关键词:水利水电工程;地质勘测;方法
1全球定位系统(gps)的应用
gps越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用gps可大大减少作业时间,提高测量精度。
2遥感技术的应用
遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。
2.1区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。
2.2水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
2.3岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。
2.4中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。
2.5岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。
2.6水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用tm卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用tm卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。
3地理信息系统(gis)
gis技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将gis技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的mapgis,是一种专业的地理信息系统软件。
4工程物探技术
在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。
4.1地球物理层析成像技术(ct)。ct技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前
在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,ct技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及ct技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。
4.2钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将ccd光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成vcd光盘,还可进行后期图像处理及制作。
参考文献
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关键词:水利工程;勘测设计;质量管理
中图分类号:F426.91文献标识码:A
1水利勘测设计质量面临的主要问题
从最近几年的安全鉴定报告和水利行业的设计质量检查以及质量管理情况来看,设计中出现了很多计算方法不够规范,以及设计参数选用不恰当,并且还出现了个别设计在不按照规定的程序作出论证以及审批等情况的发生,从我国水规总院对于前期项目进行的审查情况可以看出,曾经用过了一次性审查其通过率还不到30%,对于病险水库处理进行加固这一项目的检测情况之外,还存在着非常多的工作深度不够,设计方案设计不合理以及施工图案设计的没有达到具体要求等问题出现,甚至有的工程还出现完全忽视分析大坝的稳定性的情况。在进行水利建设这一过程最为常见的问题是投资难以控制,频繁更换设计方案,严重拖欠工期等问题。从最近几年发生的水利工程事故中我们可以看出,出现了很多水利工程设计远远达不到我国制定的标准以及规范,而且勘测设计方面也存在着比较严重的质量问题,导致很严重的事故发生。
2影响水利勘测设计质量的主要因素
