时间：2023-06-14 16:36:57
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[关键词]水利水电 工程建设 地质勘查
中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0164-01
所谓地质勘查，其主要任务就是在工程建设前，对工作区的地质条件进行勘测，并作出分析、 评价；预测水利水电工程建设中可能出现的问题，针对性地提出解决措施。近几十年来，水利水电工程建设中，地质勘查研究工作已经有了多方面的发展进步。从勘查技术、测试技术，再到数值分析技术等都取得了迅速的发展，但是由于地质勘查环境的复杂性、地质信息获取难等原因，导致水利水电建设中地质勘查工作还不完善，还存在众多问题。
一、目前水利水电工程建设中地质勘查的现状及不足
水利水电是我国社会电能供输的主要来源之一，兴建水电站是保证地区供电正常的基本条件，这些都依赖于水利水电工程建设的可持续发展。受主、客观因素的限制， 我国水利水电工程建设还处于相对落后阶段，水电站项目改建依旧达不到预定的成效， 水资源总体利用率偏低。为了改变传统水利水电项目建设的现状，新时期水利部门倡导把地质勘查工程融入水利水电建设中。这一方案起到了多方面的工程作用，如经过详细的地质勘查环节，可以提前查明水电站所处区域的地质构造、地层、岩浆岩及蚀变化特点，掌握地质病害发生的规律，为项目施工做好充分的抗病害准备。
地质测绘（填图）、地质工程编录和必要的钻孔勘探与取样试验工作，是目前地质勘查的重要技术程序与手段。要完成该项技术工作，各勘探单位又大都在有限时间及人力资源配置上深感压力，有着力不从心且须承担的极大考验。
总结水利水电工程建设中的主要问题，地质勘查方面主要表现为：①前期工作不足，如某个水利水电项目正式动工前，工程单位缺乏必要的准备工作，尤其是地质勘测不全面，误导了后续施工方案的制定； ②地质病害普遍，由于水电站所处地方条件的特殊性，如洪灾、地震、泥石流等时常发生，破坏了水电站建筑设施的完整性。
基于现状，目前地质勘查工作中存在的难点、弱项和失误等，仅就工作技术条件及水平的改进上看，应值得业内关注，对其改善和提高。
二、水利水电建设中地质勘查的必要性
2.1 水利水电工程建设的特殊性与复杂性
水利水电工程建设的特殊性首先表现在其工程建筑物的特殊性。一般建筑工程标准化较为规范化，可以见到基本相同甚至完全相同的建筑物设计，或者部分及全部套用的标准设计图纸。然而水利水电工程建筑物则不然，成千上万座水库大坝中，不可能找到两座完全相同的大坝。决定水利水电工程建设大坝规模、坝型、结构等工程要素的自然条件很复杂，其中工程建设所在区域或工作区地质条件则是最主要的自然条件之一。水利水电工程建设的特殊性是其与水密切相关，其中包括地下水与地表水，其所承受的荷载主要是水荷载。水利水电工程建设一旦失事，损失将十分惨重。如新丰江水电站，它是广东省最大的常规水力发电站。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运、供水、养殖、压咸、旅游等综合效益。通过水库滞洪，可使下游147万亩农田免受洪灾威胁，并能发展电力排灌，增加灌溉面积，还可压退东江下游河口咸潮上涌，改善农田及居民用水，提高下游航运能力。大坝为混凝土单支墩大头坝，最大坝高105m，长440m，曾经受6级地震考验而安然无恙。通过水库调节，可使东江百年一遇洪水降为20年一遇。
2.2 地质勘查工作的实践性与经验性
地质勘查理论的任何一项新进展、新方法、新技术，都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的，实际上却出了问题，而另一些工程通过计算认为不安全，却安全运行了数十年。因此，我们搞水利水电工程建设，工程经验往往又是起决定作用的。
三、水利水电工程建设中地质勘查的主要内容、方法
通过地质勘查明确水利水电工程建设的地质条件、论证工程地质问题、选择地质条件优良的建筑场地、研究工程兴建后对地质环境的影响等。水利水电工程建设中必须查明和解决的地质勘查问题主要有：库区地层岩性、地质构造、地貌及物理地质现象、水文地质条件，水库渗漏、浸没、淤积、库岸稳定，坝基稳定、渗流、渗透变形、沉陷、渗漏、坝头边坡稳定，岩体工程地质分类、承载力、允许渗透水力坡度、液化、基坑涌水量、建筑材料等。
水库工程地质勘查内容包括：水库地质条件、水库渗漏的性质、途径和范围，计算参数的确定，计算公式的选用，计算成果及其分析和说明，处理方案的建议和结论。水库浸没区地质条件，地下水壅高计算参数和公式的选定及计算成果的分析说明，浸没标准的确定。根据水库运用水位预测的浸没范围，浸没区的分类，可能的发展情况和防护措施的建议。库岸稳定性分段，不同设计水位时的不稳定岩土体的位置、高程、方量，主要地质条件，计算参数选择，计算成果和观测资料等以及失稳影响和防治措施的建议。评价水库诱发地震的条件潜在震源区的确定及其震级上限的预测。
各建筑物的工程地质勘查内容包括：坝、闸址工程地质条件（包括地质概况与选定坝型、坝轴线、枢纽布置方案有关的工程地质条件，坝基岩体工程地质分类，工程地质问题及评价和有关工程地质问题处理的建议。
引水隧洞工程地质勘查内容包括：工程地质条件分段及说明，围岩工程地质分类和工程地质问题评价及处理建议。渠道工程地质条件应包括：工程地质条件分段及说明，渠道建筑物的工程地质条件和工程地质问题评价及处理建议。
斜坡现场以不扰动底层的情况下，开展各项地质勘查工作，从而获得斜坡地层的物理力学性质，其同室内试验方式相比能够更好的在工程场地进行测试，并且不需要对土质进行取样；其次，其所测试影响的范围要明显室内试验方式，从而能够具有更好的代表性。由于这种方式能够使用良好的多种原位测试方式，所以其也能够获得更好的地质物理力学指标以及地层剖面；最后，这种测试方式也具有较好的经济性以及效率性，从而较好的节约了勘查时间。
地质勘查采用的方法主要包括钻探、物探、坑探，三种勘探方法均有规程规范遵循。通过钻探、物探、坑探、触探、静探、十字板剪切、岩体应力测试、岩体地质描述、渗透变形试验、压水、高压压水、注水、抽水试验、地下水动态观测等，在充分的工程地质分析与论证的基础上提交设计建议值。
参考文献
[1] 王思敬.工程地质学的任务与未来[J].工程地质学报.1999，7（3）：195～196.
[2] 韦港.工程地质随想（二）.中国水利学会勘测专业委员会，2000.年学术研讨会论文集[G].北京.中国水利水电出版社：2000，126～128.
[3] 龚晓南.21世纪岩土工程发展展望[J].岩土工程学报.2000，22（2）：238～239.
