新形勢下水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用分析

劉 秧 孟 希

湘潭市勘測設(shè)計院 湖南 湘潭 411100

工程項目建設(shè)的質(zhì)量直接關(guān)注和整個生產(chǎn)經(jīng)營活動的安全性與人員的安全性，所以在工程項目建設(shè)的時候，做好工程地質(zhì)勘察工作尤為關(guān)鍵。在地質(zhì)勘察工作開展期間，不僅需要做好基本的工程現(xiàn)場勘察工作，還要進(jìn)行必要的水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)[1]。在整個項目施工之前，相關(guān)工作人員則需要結(jié)合實際需求，進(jìn)行必要的水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)，并形成詳細(xì)的水工環(huán)地質(zhì)勘察報告，為后續(xù)的設(shè)計與施工提供科學(xué)的依據(jù)和指導(dǎo)[2]。就整個水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)的開展來看，需要多種水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)作為支撐，這就需要相關(guān)人員靈活運用這些技術(shù)，按照規(guī)定來執(zhí)行勘察作業(yè)，全面將勘察工作的價值發(fā)揮出來。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察概述

從水工環(huán)地質(zhì)勘察工作來看，此項工作面對的工作對象為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等，在具體執(zhí)行勘察作業(yè)的時候，勘察工作人員需要考慮到多種因素，如資源開發(fā)方案、工程整體施工方案、國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等，在此基礎(chǔ)上開展各項勘察工作，

以此來確保能夠有效的提升各項能源的利用率。同時，在具體勘察工作開展期間，勘察工作人員還需要采用現(xiàn)代化技術(shù)手段來完成一些人工難以開展的任務(wù)，如資源采集、地質(zhì)勘探等方面的具體信息數(shù)據(jù)，都需要高科技的支撐來獲取[3]。另外，當(dāng)前我國對資源的利用上缺少層次性，這就需要相關(guān)人員從初測工作、具體的設(shè)計工作上，提升資源利用的層次性，解決勘察作業(yè)中的弊端。在初測階段，勘察工作人員可以利用先進(jìn)的技術(shù)手段，繪制地質(zhì)表圖；在設(shè)計階段，勘察工作人員可以利用電法結(jié)合井法的方式，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理，保證數(shù)據(jù)處理的效率。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)流程分析

2.1 鉆孔靜水位檢測

就地質(zhì)勘察作業(yè)分析來看，其最常涉及到的一環(huán)就是鉆孔作業(yè)。對于地質(zhì)勘察作業(yè)的實施上，利用鉆孔技術(shù)，可以獲取水位、深層土壤等方面的信息數(shù)據(jù)。在具體鉆孔作業(yè)執(zhí)行前，勘察工作人員需要收集全面的資料，分析地層狀態(tài)，若是地層狀態(tài)穩(wěn)定的話，那么就可以填寫《鉆孔定位與機械安裝通知書》[4]，進(jìn)行鉆孔作業(yè)。在鉆孔施工之前，操作人員還需要檢查鉆孔的機械設(shè)備，確保其功能正常，并將其放置到鉆孔要求的位置，經(jīng)過復(fù)核孔位設(shè)計，確保孔位設(shè)計的科學(xué)性。對水位進(jìn)行監(jiān)測的時候，需要按照循環(huán)規(guī)律開展觀測工作。

2.2 鉆孔抽水試驗

就鉆孔抽水試驗來看，其需要在鉆孔靜水位符合相應(yīng)要求后，就可以進(jìn)行此流程。在執(zhí)行此項操作前，則需要先將鉆孔進(jìn)行清洗處理，確保空洞內(nèi)的水源處于清澈的狀態(tài)，接下來要對水位進(jìn)行觀察，以抽水后每小時內(nèi)水位變化低于2厘米，持續(xù)觀察3天后，在水位沒有明顯的變化后，就可以不同觀察。在抽水試驗操作的時候，相關(guān)操作人員則需要確保抽水點的水流處于穩(wěn)定的狀態(tài)下，這種狀態(tài)的持續(xù)時間需要高于8小時，降深次數(shù)也需要控制在3次以內(nèi)，水位降深要控制在低于3米以下的狀態(tài)，每隔兩個小時，操作人員需要對水溫、氣溫、動水位進(jìn)行觀察。如果氣候環(huán)境比較惡劣的時候，那么就要暫停抽水操作，對水位定時進(jìn)行觀測[5]。在抽水試驗結(jié)束之后，相關(guān)人員就要在出水管口提取超過2升的水樣，并進(jìn)行分析，以計算其中各種物質(zhì)的含量，判斷地質(zhì)成分。

