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【关键词】：混凝土裂缝超声波检测
中图分类号：TV331文献标识码： A
1引言
混凝土建筑在建造和使用过程中不可避免的会出现裂缝，裂缝的成因主要以塑性收缩、温差、基础不均匀沉降、荷载较为常见。裂缝破坏了建筑物的整体性，降低结构强度，如果不及时检查处理甚至会造成很大的安全隐患。
在水利水电工程中，裂缝直接影响到坝体的防渗抗漏能力以及梁柱的稳定性。所以要及时检查发现、及时处理，以保证工程的安全性。在进行处理前，要查明裂缝在混凝土内的延展深度，是否为贯穿性裂缝，以便于采取适当的处理措施，常用的工程物探检测方法有双面斜测法、单面平测法、钻孔透射法、钻孔全景图像等。
本文介绍的方法在水利水电工程中较为常用，不一定全面，权当抛砖引玉。
2双面斜测法
只要裂缝部位具有两个相互平行的表面，都可用双面斜测法检测。如常见的梁、柱及其结合部位。图2-1是双面斜测测点布置示意图。
采用等测距、等斜角的跨缝与不跨缝的斜测法检测。该方法是在保持激发和接收装置连线的距离相等、倾斜角一致的条件下进行跨缝与不跨缝检测，分别读取相应的声时、波幅与主频值。当激发与接收装置连线通过裂缝时，由于混凝土失去连续性，超声波在裂缝界面上产生很大衰减，仪器接收到的首波信号很微弱，其波幅、声时测值与不跨缝测点相比较，存在显著差异。据此便可判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。
图2-1 双面斜测测点布置示意图
(a) 平面图；(b) 立面图
(a) 化灌前 (b) 化灌后
图4-1 某电站T梁主梁裂缝超声波测试曲线
3单面平测法
单面平测法适用于结构的裂缝只有一个可测面的情况，且裂缝的估计深度不大于500mm，裂缝垂直于检测面最理想。
平测时在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点（布置测点时应避开钢筋的影响）进行检测，其检测步骤为：
（1）不跨缝的声时测量：将T和R换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距（Ɩ＇）等于100、150、200、250mm……分别读取声时值（ti），绘制“时─距”坐标图（图2-1）或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程：
Ɩἰ=a+btἰ
图3-1 平测“时-距”图图3-2绕过裂隙示意图
每测点超声波实际传播距离Ɩἰ为：
Ɩἰ= Ɩ＇+|a|（3-1）
式中Ɩἰ─第ἰ点的超声波实际传播距离（mm）；
Ɩ＇─第i点的R、T换能器内边缘间距（mm）；
a─“时─距”图中Ɩ＇轴的截距或回归直线方程的常数项（mm）。
不跨缝平测的混凝土声波值为：
υ=（Ɩn＇- Ɩ1＇） /（tn-t1）（km/s）（3-2）
或υ=b（km/s）
式中Ɩn＇，Ɩ1＇─第n点和第1点的测距（mm）；
tn、t1─第n点和第一点读取的声时值（us）；
b─回归系数。
（2）跨缝的声时测量：如图（3-2）所示，将T、R换能器分别置于以裂缝为对称的两侧，Ɩ＇取100、150、200mm、……分别读取声时值t01，同时观测首波相位的变化。
（3）平测法检测，裂缝深度应按下式计算：
hci= Ɩἰ/2・（3-3）
mhc=1/n・ （3-4）
式中Ɩἰ─不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离（mm）；
hci─第i点计算的裂缝深度值（mm）；
t0i─第i点跨缝平测的声时值（us）；
mhc─各测点计算裂缝深度的平均值（mm）；
n─测点数。
（4）裂缝深度的确定方法如下：
1）、跨缝测量中，当在某测距发现首波相反时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按照（3-3）式计算hci值，取此三点hci的平均值作为该裂缝的深度值（hc）；
2）跨缝测量中如难以发现首波反相，则以不同测距按（3-3）式、（3-4）式计算hci及其平均值（mhc）。将各测距Ɩn＇与mhc相比较，凡测距Ɩi＇小于mhc和大于3mhc，应剔除该组数据，然后取余下hci的平均值，作为该裂缝的深度值（hc）。
4钻孔透射法
钻孔透射法是在裂缝估计深度较深，且混凝土体积较大的情况下，采取在裂缝两边钻孔的方式，进行声波跨孔透射检测。
现场钻孔布置如图4-1，这样就可以跨裂缝测两组钻孔，不跨缝测一组钻孔进行对比。
图4-1 钻孔透射法测点布置图
声波波幅的处理较为简单，用专用的声波处理软件就可以实现，通过波幅振幅频率的变化，可以比较直观的判断裂缝延展深度情况。