有关水利工程建设的勘测设计影响因素非常多,但是最主要的体现在如下方面:最近几年来我国进行了水利勘测单位从先前的事业单位进行改制成为现今的企业制,另外有些设计单位单方面为了赚取高额利润,外加整个水利工程建设的勘测设计行业质量管理制度并不健全,规定方面不够完善,没能跟上时代的反战,自我约束力在不断下降,对内部质量管理还有控制方面不够约束,对单位内部的专业技术人员在业务培养方面不够完善;水利设计单位由于在市场上供大于求,表现出无序的竞争状态,这也给设计单位带去了很大的竞争压力。有的设计单位一味追求高额利润,为了争取更多的设计项目,进而导致了无序竞争,出现弄虚作假的情况,尤其是使用资质挂靠以及虚报业绩的情况比较明显;在市场经济作用下,很多设计单位故意压低勘测设计费用,故意压缩水利项目勘测设计周期,而且还拖欠设计费用;很多民营和国外投资的水利工程业务为了实现更多的利润,要求设计单位为了减少工程故意在公益方面进行压缩投资,而且在扩大盈利方面不断放大,使得包皮的方案和实际的施工设计不一样;水利工程从一开始的设计阶段到后期的工程建设阶段,中间需要经历非常多的复杂环节和实践,并且由于受到水质以及水文,还有气象等因素的影响非常大。
3加强勘测设计质量管理的建议
3.1政府监管
3.1.1前期项目设计审查
经过多年的发展,我国在水利工程建设的勘测设计方面取得了不错的效果,另外,还需要通过政府制度的审查,政府在水利工程建设的勘测设计方面的制度审查,主要包含了项目规划、可行性研究报告以及大概预算,还有初步的设计报告。必须事先经过审查,并且要严格对水利工程建设的勘测设计质量经济以及技术把好关,政府水利工程建设的勘测设计质量审查具有权威性。
3.1.2施工图审查
施工图审查作为政府监管最重要的职能,但是在其具体的实施方式还是需要经过认定并且具备施工图审查,需要有能力的中介机构配合完成。对施工图进行审查有利发现施工设计质量问题,并且能够及时得到解决,能够有效提高总体的勘测设计质量。
3.2企业自律
通常情况下水利行业设计单位应该建立起一套完整的有关文件把好质量控制关,而且还应该在自身资质允许的范围内开展业务,应该对分包出去的各项业务做好管理,时刻明确设计最终的目的是为了服务制度,应该针对设计合同当中的任何一项指标都要履行,充分建立起企业内部的健全的监管机制还有质量奖惩机制,并且不断推进和实行质量责任终身负责制。
3.3中介服务
对于很多中介服务来说,监测设计单位可以将自己的一部分业务承担出去,但是监测单位必须做到对所承包出去的业务进行实时监控,要对每一个过程以及每一个细小的环节都做到把握质量关。尤其是对于设计过程还有成果质量方面,另外,对于设计以及施工进度都需要做好控制。这都属于在政府管辖和领导范围之内的市场行为,不应该强制执行。另外,在行业协会方面,尤其要注意质量管理,应该在质量管理方面充分发挥出纽带和桥梁的作用,并且制定出切实可行的行业自律公约,以此约束行业单位以及监督单位要严格把好质量关,这样才能够促进整个行业行为更加规范和合规。另外,政府相关管理部门将以行业协会作为基础,整合并且推动行业的质量监管,推进整个行业自律。
4结语
勘测设计主要是针对工程项目建设过程中实行全面规划以及描述的整体过程,勘测设计也被称之为是工程建设的灵魂。勘测设计文件作为工程施工建设的重要依据。如果勘测设计存在重大安全隐患,其后果将难以想象。所以,应该高度重视设计质量对于建设工程项目质量的影响,并且还应该在水利行业不断加强推行质量管理检查工作。主要的建议有以下2点:应该加强并且全面推行监督和管理勘测的设计质量,在第一时间有关水利工程设计质量的有关监督管理办法,不断健全和完善管理制度,创建有效的质量管理机制,并且需要长期坚持下去;逐步研究真正有利于改善水利监管制度措施,制定相关办法,不断推进和开展整个水利行业工程设计施工图审查工作。
参考文献
【关键词】水利工程;勘测设计质量;建议
1前言
在现阶段,随着经济社会的发展,对水利工程项目提出了更高的要求,这就使得整个工程的勘测设计质量显得越发重要。但现实却是我国水利工程的勘测设计过程中还存在一些问题,如勘测设计技术和方法还比较落后,这显然不利于我国水利事业的长远发展。鉴于此,本文对我国水利工程勘测设计质量的现状以及勘测设计过程中所存在的问题进行了分析,并在此基础上就如何提高勘测设计质量提出了一些建议,希望对我国水利事业的发展能够有所帮助。
2水利工程勘测设计质量的现状