2.3 鉆孔觀測及記錄

在鉆孔施工作業(yè)的時候，相關(guān)的人員需要嚴(yán)格的按照相關(guān)要求來執(zhí)行各項操作，鉆孔施工單位則需要對所有的孔位進(jìn)行觀測，還需要對其中出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行相應(yīng)的記錄，如涌水、塌孔、卡鉆、漏水等情況，還需要對涌水量和涌水水頭的高度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量[6]。同時，觀測和記錄的內(nèi)容還包括鉆進(jìn)的每次起、下鉆動水位。若是停鉆的時間偏長，操作人員在開鉆之前，還需要對孔內(nèi)的水位進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，為了保證記錄的準(zhǔn)確性、專業(yè)性，操作人員需要使用各種專用表格記錄。

2.4 鉆孔巖芯工程地質(zhì)編錄

在鉆孔操作的過程中，操作人員需要進(jìn)行鉆孔巖芯工程地質(zhì)編錄。在編錄的過程中，操作人員需要仔細(xì)地進(jìn)行觀察，并對這些信息進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，如巖芯的巖性名稱、構(gòu)造、顏色、硬度、密度、裂隙發(fā)育等特性要進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。

2.5 坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄

目前，對于坑道水文地質(zhì)工程方面的地質(zhì)編錄工作，操作人員需要將其與地質(zhì)編錄工作同時進(jìn)行[7]。在具體操作的過程中，需要從坑洞口位置開始，依據(jù)對層位、巖性觀察后獲取的數(shù)據(jù)，詳細(xì)的描述巖性名稱、結(jié)構(gòu)、顏色、硬度、風(fēng)化程度等巖性特征，然后以這些數(shù)據(jù)作為依據(jù)，繪制地質(zhì)素描圖。

2.6 地表及地下水動態(tài)觀測

在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展期間，對于地表及地下水的動態(tài)觀測，主要是針對河溪、坑道、泉水等對象，進(jìn)行水溫、氣溫、流量等進(jìn)行觀測。而對于地下水的觀測上，則可以選用鉆孔的方式來對水位和氣溫等進(jìn)行觀測，且需要每間隔10天觀測一次，在進(jìn)入雨季之后，觀測人員則需要實施加密觀測的方法，準(zhǔn)確的獲得流量與水位峰值的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.7 水質(zhì)全分析

從水質(zhì)全分析這一環(huán)的工作來看，當(dāng)前需要由勘察操作人員選取最具有代表性的水域來獲得水樣，在采取水樣之前，操作人員要將瓶和蓋反復(fù)使用采樣點的水進(jìn)行沖洗處理，接下來直接進(jìn)行取樣操作。當(dāng)操作人員取樣完畢之后，需要使用石蠟對瓶口進(jìn)行密封處理，并在瓶子上面標(biāo)注取樣點，水點編號，記錄好相應(yīng)的數(shù)據(jù)，保證水質(zhì)分析的科學(xué)性，確保能夠為水質(zhì)全分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