【关键词】藏木电站 固结灌浆 试验
中图分类号：TU271.1 文献标识码：A 文章编号：
概述
工程概况
藏木水电站是雅鲁藏布江干流中游桑日至加查峡谷段规划5 级电站的第4 级，上游衔接街需电站，下游为加查电站。工程位于自治区山南地区加查县境内，坝址距山南到林芝的省道（S306）约7km，距加查县城约17km。加查县城距山南地区行署泽当镇约140km，距拉萨约325km，对外交通较方便。
本工程为二等大(2)型工程，开发任务为发电，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。坝址控制集水面积157668km2，占我国境内全流域面积240480km2 的65.6%，坝址处多年平均流量1010m3/s。正常蓄水位3310.00m，相应库容0.866 亿m3，调节库容0.13 亿m3，校核洪水位3310.61m，死水位3305.00m，电站具有日调节能力，坝后式厂房内安装6 台85MW 发电机组，总装机容量510MW，设计引用流量1071.3m3/s，额定水头53.5m，多年平均年发电量25.008 亿kW.h。
工程地质
厂房及安装间自然边坡高陡，地形完整，无沟谷切割。3240～3270m自然坡度为25～35°，分布覆盖层块碎石土层，厚一般5m～10m，结构松散，架空明显，稳定条件较差；高程3270m以上自然坡度50～60°，大多基岩。边坡岩体坚硬较完整，宏观上呈块状、次块状结构为主，部分镶嵌碎裂结构，岩体质量较好，自然边坡整体稳定。3320m高程以上分布小规模的拉裂及危岩体。
工程项目
本工程钻孔与灌浆施工包括厂房（安装间）的基础固结灌浆、勘探孔、观测孔等工作项目，同时包括建设单位和监理工程师指示的其他钻孔灌浆作业及相关的配合工作。
试验区的选择与布置
藏木电站厂房基础固结灌浆试验区选在2号机上游块，部位坐标为厂(横)0+09.50～厂(横)0+031.59，厂(纵)0-011.50～厂(纵)0+000.00。
固结灌浆试验区布设四排固结灌浆孔，孔排距3m×3m，共布置28个固结孔，并分两序施工。固结灌浆总段长182.0米。
施工依据
（1）《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001；
（2）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
（3）《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999；
（4）《混凝土拌和用水标准》JGJ63-1989；
（5）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL25-1992；
（6）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；
（7）《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；
（8）《水利水电工程物探规程》SL326-2005；
（9）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999；
（10）本工程招投标合同文件、设计文件、业主和监理工程师指示等
完成工作量
试验区完成工程量见表3-1。
完成工程量表
施工程序及施工工艺
施工程序
总体施工程序：抬动变形观测孔钻孔、测试仪安装物探测试孔钻孔、灌前测试、临时封孔保护第Ⅰ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔第Ⅱ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔检查孔钻孔、压水试验、灌浆、封孔物探测试孔灌后扫孔、测试、封孔抬动变形观测孔封孔。
施工工艺
钻孔
钻孔布置：所有灌浆孔都严格按照设计图纸放样，钻孔均统一编号。
造孔：抬动孔、声波测试孔及固结检查孔采用地质钻机成孔，灌浆孔采用风动钻机成孔，钻孔分两序施工。
抬动安装及观测
灌浆前先进行抬动观测孔施工,并在灌浆作业前完成安装工作。
钻孔冲洗
固结灌浆前进行孔壁冲洗和裂隙冲洗。孔壁冲洗采用大流量冲洗方法至回水澄清10 min后结束；裂隙冲洗采用脉冲冲洗方法，直至回水澄清延续10min后结束，且总冲洗时间不少于30min。冲洗压力为灌浆压力的80%。
压水试验
固结灌浆压水试验在钻孔冲洗后进行，采用简易压水，压水压力为灌浆压力的80%,检查孔压水采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%。
灌浆方法
灌浆泵采用3SNS型灌浆泵，灌浆过程采用自动记录仪进行记录，能自动检测压力、流量及浆液比重。灌浆采用循环式水压灌浆塞阻塞。
① 固结灌浆分两次序施工。即先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。
② 灌浆水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级。
③固结灌浆压力标准：Ⅰ序孔灌浆压力为0.3MPa，Ⅱ序孔灌浆压力0.4MPa。
④ 固结灌浆结束标准为：在规定压力下，灌浆段的吸浆量小于1.0L/min时，再继续灌30min后结束。
⑤固结灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时或当吸浆量不变，压力均匀升高时，不改变水灰比；当某一级水灰比浆液的灌入量已达300L以上时，而灌浆压力和吸浆量均无改变或改变不显著时，改浓一级灌注；当吸浆量大于30L/min时，根据具体情况适当越级变浆。
⑥封孔：
固结孔灌浆结束后即可进行封孔，封孔采用“浆液置换封孔法” ，封孔浆液水灰比采用0.5:1的浓浆，待凝24小时后清除孔内污水、浮浆，使用水泥砂浆封填密实。
成果分析
透水率分析
透水率分析见表5-1。
透水率分序对照表
从上表可以看出，Ⅰ序孔最大透水率为无穷大，最小透水率为0Lu，平均透水率为47.1Lu；Ⅱ序孔最大透水率为49.61Lu，最小透水率为0Lu，平均透水率为7.65Lu。Ⅱ序孔透水率较Ⅰ序孔透水率递减83.8%，符合灌浆规律，Ⅱ序孔除J2-4-Ⅱ-7特殊孔透水率大以外，其余孔段透水率都比较小，剔除该孔Ⅱ序孔平均透水率为4.42 Lu。
单位注入量与孔序之间的分析
单位注入量与孔序之间的分析见表5-2。
单位注入量对照表
从表5-2可以看出CⅠ＞CⅡ，递减率为95.6%，符合灌浆规律。
单位注入量分析
单位注入量分区统计对照表
Ⅰ序孔灌浆施工共计25段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有13段，占总段数的52%；单位注入量10～50Kg/m的孔段有4段，占总段数的16%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有2段，占总段数的8%；单位注入量100～1000Kg/m的孔段有5段，占总段数的20%；Ⅱ序孔灌浆施工共计21段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有18段，占总段数的86%，单位注入量10～50Kg/m的孔段有2段，占总段数的10%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有1段，占总段数的4%。
从以上区间分布和单位注入量区间段可以看出，Ⅰ序孔的灌浆施工充填了较大裂隙，灌浆效果显著, Ⅱ序孔吸浆量较小，可灌性较差。
检查孔透水率分析
（1）根据灌浆资料分析，在固结灌浆试验区共布置了2个质量检查孔，压水采用单点法，压水压力0.32MPa。具体情况见表5-4。
由上表可以看出所有检查孔的透水率均小于3Lu，符合设计要求。
灌浆评价
（1）本固结灌浆试验施工材料、机械、人员配置均满足施工要求。
（2）本固结灌浆试验施工过程控制严密、施工工艺及灌浆参数合理，灌浆效果显著。
（3）固结灌浆试验所采用施工参数满足工程设计要求。
（4）固结灌浆试验区自评结果为优良。
建议
关键词：水利工程设计;存在的问题；对策分析
Abstract: this paper first on what is water conservancy project design and the importance of water conservancy project design, then according to the practice of induction and sums up in water conservancy engineering design of the existence of a few common problem, and analyzed, and put forward the corresponding measures to improve.