这两年,为了促进国家电力事业和农业的发展,我国进入了大规模兴建水利工程的阶段,但在具体建设过程中,因为勘测设计工作没有做到位而导致的水利工程建设质量问题却时有出现,这显然不利于我国水利事业的长远健康发展。一方面,因为勘测设计技术和方法还比较落后,导致勘测设计工作已经不难满足当前水利工程建设项目发展的需要;另一方面,勘测设计环节缺乏严格的监督管理,施工建设企业自身也缺乏有效的自我约束,造成勘测设计精度不高,进而影响到了工程的顺利完工,这也阻碍了水利工程施工建设企业的发展。
3水利工程勘测设计过程中存在的问题
据相关资料显示,我国水利工程在勘测设计过程中存在勘测设计技术和方法应用不当、设计程序出现错误、设计图纸选用错误的设计参数以及设计方案频繁变更等问题。这些问题轻则造成投资控制不理想,使得工程造价超出预期,重则甚至还可能给水利工程的质量造成严重影响,使得工程不能按时通过竣工验收,进而给工程项目本身以及施工建设企业都造成了损失。
4提高水利工程勘测设计质量的建议
4.1增强企业的自我约束
(1)建立合理的勘测设计质量管理机制
实施勘测设计工作的企业要从自身的实际条件出发,建立起合理、有效的质量管理机制。如在承接业务时,必须以企业自身的资质为标准;对业务的分包进行严格把关,按照合同的规定进行相关水利工程的勘测设计活动;对企业内部的监督和奖惩机制加以完善,对于能够认真完成勘测设计工作并可以及时发现和纠正问题的人员加以奖励,而对于不能严格遵守勘测设计工作流程的人员则应进行惩罚;勘测设计工作的开展还必须严格遵守国家的相关规定,并在此基础上完善企业内部的工作流程和标准。
(2)对勘测设计工作进行有效的质量监督和管理
作为水利行业协会,也应该充分发挥其领导带头的作用,如在国家相关规定的基础上制定行业内部的约束机制,规范并督促水利行业的勘测设计工作质量提高标准,使水利市场更加有序化和规范化。此外,实施勘测设计工作的企业也应该对行业协会的督促工作进行配合,要从企业自身的技术水平和质量管理上多做努力,以促使本企业水利勘测设计工作质量得到提升。
4.2加强政府监管力度
在实际工作中,对水利勘测设计结果进行审查和督促企业提高勘测设计质量是政府监督工作的两个方面,具体而言则包括以下三种模式。
(1)建立市场约束机制
政府相关部门通过制定和实施与水利勘测设计相关的政策是建立市场约束机制的一种主要形式,所以对政府部门来说,就应该根据当前形势发展的需要,不断对相关政策加以完善,通过出台一些约束政策来建立水利行业的市场行为规范,进而达到建立市场约束机制的目的。
(2)开展设计质量监督
政府相关部门还应该依据国家的相关规定,对水利工程的勘测设计过程加强监督。如对水利工程的项目规划、建议书和前期设计报告进行审查,没有通过审查的项目不允许进入工程施工环节;又例如对实施勘测设计工作的企业主体加强监督,监督内容应该涵盖企业的质量管理制度、勘测设计流程和行为、勘测设计结果责任制的落实情况等等。
(3)审查设计结果
长久以来,我国对水利勘测设计成果的审查一直采用的是政府审查制,这是我国的一个特色和优势,应该继承并做进一步的发展。具体而言,政府相关部门除了要加强对勘测设计成果的审查外,还要对勘测设计企业的设计过程和市场行为进行审查,把最终的成果审查和设计质量管理有机结合起来,以起到加强政府监管成效的作用。
4.3发挥第三方优势
(1)第三方必须完成质量管理体系认证
要借助第三方机构的力量来提高水利工程的勘测设计质量,首先就要确保第三方具备有效的勘测设计质量管理能力,如能够及时发现企业勘测设计过程中出现的错误,可以对设计进行正确修改等等,而要达成这一目标,就必须确保第三方机构完成质量管理体系认证。
(2)加强水利工程勘测设计的监理
第三方在对水利工程勘测设计技术进行管理的时候,必须加强水利工程勘测设计的监理工作,即根据合同的要求对水利工程的勘测设计全过程进行严格的监督和管理,以提升第三方对勘测设计质量的管理水平。
(3)增设设计咨询机构
第三方可以考虑增设咨询机构,对实施勘测设计工作的企业提供有偿帮助。如当企业的勘测设计人员缺乏相应的设计能力时,第三方可以通过咨询机构来为企业提供人员和技术上面的服务,以确保水利工程的勘测设计工作达标。
5结语
“冰冻三尺,非一日之寒”,当前水利工程勘测设计过程中所存在的问题也不可能一朝就被全部解决,只有企业加强自我约束、政府加强监督管理、与水利勘测设计相关的第三方机构充分发挥其作用,才能使水利工程的勘测设计质量管理体系得到逐步完善,进而也才能促进勘测设计质量得到有效的提高。
