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淺談水利水電的地質(zhì)勘察策略

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淺談水利水電的地質(zhì)勘察策略

一、水文地質(zhì)勘察概述

如果在水文地質(zhì)勘察中,沒有運(yùn)用有效的勘察方法與勘察策略,就可能導(dǎo)致對(duì)水文地質(zhì)問題的了解不夠深入,甚至在工程設(shè)計(jì)中忽略水文地質(zhì)問題,導(dǎo)致由地下水引發(fā)的巖土工程危害問題。為此,在水文地質(zhì)勘察中,除了要查明與水利工程項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)問題,而且要考慮到地下水的作用及影響,防止地下水對(duì)建筑物和巖土體造成影響。此外,要對(duì)地下水的作用和影響提出合理的建議,及時(shí)采取相應(yīng)措施加以預(yù)防和治理,為工程設(shè)計(jì)以及施工提供水文地質(zhì)信息方面的支持,以減少或消除地下水對(duì)水利工程建設(shè)的危害。

二、水利水電工程地質(zhì)勘察的主要方法

(一)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)又被稱為GIS技術(shù),利用地理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制作柱狀圖、平面圖、等值線圖和剖面圖等工程地質(zhì)圖件,對(duì)圖像、圖形和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,并進(jìn)行相應(yīng)的空間分析及屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理。

(二)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)又被稱為GPS技術(shù),目前已廣泛應(yīng)用于水利水電工程地質(zhì)定位控制及測(cè)量中,由于其具有高程控制方面的功能,可以有效解決跨溝、跨河水準(zhǔn)難以傳遞的問題,也能在通視條件差、勘察區(qū)控制點(diǎn)少的區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘察。此外運(yùn)用全球定位系統(tǒng)還可以提高測(cè)量的精準(zhǔn)度,減少作業(yè)時(shí)間,提高地質(zhì)勘察的效率與水平。

(三)工程物探技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段,比較成熟的工程物探技術(shù)主要有鉆孔彩色電視系統(tǒng)和地球物理層析成像技術(shù)等。鉆孔彩色電視系統(tǒng)與傳統(tǒng)的攝像管探頭相比,具有性能穩(wěn)定、集成度高、電路設(shè)計(jì)合理等優(yōu)勢(shì)。此外,還具有幾何失真小、彩色圖像重現(xiàn)性好、耐沖擊、壽命長、重量輕、體積小、功耗低等特點(diǎn),是一種新型的產(chǎn)品。目前,隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展,鉆孔彩色電視系統(tǒng)又在開發(fā)圖像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用工控級(jí)主機(jī),形成錄像機(jī)、監(jiān)視器、控制器的三位一體,形成一體化的主機(jī)控制系統(tǒng)。鉆孔彩色電視系統(tǒng)可以通過配接口徑不同的鉆孔電視探頭,對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化采集、壓縮與存儲(chǔ),既可以將勘察成果刻錄成光盤,也可以對(duì)圖像進(jìn)行后期的制作與處理。地球物理層析成像技術(shù)也就是通常人們所說的CT技術(shù),主要通過利用已有的鉆孔或平洞,采用一定的發(fā)射和接受方式,對(duì)透射波進(jìn)行采集和處理,通過研究與分析孔洞之間巖體的波速值,對(duì)各區(qū)間的巖體進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析和判斷。

(四)遙感技術(shù)的應(yīng)用

按照不同的遙感平臺(tái)高度,可以將遙感技術(shù)分為航空遙感、航天遙感與地面遙感三大類。遙感技術(shù)由于具備信息豐富、視域廣闊、獲取資料迅速、有立體感、衛(wèi)星成像周期性重現(xiàn)等優(yōu)勢(shì),在水利水電工程地質(zhì)勘察過程中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣,從而及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地反映水電工程所在區(qū)域存在的地質(zhì)及環(huán)境問題。具體說來,目前對(duì)于遙感技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:

1、水庫區(qū)滑坡、崩塌、泥石流調(diào)查

在大型水利水電工程建設(shè)的過程中,需要對(duì)庫區(qū)的崩塌、滑坡、泥石流以及松散堆積體的情況進(jìn)行調(diào)查。衛(wèi)星遙感技術(shù)可以通過彩紅外片、航衛(wèi)片對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)解譯,并通過野外現(xiàn)場(chǎng)的觀察、復(fù)查和檢查,明確塌滑體的數(shù)量、分布、穩(wěn)定程度等情況,客觀地對(duì)水利水電工程所在區(qū)域的地質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2、巖溶調(diào)查

利用遙感所成的影像尤其是彩紅外片對(duì)巖溶及其水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查與研究,這種調(diào)查方式有其非常明顯的優(yōu)勢(shì),可以較為準(zhǔn)確地判斷各種巖溶地貌,也可以利用它與其他介質(zhì)紅外光譜的不同,判斷泉水和地下水的分布情況。

3、區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究

在水利水電地質(zhì)勘察中,遙感技術(shù)可以提高大量的地質(zhì)情況宏觀線性構(gòu)造信息,從而較為準(zhǔn)確地反映區(qū)域的水系分布特征、地質(zhì)特征以及地貌形態(tài),并對(duì)研究斷裂體系的活動(dòng)性、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格架、工程所在區(qū)域及周緣區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

4、巖土工程開挖面地質(zhì)編錄

利用地面遙感技術(shù),可以對(duì)水利水電工程施工過程進(jìn)行安全預(yù)報(bào)、反饋設(shè)計(jì)和存檔備查,并能夠通過有關(guān)的穩(wěn)定性分析為工程建設(shè)提供充分的地質(zhì)數(shù)據(jù)和資料。

三、水利水電工程地質(zhì)問題分析

(一)邊坡的工程地質(zhì)分析

在水利工程的邊坡地帶常常發(fā)生變形破壞的情況,如蠕動(dòng)變形、松弛張裂、滑坡、崩塌等,另外泥石流也會(huì)對(duì)邊坡造成破壞。邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素包括巖土的類型與性質(zhì)、地形地貌條件、地下水、巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造等。

(二)壩基巖體的工程地質(zhì)分析

不同的壩型對(duì)地質(zhì)條件的要求也有很大的差別,因此,要充分了解各類壩型的工作特點(diǎn),并明確壩型對(duì)地質(zhì)條件的要求,防止因壩區(qū)巖體的地質(zhì)缺陷導(dǎo)致壩基出現(xiàn)滲漏、穩(wěn)定性差等問題。

(三)水庫工程地質(zhì)問題分析

水庫主要分為兩類,一類是利用地下水蓄水構(gòu)造,并通過人工控制形成的地下水庫,另一類是通過在河流上筑壩攔水形成的地面水庫。在水庫蓄水之后,水庫周圍的水文、地質(zhì)條件都會(huì)發(fā)生一系列的變化,從而對(duì)庫區(qū)以及周邊地段的地質(zhì)環(huán)境造成影響。例如,風(fēng)浪作用沖蝕庫岸、庫水升高侵潤庫岸、地下水位上升浸沒洼地等都會(huì)造成各種地質(zhì)問題,如水庫浸沒、水庫滲漏、水庫淤積、水庫塌岸、水庫誘發(fā)地震等。

水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)災(zāi)害防治、工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面都發(fā)揮著重要的作用,制訂出科學(xué)、合理、有效的勘察策略能夠提高水利水電工程勘察水平,促進(jìn)水利水電工程建設(shè)的順利開展。為此,勘察工作者要重視勘察方法的運(yùn)用,全面分析水文地質(zhì)問題,使水文地質(zhì)勘察更具預(yù)見性和實(shí)效性。

本文作者:范驍宇 工作單位:新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所