Keywords: water conservancy project design; Existing problems; Countermeasure analysis
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
1水利工程设计的重要性
水利工程设计工作是指为达到预定水利工程目标而制定的工程方案、建筑物和实施方法以及经费预算等工作。其设计方案的好坏直接影响工程的投资效益和工程的安全运行。所以．在水利建设中水利工程设计起着关键性作用，加强水利工程设计管理有着非常重要的现实意义。
1．1水利上程没计方案的好坏直接影响水利工程的造价。水利工程项目的建设包括三大阶段：项目决策、项目设计和项目实施。在整个水利工程建设中，投资控制的关键在于设计和决策两个阶段，当水利工程项目做出投资决策后，关键就是工程设计了，而工程设计方案的好坏直接影响着水利工程的质量和造价。
1．2水利工程设计对于运行费用的重要性。水利工程设计的质量影响着项目建设的一次性投资，也影响着运行费用。水利工程一次件投资和运行费用有着一定的反比关系，而水利工程设计在它们之中的作用可以影响到两者的最佳结合，完美的设计可以使得水利工程建设项目的运行费用达到最低。
2水利工程设计中存在的常见问题
2．1基本资料不详
基本资料不详是设计审查中发现的主要问题之一。对于水利工程设计，当地的地质、水文、气象、水资源等摹本情况直接涉及设计方案的选择。计算公式的引用，参数的确定等问题，这些基础资料不详或不准确。将直接导致设计失误，因此设计部门一定要给予足够的重视。现有很多项目由于时间紧或为节省开支不进行实地勘察．采用以往资料或其他地区的资料进行设计，而在实际施工中发现与实际情况不符，要进行设计变更．这不仅给设计审查带来麻烦，而且会造成工期拖延甚至施丁方索赔等一系列问题。
2．2在设计工作中技术经济观念不强
设计单位在整个设计阶段中施工方案基本无比较，只要方案科行即科，技术经济观念不强。招标设计阶段的深度与可研阶段差不多，无设计优化。只有通过详细、充分的比较和论证才能保在进入施工详图设计阶段后。由于业主的强烈干预，设计单位才对设计方案进行较细致的比较，导致进入施工详图设计阶段后设计修改很多，引起施工单位索赔，得不偿失。
2．3方案论证不充分
方案比较与论证无论在可研阶段还是初步设计阶段都是必不可少的重要内容，只有通过详细、充分的比较和论证才能保证设计方案经济、技术等方面的先进性和合理性．而这部分内容恰恰是水利下程设计中被普遍忽略的。方案比较应该从工程选址、工程总布置．建筑物结构设计等步骤对备选方案的工期、投资、经济效益、环境影响、运行条件等多方面进行全面的分析比较，而且比选应在几个可行的方案之问进行．不能与根本不可行的方案比选。现有很多设计只在总体方案选择时简单的定性说明一下甲方案投资高于乙方案，就认为乙方案优．而没有进行详细的经济分析(计算内部收益率、经济净现值、投资回收期等指标)。总体方案确定后具体结构设计就很少进行方案比较这些都会造成结构设计不合理、投资浪费等问题。
2．4 前期规划不深入
2．4．1规划设计资料收集不准确
水文资料的参考、水力计算公式的引用、参数的确定、设计方案
的选择都是依据不够详实和不够精确的数据进行设计的，这样必然会
导致坝址的选定、电站的结构形式选择、发电机组装机容量的确定、
输水建筑物的布置等与实际情况不符，甚至出现明显的偏差，从而造
成严重的后果。
2．4．2实地勘察结果不符合实际
现在很多设计部门由于人员短缺，设计任务重，时间紧，并且为了节约开支，对中小型水电项目实地勘察的工作程序进行了简化。一是只进行工程地质测绘，没有对地质情况作进一步的地质探查；二是即使进行了地质勘探，但布点稀少，钻探深度不够，或者是只是采取钻探方式，没有采取勘探试验的平洞、坑探、物探、岩体原位抗剪断测试等手段做进一步的工程地质勘察，这样得出的结论根本不能详细的对地质的实际情况进行准确描述。三是不进行勘察，直接利用过去的地形图、地质资料进行设计，这样得出的设计直接影响了坝址选定、施工导流方案的选择，也使电站厂房、溢洪道、冲砂闸、船闸等建筑物布置难以趋近合理。在工程建设过程中，建设、监理和施工单位经常发现设计报告中提供的地形资料和地质资料不符合实际，只好进行补充勘察、补充设计，发生了重大的设计变更。重大的设计变更一方面加大了资金投入，另一方面要经过主管部门的二次审批，严重影响了工期，同时带来了施工单位索赔，建设单位投资增加，以及后期审计工作难度提高等一系列的问题。更严重的是影响了枢纽工程电站的正常投入运行和并网发电，灌区配套工程不能及时发挥效益。
2．5设计方案对工程的后续运行与管理考虑不足
随着工程建设的技术水平不断提高，一些新的材料和先进的设备也投入到工程建设中，对工程的运行起着良好的作用。但在一些中、小型的水利水电项目中，应考虑工程建成后的运行与管理维护。目前，基层水管单位普遍存在资金短缺的状况，对于运行和维护费用较高的数控系统、液压设备的使用应考虑中小型水利水电工程的实际情况来设计。考虑到其将来的运行、维护的成本以及管理上的方便、快捷，不能生搬硬套，一味地强调设计的技术含量。
3改进水利工程设计的对策分析
3．1确保设计基础资料的真实性
我国现行各种水文计算规范种都规定．在水利水电工程规划设计中，首先要对水文基本资料进行严格审查、复核。工程水文设计受基础资料、推算、环境、人为冈素等方面的客观和丰观的干扰．或多或少存在成果评判上的差异，这就决定了对工程水文设计相关资料必须认真核查．才能保证设计成果的可靠性和真实性。设计中新引用的基本资料、数据、时期等．都要满足两条要求：一是十分可靠；二是适应研究对象精度要求。
3.2设计招投标
实行招标投标制，目的就是要引进竞争机制，使设计单位具有危机意识，充分调动设计单位精心设计、优化设计的主动性和积极性，督促设计单位提高设计质量。可将预可研阶段、可研阶段分别作为一个招标阶段，招标设计阶段与施工详图设计阶段合并为一个招标阶段，分期进行设计招标。现在的馆程实施监理制度应该说是一种比较完善的体制了，可以从资金、进度、质量3个方面对工程进行控制。而在我国的设计市场上，则往往存在着一家之言、一家说了算的问题，对设计单位的工作成果只有通过审杏会的形式加以判断和确认．但由于审查会一般时间较短，与会的专家不町能对整个设计进行全面细致的论证或复核，使审查会难以达到预期的效果。而设计成果要是出了问题。后果将是非常严重的。
3.3实行设计监理制
能对设计的全过程进行控制与监督，必然会促进设计单位提高其设计质量。从而使设计工作到位。对工程的投资控制是非常有益的。业主的有关部门应积极配合设计监理单位开展工作，同时加强对设计监理的管理，根据合同条款考核设计监理的工作业绩，并给予一定的奖惩。在工程项日设计的不同阶段，可视工程需要聘请国内外的权威机构或专家，对工程中的一些重大方案进行论证或重要的技术难点、专题进行咨询。特别是有针对性地在某些问题上咨询有特长、专长的专家，把好技术关，更好地解决工程项目中存在的技术问题，为科学决策提供依据。
3．4注重规划设计的前期工作,确保设计方案切实可行
