浅谈水利水电工程地质勘测方法及技术

浅谈水利水电工程地质勘测方法及技术

发表时间：2016-01-28T10:12:34.353Z 来源：《工程建设标准化》2015年11月供稿作者：薛建新

[导读] 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南，长沙对于水利水电工程地质勘测工作而言，工程地质测绘与编录既是其中最为重要的方法之一，也是最为基本的方法之一。

薛建新

（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南，长沙，410014）

【摘要】水利水电工程地质勘测方法及技术取得了较大的进步，很多方面都已经相当成熟，方法也多种多样，为缩短水利水电工程的勘察阶段时间、提高劳动生产率、提高勘察成果质量等都作出了较大的贡献。本文分别从工程钻探与山地勘探技术、遥感技术、工程物探技术、GPS技术GIS技术等方面入手，探讨水利水电工程地质勘测方法及技术，对水电工程地质勘察工作具有一定的参考价值。

【关键词】水利水电工程；工程地质；勘测方法；技术

1．前言

近些年,，我国的水电站建设发展迅猛，水利水电工程中的各项新型技术层出不穷。而水利水电工程项目运行质量及工程建设的可靠性、稳定性都离不开工程地质勘测。从目前来看，水利水电工程地质勘测方法及技术都也取得了较大的进步，都已经相当成熟，方法也多种多样，为缩短水利水电工程的勘察阶段时间、提高劳动生产率、提高勘察成果质量等都作出了较大的贡献。本文就水利水电工程地质勘测方法及技术进行探讨。

2．工程地质测绘与编录

对于水利水电工程地质勘测工作而言，工程地质测绘与编录既是其中最为重要的方法之一，也是最为基本的方法之一。通过工程地质测绘与编录，能够获取水利水电工程项目范围内地质的详细资料，然后再利用工程实践经验、工程地质学、地质学等方法来对该区域地质体在时间和空间上的演变过程；最后，再综合考虑多种因素做出评价，以便及时发现潜在的地质问题。由此可见，要做好水利水电工程地质勘测工作，那么就必须要率先做好工程地质测绘与编录工作。基于实现方式的角度来看，工程地质测绘与编录可分为三种方法，分别是实测剖面法、路线测绘法、地质点测法。对于大型水利水电工程，务必要先研究该建设区域内地震事故活动状态及地壳稳定性程度，然后再开展工程地质测绘与编录工作，以此来确保水利水电工程项目运行质量的可靠性和稳定性。

3．工程钻探与山地勘探技术在水利水电工程地质勘测中的应用

从目前来看，获得工程地质勘测成果，最有效、最直接的信息，主要方法仍然还是钻探，虽然水利水电工程钻探工作量已经较之前有较大程度的下降，但平均值仍然保持在较大工作量。在山地勘探工作中，竖井勘探和平硐勘探占据了较大的比例，且其比值正在逐步减少，主要原因是火工爆破材料国家控制十分严格及安全管理的需要。从目前来看，在水利水电工程地质勘测中所应用到的工程钻探与山地勘探主要包括了砂卵石层钻进技术、金刚石钻进技术、软弱夹层的钻进技术、套钻技术、大口径钻探技术。

（1）砂卵石层钻进技术

在“六五”科技攻关前，水利水电工程钻探时，往往很难实现砂卵石取样和钻进，而“六五”科技攻关研究成功的两种SM、MY-1A植物胶冲洗液，则较好地解决了砂卵石钻进取样难题。此后，砂卵石层钻进技术有进一步得以革新，并且迅速推广，取得了良好的经济效益。（2）金刚石钻进技术

从上个世纪70年代开始，金刚石钻进技术正式应用于水利水电工程地质勘测工作中，在随后的几年里，该技术得到了迅速推广。金刚石钻进技术的使用有效解决了当时水利水电工程地质勘探工作中所存在的“硬质合金钻进困难”、“钢粒钻进困难”两大技术问题，让钻进技术得到了极大的提高，钻探的效率也跟着增加，并且还是成倍的增加。金刚石钻进技术的发展，带动着整个钻探过程所需要的设备仪器都全部得以发展，这样带来的效果就是使整个工程钻探与山地勘探的效率和质量都得到了革命性的改变。

（3）金刚石绳索取芯钻进技术

金刚石绳索取芯钻进技术是利用绳索将钻杆内装有岩芯的内管提到地面，然后采取岩心。金刚石绳索取芯钻进技术的使用范围很广，在深孔和浅孔中都可以使用。因此，金刚石绳索取芯钻进技术一经推出，就得到了较为迅速地推广。实践证明，金刚石绳索取芯钻进技术具有防止孔壁掉块、坍塌，缩短回次进尺等一系列显著的优点。

（4）套钻技术

套钻技术可以应用于将原状岩心从软弱层带中采取。首先在要取芯的位置的中心，钻一个直径36～46mm的钻孔，钻孔的深度约为1～1.5米左右。然后对这个孔插筋并灌入粘结剂，等到凝固后，就可以钻进取芯。粘结剂可以使岩芯和插入的钢管凝结在一起，成为一个整体，这样就可以在在软弱层带中取芯并且还能够保证它的原状。如果采用定向取芯钻具，可以获得软弱层带的构造形迹以及产状要素。该技术在相应的地区勘探中取得了显著的成绩。

（5）软弱夹层的钻进技术

软弱夹层由于它的固有特性，使得普通的金刚石钻进采取岩芯的成功率很低，甚至连一半都达不到。成功率低的原因主要在于在钻进过程中，岩芯对磨严重。为了解决这种软弱夹层钻进困难的难题，相关技术人员尝试采用了很多的措施，比如：钻头直径采用在75mm以上、长度不超过2m的绳索取芯钻具，绳索取芯钻具还安装有扶正装置、岩芯堵塞报警装置、上层度鉻半合管、悬挂装置及相关配套系统装置。配套系统在软弱夹层中不受挤压、冲刷，可以减少振动。这项技术的革新，解决了相关的技术难题，技术内容也纳入了相关的行业规范中，在行业中广泛的推广。

4．遥感技术在水利水电工程地质勘测中的应用

遥感技术可以分为地面遥感，航空遥感，航天遥感三大类，分类的依据是根据遥感平台的高度来判断的。遥感可以提供相关的卫星照片，航片，陆地摄像照片等，这些照片都是按照一定比例缩放的立体影像图。它们能够真实、集中地反映出范围比较大的地貌形态、地质结构、地岩性质以及坍塌、泥石流、滑坡、岩溶等外力引起的地质现象。遥感技术包含的信息丰富，范围广阔，立体感强，卫星影像可以周期性的出现，获取资料快速。遥感技术在大型的工程中运用比较多。遥感技术可以运用在下列的水利水电工程地质勘测中。

（1）研究区域构造的稳定性

遥感技术可以提供大量的信息，这些信息比较宏观。可以反映出被研究区域的地貌形态、水系分布特性以及地质特性。这些信息对于