水利工程地质勘探

水利工程地质勘探（精选12篇）

水利工程地质勘探 篇1

1 工程地质测绘与编录

工程地质测绘与编录是地质勘察中最先进行的综合性基础工作, 主要方法有:路线测绘法、地质点测法、实测剖面图法等。一般来说, 对一个工程区, 首先应研究并弄清楚区域地壳稳定性和地震活动状况, 然后充分利用已有的区测成果进行专门的工程地质测绘并开展其它专项工程地质问题的研究等工作。全球定位系统 (GPS) 、遥感 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 等3S技术的应用, 体现了工程地质测绘与编录的发展情况。

2 工程地质勘探

工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上, 为进一步查明地表以下工程问题和取得深部地质资料而进行的, 主要有山地勘探、钻探、物探等三种方法, 以下分别加以说明。

2.1 山地勘探

山地勘探是指采用人工或机械进行剥土, 或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段, 可直接进行试验、取样和观察地质现象, 使用的工具和技术要求相对简单, 故在进行地表浅层地质勘察时运用较多。这亦是山地勘探的缺点, 即它的勘探深度有限。

2.2 钻探

近年来, 钻探方法、工艺及其施工水平的提高, 加快了水利水电工程地质勘测水平的发展, 其主要表现在以下几方面:

2.2.1 钻头、钻机等钻探设备的发展。

例如:从20世纪80年代开始, 研制出各种转速快、扭矩大、性能稳定的新型钻机。另外, 对较完整的硬岩进行钻探时, 金刚石钻头基本取代了钢粒或硬质合金钻头, 大大提高了钻进速度和岩心采取率。

2.2.2 砂卵石层、软弱夹层、破碎带等特殊层位的钻进取样技术的发展。

砂卵石层卡钻、难以钻进, 以及同软弱夹层等特殊层位中钻进一样, 岩芯采取率低、取样困难等一直是水利水电工程钻探的技术难题。近年来, SM植物胶和MY-1A植物胶冲洗液金刚石钻进砂卵石层取样新技术得到了广泛应用, 较好地解决了砂卵石层中钻进和取样的难题。在软弱夹层、破碎带中钻进时, 由于岩芯对磨, 岩芯采取率一直很低并且很难取到原状土样。近年来发展起来的套钻技术, 或采用专用的取芯钻具, 及其它确保岩芯免受冲刷和挤压的保护系统等, 较好地解决了这一技术难题。

2.2.3 其它一些钻进工艺的发展。

例如, 绳索取芯钻探新工艺实现了在不提钻的情况下采取岩芯的目的, 其在水利水电工程中的应用实践证明, 该工艺大大减少了取芯过程中来回提钻的工作量, 较好地解决了在软弱层等特殊地层钻进过程中经常出现的难题, 如塌孔、取芯质量低等问题。

2.3 工程物探

地球物理勘探 (Geophysical Prospecting) 简称物探, 它是应用观测仪器测量被勘探区的地球物理场, 通过对测量场数据的处理和地质解释来推断和发现地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置、埋深、大小及其属性的科学。工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等, 以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。

2.3.1 重、磁位场勘探。

重、磁位场勘探是最古老的一种物探, 相对于地震勘探而言, 其精度和可靠度较差。目前, 由于一些高精度的重力仪、磁力仪的研制和应用, 使得重、磁位场勘探的精度有了很大程度的提高。同时, 神经网络技术等在重、磁位场勘探中的应用, 以及磁性矢量层析成像理论的研究和应用, 使重、磁位场勘探在上个世纪获得了广泛的发展应用。微伽级重力仪的使用, 使微重力测量被用来勘探洞室和边坡地质体的变动形态并监测其稳定性。磁法勘探主要用于区域和深部地质构造研究、矿产勘探、考古等领域, 在工程地质勘测中应用较少。

2.3.2 地震勘探。

在工程地质勘探中应用较多的为人工激发震源地震波勘探, 其人工激发震源有多种。目前, 地震勘探在水利水电工程领域发展较快。例如, 利用弹性波纵波对三峡等大型水利水电工程的岩体质量做定性评价, 取得了显著的工程和经济效益;由中铁西南科学研究院开发研制的负视速度法和水平地震剖面法、由瑞士Amberg测量技术公司开发的TSP长距离超前预报法、由美国NSA工程公司开发研制的真正反射层析成像 (TRT) 超前预报技术等, 较好地解决了利用反射波地震勘探进行隧道超前预报的难题。

