工程勘探新技術(shù)應(yīng)用論文
時間:2022-10-02 04:51:00
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摘要:工程勘察在工程建設(shè)中具有重要的作用,如何積極采用新技術(shù)、新方法和新工藝,創(chuàng)新發(fā)展模式,提高勘察技術(shù)水平,縮短勘測周期,是工程勘察行業(yè)面臨的共同問題。為此,本文對近年來工程勘察新技術(shù)在實踐應(yīng)用中的情況進行了介紹。
關(guān)鍵詞:工程勘察新技術(shù)工程建設(shè)
工程勘察是調(diào)查研究擬建工程場地的地形、地質(zhì)環(huán)境特征及其與工程建設(shè)相關(guān)關(guān)系的綜合應(yīng)用的活動。它為工程建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、施工和使用提供地質(zhì)資料和依據(jù),是設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。工程勘察技術(shù)包括工程地質(zhì)勘察、工程物探檢測、工程勘探、工程測繪、水文勘測及試驗與監(jiān)測技術(shù)等。隨著國家“西部大開發(fā)”及“西電東送”戰(zhàn)略的實施,工程勘察工作面臨前所未有的大好形勢,對工程勘察工作的要求也不斷提高。各專業(yè)由于技術(shù)裝備逐步改善,注重引進、開發(fā)和推廣應(yīng)用新技術(shù)和新工藝,并不斷開拓市場,除了常規(guī)的水電河流規(guī)劃、前期工程勘察及施工地質(zhì)工作以外,還不斷向市政工程、公路工程、工業(yè)與民用建筑、水利工程、新能源工程及國外工程拓展,技術(shù)手段也趨于多樣化,勘察技術(shù)水平得到了較大提高。
1.勘察專業(yè)新技術(shù)在實踐中的具體應(yīng)用:
隨著建設(shè)項目規(guī)模的增大,面對的工程地質(zhì)問題越來越復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過不斷探索、實踐和提高,我們在諸多領(lǐng)域具備了很強的技術(shù)實力,如:工程巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)勘察研究、高壩大庫場地的工程地質(zhì)勘察研究、大型地下洞室群的工程地質(zhì)勘察研究、喀斯特地區(qū)水文地質(zhì)勘察研究、高地震烈度地區(qū)高壩大庫水庫誘發(fā)地震監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究等領(lǐng)域。地質(zhì)分析的手段和方法也得到不斷發(fā)展。
1.1.我國工程地質(zhì)研究部門引進和開發(fā)實用軟件。引進邊坡穩(wěn)定計算程序用于滑坡、塌岸穩(wěn)定分析,提高勘察成果的定量化判識水平;引進開發(fā)了勘探圖件、地質(zhì)剖面制作程序及三維成像技術(shù),開發(fā)并進一步完善“工程地質(zhì)軟件包程序”,較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題,也為地質(zhì)平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設(shè)計作用,取得了較好的效果。
1.2.結(jié)合工程實踐研究和開發(fā)新技術(shù)。我國工程地質(zhì)研究部門開發(fā)邊坡斜面攝影成像技術(shù)用于工程實踐,提高了地質(zhì)編錄工作效率,獲得了大量的工程地質(zhì)數(shù)字信息;開發(fā)水電站樞紐區(qū)工程地質(zhì)三維可視化建模與分析研究系統(tǒng),已應(yīng)用于生產(chǎn)之中。
1.3.積極引進并應(yīng)用新的地質(zhì)勘察和分析手段。在水電站勘察過程中,根據(jù)地質(zhì)分析的需要,在右岸構(gòu)造軟弱巖帶勘察中,使用了地震波CT測試技術(shù);采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩(wěn)定性;在右岸構(gòu)造軟弱巖帶穩(wěn)定性分析、左岸地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析及溢洪道邊坡穩(wěn)定性分析均采用了目前比較先進的三維彈塑性有限法分析和三維流形元分析方法,為穩(wěn)定性評價和工程施工設(shè)計提供了可靠的基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。
1.4.其他新方法新技術(shù)的引進和應(yīng)用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質(zhì)量分類、邊坡巖體質(zhì)量分類、邊坡穩(wěn)定分析、巖體彈塑性理論、地質(zhì)力學(xué)模型、巖(土)體物理力學(xué)性試驗方法的發(fā)展應(yīng)用;電腦與工程地質(zhì)軟件包的開發(fā)應(yīng)用;勘測手段及鉆進取芯技術(shù)的提高、物探各種測試手段的廣泛應(yīng)用強有力地促進了工程地質(zhì)勘察中獲取工程地質(zhì)資料周期的縮短和工程地質(zhì)條件快速分析評價;充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進一步提高了地質(zhì)專業(yè)勞動生產(chǎn)率。