结合中、小型水利水电工程具体项目的特点，认真分析工程项目实地的地质、水文、经济、生态等的综合因素，搞好流域上下游水文站的测验资料平衡检验，整理汇集完整的地质资料，认真做好水力、结构计算，择优选择和制定最为合理的设计方案。保证各项水工建筑物、水利机械、电气等达到配套合理、完善，使工程无论从等别、防洪能力上，还是抗震设计烈度方面，以及建成后的运行、管理上，都能达到相关设计规范的要求，进一步保证工程项目效益的有效发挥。
3．5不断提高设计人员的业务水平
水利水电工程设计人员要加强自身设计水平，不断更新设计理念。首先，要注重国内外水利水电工程新技术、新工艺和新材料的引进和运用，各级设计部门要加强相关的理论和实践的学习，积极组织技术人员参加有关业务部门组织的培训、学习和考察，及时的更新设计思想，并应用到实际工作中；二是设计部门要积极引进高、精、尖的技术人才，帮助各部门解决大量的技术难题，完成技术含量高、结构更复杂的项目，还可以通过日常的工作带动设计团队整体的设计水平提升；三是每个设计者要注重日常相关工程资料、信息的搜集和积累，增强设计工作的灵活性，实际工作中不去生搬硬套，拿出具有针对性和具有独创性的设计方案。同时制定出相应的施工方案和运行管理等方案，真正做到了为建设单位和施工单位提供指导性的技术管理文件。
4结束语
水利水电是国民经济的基础设施。随着经济建设的不断发展，水利工程投资管理也逐步向规范化、专业化、社会化的模式转变，但仍需要不断的去完善。因此，水利工程的设计必须严格遵守基本规程规范，不断提高水利工程设计的技术水平和设计人员的事业心和责任感．只有这样，水利工程设计就能有更好的发展前景，就能更好的为社会服务。
参考文献
[1]刘肩文、林雪飞、姜文新，水利工程设计中引以注意的两个问题【J】．水利天地．2000，(02)．
关键词：声波检测法；砼缺陷；浅裂缝检测；深裂缝检测；声波CT
中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）09-0031-03
水利水电工程建筑物中砼质量问题和砼裂缝是常见的砼缺陷，对于砼质量和砼裂缝为表部的开裂还是深度较大的裂缝不易直接观测，即砼缺陷的性质不易直接判断。利用声波频率高、波长短，因此分辨率高，可探测砼的微观结构的特点，及砼对高频声波的吸收、衰减和散射的动力学特征，采用声波法对砼进行检测，使用不同的技术方法，可得到砼质量和砼裂缝缺陷的可靠检测结果，为判断砼缺陷的性质提供可靠的检测资料。
一、检测方法与工程实例
（一）砼浅裂缝检测
对于探查砼开裂深度小于或等于500mm的砼表部浅裂缝，采用单面跨裂缝对称平测的声波法，检测的裂缝中不得充水，测试依据超声波检测混凝土缺陷技术规程，先在砼裂缝附近的同一侧进行声时和传播距离的不跨缝检测，绘制“时―距”坐标图或用统计的方法求出两者的关系，然后将收发换能器分别置于以砼裂缝为轴线的对称两侧，两换能器中心连线垂直于砼裂缝走向，以两个换能器内边缘间距等于100mm、150mm、200mm、250mm、300mm……等进行跨缝的声时测量，砼裂缝深度可按下式计算：
式中dci为砼裂缝深度（mm）；t0i、ti分别代表测距为li的不跨缝、跨缝平测的声时值（μs）；li为不夸平测时第i次的声波传播距离（mm）。裂缝深度的确定以不同测距剔除不合理数据后取平均值。
新疆某水电站正常蓄水位为1649m，总库容1.25亿m3，电站总装机容量309MW，为大（Ⅱ）型工程。大坝在建设过程中，面板表面出现了不同程度的裂缝，使用声波平测法对面板裂缝进行了检测，表1～表3是大坝不同面板段裂缝的部分检测结果，经现场开凿处理，实际所测的裂缝深度与测试结果吻合较好。
（二）砼深裂缝检测
对于探查砼开裂深度大于500mm的砼深部裂缝，采用跨裂缝穿透法检测。在砼裂缝的两侧分别造孔，确保两孔平行，孔深可预估，根据测试结果判断是否加大孔深，检测时将收、发换能器分置于两孔中同一深度，以清水作耦合剂，自孔底向上同步连续点测，可在砼裂缝一侧的孔边再造一个测试无裂缝砼声学参数的较浅的孔，根据测试的波幅序列图对比来判断砼裂缝的深度。
砼裂缝深度的确定方法为：结构物的裂缝宽度是从表面至内部逐渐变窄，直至闭合。裂缝越宽，对超声波的反射程度越大，波幅值越小，随着孔深增加，波幅测值越来越大，至不存在裂缝时波幅达到最大值（相对于有裂缝部位），其所对应的钻孔深度即是砼裂缝深度。
新疆某大型水电站工程，大坝由砼重力拱坝，左、右岸重力墩及重力副坝组成，最大坝高72m，于1991年建成，2000年初在左右岸重力墩表面发现多条裂缝。声波测试采用跨孔穿透法对砼裂缝进行了检测，测试采用跨孔距离1.5m左右，点距0.2m。波列图上，声波跨孔测试对砼裂缝和裂缝深度的反映较为明显，裂缝对波幅的衰减十分明显，未跨裂缝的波列图波幅的相似性较好，如图1所示：
跨裂缝的波列图均有不同的衰减现象，图2为1#～2#孔跨孔声波检测波列图，0m～6.4m波幅有强烈衰减，6.4m～12.8m波形虽然相似性较好，但与12.8m～14.2m段的波幅相比，也有不同程度的衰减，说明该位置裂缝深度12.8m，且6.4m以上裂缝的张开度相对较大，6.4m～12.8m裂缝张开较小或处于绞合状态；图3为5#～6#孔跨孔声波检测波列图，0m～5.2m波幅基本均被衰减，5.2m～8.4m波幅衰减严重，8.4m～10.2m段波幅也有较大衰减，10.2m以下波形相似性较好，波幅没有衰减，说明裂缝在该处深度为10.2m，且5.2m以上张开度相对较大，5.2m～10.2m也有不同的张裂。
（三）砼质量检测
声波CT是在单孔和跨孔测井的基础上发展来的，它仍属于声波测井，是以弹性波理论为基础，通过探测声波在岩体内的特征来研究岩体性质和完整性的一种特殊探测方法。与传统声波探测方法不同的是：声波CT是按一定规则采集大量数据，然后通过CT软件成像并解释的一种物探方法。两孔之间的声波CT，常采用在每个孔内等距布点，然后交织成网状测试的方法，由两孔可以扩展到多孔，从而对这些孔所跨地层进行声波CT测试。声波CT可获得丰富的信息，故在推断断层、检测裂缝、评价岩体完整性、砼浇筑质量及基础灌浆效果等领域都得到了广泛的应用。
新疆某水库为大型水资源综合利用控制型工程，水库库容6.4亿m3，主坝高44 m，为粘土心墙砂砾料坝壳坝，水库主坝右坝肩W150m截渗墙为砼体，嵌入至完整基岩内，截渗墙顶板高程1150.48m，廊道宽3m，长约36.5m。2002年9月水库在地震后发现截渗墙顶部新出现三条裂缝，最大缝宽5 mm，深度不详。
图4为采用声波CT对截渗墙ZK4～ZK2孔进行的检测成像图，可以看出：两孔间1150.48m～1144.30 m高程波速在1375m/s～3000m/s之间，在ZK4钻孔1148高程上下和ZK2钻孔1145高程上下靠近两钻孔的砼体波速很低，说明砼体质量很差；在ZK4钻孔1145.5高程和ZK2钻孔1144～1142高程范围内波速在2700m/s～3500m/s之间，砼体波速相对较高，说明砼体质量相对较好；在ZK4钻孔1145.5高程和ZK2钻孔1142高程以下波速在3500m/s以上，其砼体波速
高，说明砼体完整质量好。CT检测也说明砼截渗墙上部部分失效，需要进行处理。
二、结语