超声波在介质中总是沿着最短的路径传播，裂缝在混凝土中的存在，造成混凝土不连续，当遇到裂缝时，声波能量会衰减，检测结果就表现为波幅的衰减和频率的降低。
图4-2 某水利枢纽工程未跨缝声波波列图
图4-3 某水利枢纽工程跨缝声波波列图
从图4-3中可以看出，未跨缝检测的波列图中波幅均匀，跨缝检测的灌浆处理前波列图，可见明显的波幅衰减，通过波列图的波幅衰减可推断裂缝深度。灌浆处理后跨缝检测的波列图则可反映灌浆处理对裂缝的封闭效果。
5钻孔全景图像
当裂缝估计深度较深或裂缝为近水平时，可以考虑使用钻孔全景图像进行孔内观察，确定裂缝走向和深度。
钻孔全景图像一般是和声波检测配合使用，在检测部位顺裂缝走向或垂直裂缝钻孔，孔内清洗干净，用钻孔全景图像进行孔内检查，可以实时观察孔内裂缝宽度、倾向，还可获得全孔全景展布图，用于分析。
图5-1 某水利枢纽工程钻孔全景图像反映水平层间裂缝
图5-1是某水利枢纽工程钻孔全景图像成果，图中所标裂缝为一水平裂缝。钻孔全景图像可实现全孔壁成像，对裂缝宽度和倾向都可以进行判定。
6结语
在检测过程中应注意检测条件适合应用何种检测方法，充分结合工作测试条件选用适当的方法，如果条件允许还可采取多种方法综合检测，以提高成果判断的可靠性。
上述几种水利水电工程检测中常用的混凝土裂缝检测方法，限于专业范围不可能涵盖所有，故无法对其他混凝土缺陷检测方法进行讨论，还希望能有机会学习借鉴其他同行的先进经验。
参考文献：
【1】田连义．超声法检测混凝土缺陷在小湾水电工工程中的应用【C】．曾宪强等．水利水电工程物探技术应用与研究，郑州：黄河水利出版社，2010：449，453
【2】沙椿等．工程物探手册【M】．北京：中国水利水电出版社，2011．
【3】中华人民共和国国家发展和改革委员会．DL/T 5010-2005水电水利工程物探规范【S】．北京：中国电力出版社，2005．
【4】中国工程建设标准化协会．CECS 21:2000超声法检测混凝土缺陷技术规程【S】．北京：中国计划出版社，2000．
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
关键词:地质勘察；工程技术；应用发展
1 勘察新技术应用
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 工程物探
水电站开展了大范围的河床冲积层地震波探测; 在水电站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。在两家虎跳峡工地进行深厚堆积体厚度探测时, 采用了“EH4 深厚堆积体厚度探测技术”, 对规模巨大的“两家入堆积体”进行探测, 在研究的同时进行应用, 取得了很好的效果,为这一方法的进一步使用起到了积极的推动作用。
电站还采用了“钻孔弹性模量测试新技术”, 并与弹性波速测试成果结合进行动静对比, 给出了坝基的三维变模分区,效果显著。另外, 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”,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 勘察科技进步与新技术发展
3.1 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。
3.2 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
关键词：工程勘察，新技术，应用，发展
经过半个多世纪的工程勘察经验，公司承担完成国内六十余座大、中型水电勘察及数以千计的各类岩土勘察、施工治理、检测、测绘等工程的磨炼、积累了大量的工程经验，形成了不少行业领先的核心技术和专业优势，整体勘察技术水平处于省内领先。今后，我国将引进先进地质分析软件应用在工程分析中，结合工程开展地质难题的研究，加快利用三维制图技术的应用、推广提高工程技术人员现场工作能力和资料综合分析整理能力，引进、研究数码摄影等现场资料数据采集的新技术、新方法，实现现场基础资料收集的快速性、准确性和多样化，提高工作效率。
1工程勘察新技术的应用
1.1工程地质
工程地质分析方法发展势头良好，部分勘察技术已经跻身与世界领先水平行列。（1）先进勘察软件的引进及研发。虚心借鉴国外先进技术成果和经验，引进边坡稳定计算程序用于分析滑坡或塌岸等，并促进勘察成果量化判断水平的不断提高；引进并研发地质剖面制作程序、三维技术等，研发工程地质软件包程序等，通过努力，诸多钻孔成图难题得以解决；（2）从实际出发，积极致力于新技术的研发。联合相关部门，从现实条件出发，研发边坡斜面成像技术并予以实践，进而促编制工作效率的提升；与相关院校开展广泛合作，研发地质三维可视建模及分析技术。
1.2水文勘察