近年来, 地震CT已经发展成为一个方法系列, 其成像方式发展到可利用直达波、反射波、折射波、面波等多种波组合, 可利用钻孔、隧道、边坡、山体等多种观测条件进行二维、三维地质成像, 促进了地质勘测由定性向定量化的方向发展。

2.3.3 电磁勘探。

包括天然场源的电磁测探 (MT法) 和人工场源的连续的电磁波勘探 (EM法) 等多种方法。近年来, 电磁勘探在水利水电工程中应用越来越广泛。例如, 可控源音频大地电磁法、人工与天然两种场源、多场源、二维和三维电阻率成像等技术, 在水利水电工程中用来推测深埋长隧洞围岩介质的结构特征、隐伏断层、破碎带及异常区等可能影响工程的各种因素, 取得了显著的经济效益。地质雷达 (频率范围1~100MHz) 是目前分辩率最高的物探方法。地质雷达对断裂带, 特别是含水带、破碎带地层有较高的识别能力。

2.3.4 电法勘探。

主要包括电阻率法、充电法和自然电场法、激发极化法、电磁感应法。可分为稳定电流场理论、交变流法理论两个分支。在水利水电工程地质勘察中应用较多的是电阻率法。近年来发展起来的高密度电法勘探, 属于电阻率法的范畴, 但它引进了地震勘探的数据采集办法, 可实现数据的快速、自动采集, 其测量结果可实时处理并显示地电断面或剖面图, 从传统的一维勘探发展到二维勘探。目前, 在单源与单点测量的基础上, 发展为多源、多点、多线测量, 从而发展了三维观测技术。

参考文献

[l]张悼元, 等.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社, l981.

[2]谭周地.城市工程地质环境评价与区划[A].水文地质工程地质论丛 (4) .北京:地质出版社, l987.

[3]汪应络.系统理论方法与应用[M].北京:高等教育出版社, l992.

水利工程地质勘探 篇2

作者:不详项目管理2006-2-17

主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。

坑、槽探

就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样。

钻探

是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料。地球物理勘探

简称物探，它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。

工程地质勘探的方法主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。

坑、槽探

就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样。

钻探

是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料。

地球物理勘探

简称物探，它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。

在各种工程地质勘察方法中，工程地质测绘是最根本最主要的方法。这一方法的本质是应用地质理论知识对地面的地质体和地质现象进行观察和描述，以了解地质变化规律。

工程地质测绘的主要内容包括：(1)查明测绘地区内的地层、岩性、成因类型、岩相变化及其相互接触关系，各自的分布范围。(2)查明地质结构。如土体的成层组合关系，岩体结构特征；大区地质构造，构造线方向，褶皱断裂形态、产状和分布；构造形迹和构造体系；活动断层的性质、规模、分布及其活动性；裂隙系统、密度、连续性，裂隙面的粗糙程度，充填蚀变情况；各种结构面的产状、特征。(3)地貌研究。划分地貌形态等级和地貌单元；分析各种地貌的形态

特征、物质结构和形成过程，及其与地层，构造的关系。(4)调查和观测地下水的露头，了解地下水位，含水层和隔水层，地下水类型，涌水量等。(5)各种物理地质现象的分布、规模、发育程度、形态和结构特征、活动性、危害性，并分析其形成条件。(6)对测绘区内已有建筑物变形破坏情况进行调查研究。(7)调查天然建筑材料，圈定料场的分布与范围，初步评价其质量和数量。

第二、工程地质勘探

工程地质勘探包括物探、钻探和坑探等方法。

物探方法是一种间接方法，根据被测定的地质介质的导电率、磁性和弹性波传播速度、密度等物理性质，以及岩层的含水量、裂隙性、破碎程度等物理状态，用特定的仪器设备取得的数值，从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋藏深度、岩溶分布情况，特别是测定岩石(体)的力学指标。

钻探和坑探是直接了解地下情况的可靠手段。它是为了判定地下地质结构和岩性，补充和验证地面测绘资料而进行的调查工作。在编制钻探计划时，要注意钻孔的布局与选定，并在钻孔中进行必要的测试工作，做到一孔多用，以较少的工作量，解决更多的工程地质问题。

第三、工程地质野外试验

工程地质野外试验是为计算法和定量评价求得土石的物理、水理和力学性质指标，地下水埋藏和运动情况、水的侵蚀性，工程动力地质作用的发展速度、规模，以及处理措施的效果等取得具体数据资料。