3 新形勢下水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 GPS技術(shù)的應(yīng)用

就GPS技術(shù)的應(yīng)用原理分析來看，此種技術(shù)的運用，還需要結(jié)合遙感技術(shù)、計算機技術(shù)等來開展作業(yè)，方可確保水工環(huán)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，這樣可以為實現(xiàn)勘察作業(yè)的目標(biāo)和要求提供科學(xué)的保障。而在水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)開展期間，對于信息處理、環(huán)境分析工作的開展上，運用此項技術(shù)，有利于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。比如，在具體勘察作業(yè)期間，勘察操作人員可以先使用遙感技術(shù)來獲取被勘察區(qū)域的全體情況，對于圖像數(shù)據(jù)分析的時候，運用此種技術(shù)，可以提升光譜分辨率的質(zhì)量。目前，該種技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察方面有著良好的應(yīng)用前景，尤其是在地震問題的處理上，有著良好的應(yīng)用效果。對于此種技術(shù)的實際應(yīng)用上，勘察工作人員能夠獲取相應(yīng)的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，了解勘察區(qū)域內(nèi)部資源，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的收集，實現(xiàn)對其科學(xué)的開發(fā)和利用，從而有效的提升對此種技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 GPR技術(shù)的應(yīng)用

就GPR技術(shù)分析來看，水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)的實施，需要使用到多種技術(shù)作為支撐，對于此項技術(shù)的運用上，可以為工程探測作業(yè)提供短距離的數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的畫面，高精確性、高分辨率則是此種技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢。在水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)開展期間，此種技術(shù)的應(yīng)用，需要在地面上發(fā)射天線，將電磁波發(fā)射到地下，當(dāng)電磁波達(dá)到勘察目標(biāo)之后，會立刻反射回來，勘察工作人員通過對反射回來的電磁波進(jìn)行分析，從頻率、振幅等方面來進(jìn)行具體的分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷[8]。由于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作存在著一定的難度，應(yīng)用此種技術(shù)后，不僅分辨率高，且操作起來比較便捷，可以為工程項目的開展，提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時還可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動化處理，提升了整個工作的開展效率，這對于尋找地質(zhì)環(huán)境中的破碎帶、隱伏斷層等情況的研究來說，提供了技術(shù)支撐，有著較高的應(yīng)用價值。

3.3 RS技術(shù)的應(yīng)用

就RS技術(shù)的應(yīng)用原理分析來看，該種技術(shù)依賴計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展中，比較適用于自然災(zāi)害防范工作。對于RS技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)過了一個發(fā)展過程，最初階段對于此種技術(shù)的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為單一波段探測，現(xiàn)階段對于此種技術(shù)的應(yīng)用上，發(fā)展到多元遙感探測。具體運用該種技術(shù)時，需要先建立多元遙感模型，隨后分析模式，獲取數(shù)據(jù)（如圖1所示）。具體來講，在水工環(huán)地質(zhì)勘察作業(yè)實施期間，對于該種技術(shù)的使用上，主要表現(xiàn)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作詳細(xì)圖的繪制和完善上，且起到積極的促進(jìn)價值。可以說，當(dāng)前對于RS技術(shù)的應(yīng)用，可以為水工環(huán)地質(zhì)勘察工作帶來新的技術(shù)手段，提升工作質(zhì)量。作為相應(yīng)的地質(zhì)勘察工作人員，在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展期間，對于此種技術(shù)的應(yīng)用上，可以準(zhǔn)確的了解和獲取水工環(huán)勘探場地面積、勘探場地內(nèi)部等具體信息。同時，該種技術(shù)的應(yīng)用，還能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測，為地質(zhì)勘探工作的開展質(zhì)量提供了技術(shù)保障。

圖1 多元遙感模型示意圖

3.4 TEM技術(shù)的應(yīng)用

目前，就TEM技術(shù)的應(yīng)用原理分析來看，主要是在不同的自然環(huán)境之中利用電子波產(chǎn)生的不同漩渦來實現(xiàn)勘察工作的。該種技術(shù)最大的優(yōu)勢就是分辨率高，放大的倍數(shù)可達(dá)幾萬～幾百萬倍，可以獲取準(zhǔn)確的勘探數(shù)據(jù)，提升水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的效率和質(zhì)量。同時，經(jīng)過大量的實踐研究表明，此種技術(shù)應(yīng)用的時候，其中的電磁波具有不同的眼圈效果，尤其是對其效果進(jìn)行綜合性的分析和評價之后，既可以輔助相關(guān)工作人員觀察到磁場的具體發(fā)生的變化，還能夠?qū)辈旖Y(jié)果進(jìn)行有效的應(yīng)用，這對于勘察工作人員正常開展工作來說有著積極的意義[9]。另外，在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展期間，可以發(fā)揮此種技術(shù)的抗干擾性、敏感性等優(yōu)勢特征，確定地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境的具體范圍，有效的提升地質(zhì)勘察工作的開展效率。

