水利水电工程地质勘察的相关理念和方法

【摘要】本文主要总结地质勘察在水利水电工程中的实践经验，目的为了使工程地质勘察水平获得提升，使勘察周期进一步缩短，从而使整个工程施工效率大大提高。同时在勘察过程中整理了一些相关的理念和方法，希望能够对水利水电工程地质勘察工作提供一定的参考作用。

【关键词】水利水电工程；地质勘察；地质勘探

地质勘查技术的发展使得我国地质勘察质量稳步提升、勘察周期逐渐缩短、劳动生产率持续提升，在水利水电工程上取得了丰硕的成果。将遥感、全球定位系统、地理信息系统、工程地质测绘与编录、工程钻探和山地勘探、工程物探等勘察方法和技术融合应用到我国水利水电工程建设中去。下面就针对上述逐一探究：

1、遥感技术

遥感技术可以大致划分为地面遥感、航空遥感、航天遥感三类，遥感提供按一定比例缩小的真实图片，可以把大面积的将地层岩性、地质构造、地貌形态以及滑坡、泥石流、岩溶等外动力地质现象展现出来。再将得到的数据交给专业部门进行解译，把得出结果应用到工程建设中去。遥感技术凭借其丰富的信息、良好的立体感、广阔的视域等技术特点，被水利水电工程之中所涉及的地质问题所广泛应用。对于遥感技术的应用主要在以下几个方面：一、对区域构造稳定性进行研究。因为遥感图像可以对区域地质、地貌形态、水系分布等各种特征有一个很好的展现，同时还可以提供相当多的宏观线性构造信息，以用来评价工程的构造稳定性及确定断裂体系、区域构造格架研究等，故遥感技术是研究区域构造稳定的必须方法。二、对滑坡、泥石流、崩塌等的调查有重要意义。在一些水利水电工程的建设中，通过遥感技术采用彩红外片或是航卫片来对工程地质进行解译，并通过数据分析来查明问题造成的影响并制定其防治措施。三、采用遥感影像技术，进行岩溶调查。采用这种技术，尤其是彩红外影像做岩溶调查可以对各种岩溶地貌有着很好的判别，同时还依据其光谱上的差异，对地下水与泉水的分布进行判断。四、对中小比例尺地质测绘填图做出很大贡献。遥感技术的应用，使得在野外工作量巨大与成图现场校核工作基础下，取代了常规的地质测绘。同时一些意义重大的工程或是大型建筑的大比例尺图也采用遥感技术成图。五、当前，在大型的水利水电工程建设中，需要完成安全预报、存档备查、反馈设计等工作，当修建地下建筑物、大坝基坑或是高边坡时，采用遥感技术对地质进行编录。这为现场预报与稳定分析等提供重要的地质材料及数据。六、对水利工程周边的水土保持、防洪以及移民安置有重要意义。可以应用TM卫片对所在地区进行解译，同时依据发育程度划分出区划图，并针对数据提出合理意见，建立预警系统等。还可以通过航卫片对移民的安置容量做研究分析，利用遥感技术，特别是彩虹外片，针对土地的类型进行判断，为移民安置容量研究工作提供数据资料。

2、全球定位系统（GPS）

随着高新技术发展日新月异，GPS在水利水电工程中被越来越多的用于地质勘察工作。GPS对处理跨河、跨沟等高层控制问题上有良好的效果，同时在控制点相对较少的勘察区或是山林等观测条件、通视条件比较恶劣运用GPS技术可以提高工作的效率，同时得到的测量结果能有较高的精度。

3、地理信息系统（GIS）

通过地理信息系统（GIS）可以制作各种工程地质图件，同时还可以对图像、图形、空间数据、空间分析等进行专业处理，采用GIS技术进行制图输出以及对管理工程地址信息是水利水电工程地质勘察工作的一个发展趋势。

4、工程地质测绘与编录

工程地质测绘与编录是最为基础和重要的勘测手段。该工作采用大范围地质调查的手段来获得大量的材料，同时应用工程地质学、地质学、大量工程实践经验的前提下，分析获得工程所在地段的地质体以及地质作用在时空中的演变过程，依据数据对地下一定深度之内的地质情况作出判断，并且找出潜在的各种地质问题，同时调动尽可能多的方法手段来对各个有关学科的数据材料进行补充、深刻认识及协调，已达成工作的目标。除此之外，采用各种比例尺的工程地质测绘与编录方法作为前提，对其它各项的专题研究也获得了一些成绩，如岩溶水文地质测绘等专题等等。

5、工程钻探和山地勘探

虽然很多大型的水利水电工程勘探工作的工作量相比之前已经大幅减少，但是仍是当前工程勘探中获取地下信息最重要的方法。在山地勘探工作中，平硐和竖井勘探是其重要的组成部分。但是在我国，平硐和竖井勘探在钻探工作整体中所占比例任然非常小，与发达国家相比相差比较大，但是随着技术水平的提高，我国正在向这个方向发展。长久以来，在工程勘察工作中，钻探与重型勘探应用广泛，并随着技术研发、新方法的应用等原因使得钻探与重型勘探的生产率大幅调、工作周期缩短、工作质量提高。

当前我国在这一方面主要采用的技术有：1.金刚石钻进技术。这一技术的应用使得我国硬质合金钻进以及钢粒钻进取得了重大突破，使得工作效率实现质的飞跃。同时由于钻探工艺发展，又激发了其它相关产业走出僵局。2.砂卵石层钻进技术。该技术是水利水电工程钻探工作中的一个难点，进过科研攻关已经取得了重大的突破，良好解决这一问题。3.金刚石绳索取芯钻进技术作为一种先进的钻探工艺，可以在不提钻的情况下直接从专用钻杆内用绳索把装有岩芯的内管提到地面，并采取岩芯。4.软弱夹层的钻进技术。为了提高对软弱夹层钻进的成功率，研发并应用该技术，它带来了可观的经济社会效益，是一套确实可行的技术方案。5.套钻技术。为保证可以在破碎岩层或是软弱夹层中取出更高质量的岩芯，采用钻套技术，并取得很好的收效。它在小浪底、龙门工程等大型水电工程中取得了良好的口碑。6.除上述五种手法外，还有大口径钻探技术。

6、工程物探

在我国，工程勿谈项目开始比较晚，但是通过水利水电工程勘察相关单位引进一批先进的设备后，经过十多年的努力使得我国物探技术全面更新，使得现今使用的很多设备在世界上处于领先位置，这大大促进了野外工作效率以及数据采集的精度。

地球物理层析成像技术即CT技术。该技术以已有的平洞或钻孔作为前提，利用一定的发射与接收方式对产生的透射波进行采集和处理。同时反演孔洞间岩体波速值，然后对区间岩体进行判断，并作出评价的技术方法。除此之外，为了与水利水电工程勘察中大多数的钻孔相匹配，设计制造了a53mm的钻孔彩电。并且基于电子技术同时适应水平风钻孔设计了50mm的钻孔彩色电视，该设计把CCD光电耦合器运用到钻孔彩色电视中。它凭借着较高的集成度、稳定的性能以及合理的电路设计等优越性，具有很好的发展前景。

结语

通过对我国的水利水电工程中所应用的勘察方法进行相关分析，可以对我国这方面内容有一个新的认识，我国的水利水电勘察工作正在慢慢发生转变，实现由定性分析到定量计算有机结合在一起的新形势，这对我国水利水电工程中勘察技术的发展有着长远的意义。

参考文献

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[2]李荣伟，侯恩科. 水利水电工程地质勘测的主要方法及其发展[J]. 四川水力发电，2007-12-15

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