工程地质勘察中常用的野外试验有三大类：水文地质试验、岩土力学试验及地基强度试验、地基处理试验。

第四、长期观测

长期观测的主要任务是检验测绘、勘探对工程地质条件评价的正确性；查明动力地质作用及其影响因素随时间的变化规律，准确预测工程地质问题，为防止不良地质作用所采取的措施提供可靠的工程地质依据，检查为治理不良地质作用而采取的措施的效果。

长期观测的内容主要有：与工程有关的地下水动态观测、物理地质现象的长期观测、建筑物建成后与周围地质环境相互作用及动态变化的长期观测。

第五、勘察资料的内业整理

矿井地质工程地质研究 篇3

【关键词】地质工程；地质控制论；地质研究

矿井地质是一项技术性的科學，主要体现在实际的操作中。他主要是为煤田地质勘查服务的，参与到一开始的矿井建设和后期的生产中。主要的任务就是勘察当地的地质条件，进行矿床的勘探，通过分析矿区的储量和开采条件，最终制定合理的开采计划。还要在开采中进行技术指导，防止地质开采不当造成的倒塌等问题。从长期的生产实践中看出，矿井地质工作能够保证煤矿生产建设更安全地发展。如何预防工作中的安全隐患问题，都是需要大量的地质资料为判断依据的。因此，进行矿井地质研究为未来的开矿事业做准备是很有意义的。

1.了解矿井地质工作的必要性

1.1什么叫矿井地质工作

可以说，矿井地质工作先是勘探矿井建设的生产环境，看这里适不适合进行生产，在生产中会有哪些潜在的安全隐患，需要什么样的建设来预防；在生产过程中，还要不断了解地质变化，估计开采矿藏中会造成那些地质影响，是直接为煤矿生产建设服务的地质工作。也就是矿井工程的每一阶段都必须站在一定的地质工作上才能开始进行，要根据考察的地质资料为工作基础。

1.2工作的必要性

因为矿井地质工作的地质条件是十分复杂的，人们还不是很了解这里的工作环境，存在着许多未知的事情；又因为在工作中还会对附近的地质地貌造成影响和破坏，稍微的地质改变就会造成无法估计的经济损失，所以地质研究工作是十分有必要的。从工作过程来看，地质工作就是先经过大面积的大概了解，然后到小面积的细致分析，这样的方式，即一步一步完成每项工作，保证每一步的安全可靠。而且资源勘探是矿井地质工作的第一步，没有矿产资源，也就不需要花大力气去进行矿井建设，是不可以省去的阶段。

矿井工程许多是在深层的地下进行工作的，工作环境比较封闭独立，很多地质因素是人力感觉不到的。例如，在煤矿开采中，生产活动的对象是大面积的煤层。如果没有对当地的煤层地质认真研究考察，随意选择不合适的采煤技术，可能对这里的客观地质条件造成了破坏，就会对生产产生阻碍，甚至会防碍生产的安全进行。因此，矿井地质工作可以说是进行煤矿采掘的第一步。

2.目前矿井地质工作的任务安排

矿井地质工作的目的就是了解工作地区的地质情况，从安全角度安排采矿工作，保证矿井生产建设有条理地进行，让施工队减少安全事故。这也让国家的煤炭资源得到充分开发，减少不必要的经济损失。每一项都矿井地质工作需要完成下列几项工作任务：

2.1勘察了解当地的地质条件

矿产形成最初的动力来自地壳运动，地壳运动就是对部分板块进行升降运动，通过挤压使一些地区隆升起来，形成一定的地层带。从考察中我们证实影响煤矿生产的地质条件有很多，有的条件是大家都有的，比如地壳运动；但事实上，每个地区都有自己特殊的成矿背景，比如高温岩浆的流动、云南腾冲-梁河地区特殊的地形因素等。

2.2搜集大量的地质资料

搜集第一手的资料是进行研究工作的第一步，只有充分了解大量的地质资料，才能明白矿区地质的基本变化情况。通过分析验证这些数据，明白潜在的安全隐患，制定出最合理的矿井工作计划。同时，在开采中，因为对矿区的地质面貌进行了破坏，还会有新的问题出现，比如煤矿开采完后，会不会因为地质比较松散，容易出现坍塌的问题。因此，在最初的地质工作结束后，还有配合开采工作有计划地提供所需的地质资料，确保这些资料是正确可靠的，能及时反应当时的地质情况。特别是在采掘生产的过程中，矿井地质人员还要进入现场去调查研究，了解每一个工作的进度，及时发现和研究地质情况对生产的影响，和生产部门做好沟通。如果发现施工部门采用了不合理的开采方法，要提出自己的意见，帮助他们改正过来，保证施工的安全，也使煤炭资源得到充分开发。

