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摘要:水利水电工程物探技术是当前水利水电工程勘测中的一种先进技术,对于水利水电工程建设和发展有着十分重大的作用。随着新时期水利水电工程物探技术的进一步发展,工程物探技术的优越性也将得到更好的体现。
关键词:水利水电工程;工程物探;可持续发展
中图分类号:TV文献标识码: A
引言
随着我国水利水电工程的快速建设,地质勘测技术也得到相应的发展。同时,工程建设项目也对工程地质勘测提出了更高的要求。主要包括勘探深度的加大、勘探分辨率(精度)要求的提高,因此,许多传统的地球物理方法及技术已无法满足工程需要。为此,选择合适的勘测方法并分析总结各种工程地质勘测方法及其最新的发展,这对工程地质勘测及水利水电工程建设具有重要意义。
一 水利水电工程物探技术发展概述
工程物探技术对水利水电勘测技术的发展有着十分重大的作用和意义,是目前在水力水电工程的勘测中最常用的一种先进技术。工程物探技术广泛应用于水利水电工程勘测中,大大提高了水利水电工程业中的野外数据采集信息的精准度,提高了工作效率,从技术方面更进一步促进了水利水电工程业的发展。目前很多先进的技术被应用到了工程物探中,使水力水电工程勘测更加的准确、高效。工程物探技术的重要组成部分——地球物理层析成像技术,通过发射和接受投射波的工作原理进行工作,对获得的数据进行集中分析,对多勘测的地区进行综合的分析与评价。地球物理层析成像技术应用于水利水电工程勘测中,不仅能够提高勘测工作效率,还能够提高工作质量,是一项比较实用的技术。
我国的水利水电工程物探或称水文与工程物探始于1952年,由顾功叙老前辈主持,在北京石景山发电厂应用电法找水。1954年原燃料工业部水力发电总局北京勘测设计院成立了水利电力部门的第一支物探电法队。据不完全统计,到目前水利部所属的七大流域委和各省、市级水利水电勘测设计院有近1000多人的物探队伍;中国水电顾问集团公司和中国电力顾问集团公司所属水电水利勘测设计院也有1000多人的物探队伍;加上铁道、地矿、冶金、工民建、化工、航天、煤田、石油、大专院校和科研单位等,从事工程物探的专业人员估计约在10000人左右。在这么多从事工程物探的人员中,水利水电物探队伍经历60年的发展壮大,已经成为国内工程物探技术力量最强的队伍。
近年来,遥感遥测技术、红外探测技术、Insar(合成孔径雷达)技术、微震监测技术、声发射监测技术的发展和应用,给水工物探带来全新的理念。这些技术可监测和检测到微弱的异常信号,能够远距离、长周期、大面积在不接触被观测体的情况下,监测异常信号的演变和发展,甚至可以预警、预报工程和地质灾害。
二 工程物探工作存在的问题
就目前我国现有的物探仪器设备、工作人员的技术水平而言,先进国家水利水电工程勘测物探所能解决的地质问题,达到的技术水平我们有能力做到,甚至会完成的更好。我国在各种复杂的工程地质条件下所建设的大型水利水电工程已证明了这一点。但我们与先进国家相比,物探仪器设备仍存在差距,开展工程物探的空间、力度不够,在能用经济快速物探工作解决的地质问题仍用钻探来完成。工程物探中存在问题表现以下几个方面:
(1)在水利水电工程勘测中,工作手段往往以地质、钻探为主,物探作为一种勘测手段,对其重视程度不够,其作用未能完全发挥出来,甚至被认为物探是一种可有可无的工作,一些勘察项目中,单纯地为物探而布置物探,相对开展的物探工作量少之又少;其结果难以达到物探的工作目的,地质解释难免与钻探结果或实际地质情况出现偏差。众多的规划、设计、地质人员对物探知之甚少,物探技术人员的地质知识又相对贫乏,因而物探与钻探、地质工作不能很好地结合起来。