自主研发电波流速测试仪，并将其应用于实践；研发自动检测水情系统，目前部分大规模水电站已经实际应用；积极致力于多普勒剖面流速仪的论证，以便妥善解决目前水情报测试中存在的测流时间长等问题。
1.3工程测绘
当前，工程勘察工作中已经拥有全球定位系统仪以及红外测距仪等，这样，长期以来存在的无法开展航测内业的问题得以很好解决；在地形测绘中应用全数字摄影测量技术；在水中地形以及线路测量中应用全球定位系统；在水电站高边坡以及相关施工测量工作中，应用测量机器人开展相关工作；水电站边坡安装检测使用全球定位一机多线检测系统等。水上钻探技术是公司的业务优势。岩土方面典型工程有：莆田三江口、福清东壁岛海上钻探，三明列东公路大桥沙溪河上钻探，闽江、汀江等河流库区防护工程水上勘察等。注重岩土工程的勘察手段与评价分析综合能力，计算机成图率100%。
1.4工程勘探
选取金刚石钻头，以便在诸如松软地层、塌陷严重的地段等地质环境下均可正常开展工作，进而工作效率得到了有力保障，成产成本得到了很好的控制；与相关院校合作，研发可以应用于地层较为复杂的薄金刚石钻头，这样，即使是软硬相间的岩石的钻进取芯工作也可以顺利实现；此外，将SM胶取芯技术应用于河床积层勘探中，确保样品保持最初原貌，以便在进行冲击层研究时具有可靠性资料。
1.5科研实验
先后进行水电站坝基高压压水、灌浆实验，断层破碎及渗透变形灌浆实验，此外还对断层破碎岩体灌浆处理方式展开深入研究。
地质勘察中除常规勘察手段外，推广采用了勘察新技术：①小口径金刚石钻探：坝址采用了先进的金刚石小口径工艺进行钻探，不仅提高了钻进速度，且取芯质量有较大的提高，提高了地质分析判断精度。②孔内电视技术的应用：在河床中有35个孔采用孔内的电视新技术（9inch）黑白图象进行透视检测，并与岩芯对照进行结构产状要素测定，为地质构造分析提供了可靠的依据。
2工程勘察新技术的发展
遵循实事求是，从实际出发的基本原则，以立足当前，顾及发展为指导，切实落实以人为本，践行科学发展观，制定符合自身条件及实际的地质勘测人才培养及科技发展发展规划，以促进结构合理、技术先进的专业勘察队伍建设为目标，并保持与世界工程勘察领域发展的关注，寻求与相关院校及单位的合作机会，虚心借鉴国外先进技术，并认真加以剖析和吸收，并积极致力于拥有自主知识产权的先进技术的研发。
首先，关注较为复杂的坝基、高坡以及地下董事群的稳定性分析，深入研究三维地质建模及成像技术，积极开展针对诸如松散或蚀变等复杂地质地段的分析及实验；其次，将水电水利工程地质勘察技术作为一项重点工作，狠抓落实，并研究岩土工程以及环境工程地质领域的相关问题，并不断加大研究深度；积极开展地质灾害勘测、预警及灾后治理等方面的实验及研究；再次，进一步促进当前所应用的物探方式的改进及完善，尽可能的确保实际应用技术水平赶上甚至是超越本领域的平均水平，并组织专门的人力、物力及财力，与当前物探方面所使用的现有技术相结合，不断的研究新技术、新方法，并积极应用于实践当中；进一步扩大全占星自动测速检测仪、全球定位系统、遥感技术以及地理信息系统等在水里水电工程当中的应用，促进测绘的收集、分析、处理、保存等方面计算机应用程度的扩大，促进师资摄影测量以及野外数字成像技术更加快速和精确，尽可能的满足日益扩大的市场需要；与钻探规程、抽水试验及压水试验规程相配合，促进其贯彻实施，同时对勘探设备以及实验工具和器具进行进一步的整合，可以进一步的促进自由振荡法抽水试验的研究工作的开展，同时可以推动小口径双管钻具轴承储油密封系统的研制，并且开展特殊岩体的硬、脆、碎地层以及软弱松动岩体的取芯技术的研究；开发先进的水情自动测报软硬件技术，可以根据目前迅猛发展的信息技术自主开发，或者根据已经较为成熟的技术改装一些比较先进而且适用范围比较广泛的水文测验仪器，尤其是可以开发泥沙采样器，进一步加快水文数据库的建设步伐。
3结语
国家西部发展战略部署，在很大程度上促进了对西部水资源的勘察及开发，这也为工程勘察工作提供了有利机遇，然而，水电建设规模的增加势必会提高对工程勘察工作的要求。大力引进并实施工程勘察新技术，并致力于发展工程勘察新技术，对于我国整体发展规划的顺利实施以及国民经济的协调发展具有十分重要的意义。
参考文献：
[1] 刘永青.提高工程勘察质量的关键因素与对策.岩土工程界,2001年 第08期
[2] 王平.工程勘探新技术在实践中的应用.科技资讯,2007年 第16期
关键词：平面换能器对测法；穿透声波法；围岩分类；波速测试；动弹性参数
中图分类号：C35文献标识码： A
1引言
长期以来，在工程地质勘探中，多采用钻探和电法等物探方法 [1]。这些方法很难与岩体的物理力学性质建立关系。近些年来,在水工隧洞领域研究采用一种新的探测方法：声波探测技术。该法既是工程地质的物探手段，又是岩体力学的测试手段，具有重大的实用价值和意义。在国内外隧洞岩体探测方面得到广泛研究应用。