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关键词:地质勘测;水利水电;地球物理
1、引言
近几十年来,随着我国的经济快速发展,各项工程建设脚步快速飞跃,而在日新月异的高科技的带动下,我国水利水电工程的地质勘测技术日益成熟,如遥感技术工程物探等技术的应用使得我国的地质勘测方法日益丰富,同时也使得我们的水利水电工程的地质勘测效率都有极大的提高。
2、工程地质测绘与编录
工程地质测绘与编录是水利水电工程地质勘测技术中最基本、最重要的最先行的综合性工作。这一项工作往往需要大量的地质调查数据,并以此为基础,利用地质学、工程地质及相关经验来估测勘测地段内的地质体演变过程,再来确定地段下的地质状况和预测地段下可能存在的问题,并通一定手段来解决这些地质问题。我国的水利水电工程大都是通过工程地质测绘和编录技术来分析地质构造的稳定性,只是在实际操作过程中所使用的测绘比例有所不同。一般来讲,我国测绘与编录技术所使用的比例尺范围为1:25000-1:100,并且相关的专题研究也都有一定的成果,如我们熟悉的三峡工程,工程测绘比例尺是从1:50000-1:25000地质测绘,以研究工程区域地壳内的地层、岩性、地质史和大地构造环境等。而随着各种高新技术的应用,工程地质测绘和编录仍是基础技术,再辅以先进且有效的探测手段,进而更精确的判断出地质分布、结构特征,其应用所取得的优异成果可以很好的为工程设计提供依据。
3、工程地质勘探
钻探技术在工程地质勘测中拥有不估量的地位,是直接取得地质相关信息的重要手段之一。而现阶段我国的水利水电工程的地质勘探需求量还是很大,地质勘探一般可以分为三类:
3.1山地勘测
山地勘探适合用于探测浅层地质,其主要工作手段是人工或机械剥土,再通过直接试验、取样、观察地质现象。这里主要包含平和竖井两类勘探,在工程勘测中,这两种山地勘探工作量与钻探的比约为0.1,这与国外发达国家相差较大。而近年来我国的山地勘探工作量已经有所增加,与钻探工作量的比值也逐渐接近发达国家的0.2。
3.2工程钻探
工程钻探不断的结合高科技技术,为近年的水利水电工程地质勘测工作带来了非常大的帮助,极大的提高了劳动生产率、缩短了勘探周期、提高了勘探质量,引起这些变化主要是钻探方法、工艺及施工水平的快速提高,其表现如下:
(1)钻探设备的突破。如金刚石钻井技术,过去使用的钢粒或硬质合金钻头所取得的效果明显不如金刚石钻头的效果,这就使得勘探工作的钻井速度和岩心采取率有了极大的提升。
(2)一些特殊地质层的钻进技术的突破。这里特殊的地质层主要是指砂卵石层、软弱夹层、破碎带等。
3.3、工程物探
地球物理勘探,简称为物探,它是指采用观测仪器对被勘探区的相关地球物理场进行观测,然后根据对被测量场的相关数据进行处理及分析的基础上,根据相关的地质原理来解释、推断地下可能存在的地质体及地质构造的具体信息,包括具置、埋深、范围大小以及相关属性的一种科学。工程物探的方法主要包括:以位场理论为基础的重力场勘探法、磁场勘探法和直流电场勘探法;和以波动理论为基本理论的地震波勘探法、电滋波勘探法等。
(1)重力场、磁场勘测法
重力场、磁场勘探法是一种最先采用的,可以说是一种比较古老的物探方式。相对于地震勘探法来讲,在精度与可靠度等方面都有差距。但是,随着技术的不断进步,一些高精度的重力、磁力仪被研发出来并得到应用,这使得重力场、磁场勘探所能达到的精度得到了极大的提高。同时,伴随着神经网络技术在等在重力场、磁位场勘探法中的应用,而且磁性矢量层析成像理论也得到了开发,这些因素都使得重力场、磁场勘探法又得到的广泛的应用,重新焕发出了青春。尤其是微伽级重力仪的使用,使得微重力测量在洞室勘探、边坡地质体变动形态的监测等方面的勘探工作更加方便可靠。
(2)地震勘测法