近幾年,我國從生產(chǎn)需要出發(fā),新技術(shù)新工藝得到很好地推廣應(yīng)用:選取適合各類地層(的金剛石鉆頭,提高鉆進效率,降低生產(chǎn)成本;繼續(xù)完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術(shù),確保壩體安全和工程質(zhì)量滿足要求;在河床沖積層勘探中,采用了SM膠取芯技術(shù),保證了試驗樣品的原始狀態(tài),為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。.5水文勘測開發(fā)的電波流速儀,在電站簡易測流中投入使用,達到了預(yù)期的效果。近年,又開發(fā)出水情自動測報系統(tǒng),現(xiàn)已逐步應(yīng)用于大型水電站的測報中;為改善以往在水情測報中一直采用的點測量及測流時間過長等問題,水文勘測技術(shù)人員正著手對聲學(xué)“多普勒剖面流速儀(簡稱ADCD)”技術(shù)進行論證和調(diào)研,并逐步將此技術(shù)運用在對西部山區(qū)性河流的水情預(yù)報中,計劃通過不斷實踐和探索,最終實現(xiàn)水情的“瞬時”測量預(yù)報。
1.6工程物探在水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測;應(yīng)用聲波垂直反射波法、聲波CT法及紅外線熱成像三種相結(jié)合的方法,準(zhǔn)確地探測到了壩體面板脫空等工程質(zhì)量問題;在多項水利工程和多個水電站勘察中,應(yīng)用高密度電法勘探方法,解決了水庫漏水問題和斷層構(gòu)造發(fā)育范圍及深厚覆蓋層地質(zhì)問題,且成效顯著。研究并應(yīng)用“隧洞施工監(jiān)控量測一體化”,“壩基巖體質(zhì)量測試的空間分析”,“數(shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)”,“堆積體的綜合物理探測技術(shù)”,“大壩面板脫空綜合物理探測技術(shù)”,“小波變換在水電工程地球物理中的應(yīng)用”等新方法新技術(shù),拓展了物探的應(yīng)用領(lǐng)域,提高了物探的探測精度。
2.勘察專題研究成果應(yīng)用
2.1大型水庫庫岸穩(wěn)定工程地質(zhì)勘察成果應(yīng)用20世紀(jì)80年代以來,采用了航空遙感技術(shù)與實地驗證相結(jié)合的方法,相繼對一批大型水電站進行了庫岸穩(wěn)定性研究,為快速、高質(zhì)量地評價庫岸穩(wěn)定性及其他水庫工程地質(zhì)問題發(fā)揮了良好的作用。形成了一套較完整的勘察、研究、評價、預(yù)測水庫區(qū)天然狀況和蓄水運行條件下庫岸穩(wěn)定性問題的思路和工作方法,包括岸坡類型劃分及其變形破壞機制、庫岸再造及滑坡穩(wěn)定性分析評價及預(yù)測、岸坡失穩(wěn)及水庫誘發(fā)地震災(zāi)害調(diào)查與分析預(yù)測、移民安置選點與處理措施建議等。該項目成果在后來開工建設(shè)的大、中型水電工程水庫庫岸穩(wěn)定性地質(zhì)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用,提高了水庫庫岸穩(wěn)定與移(居)民點調(diào)查地質(zhì)工作效率及成果質(zhì)量。
2.2大壩面板脫空無損探測研究與應(yīng)用“大壩面板脫空無損探測研究與應(yīng)用”是通過試驗比較論證提出了采用3種物探方法(聲波垂直反射法、遠(yuǎn)紅外熱成像法、地質(zhì)雷達法)進行綜合評價的方法。為消除大壩病害,采取相應(yīng)的處理措施,提高大壩的安全性提供了重要的依據(jù)。與傳統(tǒng)的單一物探方法相比,本項研究成果具有多種方法互為驗證、利用了不同的物性差異特征﹑探測成果準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點。大壩面板脫空的處理質(zhì)量,節(jié)約了處理成本,而且具有廣闊的推廣應(yīng)用前景,具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。
2.3采用EH4進行深厚堆積體厚度探測應(yīng)用該方法測量深度大,野外勞動強度小,生產(chǎn)效率高,現(xiàn)場測量直接成像,能十分清楚地辨別地下二度體的異常。該項新技術(shù)即EH4電導(dǎo)率成像探測非常實用。而該方法不受這些因素影響,較準(zhǔn)確地探測出了堆積體厚度。研究成果及時運用于工程中,減少了工程量,節(jié)約了工程投資,節(jié)省了時間,經(jīng)濟效益顯著。
2.4軟弱巖帶的工程地質(zhì)特性研究成果應(yīng)用:對壩址右岸構(gòu)造軟弱巖帶的分布范圍和工程地質(zhì)特性進行了大量有針對性的勘探以及室內(nèi)和現(xiàn)場試驗工作,并完成了現(xiàn)場高壓固結(jié)灌漿試驗和現(xiàn)場滲透變形試驗,針對軟弱巖帶的工程特性、成因進行了系統(tǒng)的分析論證,對工程適宜性進行了分析評價,并提出了切實可行的基礎(chǔ)處理措施。該專題成果為可行性研究的經(jīng)濟技術(shù)分析論證提供了堅實的基礎(chǔ),對國內(nèi)外同類工程的地質(zhì)勘察和設(shè)計工作具有很好的參考價值.5“深挖高邊坡快速地質(zhì)編錄成圖技術(shù)”在高陡邊坡地質(zhì)資料收集應(yīng)用中取得了較好的效果。引進該項技術(shù)用于水電站具有針對性強、收效高、安全快速等良好作用。該技術(shù)運用攝影測量的原理,通過計算機軟件技術(shù),完成高陡邊坡影像的正射、線畫圖的生成,從而完成了地質(zhì)編錄工作。其技術(shù)特點:①在地質(zhì)編錄生產(chǎn)中高效、實時;②減少現(xiàn)場工作量,提高工作效率;③利用無站標(biāo)測量技術(shù)和手段可完成傳統(tǒng)方法無法完成的任務(wù);④高邊坡計算機快速編錄成圖還可以不斷地積累邊坡數(shù)字化的編錄數(shù)據(jù),為以后建立工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫提供良好的數(shù)據(jù)源。該技術(shù)在小灣主體工程邊坡及壩基開挖中均有應(yīng)用,可實現(xiàn)安全、高效、準(zhǔn)確地進行地質(zhì)編錄,通過軟件功能還可在圖像上對地質(zhì)現(xiàn)象進行較精確的定位,這是傳統(tǒng)的地質(zhì)編錄所難以做到的。