2.3定期进行矿井勘探，统计矿产的剩余储量

在矿井的工作过程中，煤矿的储量是在不断变化的。地质研究工作要根据开采的数量，生产过程中的损失等相关影响因素计算出矿井的剩余储量。这个工作要定期去做，才能做到心中有数，也为后面制定生产计划提供依据。通过数据的对比，管理者也了解了工作中不同工作安排对施工的影响，特别是生产损失如果太大，就要立刻进行调整。

3.矿井地质工作的研究要求

（1）矿井地质工作具有很强的实践特点，在生产建设中会出现不同的地质问题，这也是矿井地质人员头疼的问题。工作人员通过分析对这些地质问题，寻找解决的办法，然后指导矿井的生产建设，在工作中检验分析的准确性。在工作中还要有科学的预见性[1]，很多安全事故要提前预防。

（2）矿井地质工作的准确性要求比较高。因为在煤矿生产建设中，需要开掘了大量的井巷，在工作中，一些细微的数据统计问题可能会造成严重的后果。因此搜集大量实际地质资料，是进行地质判的基础，要准确地反映地区真实的地质现象才能作出合理的地质判断，寻找最合适的解决方法。此外，矿井地质的工作环境也与一般的地质勘察不相同，比如矿井一般很深，达到几百米，这里的照明条件较差，使观察空间受到限制，工作本身就有很大的难度。

4.结束语

通过上面的论述，我们明白地质研究对矿井工作十分重要。从工作过程看，可以将生产矿井对地质构造的研究可大致分为观测、判断、预测、处理等四个步骤。[2]在观测已经知道的地质构造现象的基础上进一步测量、记录，这是一项基础工作，是为下面的判断服务的。还有很多没有完全揭露出来的地质构造，要根据他们之间的相互联系比较研究，做出正确的判断。在作出判断之前，应该想到各种的可能，做出预测性的思考，矿井地质工作离不开科学的预测，不能够只看眼前的事实。最终根据判断提出合理的处理方法，进一步促进煤炭资源的开发。

【参考文献】

[1]吴有信，王琦.煤矿井下采区地震勘探技术现状与思考[J].煤炭科学技术，2010，38（01）：101-106.

水利工程地质勘探 篇4

我国面积广阔, 地形复杂多样, 气候条件地区差异明显, 与之对应的工程地质和水文地质情况亦是复杂多变, 水利工程一般投资较大, 稍不注意就将影响工程质量, 造成巨大的经济损失。工程地质勘察为工程建设的质量以及运行期的安全提供了重要基础资料, 水利工程地质勘察基本上保证了水利工程建设的顺利进行。实践证明, 我国目前的病险水库产生的主要原因除了施工质量外, 最主要的原因就是前期工程地质和水文地质勘查不到位。可见, 做好工程地质和水文地质勘查工作对水利工程的建设和顺利运行至关重要。

2 常见水利工程的工程地质和水文地质条件

工程地质和水文地质条件, 可理解为与水利工程建筑物有关的各种地质因素的综合, 主要包括: (1) 土石类型及其性质; (2) 地质结构; (3) 地形地貌; (4) 水文地质; (5) 天然建筑材料等方面。

2.1 土石类型及其性质

土和岩石是水利工程建筑物的地基、建筑材料或建筑介质。它们的类型和性质对建筑物的稳定性、安全性、技术上的可行性、经济上的合理性都有着极为重要的影响。

2.2 地质结构

地质结构包括地质构造和岩体结构。地质构造按构造形态可分为倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。岩体结构是指未固结成岩的第四级土层的结构, 包括各种成因类型土层的成层特征、岩相变化和空间分布规律。

2.3 地形地貌

地形一般指地表形态、高程、山势高低、山脉水系、自然景物、森林植被, 以及建筑物分布等, 常以地形图的形式予以综合反映。地貌主要指地表形态的成因、类型, 以及发育程度等。