(2)在众多的勘察项目中,所开展的总体物探工作量较少,使用的物探手段相对单一。其地质结论缺少其他物探资料的佐证,难免出现偏差或与实际地质情况相反的结论。在水利水电勘测的历史上,还没有单一的物探方法解决复杂的工程地质问题的先例。这一点上受我国的物探工作起步较晚,仪器设备缺乏落后的制约。20世纪90年代之后,我国的水利水电物探工作出现了飞速发展的势头,改善、配备先进仪器,以多种物探手段进行水利水电的勘察工作,解决了一些复杂的工程地质问题,促进了整体勘察成果的提高。
(3)物探技术人员的素质有待提高,尤其是对地质的知识提高和计算机的应用。开展综合物探勘测并与地质、钻探结合起来是今后水利水电工程物探发展的方向,物探人员提高物探技术水平、扩大应用范围和提高物探成果的解释精度,必须具备一定的地质知识和应用计算机的能力,这样才能把间接的物探资料变成直观的地质成果。
(4)规划、设计人员对物探工作的条件性缺乏足够的了解,对物探能够解决的地质问题或不能解决的问题认识不清。这也是当前工程勘察中制约物探应用、发展中不容忽视的问题。在水利水电工程勘测中,物探是地质、钻探工作辅助工具或手段,用来配合地质、钻探工作查明工程地质条件。事先划定物探实物工作量,提出物探无法解决的工程地质问题,这是一些地质人员的传统观念。在勘察程序上应是物探先行,为合理布置钻探工作量提供物性依据,钻探再验证物探成果精度,最大限度地控制或减少勘探工作量,节省勘察、勘探总经费投资。需要人们对物探工作的再认识。
三 水利水电工程物探的应用范围
水利水电工程物探技术的应用范围为:覆盖层厚度探测;地质构造、断层破碎带及软弱夹层探测;地下水流速流向;水文地质参数和地层密度、孔隙率的测定;岩(土)体物理力学参数测定;地下洞室围岩及地基岩体质量检测;大坝混凝土浇筑质量和基础灌浆质量的检测;地层结构和基岩风化层探测;滑坡体探测;水库堤坝隐患探查;地下水位和地下水资源探查;岩溶探查;桩基质量检查和承载力测定;地基抗震设计和评价沙土液化的参数测定;地下管线探查;隧洞和地下洞室围岩松动圈测定和开挖中的超前地质预报;水库和主要建筑物区的环境放射性检测等。
四 水利水電工程物探的发展
工程物探技术经过了几十年的发展,成绩卓著,今后光彩也一定会更加夺目,可以预测,今后水利水电工程物探将由勘测期、施工期向水利水电枢纽的运营期转移。从建国以来,尤其是1958年的建设高峰,到最近二十多年的水利水电工程建设高峰,修建了数目巨大的水工建筑物。目前可建的工程已越来越少,已建好的水工建筑物需要定期进行健康检查、诊断和维护加固,还有不少处于病险状态的需要检查、诊断、治理。如水库的瘀积、清淤,水下结构物损害的检查和修复,坝体、坝基和帷幕的渗漏问题,大坝面板的脱空状况,库岸边坡的稳定情况等等,都需要我们去查找,以辅助诊断和进行工程处理。如此,水下机器人、水下三维声纳、浅层剖面仪、多波束测深仪等技术和设备被引入到我们的工作领域。随着海上风电、潮汐发电站的建设,以上设备和技术得到了广泛的应用;同时海上其他物探工作也正在逐步开展,国家海洋资源的开发还将给我们带来更多的机遇和挑战。
结束语
随着科学技术的不断发展与进步,工程地质勘测新方法将源源不断的涌现出来,但目前国内水利水电工程建设的工程地质勘测还处于相对“落后”的阶段,怎样加强各种新技术方法的应用成为当前我国水利水电工程建设人员所需要重点研究的问题。
参考文献
[1]钟诚昌.水利水电工程物探的可持续发展[J].水力发电,2000,02
[2]杜绍敏,张凤海.水利水电工程物探展望[J].黑龙江水专学报,2001,04