本文结合工程实例，通过声波探测技术中各种方法的对比，选取了适合该工程区的探测方法：平面换能器对测法和穿透声波法[2]，对该工程区的岩体地质情况进行了分类，从而为设计和施工提供依据。
2 工作原理
从工程地质勘探看，超声波探测法是小型轻便的地球物理勘探方法，其工作原理是用人工的方法在岩石介质和结构中激发一定频率的弹性波[3]。由一声源讯号发生器(发射机),向压电材料制成的发射换能器发射一电脉冲,激励晶片振动,产生声波向岩石发射,作为声波探测的声源。声波在岩石中传播,经由接收换能器接收,把声能换成微弱的电讯号送至接收机,经放大后由示波管在屏幕上显示出波形图。本次探测主要使用NM-4A型非金属超声检测分析仪，引水隧洞围岩级别判定采用带信号放大功能的10kHZ低频平面换能器，用黄油耦合，声时测量精度为±0.1us，通过超声波在岩体发射和接受换能器之间岩体的距离F和声波通过岩体距离所需传播时间T来计算波速，从而根据声波传播速度V来判别岩石和岩质情况，对岩体进行围岩分类。
（1）
3 探测方法的对比
3.1 平面换能器对测法
平面换能器对测法是将发射和接收换能器放在相距一定距离F的岩体表面，用黄油耦合，通过发射换能器发射一定频率的声波，穿过发射和接收换能器之间岩体，在相距F的接收换能器得到接收波，接收波起点时标读数即为声波通过距离为F的岩体所需传播时间，见图1。
本方法适用于岩体围岩地质情况和岩体分类，而工程区大多数开挖段由于岩体岩性软弱，节理裂隙发育，风化强烈，为防止围岩塌落等而进行了混凝土喷锚，故该方法只能反映一部分岩体的地质情况，并不能真实反映整个开挖段岩体地质。
3.2穿透声波法
穿透声波法是为了克服上述的不足，根据铁路隧道探测两钻井之间的工程地质情况原理，使用声波仪一发单收换能器，在两个测试孔内同时放入换能器进行测试，其中一个为发
射换能器，另一个为接收换能器。孔内灌满水，作为换能器与孔壁岩体的耦合剂。这种方法可以真实反映该工程区岩体情况并进行围岩分类，见图2。
图1 平面换能器对测法图2 跨孔测试方法示意图
4工程应用
建设中的迭部沟洁寺水电站引水隧洞，隧洞全长约5km，洞径约为3.6m，横穿过达拉河右岸岩体上。对引水隧洞有影响的冲沟有3条，分别为引1#冲沟；2#冲沟及3#冲沟，尤以3#冲沟最大。冲沟走向基本垂直河流，坡降较大，呈“V”，相对高差100～300m，沟内覆盖第四系冲洪积物，厚度10～30m。沿途洞室围岩岩性为变质砂岩夹板岩、板岩夹少量砂岩呈互层状。变质砂岩岩性致密坚硬，板岩岩质较软，板理发育，局部呈片理化带。岩体中断裂发育，层间挤压带和层面裂隙地带多，故在设计施工阶段，探测岩体地质状况，并判断岩性级别非常重要，为设计施工提供主要依据，并对岩体稳定性进行定量评价。
4.1 测孔布置及数据采集
按设计要求，隧洞围岩级别测试共划分为3个测区，分别为引水隧洞、厂房和坝址处，每个测区随机选取3～6个测点进行测试，采样间距0.5～1m，采用接收信号放大功能的10kHZ低频平面换能器，以得到较清晰的波形，见图3。
a. 隧洞平面换能器测试波形 b. 穿透声波法孔1和孔2跨孔测试波型
图3隧洞测试波形
一般岩性坚硬，风化微弱，结构面不发育，岩体完整性好则波速高、振幅大；反之，当岩性软弱，节理裂隙发育，风化强烈，岩体破碎则波速低，吸收衰减厉害，振幅小。应力增大，波速增高；反之，则降低。
4.2引水隧洞围岩分类
引水隧洞根据已有的勘察资料和设计资料，利用地质推断和作图等方法初步推测了一些定性指标及围岩的变化情况，引水发电洞围岩除进水口和沿线的主要冲沟段岩体属Ⅲ～Ⅳ类围岩外，其它地段洞室埋深较大，厚度在100～400m之间，隧洞均处于微风化～新鲜岩体中，属Ⅱ～Ⅲ类围岩，板岩由于岩体软弱，围岩变形较大，因此围岩分类时将微～新鲜岩体划分到Ⅲ类围岩中。围岩分类及岩体力学参数建议值见表1[4]，国外按比值和动泊松比协值对岩体分类情况见表2。
表1 围岩分类及岩体力学参数建议值
围岩
类别 岩体结构类型 纵波速度VP 岩石抗压强度Rb 岩体完整性系数
KV 变形
模量 抗剪断 弹性抗力系数K0 坚固
系数
f
f c
m/s MPa GPa Mpa MPa/cm
Ⅱ 完整层状 >4100 >80 >0.55
10
∫
15 1.1
∫
1.2 0.8
∫
0.9 70
∫
90 6
∫
8
Ⅲ 中厚层状 3000
∫
4000 40
∫
80 0.55
∫
0.30 5
∫
8 0.8
∫
0.9 0.0.6
∫
0.80 40
∫
50 3
∫
5
Ⅳ 层状
∫
碎裂 2000
∫
3000 >25 0.3
∫
0.17 2
∫
3 0.50
∫
0.60 0.30
∫
0.40 15
∫
20 ＜2
表2国外按Vp/Vs比值和动泊桑比岩体分类
动态参数比 比值范围 岩石质量好坏 围岩