2.4 水文地质

水文地质条件一般包括: (1) 地下水类型, 如上层滞水、潜水、承压水等; (2) 含水层与隔水层的埋藏深度、厚度、组合关系、空间分布规律及特征; (3) 岩层的水理性质, 包括溶水性、给水性、透水性等; (4) 地下水的运动特征, 包括流向、流速、流量、补给关系等; (5) 地下水的动态特征, 包括水位、水温、水质随时间的变化规律; (6) 地下水的水质, 包括水的物理性质、化学性质、水质评价标准等。水文地质条件的好坏直接关系到水库是否漏水, 坝基是否稳定, 地下水资源评价是否可靠等一系列工程建设问题。

2.5 天然建筑材料

天然建筑材料勘查应查明工程所需的各类天然建筑材料料场的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件等, 为工程设计和施工提供依据。

3 水利工程地质问题分析

3.1 坝基岩体的工程地质分析

不同的坝型, 其工作特点不同, 所以对地质条件的要求也就不同。因此, 除了对各类坝型的工作特点应有所了解外, 特别要了解不同坝型对地质条件的适应性和对工程地质条件的要求。由于坝区岩体中存在的某些地质缺陷, 可能导致产生的工程地质问题主要有坝基稳定问题和坝区渗漏问题。

3.2 边坡的工程地质分析

常见的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型, 另外泥石流也是常见的边坡破坏的类型。影响边坡稳定的因素有:地形地貌条件的影响;岩土类型和性质的影响;地质构造和岩体结构的影响;水的影响;其他因素如风化因素、人工挖掘、振动、地震等。

3.3 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析

理想的建洞山体应具备的条件:建洞区地质构造简单, 岩层厚, 节理组数少, 间距大, 无影响整个山体稳定的断裂带;岩体坚硬完整;地形完整, 没有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破坏的地形;无岩溶或岩溶很不发育;地下水影响小;无有害气体和异常地热。

围岩变形破坏的几种类型:脆性破裂;块体滑动和塌方;层状弯折和拱曲;塑性变形和膨胀。

3.4 水库工程地质问题分析

水库有两类:一类是在河流上筑坝拦水所形成的人工湖泊, 即地面水库;另一类是利用地下蓄水构造, 经人工控制形成的地下水库。水库蓄水后, 水文条件、库周的水文地质条件都会发生比较剧烈的变化, 以致影响库区及邻近地段的地质环境。例如库水升高浸润库岸, 风浪作用冲蚀库岸, 地下水位上升浸没洼地等。因此产生了各种工程地质问题, 诸如水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等问题。

3.5 软土基坑工程地质问题分析

软土基坑工程地质问题主要包括两个方面:土质边坡稳定和基坑降排水。在软土基坑施工中, 为防止边坡失稳, 保证施工安全, 采取的措施有:设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。

软土基坑降排水的目的主要有:增加边坡的稳定性;对于细砂和粉砂土层的边坡, 防止流砂和管涌的发生;对下卧承压含水层的黏性土基坑, 防止基坑底部隆起;保持基坑土体干燥, 方便施工。软土基坑开挖的降排水一般有两种途径:明排法和人工降水。其中, 人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。

4 西北地区的工程地质及水文地质问题

西北地区面积广阔, 含昆仑山和秦岭以北、贺兰山以西的大面积区域, 涉及新疆、宁夏、甘肃、青海、陕西以及内蒙古六省区。该区域地形十分复杂, 地貌多样, 山地、高原、沙漠、盆地均有分布。从水利工程的分布看, 该区域集中了我国相当一部分大中型的水利工程。但是该区域地质环境较差, 地质灾害频发, 水文气象条件变化较大, 工程地质和水文地质问题较为复杂, 能否对该地区的工程地质及水文地质问题进行透彻的分析研究, 已经成为能否保证该区域水利工程顺利运行及兴建的关键。

4.1 山区泥石流、滑坡、崩塌灾害

西北地区地处印度板块和西伯利亚板块活动区, 该区域发育了大量的断裂带, 这对水利工程的实施带来很多不利因素。由于构造活动频繁, 西北地区也是我国的五个地震多发区之一, 地震引发的活动断裂为山区泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害创造了条件。舟曲泥石流灾害、玉树地震灾害, 无一不是例证。

4.2 地面沉降及地裂缝灾害

地面沉降和地裂缝的成因机理和沿途破坏机制比较复杂, 但产生这些灾害的重要原因是过分开采地下水。西部地区社会经济的飞速发展, 使得城市膨胀、人口增长, 丁矿企业迅速发展, 当地表水资源已远远跟不上社会经济的发展脚步时, 只能通过过量抽取地下水的方法弥补。过量开采地下水直接导致地下水位快速下降, 进而地面沉降、地裂缝灾害不断加剧。如西北地区的古城西安, 地面沉降、地裂缝问题已经比较严重, 好在近年来已经引起重视, 各种如地下水回灌等措施正在实施, 情况有所好转。