地震勘探法,是指在工程地质勘探的过程中,利用人工激发震源产生的地震波来进行勘探的一种方法。其中,人工激发震源的方法较多。从当前的情况来看,地震勘探法在水利水电工程建设领域中的应用程度不断加快。例如,在对三峡等大型水利水电工程的岩体质量进行定性评价时所采用的弹性波纵波就取得了良好的工程效益和经济效益;另外,由中铁西南科学研究院所开发的水平地震剖面法和负视速度法、以及由美国NSA工程公司所研制的真正反射层析成像(TRT)超前预报技术等,在解决利用反射波地震勘探法对隧道进行超前预报等方面遇到的难题具有重要意义。从当前的情况来看,地震CT已逐步发展成为一整套系列的方法,尤其是其成像方式得到了极大的发展,它可以利用直达波、折射波、面波及反射波等多种波进行组合,同时还结合钻孔、隧道、边坡和山体等多种观测手段来进行二维和三维的地质成像,使得地质勘测从定性测量向着定量的方向前进。
(3)电磁勘测法
电磁勘探法,主要包括利用天然磁场源的电磁测探(即MT法)以及人工场磁场源的连续电磁波勘探(即EM法)两种。由于电磁勘探法的独特优势,其在水利水电工程中的应用范围越来越广。例如,采用人工和天然的两种场源、多场源,二维与三维电阻率成像技术,采用可控源的音频大地电磁法等技术在水利水电工程勘探中具有重要的作用,诸如对深埋长隧洞围岩介质的结构、其中的隐伏断层、破碎层和异常区等影响工程的消极因素的检测具有明显的工程和经济效益。
(4)电法勘测法
电发勘探是对电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法和电磁感应法的统称。根据其所依据的基本理论的不同,又可以分为稳定电流场理论和交变流法理论两种,而在水利水电工程的地质勘察过程中,使用得较多的还是电阻率法。对于近几年逐步发展起来的高密度电法勘探,虽然其在数据采集以及成像方式上有一定的特别之处,但是就其根本理论来讲依然属于电阻率法范畴。其通过对数据采集和成像方式的改进,具有相关的技术优势,诸如能实现数据的自动、快速采集,测量结果的实时显示及处理,由传统的一维勘探发展成为二维勘探。如果再结合单源、单点测量技术,可以发展成为三维勘探技术。
(5)地球物理测井法
上世纪90年代开始,随着数值模拟方法以及计算机技术的快速发展,动态测井技术在地球物理勘探中的应用成为了可能。同时,随着数字技术的发展,钻孔彩色电视的可适范围从之前的90mm钻孔逐步发展到50mm钻孔,同时还能够实现对数字化后的图像进行采集、压缩和存储,使得图像的后期制作及处理工作成为可能。
4、3S技术
3S技术是全球定位系统、遥感技术和地理信息系统,三大技术系统的集成与整合。其中,遥感技术作为3S技术的基础,主要提供遥感信息的来源。而GPS技术主要起到精确定位的功能,GIS技术主要给遥感信息的获取提供相关的辅助功能。近年来,国内外在一些大型、特大型的水利水电工程的地质勘察中开始采用3s技术,并取得了良好的成果。
关键词:水利水电;地质勘测;方法与技术
中图分类号:TV文献标识码:A
引言
地质勘测作为水利水电工程建设的基础工作,在其中发挥着巨大的作用,因而也引起了广泛的关注,尤其是其已成为当前业内人士探讨的热门话题,加强对此问题的分析研究也就具有相当重要的意义。
一、工程钻探与山地勘探在水利水电中的应用
当今的工程勘察中,钻探仍旧是重要的手段。在山地的勘探中,主要有山硐的勘探和竖井的勘探。在我国的勘察中,平硐的钻探量大约是竖井勘探量的1/10,这个比例和日本的勘探量存在着很大的差距,日本勘探量在1/5左右的近73%。随着近年来的勘探工作的发展,我国的平硐和竖井的勘探量都有所增加,并且其比例也逐渐接近1/5。
1、金刚石钻进技术
我国的勘探工作起步相对来说比较晚,在20世纪70年代才初步发展,到80年代的时候才逐渐得以推广。通过利用这项技术大大改变了我国钢粒钻进与硬质合金钻进的落后局面,使我国的钻探效率大大提高,岩心的采取率达到了90%。金刚石钻进技术的进步,也带动了相关的设备、仪器的发展,使我国的勘探事业更好地发展。
2、砂卵石层钻进技术
在水利水电工程钻探工作中,砂卵石钻进技术一直是一项较难掌握的技术,由于存在着一定的难度,我国也逐步加强了对其认识程度,在“六五”技术攻关中,对砂卵石钻进以及取样技术进行了深入的研究,最终很好地攻克了这一难题。在此次攻关中研制成功的SM植物胶以及MY―1A植物胶,在对砂卵石层钻进中发挥着重要的作用。
3、金刚石绳索取芯钻进技术
相对于其他的技术来说,这项技术是一项比较先进的技术,其主要的技术原理就是在勘测的时候做到了在不提钻的情况下采取岩芯。80年代这项技术主要应用于深孔中,但是在浅孔应用中也存在着相应的优势。
4、软弱夹层钻进技术