3.今后工程勘察技術(shù)在實踐中應(yīng)用的總體思路
近幾年來,我國在高邊坡系統(tǒng)排水、錨索加固、復(fù)合支護、變形監(jiān)測、標(biāo)準(zhǔn)化與動態(tài)設(shè)計方面有所創(chuàng)新和突破,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)、地理信息技術(shù)等不斷地被應(yīng)用到勘察各專業(yè),取得了一定的效果。在計算機建設(shè)上已實現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源;基本實現(xiàn)計算機輔助工程勘察,達到信息化初始階段目標(biāo);由于工程勘察專業(yè)具有多樣性、復(fù)雜性、隨機性和數(shù)據(jù)海量性等特點,信息化水平還有待進一步提高。要密切關(guān)注、跟蹤、研究國內(nèi)一流的工程勘察企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展動態(tài),通過加強行業(yè)協(xié)作及與國內(nèi)高校、科研院所的密切合作,在引進、消化、吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,進行技術(shù)創(chuàng)新。今后技術(shù)發(fā)展總體思路如下:(1)注重研究復(fù)雜壩基、高邊坡及大型地下洞室群巖體(圍巖)穩(wěn)定性量化分析及三維地質(zhì)數(shù)字模型軟件與三維成像技術(shù),并對復(fù)雜巖體(包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動巖體、高地應(yīng)力區(qū)巖體)成因機制、工程地質(zhì)性狀、工程適應(yīng)性進行科學(xué)試驗研究;同時開展區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)科學(xué)研究及對水電工程開發(fā)、建設(shè)的影響。(2)重點研究水電水利工程地質(zhì)綜合勘察技術(shù),開展巖土工程和環(huán)境工程地質(zhì)方面的研究并向深度拓展;開展地質(zhì)災(zāi)害勘察、防治與治理,地質(zhì)災(zāi)害險性評估方面的實踐與研究。(3)完善和提高目前使用的常規(guī)物探方法,使其應(yīng)用技術(shù)水平達到或超過本行業(yè)平均水平,積極開展新技術(shù)、新方法的引進應(yīng)用工作,結(jié)合目前物探應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展情況,對新技術(shù)、新方法進行重點研究。(4)廣泛應(yīng)用全站型自動速測儀、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)于水利水電工程建設(shè);在野外數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、提供等方面逐步完善計算機技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用,以提高全數(shù)字?jǐn)z影測量及全野外數(shù)字成圖的精度和速度,增加測繪產(chǎn)品的多樣化,滿足市場需求。(5)積極配合新的鉆探規(guī)程、抽水試驗規(guī)程、壓水試驗規(guī)程的貫徹實施。對勘探設(shè)備和試驗工器具進行重新整合,盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗的研究工作,研制小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統(tǒng),并研究特殊巖體取芯技術(shù)。(6)開發(fā)先進的水情自動測報軟硬件技術(shù),自主開發(fā)改裝一些較先進適用的水文測驗儀器,特別是泥沙采樣器。加快水文數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。
結(jié)語:工程勘探新技術(shù)在實踐中的推廣應(yīng)用大大提高了勘察技術(shù)水平和工作效率,勘察產(chǎn)品也得到了業(yè)主的信任和好評,工程勘察新技術(shù)的引進和應(yīng)用、勘察專題的研究與應(yīng)用使勘察技術(shù)水平得到了飛速提高,不但使勘測周期縮短、成本降低、準(zhǔn)確性提高;同時拓寬了勘察技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,解決了工程中許多技術(shù)難題,提高了工程質(zhì)量。
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