类别
纵横波速比Vp/Vs 1.7～1.6 质量好 I、II
2.0～3.0 岩石质量变坏 III、IV
3.0～3.5 岩石质量较破碎 IV
3.5以上 岩石非常破碎 V
动泊松比 0.25～0.30 质量好 I、II
0.30～0.36 岩石质量变坏 III、IV
0.36～0,40 岩石相当坏 IV
0.40～0.43 岩石破碎并充水 V
4.3 资料的分析与处理
根据声波探测法的测试原理，对引水隧洞的4条引水支洞开挖段的所有岩层和厂房、坝址的岩体进行探测，对其中一部分探测资料进行整理分析[5]，并判断其岩性情况，整理结果见表3.
根据弹性波的传播速度（纵波和横波），还可以利用下列资料计算一些动态弹性参数反映岩体地质情况[6]，整理结果见表4.
动弹性模量：（2）
动泊松比：（3）
动剪切模量：（4）
式中：为岩体密度（g・cm-3）；为纵波波速（m/s）；为横波波速（m/s）
表3沟洁寺水电站引水隧洞围岩分类情况
里程范围 纵波波速/（m/s） 泊松比 岩性类别 T/（us） A/（m） F/（m）
引0+023 2205.3 0.34 Ⅳ类围岩 263.0 23.52 0.58
引0+630 2249.1 0.36 Ⅳ类围岩 231.2 26.44 0.52
引1+240 4252.6 0.27 Ⅱ类围岩 155.2 25.11 0.66
引1+760 3006.3 0.30 Ⅲ类围岩 252.8 26.44 0.76
引2+200 2690.8 0.35 Ⅳ类围岩 204.4 58.75 0.55
引3+270 2665.4 0.34 Ⅳ类围岩 217.6 25.11 0.58
引3+800 2508.7 0.34 Ⅳ类围岩 231.2 27.23 0.58
引3+850 3042.0 0.31 Ⅲ类围岩 233.4 26.85 0.71
引4+090 2006.8 0.33 Ⅳ类围岩 264.1 25.58 0.53
引4+390 2272.7 0.34 Ⅳ类围岩 246.4 38.16 0.56
引4+800 2444.8 0.33 Ⅳ类围岩 212.7 23.52 0.52
管0+032 2051.1 0.37 Ⅳ类围岩 297.4 22.92 0.61
管0+120 2217.1 0.35 Ⅳ类围岩 261.6 26.02 0.58
厂右0+019 2358.5 0.34 Ⅳ类围岩 275.6 25.11 0.65
坝0+000-坝右0+017 2717.4 0.33 Ⅳ类围岩 202.4 23.52 0.55
坝下0+005-坝右0+018 2207.1 0.34 Ⅳ类围岩 235.6 25.58 0.52
表4勾洁寺水电站引水隧洞动弹性参数计算表
里程范围 纵波波速/(km/s) 横波波速/(km/s) 纵横波速比Vp/Vs 泊松比 动弹性模量
/(Gpa) 动剪切模量
/(Gpa)
引0+023 2.205 1.086 2.03 0.34 8.47 3.16
引0+630 2.249 1.052 2.14 0.36 8.07 2.97
引1+240 4.252 2.386 1.78 0.27 39.48 15.54
引1+760 3.006 1.607 1.87 0.30 18.00 6.92
引2+200 2.691 1.293 2.08 0.35 12.09 4.48
引3+270 2.665 1.312 2.03 0.34 12.36 4.61
引3+800 2.509 1.235 2.03 0.34 10.95 4.09
引3+850 3.042 1.596 1.91 0.31 18.02 6.88
引4+090 2.007 1.011 1.99 0.33 7.29 2.74
引4+390 2.273 1.119 2.03 0.34 8.99 3.36
引4+800 2.445 1.232 1.98 0.33 10.82 4.07
管0+032 2.051 0.932 2.20 0.37 6.39 2.38
管0+120 2.217 1.065 2.08 0.35 8.21 3.04
厂右0+019 2.359 1.161 2.03 0.34 9.68 3.61
坝0+000-坝右0+017 2.717 1.369 1.98 0.33 13.36 5.02
坝下0+005-坝右0+018 2.207 1.087 2.03 0.34 8.49 3.17
5 结论
采用声波探测技术探测沟洁寺水电站引水隧洞围岩地质情况，结合超声波波速（纵波和横波）所得出的动弹性系数，得出以下结论：
（1）.穿透声波法能真实反映水工隧洞围岩的地质情况，岩体完整性及某些岩体动态弹性参数，能够克服混凝土对围岩地质情况的影响；
（2）.探测段岩体的密度越大、空隙越小，则波速越大；岩性软弱，节理裂隙发育，风化强烈，岩体破碎则波速小；