通过以上声波检测砼缺陷的实例可以有如下认识：（1）采用声波法检测砼缺陷快速、方便；（2）检测结果形象、直观。
参考文献
[1]宋先海，等．大体积混凝土深裂缝检测及应用效果分析[J]．工程物探，2002，（3）．
关键词：计量认证 物探 仪器 自检方法
1 前言
中华人民共和国计量法规定，一切为社会提供公证数据的产品质量检验机构（单位），必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。这就要求从事产品质量检验的机构（单位）必须进行计量认证，并取得计量认证合格证后，方能开展产品质量的检验工作。而计量认证的主要内容是：①计量检定、测试仪器设备的性能；②计量器具的工作环境；③考核检测人员的素质；④保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度。由此可见，由于在产品质量检测中所使用的计量器具品种繁多，只有对这些计量器具进行检定、校验或检验且合格后，才能保证所用计量器具的量值准确可靠、性能完好，从而保证了检验结果的正确，即可实现全国范围内的检验结果具有统一可比性。这说明产品质量检测是一项以数据说话，数据面前人人平等的公证性工作，培养和造就高素质上水平的检测队伍，选择切实可行的检测手段，使用先进可靠的检测设备，制订完善的质量保证体系，是保证检测工作质量的重要方面。而仪器设备满足检测技术要求、检测数据准确可靠，又是全部检测工作质量的基础保证。对于计量器具的检定可分为强制检定和自行定期检定，而物探仪器多属于专用计量器具一类，所以一般以自检为主，为此就要首先选择并制订“物探仪器自检方法及操作规程”以满足物探仪器定期自检的要求。本文就是基于此点，与计量检定同行共同探讨仪器自检方法的选择问题，鉴于水平所限，不妥之处敬请指正。
2 自检方法
物探仪器设备的计量检定一般无现成校验规程可循，此时应按照计量认证考核合格的自编校验方法或者应用对比的方法进行校准。而自编的校验方法是对计量器具受检项目进行检验时，所规定的具体操作方法和步骤，它应具备明确、科学、具体、简便、实用、可操作的一般原则，且所用公式及其使用常数和系数都必须有可靠的依据或来源。
2.1 弹性波类仪器自检方法
该类仪器可选用空气纵波速度标准值与实测空气纵波速度值对比的方法进行自行定期检验。具体操作如下：
⑴ 将拾震器及波源发生器按一定的间距一字排开并置于空气中，通过观测仪器记录空气中拾震器所接收的由波源发生器产生的震动波。
⑵ 以拾震器到波源发生器之间的一系列间距为横坐标，空气中纵波传播旅行时为纵坐标绘制“时——距”曲线，并按最小二乘法求出实测空气中的纵波传播速度（Vc）。
⑶ 计算空气纵波速度标准值Vo，见（1）式。
式中TO为校验时大气温度（℃）
⑷ 按（2）式计算空气纵波速度标准值Vo和空气纵波速度测量值Vc之间的相对误差δ。
⑸ 判定标准：δ≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准钢棒、纯水的纵波速度作为对比标准进行自检，但这些方法均较空气纵波速度的自检方法相对烦琐或困难。
2.2 直流电法类仪器自检方法
该类仪器自行定期检验可按《水利水电工程物探规程》中有关规定，首先对该仪器在同一测点、同一电位差两次观测数据的相对误差进行检验，同时满足①1～3mV测程：相对误差小于3%；②大于4mV测程：相对误差小于1.5%，即为合格，此后再按下列方法进行自检。具体如下：
⑴ 按表1准备纯水并兑制其中一种盐类溶液（不同矿化度）。
表1
常见盐类溶液的电阻率表
矿化度（g/l）
水溶液的电阻率（Ω·m）
NaCl
KCl
MgCl
CaCl
纯水
25×104
25×104
25×104
25×104
0.010
511
578
438
483
0.100
55.2
58.7
45.6
50.3
1.000
5.83
6.14
5.06
5.56
10.00
0.657
0.678
0.614
0.660
100.0
0.0809
0.0776
0.0936
0.0930
⑵ 实测纯水和已兑制不同矿化度水溶液（如NaCl溶液）电阻率值。实际应用表1时，由于矿化度较高时（如矿化度≥10g/l），水溶液的电阻率较小，难以测试，且误差较大。所以一般取水溶液的矿化度范围为0～1.0g/l即可满足自检要求。
⑶ 计算水溶液单一矿化度时表1中标准电阻率与实测电阻率之间的相对误差，见（3）式。
式中：ρo为标准值；ρc为实测值。
⑷ 按（4）式计算n个矿化度水溶液的观测均方误差M。
⑸ 判定标准：M≤±3.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器设备还可以用标准电阻等作为对比标准进行校验，但标准电阻也要进行定期强制检验，故一般不予采用。需要说明的是此类仪器的自行校验还是比较烦琐的，实测时也较困难，不知同行有无简便明了的自校方法，可以探讨和共享。我注意到有的公司采用一台仪器在同一测点的二次测量结果进行对比校验是不科学的，因为如果该台仪器存在系统误差时，一般不易通过自检查出该仪器存在的问题，应引起注意。
2.2 地质雷达仪器自检方法
该类仪器可选用空气电磁波速度标准值与实测空气电磁波速度值对比自行定期检验的方法来实施。具体如下：
⑴ 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，在适当位置竖立放置一定面积的金属板（如铁板、钢板等）。
⑵ 在金属板面中垂线方向的一定距离处设置地质雷达发射天线和接收天线。
⑶ 观测并记录电磁波通过空气遇金属板后反射的雷达波形图。
⑷ 由原始记录的雷达波形图，读取金属板反射的双程历时t，进而计算空气电磁波传播速度Cc，见（5）式。
式中d为天线至金属板之间的距离。
⑸ 根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按（6）式计算空气电磁波速度标准值Co和空气电磁波速度测量值Cc之间的相对误差值β。
⑹ 判定标准：β≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准延时光纤等时基延迟作为对比标准进行自检，但其延时光纤的标准传输数据及其长度应经过严格的定期强检，才能使用，采用时应予注意。
3 结束语
以上简要介绍了水工物探常用仪器设备的校验方法，其它物探技术方法所用仪器设备应根据实际情况选择合理的自校方法进行自检。同时在实际应用中应考虑自校方法的可行性、简便性、科学性，易于接受也易于实施，有利于仪器设备的计量检定，保证测试数据的公正性和准确性。同时，充分认识“以质量为中心，以标准、计量为基础”的内在关系和涵义。质量是目的，计量是基础，是保证和提高检测质量的重要手段。随着我国加入世界贸易组织，勘察设计市场的逐步开放，市场经济的进一步发展和完善，社会质量意识的日益提高，市场经济对质量的要求和规范化程度也越来越高，质检机构面临着新的发展机遇和更大的挑战，只有在实践中不断总结经验，不断改进管理办法，才能促进和保障质检机构健康良性发展。
4 参考文献
⑴ 西安地质学院等编. 水文地质物探方法[M]. 北京：地质出版社，1981，6~12.
