存在的水文地質(zhì)工作，將精力更多的集中在控制礦床當(dāng)中，并且就礦產(chǎn)的開采工作進(jìn)行了深入的分析與探究。有很多地區(qū)在地質(zhì)勘察的過程中并沒有針對水文地質(zhì)提出過較高的要求，并且很多規(guī)范與工作標(biāo)準(zhǔn)都尚未達(dá)到國家所制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；另外，還有很多勘察人員甚至都不知道礦產(chǎn)的詳細(xì)情況就盲目地提交報(bào)告，這樣的工作方法對我國礦業(yè)的發(fā)展十分不利，不僅無法幫助企業(yè)創(chuàng)造更高的價(jià)值與效益，還在很大程度上限制了企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，對于后續(xù)的工作而言也存在較大的安全隱患問題[5]。由于工作人員嚴(yán)重的缺乏此方面的相關(guān)知識、經(jīng)驗(yàn)和技能，導(dǎo)致在進(jìn)行地質(zhì)勘察的過程中問題頻發(fā)。所以，對于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作來說，在選拔地質(zhì)勘察人才的過程中需要充分地去考慮人才所具備的專業(yè)知識與技能，在合理的范圍內(nèi)為企業(yè)挑選具備高水平、高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

4 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 GPS勘察技術(shù)的應(yīng)用

GPS全球定位系統(tǒng)是當(dāng)前階段非常先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，并且可以為海陸空等領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)的、高精準(zhǔn)度的、全天的導(dǎo)航服務(wù)。如果說將該技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察當(dāng)中，不僅能夠有效地降低外界人員對勘察的干擾，還能夠提供更為準(zhǔn)確的勘察信息。此外，GPS全球定位技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Νh(huán)境中的水文分布、環(huán)境污染以及地質(zhì)災(zāi)害等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，并能夠在第一時(shí)間完成所有數(shù)據(jù)的傳輸與處理，既能夠提高勘察的效率和質(zhì)量，還能夠提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

4.2 TEM勘查技術(shù)應(yīng)用

TEM勘查技術(shù)也被稱為瞬變電磁法技術(shù)，一般情況下這種方法會被用來進(jìn)行捕捉和判定。因?yàn)楫?dāng)波長足夠穩(wěn)定的時(shí)候可以在很大程度上對地下巖石的成分進(jìn)行確定。其原理與低頻電磁技術(shù)基本上類似。因?yàn)榈皖l電磁技術(shù)就是通過電磁波進(jìn)行捕捉，從而進(jìn)一步去分辨地下礦石的種類[7]。由于礦石的種類不同其所捕捉到的電磁波也不盡相同，所以電磁波的長與短能夠作為確定地下礦石成份的主要依據(jù)。將這種方法應(yīng)用于地質(zhì)勘察當(dāng)中不僅可以獲取精準(zhǔn)的結(jié)果，還能夠有效減少人工成本。

4.3 電法技術(shù)的應(yīng)用

在水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中電法技術(shù)的使用是最為廣泛的，因?yàn)樵摷夹g(shù)具備極強(qiáng)的實(shí)用性，能夠有效地促進(jìn)勘察水平的提升。此外電法技術(shù)的應(yīng)用歷史相對較長，所以技術(shù)方面也十分成熟，一般電法技術(shù)的使用方式有兩種：一是，高密電法。這種勘察方法以方式為核心來完成勘察，通常在野外使用，具備操作方法簡單、勘察數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)；二是，激化法。這一方法則是利用相關(guān)的手段激化巖石，因?yàn)閹r石的內(nèi)部存在一定的差異，可以通過不同的差異分辨結(jié)果，這樣的方式主要應(yīng)用在巖石勘察或者水資源勘察方面。

4.4 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK 技術(shù)也被稱為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，其所具有的主要作用就是對兩個(gè)測量站的載波相位進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理于觀測，把基準(zhǔn)站中所采集到的載波相位實(shí)時(shí)傳輸?shù)接脩舻慕邮諜C(jī)上，從而求出坐標(biāo)。與GPS衛(wèi)星定位技術(shù)相比較而言，該技術(shù)既能夠完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，還能夠?qū)崿F(xiàn)定位的精準(zhǔn)程度，可以在完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的同時(shí)有效地提高作業(yè)的效率及質(zhì)量，可以在一定程度上為工程的放樣以及地形的測量提供了新的方法[8]。如果將該技術(shù)與GPS技術(shù)結(jié)合使用，不僅能夠增加測量數(shù)據(jù)的精確度，還能夠更加及時(shí)準(zhǔn)確的對水文分布、地質(zhì)災(zāi)害以及環(huán)境污染等問題進(jìn)行判斷，推動(dòng)我國的水工環(huán)地質(zhì)勘察的發(fā)展。

4.5 RS技術(shù)的應(yīng)用

RS 技術(shù)是利用遙感技術(shù)對自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防與勘察，同時(shí)也可以將該技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用到農(nóng)作物的產(chǎn)量預(yù)估、植被資源調(diào)查以及病蟲害的預(yù)測等方面。但是由于當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常快，該技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸變得越來越廣泛，并且遙感技術(shù)也逐漸從原本單一的形式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣募夹g(shù)，同時(shí)在城市地質(zhì)勘察以及環(huán)境監(jiān)測等方面都取得較為理想成績。

5 結(jié)論

綜上所述，在新形勢之下利用水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)對于國家社會的發(fā)展有著非常重要的意義，同時(shí)也對我國當(dāng)前能源緊缺的現(xiàn)象起到了很好的緩解作用，所以政府相關(guān)部分需要重視此方面所存在的問題，并在一定程度上給予財(cái)政方面的支持。當(dāng)前階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用主要包括：GPS 勘察技術(shù)的應(yīng)用、TEM勘查技術(shù)應(yīng)用、電法技術(shù)的應(yīng)用、RTK技術(shù)的應(yīng)用以及RS 技術(shù)的應(yīng)用。將這些技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察當(dāng)中對于環(huán)保領(lǐng)域以及防災(zāi)領(lǐng)域而言有著非常重要的意義，所以就需要在發(fā)展的過程中不斷地去完善此方面的相關(guān)內(nèi)容與規(guī)定，確保勘察的價(jià)值能夠被充分的發(fā)揮出來。