3.5 RTK技術(shù)的應(yīng)用

就RTK技術(shù)的應(yīng)用原理分析來看，該技術(shù)需要結(jié)合GPS技術(shù)才能夠更好的發(fā)揮其效果，具體操作上，需要利用GPS相位差分析，在此基礎(chǔ)上展開各項測量工作。在具體定位數(shù)據(jù)信息的獲取上，會運用到基準(zhǔn)站和流動站，前者用來傳輸數(shù)據(jù)，后者用來接收改正后的數(shù)值，并糾正測量結(jié)果，在此基礎(chǔ)上獲取準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)。在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作實施階段，運用該種技術(shù)，先要設(shè)置好接收機，此處值得注意的則是要確保流動站位置設(shè)置的接收機不得少于1臺。這樣，在開展工作的時候，便可以同時接收同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號。接下來，基準(zhǔn)站對比和分析接收的數(shù)值和位置信息，得出GPS差分改正值，并傳輸?shù)搅鲃诱荆?jīng)過此流程后，就可以獲取準(zhǔn)確的位置數(shù)據(jù)。因為流動站可以進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)采集工作，有效的彌補了傳統(tǒng)單點采集數(shù)值和位置信息的缺陷。

3.6 電法技術(shù)

就電法技術(shù)的應(yīng)用來看，應(yīng)用歷史比較久，在科技水平提升的同時，該項技術(shù)的應(yīng)用日漸成熟，在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的應(yīng)用價值越來越突出。就電法技術(shù)的實際應(yīng)用來看，主要表現(xiàn)為兩種形式，即高密電法和激化法。就高密電法來講，其應(yīng)用原理是利用形式化的調(diào)查方法來達(dá)到地區(qū)地質(zhì)勘察的目的，此種方法操作比較簡單，比較適用于野外地質(zhì)勘察工作。在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展期間，利用高水平的機械自動化技術(shù)，可以獲得更好的效果。在具體應(yīng)用的時候，這就需要相應(yīng)的操作人員，結(jié)合實際需求，在不同的位置上設(shè)置大量的測量點，這樣就可以對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的勘探，保證地質(zhì)調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性、全面性。就激化法的應(yīng)用原理分析來看，通過對礦石和巖石進(jìn)行強化后，結(jié)合其變化來分析與判斷巖性的一種技術(shù)，可以準(zhǔn)確掌握地區(qū)的相應(yīng)地質(zhì)條件信息數(shù)據(jù)，獲取理想的調(diào)查結(jié)果，此種技術(shù)在礦山勘探、水資源調(diào)查等工程中會常用到，對于提升勘察工作效率有著積極的促進(jìn)價值。

4 結(jié)束語

總而言之，文章之中圍繞著水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行了分析，闡述了幾種勘察技術(shù)的應(yīng)用原理及范圍，發(fā)現(xiàn)有效的利用勘察技術(shù)可以提升水工環(huán)勘察工作效率。因此，在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展期間，相應(yīng)的工作人員必須熟練的掌握各種勘察技術(shù)的應(yīng)用原理及方法，還需要明確各種勘察技術(shù)的應(yīng)用原理及方法，靈活運用各種地質(zhì)勘察技術(shù)開展工作。同時，現(xiàn)階段地質(zhì)勘察工作的范圍處于不斷擴大的狀態(tài)中，整個勘察作業(yè)的難度也隨之提升，為了更好的降低資源利用對自然環(huán)境帶來的危害，當(dāng)前有必要對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的探索和研究，全面提升水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的效率和質(zhì)量。