由于一般的金刚石钻进技术不能很好的处理软弱夹层的问题,成功率在50%左右,这样很难保证生产的需要,造成一定的成本压力。为了解决这个问题,特采取了一系列措施。诸如在原来的技术的基础上又采用了悬挂装置、岩芯堵塞警装置、扶正装置等新技术。这项技术在多年的使用过程中得到了很好的反响,证明了其技术方法很好的应用性,目前该项技术已经被编入了行业的规范里面。
二、遥感技术勘测方法在水利水电工程中的应用
遥感技术在水利水电工程地质勘测上的应用,大大提高了地质勘测的灵活性和准确性。依据遥感平台高度可将遥感勘测技术分为地面遥感、航空遥感和航天遥感3种类型。且利用该技术获得的陆地摄影照片、航片、卫星照片等材料均是真实自然景观的图像,因此能够较清晰、全面的反映出岩溶、泥石流、崩塌、滑坡等地质现象,同时还能从中观察出地质构造、地层岩性和地貌形态。遥感勘测技术具有信息丰富、视野广阔、获得的影像具有一定周期性等优点,被广泛应用在水利水电工程地质勘测工作中。
1、研究区域构造稳定性
利用遥感技术能够获得大量的高质量线性构造信息,因此能够准确地反映出地貌形态、水系分布以及地质特征等信息,进而帮助地质勘测技术人员更好地研究水利水电工程周围地区构造格架,评估工程周边地区构造稳定性提供准确素材。
2、调查自然灾害
水利水电工程附近诸如泥石流、滑坡、崩塌自然灾害的调查是地质勘测工作的重要组成部分。针对该项内容的勘测如借助遥感技术提供的彩红外片或航卫片,结合现场勘查提供的资料进行全面的分析,能较详细的了解影响水利水电工程稳定性的自然灾害情况,对保证水利水电工程稳定性运行具有重要意义。
3、调查岩溶情况
遥感技术提供的影像材料尤其彩红外影像,能为分析水利水电工程岩溶情况提供准确参考。一方面从影像中能很好的判读岩溶地貌状况,另一方面能从介质红外光谱差异性上分析泉水和地下水分布信息。国内很多水利水电工程地质勘测时,利用该方法研究岩溶及其渗漏问题取得较好效果。
4、地质测绘填图
地质测绘时要求在保证成图现场校准和确保野外工作量的基础上,提倡使用遥感图进行地质测绘。而且部分地区大比例尺工程地质图应首先考虑遥感成图。这些要求均在我国水利水电工程勘测相关文件中有所体现。
5、地质编录岩土工程开挖面为更好的完成水利水电工程施工中存档备查、
安全预报、反馈设计等环节工作,应借助遥感技术进行地质编录以指导水利水电工程地下工程开挖施工。为此,我国相关研究部门,在完善高边坡快速地质编录系统的基础上,成功应用到水利水电工程项目中。实际施工时结合使用数码摄像机,并进行现场采集和数据预处理,运用专门的软件系统进行处理后能够获得任意方位的线划图和连续的彩色影响。
6、研究防洪、水土保持情况
我国相关科研单位曾利用TM卫片,对负责区域的水利水电工程附近的泥石流、滑坡情况进行解译,同时对其发育情况进行划分最终获得了区划图,并在此基础上提出了治理和建立预警系统意见,进而为负责区域的水利水电工程防洪、水土保持工作的开展提供价值较高的资料。
三、工程物探在水利水电工程中的应用
1、钻孔彩色电视系统
此系统研制时间在20世纪70年代中期,70年代末逐渐成熟,在葛洲坝工程中起到了重要作用。其主要优势是电路集成度更好,系统运行效果更加顺畅。与旧式探头相比,其彩色图像的识别度更高,使用寿命比旧式的更长,能够承受住钻孔中带来的冲击力,在体积上也有了很大的突破,重量比以往的更轻,能耗也更低。
2、地球物理层析成像技术
这项技术利用的主要是已被钻出来的平洞或钻孔,利用透射波透过特定的发射和接受,来进行采集和处理操作,这样就能对岩体的波速值进行比较详细的了解,进而就能对岩体进行判断和评价。在当前还没有出现新技术情况下,这项技术还拥有很大的优越性,对其勘察孔洞的完整性有其独特的作用。如果对此项技术利用好,不但可以节约很大部分的工作量,还能对孔洞的物理力学性有更加深入的了解,从而对勘测的整体的效果有更加深入的理解。
3、浅层地震反射法应用
这种方法产生并发展于20世纪70年代末与80年代初,作为一种地震勘测的新技术,而得到广泛的应用。其最先是由加拿大人研发而成的,起初利用的
方式是信任增强,通过“最佳窗口技术”使其试验成功。后来逐渐引入到我国,经过了“七五”、“八五”等技术攻关,取得了很大的成果。对于P波或是SH波的反射都有了很大的发展。在此基础上还对浅层反射震源、最佳窗口、水平多次迭加技术等进行了相关的试验,并取得了很大的收获。
4、高密度电法勘探