⑵ 吕列民. 检测仪器设备的质量管理与保证[J]. 水利水电技术，2001，10，40~41.
[关键词]岩土工程勘察报告编写质量控制
一、有关岩土工程勘察
1.岩土工程勘察定义。岩土工程勘察,英语为geotechnicalinvesigation,就是根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。
2.岩土工程勘察阶段。按其进行阶段可分为:预可行性阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、补充勘察、施工勘察等。
3.岩土工程勘察对象。根据勘察对象的不同,可分为:水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高,国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类,编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等,通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此,通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察,勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。
4.岩土工程勘察内容。岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
5.岩土工程勘察的方法与技术。岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种:(1)工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。(2)勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。(3)原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。(4)现场检验与监测。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。
二、努力提高报告的编写能力
1.要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。
2.要熟悉和把握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉把握,并在具体勘察工作中认真执行。
3.要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
4.要把握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
5.要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。
6.提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力。
三、确保岩土工程勘察质量
1.严格按基本建设程序办事,先进行地质勘察后设计。对无地质勘寒资料工程的设计应不予报建,对(未能按照相应的等级)降级进行地质勘察的工程不予报建。
2.提高地质勘察单位员工的质量意识,加强职业道德教育,健全岗位责任制度,培养良好的认真负责的工作作风,避免出现地质勘察资料的失误。新晨
3.建立审查、复核制度,对室内室外技术资料要有资深的专业人员进行审查和复核,敢于对钻探、土工试验结果提出质疑,并通过对相近建筑物的钻探资料对照分析,确保资料的准确性。必要时可重探可疑探点、可重做相关试验。
4.要根据建筑物的安全等级与场地类别,并结合地质历史(注意收集相关资料)与地形特色进行探点的布设,并按规范进行相应比例和数量的取土探孔和原位测试探孔的布置,避免漏探特殊地质现象。
5.勘察布孔。勘察与设计的接口:收到设计人的勘察任务书后,应认真阅读,仔细分析,充分了解设计意图,不明白的地方及时与设计人沟通,存在疑虑的地方需向设计人提出。设计人往往有偏于保守的倾向,如对地基承载力要求过高、要求一桩一钻、对桩基承载力提出过高要求等。由于岩土体始终是一个灰箱,无法彻底查清岩土体的分布及其物理力学参数,在做与岩土相关的工程设计时固然要留有一定的安全富余度,但是必须在了解场地岩土条件的情况下才能准确把握安全的尺度,采用过于保守的岩土参数,过高的安全系数将不可避免的造成工程建设的极大浪费。做岩土工程勘察的人一般比做结构设计的人更清楚或者更容易把握场地的岩土条件情况,因此岩土工程师应当,也有必要提出意见供设计人参考。在勘察任务书与工程平面布置图确认无误后,勘察人员应到现场踏勘,了解场地情况,并提出勘察纲要供钻探等供外业使用。
参考文献:
关键词:地质勘察；工程技术；应用发展
中图分类号：P631文献标识码： A
随着工程勘察新技术的引进和应用，加之面对的工程地质问题越来越复杂，地质勘察人员在勘察技术水平得到了提高的同时也面临极高的挑战,本文简要分析了地质勘查新技术。
1、 地质勘察存在的问题
1） 对工程地质勘察的重要性和价值认识不够
2） 地勘部门地勘报告质量不高
3）勘探方法不对
4）工程地质勘察缺乏监管
2、 勘察科技进步与新技术发展
2.1 科技进步与勘察成果
近几年来, 网络技术、数据库技术、数字可视化技术在工程勘察领域得到应用。在计算机建设上已实现局域网共享资源; 大部分电子版产品直接在计算机上进行传阅和校审, 大大提高了工作效率; 基本实现计算机辅助工程勘察, 达到信息化初始阶段目标; 由于工程勘察专业具有多样性、复杂性、随机性和数据海量性等特点, 信息化水平还有待进一步提高。
2.2 新技术创新与发展思路
地质、勘察系统人才培养与科技发展战略规划, 明确了“培养建设一支结构合理、技术一流的工程勘察专业人才队伍, 保持国内工程勘察行业的领先水平, 力争国际一流水平”的科技发展目标, 主要任务是密切关注、跟踪、研究国内一流的工程勘察企业的技术水平和发展动态, 通过加强行业协作及与国内高校、科研院所的密切合作, 在引进、消化、吸收国内外先进技术的基础上, 进行技术创新。技术发展总体思路如下:
( 1) 注重研究复杂坝基、高边坡及大型地下洞室群岩体( 围岩) 稳定性量化分析及三维地质数字模型软件与三维成像技术, 并对复杂岩体( 包括软弱蚀变岩体、大型松散堆积体、卸荷松动岩体、高地应力区岩体) 成因机制、工程地质性状、工程适应性进行科学试验研究; 同时开展 “三江干流”区域构造地质科学研究及对水电工程开发、建设的影响。
( 2) 重点研究水电水利工程地质综合勘察技术, 开展岩土工程和环境工程地质方面的研究并向深度拓展; 开展地质灾害勘察、防治与治理, 地质灾害险性评估方面的实践与研究。
( 3) 完善和提高目前使用的常规物探方法, 使其应用技术水平达到或超过本行业平均水平, 积极开展新技术、新方法的引进应用工作, 结合目前物探应用技术的发展情况, 对新技术、新方法进行重点研究。
(4) 广泛应用全站型自动速测仪、全球卫星定位系统(GPS) 、遥感技术(RS) 、地理信息系统(GIS) 于水利水电工程建设; 在野外数据采集、处理、存储、提供等方面逐步完善计算机技术在测绘领域的应用, 以提高全数字摄影测量及全野外数字成图的精度和速度, 增加测绘产品的多样化, 满足市场需求。
( 5) 积极配合新的钻探规程、抽水试验规程、压水试验规程的贯彻实施。对勘探设备和试验工器具进行重新整合, 尽快开展“自由震荡法”抽水试验的研究工作, 研制小口径双管钻具轴承储油密封系统, 并研究特殊岩体( 硬、脆、碎地层及
软弱松动岩体) 取芯技术。
( 6) 开发先进的水情自动测报软硬件技术, 自主开发改装一些较先进适用的水文测验仪器, 特别是泥沙采样器。加快水文数据库的建设。