（3）.岩体结构面对波速有明显影响，如平行层理波速要高一些，垂直层理波速则低一些；
（4）.声波探测对岩体的了解较为细致,且具有简便、快速、经济、便于重复测试，对测试的岩体(岩石)无破坏作用等优点；
（5）.利用声速、声幅及超声电视测井的资料划分钻井剖面岩性,进行地层对比,查明裂隙、溶洞及套管的裂隙等（不做介绍）；
（6）.根据波速随岩体裂隙发育而降低及随应力状态的变化而改变等规律,圈定开挖造成的围岩松弛带,为确定合理的衬砌厚度和锚杆长度提供依据（不做介绍）；
（7）.用声波探测法判断出的岩体地质情况与岩石类别，跟设计院在设计阶段用其他方法以及该工程区以往经验资料基本吻合，准确率高。
参考文献：
[1]陈成宗,何发亮.隧道工程地质与声波探测技术[M].西南交通大学出版社,2005：009
[2]中华人民共和国电力行业标准，DL/T 5010-2005 水电水利工程物探规程[S].中华人民共和国国家发展和改革委员会，2005
[3]孙宝喜,吴春山,黄锐.声波探测技术方法和应用[J].黑龙江水利科技，2009（02）:225
[4]张承娟.水电工程声波围岩分类指标的探讨[J].全国第三次工程地质大会论文选集,2005
关键词：地质灾害；地质雷达；防治调查；技术应用
中图分类号：F407.1文献标识码：A 文章编号：
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等的统称。近年来，许多地区各种地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)频发，给当地的经济建设和人民生命财产安全构成了严重威胁。我们知道，任何地质灾害的发生、发展都会引起地球物理场的变化，因此，加强对地质灾害勘查与治理过程中的物探工作研究是当今环境地质工作中的一项重要课题。
1.地质雷达用于地质灾害调查的可行性
通常我们所常见的地质灾害主要有：如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。严格地讲，任何一种地质灾害的发生都会在介质(土壤、岩层等)中留下痕迹，即通常所说的介电界面，如地裂缝留下的裂隙、活动断裂留下的破碎带、滑坡留下的滑脱面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，这些界面两侧介质的物性差异很大，致使电磁波穿过该界面时的反射能量发生增减、波形幅值出现明显变化，据此可解译出该界面的准确位置及大致形态等相关信息，因而，探地雷达用于地质灾害调查是可行的。并且由于使用了高频、宽频带、短脉冲及高速采样等技术，其探测精度及速度均高于其它种类的物探手段。
2.地质雷达在地质灾害调查中的应用
2.1工程概况
工程位置位于重庆市沙坪坝某工业区，该区地表主要岩性为灰岩，区内横向河谷发育，水源丰富，地表灰岩有溶蚀环境。该区域近年多次发生塌陷地质事故，部分民房出现不均匀沉降、开裂等不良现象，且该现象有继续加剧的趋势。为提出合理的治理方案，需要对该区域的岩溶分布进行较为详细的了解，故采用地质雷达对该区域进行探测。由于测区位于居民区，房屋、沼气池、沟渠、地形大起伏等原因对雷达探测效果均会造成一定的不良影响。
2.2探测原理及仪器
探测设备为用美国地球物理公司（GSSI）的SIR-2000型地质雷达，100MHz地质雷达天线。雷达波法检测是利用高频电磁脉冲波的反射来探测目标体的，它通过发射天线向介质发射高频带、短脉冲电磁波，通过接收天线接收其反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度、能量衰减及波形变化将随所通过介质的电磁学性质及几何形态的变化而变化。介质的电磁学性质主要包括导磁率μ、导电率σ和介电常数ε，它们与介质的组成物质、密实程度密切相关。根据雷达波的旅行时间、幅度与波形等实测数据，即可探测介质的构造分布及其相关深度等。测试记录如图1。
图1：异常界面雷达典型记录
测试按现行《水电水利工程物探规程》（DL/T5010－2005）、《城市工程地球物理探测规范》CJJ7-2007标准执行，仪器参数设置如下：增益：0～66db；采样点数：2048点；发射速率：主要为50脉冲/秒；时间窗口：500ns；滤波系统：20MHz～200MHz。
2.3地质雷达在地质灾害调查中的应用
2.3.1地质雷达应用范围
2.3.1.1在地裂缝调查中的应用
地裂缝是一种常见且比较严重的地质灾害，地下水过量超采、地面不均匀沉降、断裂活动、砂土液化以及地震活动等均可引起地裂缝。由于地裂缝在地表断续出露，刚出现时规模较小，甚至宽仅数mm，不易引起人们的注意。由于其规模较小，以往常用的超声波法很难探测其横向及纵向的延伸变化情况，而使用地质雷达则可有效地解决这些问题。