[3]范中原,孙云志,魏岩峻,周乐群.水利水电工程地质勘测方法与技术应用综述[J].人民长江,2005,03
[作者简介]:顾维举(1979-),男(汉族),河北枣强人,工程师,主要从事水利水电工程物探工作
关键词:水利水电工程;工程物探;可持续发展
中图分类号:TV文献标识码: A
引言
随着我国水利水电工程的快速建设,地质勘测技术也得到相应的发展。同时,工程建设项目也对工程地质勘测提出了更高的要求。主要包括勘探深度的加大、勘探分辨率(精度)要求的提高,因此,许多传统的地球物理方法及技术已无法满足工程需要。为此,选择合适的勘测方法并分析总结各种工程地质勘测方法及其最新的发展,这对工程地质勘测及水利水电工程建设具有重要意义。
一 水利水电工程物探技术发展概述
工程物探技术对水利水电勘测技术的发展有着十分重大的作用和意义,是目前在水力水电工程的勘测中最常用的一种先进技术。工程物探技术广泛应用于水利水电工程勘测中,大大提高了水利水电工程业中的野外数据采集信息的精准度,提高了工作效率,从技术方面更进一步促进了水利水电工程业的发展。目前很多先进的技术被应用到了工程物探中,使水力水电工程勘测更加的准确、高效。工程物探技术的重要组成部分——地球物理层析成像技术,通过发射和接受投射波的工作原理进行工作,对获得的数据进行集中分析,对多勘测的地区进行综合的分析与评价。地球物理层析成像技术应用于水利水电工程勘测中,不仅能够提高勘测工作效率,还能够提高工作质量,是一项比较实用的技术。
我国的水利水电工程物探或称水文与工程物探始于1952年,由顾功叙老前辈主持,在北京石景山发电厂应用电法找水。1954年原燃料工业部水力发电总局北京勘测设计院成立了水利电力部门的第一支物探电法队。据不完全统计,到目前水利部所属的七大流域委和各省、市级水利水电勘测设计院有近1000多人的物探队伍;中国水电顾问集团公司和中国电力顾问集团公司所属水电水利勘测设计院也有1000多人的物探队伍;加上铁道、地矿、冶金、工民建、化工、航天、煤田、石油、大专院校和科研单位等,从事工程物探的专业人员估计约在10000人左右。在这么多从事工程物探的人员中,水利水电物探队伍经历60年的发展壮大,已经成为国内工程物探技术力量最强的队伍。
近年来,遥感遥测技术、红外探测技术、Insar(合成孔径雷达)技术、微震监测技术、声发射监测技术的发展和应用,给水工物探带来全新的理念。这些技术可监测和检测到微弱的异常信号,能够远距离、长周期、大面积在不接触被观测体的情况下,监测异常信号的演变和发展,甚至可以预警、预报工程和地质灾害。
二 工程物探工作存在的问题
就目前我国现有的物探仪器设备、工作人员的技术水平而言,先进国家水利水电工程勘测物探所能解决的地质问题,达到的技术水平我们有能力做到,甚至会完成的更好。我国在各种复杂的工程地质条件下所建设的大型水利水电工程已证明了这一点。但我们与先进国家相比,物探仪器设备仍存在差距,开展工程物探的空间、力度不够,在能用经济快速物探工作解决的地质问题仍用钻探来完成。工程物探中存在问题表现以下几个方面:
(1)在水利水电工程勘测中,工作手段往往以地质、钻探为主,物探作为一种勘测手段,对其重视程度不够,其作用未能完全发挥出来,甚至被认为物探是一种可有可无的工作,一些勘察项目中,单纯地为物探而布置物探,相对开展的物探工作量少之又少;其结果难以达到物探的工作目的,地质解释难免与钻探结果或实际地质情况出现偏差。众多的规划、设计、地质人员对物探知之甚少,物探技术人员的地质知识又相对贫乏,因而物探与钻探、地质工作不能很好地结合起来。