3、地质勘察新技术应用
3.1 工程地质
随着建设项目规模的增大, 面对的工程地质问题越来越复杂且极具挑战性。经过不断探索、实践和提高, 在诸多领域具备了很强的技术实力,如: 工程岩质高边坡的工程地质勘察研究、高坝大库场地的工程地质勘察研究、大型地下洞室群的工程地质勘察研究、喀斯特地区水文地质勘察研究、高地震烈度地区高坝大库水库诱发地震监测预警系统研究等领域。尤其是在水电站294m 高双曲拱坝和近700 m 高边坡工程、该水电站近30 m 大跨度地下洞室、水电站高心墙堆石坝和天生桥水电站高面板堆石坝等地质勘察研究技术上处于国际先进水平。地质分析的手段和方法也得到不断发展。
( 1) 引进和开发实用软件。引进边坡稳定计算程序( 包括理正软件和EMU 程序等) 用于滑坡、塌岸稳定分析, 提高勘察成果的定量化判识水平; 引进开发了勘探图件、地质剖面制作程序及三维成像技术, 开发并进一步完善“工程地质软件包程序( EGS2000)”, 较好地解决了钻孔成图中的很多难题, 也为地质平面及剖面图的绘制起到了较好的辅助设计作用, 取得了较好的效果。
( 2) 结合工程实践研究和开发新技术。与相关单位合作,开发边坡斜面摄影成像技术用于工程实践, 提高了地质编录工作效率, 获得了大量的工程地质数字信息; 采用院校合作方式开发水电站枢纽区工程地质三维可视化建模与分析研究系统, 已应用于生产之中。
( 3) 引进并应用新的地质勘察和分析手段。在水电站勘察过程中, 根据地质分析的需要, 在右岸构造软弱岩带勘察中, 使用了地震波CT 测试技术; 采用模型洞原位变形观测分析地下洞室稳定性; 在右岸构造软弱岩带稳定性分均采用了目前比较先进的三维弹塑性有限法分析和三维流形元( FLAC) 分析方法, 为稳定性评价和工程施工设计提供了可靠的基础资料和参考依据。
( 4) 其他新方法新技术的引进和应用。地下洞室围岩分类、坝基岩体质量分类、边坡岩体质量分类、边坡稳定分析、岩体弹塑性理论、地质力学模型、岩( 土) 体物理力学性试验方法的发展应用; 电脑与工程地质软件包的开发应用; 勘测手段及钻进取芯技术的提高、物探各种测试手段的广泛应用强有力地促进了工程地质勘察中获取工程地质资料周期的缩短和工程地质条件快速分析评价; 充分利用网络技术, 进一步提高了地质专业劳动生产率。
3.2 工程勘探
在已有的设备(各型钻机、夯管机、锚杆机、拉拨试验机等)、使用新材料( 新型地质钻杆、高压钢扁管) 、引进新技术新工艺( 大口径钻孔测斜技术、500m 深钻孔地温测量技术、勘探竖井开挖技术), 并进行了研发技改( 套管脚止水器、钻具防磨装置、金刚石钻具双管接头的改造、自卡式丝锥、稳压罐、旋转式孔口封闭器、大口径金刚石钻头等) 。近几年, 又从生产需要出发, 推广应用以下新技术新工艺: ①选取适合各类地层( 覆盖层、松软地层、严重坍塌漏失层) 的金刚石钻头, 提高钻进效率, 降低生产成本; ②研制出适合复杂地层钻进的薄金刚石钻头, 解决了软硬相间岩石钻进取芯困难的问题; ③继续完善大坝灌浆变形观测和抬动观测技术, 确保坝体安全和工程质量满足要求; ④在河床冲积层勘探中, 采用了SM胶取芯技术, 保证了试验样品的原始状态, 为冲积层特性研究提供了真实可靠的材料。
3.3 工程测绘
目前,已拥有相当数量的红外测距仪, 还先后购置了先进的GPS全球定位系统仪, 打破了以往只会作航测外业, 不会作航测内业的历史缺陷。采用全数字摄影测量系统进行地形测绘; 采用GPS、RTK 技术进行水下地形和线路测量; 采用测量机器人( TCA2003全站仪) 对水电站高边坡、水电站变形监测控制网及其他电站施工测量控制网进行自动化观测。在测绘监测新技术的应用中, 采用了“GPS 一机多天线监测系统新技术”对水电站的边坡安全进行了监测。到目前为止, 系统运行良好, 该方法在提高工效的同时, 还有效节约了成本。在水电站枢纽及库区地形图测绘中还采用了全数字摄影测量系统成图;新开发的横剖面调制及记录程序, 也在测量横剖面制作工作中得到广泛应用。
3.4 工程物探
关键词：工程勘察新技术工程建设
工程勘察是调查研究拟建工程场地的地形、地质环境特征及其与工程建设相关关系的综合应用的活动。它为工程建筑物的规划、设计、施工和使用提供地质资料和依据,是设计的基础环节。工程勘察技术包括工程地质勘察、工程物探检测、工程勘探、工程测绘、水文勘测及试验与监测技术等。随着国家“西部大开发”及“西电东送”战略的实施,工程勘察工作面临前所未有的大好形势,对工程勘察工作的要求也不断提高。各专业由于技术装备逐步改善,注重引进、开发和推广应用新技术和新工艺,并不断开拓市场,除了常规的水电河流规划、前期工程勘察及施工地质工作以外,还不断向市政工程、公路工程、工业与民用建筑、水利工程、新能源工程及国外工程拓展,技术手段也趋于多样化,勘察技术水平得到了较大提高。
1.勘察专业新技术在实践中的具体应用：
随着建设项目规模的增大,面对的工程地质问题越来越复杂且极具挑战性。经过不断探索、实践和提高,我们在诸多领域具备了很强的技术实力,如:工程岩质高边坡的工程地质勘察研究、高坝大库场地的工程地质勘察研究、大型地下洞室群的工程地质勘察研究、喀斯特地区水文地质勘察研究、高地震烈度地区高坝大库水库诱发地震监测预警系统研究等领域。地质分析的手段和方法也得到不断发展。
1.1.我国工程地质研究部门引进和开发实用软件。引进边坡稳定计算程序用于滑坡、塌岸稳定分析,提高勘察成果的定量化判识水平;引进开发了勘探图件、地质剖面制作程序及三维成像技术,开发并进一步完善“工程地质软件包程序”,较好地解决了钻孔成图中的很多难题,也为地质平面及剖面图的绘制起到了较好的辅助设计作用,取得了较好的效果。
1.2.结合工程实践研究和开发新技术。我国工程地质研究部门开发边坡斜面摄影成像技术用于工程实践,提高了地质编录工作效率,获得了大量的工程地质数字信息;开发水电站枢纽区工程地质三维可视化建模与分析研究系统,已应用于生产之中。
1.3.积极引进并应用新的地质勘察和分析手段。在水电站勘察过程中,根据地质分析的需要,在右岸构造软弱岩带勘察中,使用了地震波CT测试技术;采用模型洞原位变形观测分析地下洞室稳定性;在右岸构造软弱岩带稳定性分析、左岸地下洞室围岩稳定性分析及溢洪道边坡稳定性分析均采用了目前比较先进的三维弹塑性有限法分析和三维流形元分析方法,为稳定性评价和工程施工设计提供了可靠的基础资料和参考依据。
1.4.其他新方法新技术的引进和应用。地下洞室围岩分类、坝基岩体质量分类、边坡岩体质量分类、边坡稳定分析、岩体弹塑性理论、地质力学模型、岩(土)体物理力学性试验方法的发展应用;电脑与工程地质软件包的开发应用;勘测手段及钻进取芯技术的提高、物探各种测试手段的广泛应用强有力地促进了工程地质勘察中获取工程地质资料周期的缩短和工程地质条件快速分析评价;充分利用网络技术,进一步提高了地质专业劳动生产率。
近几年,我国从生产需要出发,新技术新工艺得到很好地推广应用：选取适合各类地层(的金刚石钻头,提高钻进效率,降低生产成本;继续完善大坝灌浆变形观测和抬动观测技术,确保坝体安全和工程质量满足要求;在河床冲积层勘探中,采用了SM胶取芯技术,保证了试验样品的原始状态,为冲积层特性研究提供了真实可靠的材料。.5水文勘测开发的电波流速仪,在电站简易测流中投入使用,达到了预期的效果。近年,又开发出水情自动测报系统,现已逐步应用于大型水电站的测报中;为改善以往在水情测报中一直采用的点测量及测流时间过长等问题,水文勘测技术人员正着手对声学“多普勒剖面流速仪(简称ADCD)”技术进行论证和调研,并逐步将此技术运用在对西部山区性河流的水情预报中,计划通过不断实践和探索,最终实现水情的“瞬时”测量预报。