究其本质,其属于电阻率法勘测,为了能够达到理想的勘测效果,该技术引用了数据采集办法,在野外进行测量的时候将电极都放置在被测的点上,之后利用相应的电极转换开关、电侧仪实现数据的自动采集。通过测量结果,就能够显示出剖面图。此方法是随着电子信息技术的不断发展而应用到水利水电工程地质勘测中的,其不但大大提高了工作的效率,还使得地电信息的采集量大幅度提高,实现了一维勘探向二维勘探的一个跨越。
结束语
地质勘测质量对水利水电工程的长期运营具有重要影响,尤其地质结构较复杂地区,相关部门应结合地质结构特点,采取针对性方法以提高地质勘测数据准确性和完整性,为水利水电工程建设和运营提供良好的信息支撑。
参考文献
[1],何启立.浅谈3S技术在水利工程地质勘测中的应用与发展[J].科技资讯,2013(17):68.
[2]彭磊.水利水电工程地质勘测新方法的应用与展望[J].企业导报,2013(10):282-283.
关键词:水利水电工程;地质勘测;方法
1全球定位系统(gps)的应用
gps越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用gps可大大减少作业时间,提高测量精度。
2遥感技术的应用
遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。
2.1区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。
2.2水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
2.3岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。
2.4中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。
2.5岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。
2.6水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用tm卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用tm卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。
3地理信息系统(gis)
gis技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将gis技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的mapgis,是一种专业的地理信息系统软件。
4工程物探技术
在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。
4.1地球物理层析成像技术(ct)。ct技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了
解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,ct技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及ct技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。
4.2钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将ccd光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成vcd光盘,还可进行后期图像处理及制作。
参考文献
[1]杨连生.水利水电工程地质[m].武汉:武汉大学出版社,2004.
[2]王妙月.勘探地球物理学[m].北京:地震出版社,2003.
[3]封云亚,沈春勇.喀斯特地区水利水电工程勘测与处理新技术[j].水利水电技术,2005,36(9):70~73.
[4]曾凡卿.三峡工程建基岩体物探检测方法应用[j].2005,36(11):43~44.