2.3.1.2在岩溶塌陷调查中的应用
在隐伏基岩为灰岩及白云岩等可溶性岩石的地区，岩溶塌陷是一种较为常见的地质灾害，由于地下水的溶蚀作用，基岩中出现溶洞，溶洞的扩大可导致其上部覆盖层中形成土洞而造成塌陷。由于这一切均发生在地下，隐蔽性较强，不易引起人们重视，隐患也就更大。在这方面的调查中，地质雷达具有较大的优势。
2.3.1.3在滑坡调查中的应用
在斜坡地貌发育的地区，滑坡是一种较为常见的地质灾害，地表流水的侵蚀、地下水的潜蚀和溶蚀以及工程荷载和地震作用等都可能引发滑坡。滑坡体下滑时与母体之间的分界面称滑坡面。在工程方面，为了对滑坡灾害采取有效的防治措施，首先必须要找出滑坡面。一般采用的是电测法及地震勘测法，但这两种方法的花费较高，且受地质因素的干扰较大，远不及地质雷达快速、高效和经济。
2.3.1.4在活动断裂调查中的应用
活动断裂作为一种巨大的灾害隐患已引起人们的注意和重视，它可以诱发地震、地裂缝以及地面沉降等多种地质灾害，危害极大，如果能准确地确定出活动断裂的位置，从而在以后的工程建设中避开或采取有效的防护措施，可以最大限度地减少损失。在活动断裂的调查方面，快速、高效、经济的地质雷达已逐渐取代了钻探及变形监测等传统方法。
2.3.2探测结果
本次测试共计14条测线，长1479m。各测线所得雷达测试图像清晰，满足预期探测要求。本文对其中3条测线进行了分析阐述。
2.3.2.1测线1
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表1与图2。
表1：探测结果
图2：测线1成果图
2.3.2.2测线2
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表2与图3。
表2：探测结果
图3：测线2成果图
2.3.2.3测线3
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表3与图4。
表3：探测结果
图4：测线3成果图
3.结束语
探地雷达作为一种快速、高效和经济的高新探测技术，在工程建设、地灾防治以及其它领域的作用日益显著，尤其在地质灾害调查方面，探地雷达以其无损、快速、准确的工作特点，正逐渐取代钻探、电法及超声波等传统方法，随着对电磁波研究的日益深入，其应用前景将日益宽广。
参考文献：
[1] 赵燕峰， 娄海. 道路探地雷达在高速公路检测技术中的应用[J]. 河南师范大学学报(自然科学版)， 2004，(02)
[2] 杨志鹏. RAMAC探地雷达在地下管线探测中的应用[J]. 科技资讯， 2007，(10)
关键词：地质灾害；地质雷达； 调查；可行性； 应用；
中图分类号：F407.1文献标识码：A 文章编号：
地质灾害是由于各种(自然的或人为的)地质作用导致地质体或地质环境发生变化，给人民的生命财产、生存环境以及国家建设造成损失的灾害事件的统称。近年来，许多地区各种地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)频发，给当地的经济建设和人民生命财产安全构成了严重威胁。我们知道，任何地质灾害的发生、发展都会引起地球物理场的变化，因此，加强对地质灾害勘查与治理过程中的物探工作研究是当今环境地质工作中的一项重要课题。
1.地质雷达用于地质灾害调查的可行性
常见的地质灾害主要有地震、地裂缝、地面沉降、岩溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。严格地讲，任何一种地质灾害的发生都会在介质(土壤、岩层等)中留下痕迹，即通常所说的介电界面，如地裂缝留下的裂隙、活动断裂留下的破碎带、滑坡留下的滑脱面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，这些界面两侧介质的物性差异很大，致使电磁波穿过该界面时的反射能量发生增减、波形幅值出现明显变化，据此可解译出该界面的准确位置及大致形态等相关信息，因而，探地雷达用于地质灾害调查是可行的。并且由于使用了高频、宽频带、短脉冲及高速采样等技术，其探测精度及速度均高于其它种类的物探手段。
2.地质雷达在地质灾害调查中的应用
2.1工程概况
某工程为山地地质，该区地表主要岩性为灰岩，区内横向河谷发育，水源丰富，地表灰岩有溶蚀环境。该区域近年多次发生塌陷地质事故，部分民房出现不均匀沉降、开裂等不良现象，且该现象有继续加剧的趋势。为提出合理的治理方案，需要对该区域的岩溶分布进行较为详细的了解，故采用地质雷达对该区域进行探测。由于测区位于居民区，房屋、沼气池、沟渠、地形大起伏等原因对雷达探测效果均会造成一定的不良影响。
2.2探测原理及仪器