1.6工程物探在水电站开展了大范围的河床冲积层地震波探测;应用声波垂直反射波法、声波CT法及红外线热成像三种相结合的方法,准确地探测到了坝体面板脱空等工程质量问题;在多项水利工程和多个水电站勘察中,应用高密度电法勘探方法,解决了水库漏水问题和断层构造发育范围及深厚覆盖层地质问题,且成效显著。研究并应用“隧洞施工监控量测一体化”,“坝基岩体质量测试的空间分析”,“数字式全景钻孔摄像系统”,“堆积体的综合物理探测技术”,“大坝面板脱空综合物理探测技术”,“小波变换在水电工程地球物理中的应用”等新方法新技术,拓展了物探的应用领域,提高了物探的探测精度。
2.勘察专题研究成果应用
2.1大型水库库岸稳定工程地质勘察成果应用20世纪80年代以来,采用了航空遥感技术与实地验证相结合的方法,相继对一批大型水电站进行了库岸稳定性研究,为快速、高质量地评价库岸稳定性及其他水库工程地质问题发挥了良好的作用。形成了一套较完整的勘察、研究、评价、预测水库区天然状况和蓄水运行条件下库岸稳定性问题的思路和工作方法,包括岸坡类型划分及其变形破坏机制、库岸再造及滑坡稳定性分析评价及预测、岸坡失稳及水库诱发地震灾害调查与分析预测、移民安置选点与处理措施建议等。该项目成果在后来开工建设的大、中型水电工程水库库岸稳定性地质调查中得到广泛应用,提高了水库库岸稳定与移(居)民点调查地质工作效率及成果质量。
2.2大坝面板脱空无损探测研究与应用“大坝面板脱空无损探测研究与应用”是通过试验比较论证提出了采用3种物探方法(声波垂直反射法、远红外热成像法、地质雷达法)进行综合评价的方法。为消除大坝病害,采取相应的处理措施,提高大坝的安全性提供了重要的依据。与传统的单一物探方法相比,本项研究成果具有多种方法互为验证、利用了不同的物性差异特征﹑探测成果准确可靠的优点。大坝面板脱空的处理质量,节约了处理成本,而且具有广阔的推广应用前景,具有较高的经济效益和社会效益。
2.3采用EH4进行深厚堆积体厚度探测应用该方法测量深度大,野外劳动强度小,生产效率高,现场测量直接成像,能十分清楚地辨别地下二度体的异常。该项新技术即EH4电导率成像探测非常实用。而该方法不受这些因素影响,较准确地探测出了堆积体厚度。研究成果及时运用于工程中,减少了工程量,节约了工程投资,节省了时间,经济效益显著。
2.4软弱岩带的工程地质特性研究成果应用：对坝址右岸构造软弱岩带的分布范围和工程地质特性进行了大量有针对性的勘探以及室内和现场试验工作,并完成了现场高压固结灌浆试验和现场渗透变形试验,针对软弱岩带的工程特性、成因进行了系统的分析论证,对工程适宜性进行了分析评价,并提出了切实可行的基础处理措施。该专题成果为可行性研究的经济技术分析论证提供了坚实的基础,对国内外同类工程的地质勘察和设计工作具有很好的参考价值.5“深挖高边坡快速地质编录成图技术”在高陡边坡地质资料收集应用中取得了较好的效果。引进该项技术用于水电站具有针对性强、收效高、安全快速等良好作用。该技术运用摄影测量的原理,通过计算机软件技术,完成高陡边坡影像的正射、线画图的生成,从而完成了地质编录工作。其技术特点:①在地质编录生产中高效、实时;②减少现场工作量,提高工作效率;③利用无站标测量技术和手段可完成传统方法无法完成的任务;④高边坡计算机快速编录成图还可以不断地积累边坡数字化的编录数据,为以后建立工程地质数据库提供良好的数据源。该技术在小湾主体工程边坡及坝基开挖中均有应用,可实现安全、高效、准确地进行地质编录,通过软件功能还可在图像上对地质现象进行较精确的定位,这是传统的地质编录所难以做到的。
3.今后工程勘察技术在实践中应用的总体思路
教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。
从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。
这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。
根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。
1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。
2.工程地质工作的任务
在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地质专业的尴尬
工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：
①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；
②专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性；
③规程规范存在的问题；
④工程地质勘察技术的局限性；
⑤相关专业对工程地质专业的轻视；
⑥长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；
⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。
4.在工程建设中的地质教训
由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：
①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；
②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；
③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；
④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；
⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；
⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。
5.工程地质在工程建设中的决定性作用
任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。
①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；
②小浪底滑坡性质界定对设计的影响；
③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；
④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；
⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。
6.相关学科在工程地质中的应用
①系统工程在工程地质中的应用；
②计算机技术在工程地质中的应用；
③遥感、物探、GPS等；
④水工设计施工与工程地质的关系。
清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。
7.工程地质要面对现实着眼未来
汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。
如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。
修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。
很明显，要想不修改设计，地质工作必须做到家，基本的地质工作量必须保证。作为地质师，既要尊重事实，坚持真理，实事求是，还要努力学习，开拓进取，勇于创新，更要勤于实践，不迷信权威，不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立，去维护；工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取