(2)在众多的勘察项目中,所开展的总体物探工作量较少,使用的物探手段相对单一。其地质结论缺少其他物探资料的佐证,难免出现偏差或与实际地质情况相反的结论。在水利水电勘测的历史上,还没有单一的物探方法解决复杂的工程地质问题的先例。这一点上受我国的物探工作起步较晚,仪器设备缺乏落后的制约。20世纪90年代之后,我国的水利水电物探工作出现了飞速发展的势头,改善、配备先进仪器,以多种物探手段进行水利水电的勘察工作,解决了一些复杂的工程地质问题,促进了整体勘察成果的提高。
(3)物探技术人员的素质有待提高,尤其是对地质的知识提高和计算机的应用。开展综合物探勘测并与地质、钻探结合起来是今后水利水电工程物探发展的方向,物探人员提高物探技术水平、扩大应用范围和提高物探成果的解释精度,必须具备一定的地质知识和应用计算机的能力,这样才能把间接的物探资料变成直观的地质成果。
(4)规划、设计人员对物探工作的条件性缺乏足够的了解,对物探能够解决的地质问题或不能解决的问题认识不清。这也是当前工程勘察中制约物探应用、发展中不容忽视的问题。在水利水电工程勘测中,物探是地质、钻探工作辅助工具或手段,用来配合地质、钻探工作查明工程地质条件。事先划定物探实物工作量,提出物探无法解决的工程地质问题,这是一些地质人员的传统观念。在勘察程序上应是物探先行,为合理布置钻探工作量提供物性依据,钻探再验证物探成果精度,最大限度地控制或减少勘探工作量,节省勘察、勘探总经费投资。需要人们对物探工作的再认识。
三 水利水电工程物探的应用范围
水利水电工程物探技术的应用范围为:覆盖层厚度探测;地质构造、断层破碎带及软弱夹层探测;地下水流速流向;水文地质参数和地层密度、孔隙率的测定;岩(土)体物理力学参数测定;地下洞室围岩及地基岩体质量检测;大坝混凝土浇筑质量和基础灌浆质量的检测;地层结构和基岩风化层探测;滑坡体探测;水库堤坝隐患探查;地下水位和地下水资源探查;岩溶探查;桩基质量检查和承载力测定;地基抗震设计和评价沙土液化的参数测定;地下管线探查;隧洞和地下洞室围岩松动圈测定和开挖中的超前地质预报;水库和主要建筑物区的环境放射性检测等。
四 水利水電工程物探的发展
工程物探技术经过了几十年的发展,成绩卓著,今后光彩也一定会更加夺目,可以预测,今后水利水电工程物探将由勘测期、施工期向水利水电枢纽的运营期转移。从建国以来,尤其是1958年的建设高峰,到最近二十多年的水利水电工程建设高峰,修建了数目巨大的水工建筑物。目前可建的工程已越来越少,已建好的水工建筑物需要定期进行健康检查、诊断和维护加固,还有不少处于病险状态的需要检查、诊断、治理。如水库的瘀积、清淤,水下结构物损害的检查和修复,坝体、坝基和帷幕的渗漏问题,大坝面板的脱空状况,库岸边坡的稳定情况等等,都需要我们去查找,以辅助诊断和进行工程处理。如此,水下机器人、水下三维声纳、浅层剖面仪、多波束测深仪等技术和设备被引入到我们的工作领域。随着海上风电、潮汐发电站的建设,以上设备和技术得到了广泛的应用;同时海上其他物探工作也正在逐步开展,国家海洋资源的开发还将给我们带来更多的机遇和挑战。
结束语
随着科学技术的不断发展与进步,工程地质勘测新方法将源源不断的涌现出来,但目前国内水利水电工程建设的工程地质勘测还处于相对“落后”的阶段,怎样加强各种新技术方法的应用成为当前我国水利水电工程建设人员所需要重点研究的问题。
参考文献
[1]钟诚昌.水利水电工程物探的可持续发展[J].水力发电,2000,02
[2]杜绍敏,张凤海.水利水电工程物探展望[J].黑龙江水专学报,2001,04
[3]范中原,孙云志,魏岩峻,周乐群.水利水电工程地质勘测方法与技术应用综述[J].人民长江,2005,03
[作者简介]:顾维举(1979-),男(汉族),河北枣强人,工程师,主要从事水利水电工程物探工作