探测设备为用美国地球物理公司（GSSI）的SIR-2000型地质雷达，100MHz地质雷达天线。雷达波法检测是利用高频电磁脉冲波的反射来探测目标体的，它通过发射天线向介质发射高频带、短脉冲电磁波，通过接收天线接收其反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度、能量衰减及波形变化将随所通过介质的电磁学性质及几何形态的变化而变化。介质的电磁学性质主要包括导磁率μ、导电率σ和介电常数ε，它们与介质的组成物质、密实程度密切相关。根据雷达波的旅行时间、幅度与波形等实测数据，即可探测介质的构造分布及其相关深度等。测试记录如图1。
图1：异常界面雷达典型记录
测试按现行《水电水利工程物探规程》（DL/T5010－2005）、《城市工程地球物理探测规范》CJJ7-2007标准执行，仪器参数设置如下：增益：0～66db；采样点数：2048点；发射速率：主要为50脉冲/秒；时间窗口：500ns；滤波系统：20MHz～200MHz。
2.3地质雷达在地质灾害调查中的应用
2.3.1地质雷达应用范围
2.3.1.1在地裂缝调查中的应用
地裂缝是一种常见且比较严重的地质灾害，地下水过量超采、地面不均匀沉降、断裂活动、砂土液化以及地震活动等均可引起地裂缝。由于地裂缝在地表断续出露，刚出现时规模较小，甚至宽仅数mm，不易引起人们的注意。由于其规模较小，以往常用的超声波法很难探测其横向及纵向的延伸变化情况，而使用地质雷达则可有效地解决这些问题。
2.3.1.2在岩溶塌陷调查中的应用
在隐伏基岩为灰岩及白云岩等可溶性岩石的地区，岩溶塌陷是一种较为常见的地质灾害，由于地下水的溶蚀作用，基岩中出现溶洞，溶洞的扩大可导致其上部覆盖层中形成土洞而造成塌陷。由于这一切均发生在地下，隐蔽性较强，不易引起人们重视，隐患也就更大。在这方面的调查中，地质雷达具有较大的优势。
2.3.1.3在滑坡调查中的应用
在斜坡地貌发育的地区，滑坡是一种较为常见的地质灾害，地表流水的侵蚀、地下水的潜蚀和溶蚀以及工程荷载和地震作用等都可能引发滑坡。滑坡体下滑时与母体之间的分界面称滑坡面。在工程方面，为了对滑坡灾害采取有效的防治措施，首先必须要找出滑坡面。一般采用的是电测法及地震勘测法，但这两种方法的花费较高，且受地质因素的干扰较大，远不及地质雷达快速、高效和经济。
2.3.1.4在活动断裂调查中的应用
活动断裂作为一种巨大的灾害隐患已引起人们的注意和重视，它可以诱发地震、地裂缝以及地面沉降等多种地质灾害，危害极大，如果能准确地确定出活动断裂的位置，从而在以后的工程建设中避开或采取有效的防护措施，可以最大限度地减少损失。在活动断裂的调查方面，快速、高效、经济的地质雷达已逐渐取代了钻探及变形监测等传统方法。
2.3.2探测结果
本次测试共计14条测线，长1479m。各测线所得雷达测试图像清晰，满足预期探测要求。本文对其中3条测线进行了分析阐述。
2.3.2.1测线1
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表1与图2。
表1：探测结果
图2：测线1成果图
2.3.2.2测线2
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表2与图3。
表2：探测结果
图3：测线2成果图
2.3.2.3测线3
测线长145m，覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表3与图4。
表3：探测结果
图4：测线3成果图
3.结束语
本文通过地质雷达在地裂缝、岩溶塌陷、滑坡以及活动断裂调查中的应用实例分析。探地雷达以其无损、快速、准确的工作特点，正逐渐取代钻探、电法及超声波等传统方法对地质灾害的防治进行了分析，这也证明了地质雷达对地质灾害防治起了重要作用。
参考文献：
[1] 闫长斌， 徐国元. 探地雷达技术在岩土工程中的应用现状与展望[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版)， 2003
[2] 李大心. 探地雷达在滑坡调查中的作用[J]. 中国地质灾害与防治学报， 1994
关键词:工程地质 岩土工程
1.工程地质学科的争议
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、天文学等等着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
关键词：工程地质 岩土工程
1.工程地质学科的争议
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
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