4.3 水土流失问题

水土流失问题是困扰西北地区经济社会发展的一个大问题。西北地区属大陆性季风气候区, 降水时间比较集中, 雨季多发暴雨, 再加上该地区稀薄的植被, 这直接导致了水土流失问题的发生。除了该地区的自然气象因素外, 由于滥砍滥伐、超载放牧、过渡开垦等历史原因, 西北地区水土流失问题相当严峻, 自然条件十分恶劣。个别地区为了眼前利益, 置大局于不顾, 不仅不严格执行治理保护政策, 反而大搞开发, 破坏了大量的地貌和植被, 更加加剧了水土流失问题。另外, 近年来西北地区大量煤、油、气资源的开发, 过多生产道路的修建, 也对环境带来了很多不利的影响, 导致了新的人为原因的水土流失。

4.4 隧道工程勘测问题

西北地区山区面积较大, 各级水利工程、公路、铁路的修建难免需要遇到隧道工程。例如我国的南水北调工程的西线工程位于地质构造上青藏高原东部巴颜喀拉地块内, 块体的四周边界以巨型走滑断裂和逆断裂为特征, 构造运动非常强烈, 是块体运动引发应力集中和释放能量的主要场所, 在这一地区南水北调西线工程基本都以隧洞的形式穿越这一台地。水利、铁路和公路各项工程的前期勘测工作主要通过地面勘测的方法进行, 勘测仪器设备的优劣、勘测人员素质的高低、勘测方法的选择无疑成为形象工程的重要因素。

4.5 高边坡问题

随着我国大规模建设向西部推进, 西北地区高山峡谷区的一系列重大的水电建设和交通干线都涉及众多的岩质高陡边坡变形稳定问题, 以及黄土高原的高陡黄土边坡稳定问题, 露天开矿区也涉及高陡边坡的稳定性问题, 还有边坡岩土体的动力稳定性问题。边坡的高度已经远远打破我国的历史记录和世界纪录, 边坡规模的增大, 边坡工程地质条件更加复杂, 使高边坡变形与稳定性成为一个突出的工程地质问题。其中高陡边坡的工程适宜性问题、形成的地质一力学机制、变形与破坏的方式、工程荷载作用下的性状及控制措施与途径是高边坡研究中必须解决的关键问题。

结语

有什么样的区域背景, 就决定了什么样的工程地质和水文地质条件。实践证明, 作为一个优秀的水利工程勘测人员, 不仅要了解工程地质和水文地质方面的专业知识, 还要了解工程设计的原理和方法, 因为工程地质问题的提出与解决均须与设计、施工单位共同协作才能完成。因此, 需要不断总结经验, 交流推广、提高水利工程地质勘察的技术水平

摘要：水文地质和工程地质二者关系极为密切, 相互联系又相互作用, 地下水既是岩土体的组成部份, 直接影响岩土体工程特性, 又是基础工程的环境, 影响建筑物的稳定性和耐久性, 本文主要阐述了常见水利工程的工程地质和水文地质条件, 分析了常见水利工程的地质问题, 以西北地区的工程地质和水文地质问题为例进行的分析, 并说明地质勘测工作在水利工程建设中的重要性, 有一定的借鉴意义。

关键词：水利工程,工程地质,水文地质

参考文献

工程地质以及水文地质 篇5

工程地质学：是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学科。水文地质学是研究地下水的科学，地下水是指赋存于地面以下岩石孔隙中的水。

基础是指底部与基础接触的承重构件，作用是把建筑上部的荷载传给地基。地基是指建筑下面支撑基础的土体或岩体。

地基承载力是指地基所能承受由建筑物基础传递来的荷载的能力。直接与基础接触的土层叫持力层，持力层下部的土层叫下卧层。

工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，这些因素包括：地层岩性，地质构造，水文地质条件，地表地质作用，地形地貌。主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题，斜坡稳定性问题，洞室围岩稳定性问题，区域稳定性问题。

自然界的三大岩类：火成岩，沉积岩，变质岩

岩石物理特征：比重，重度，孔隙性，吸水性，软化性，抗冻性;力学性质:岩石的变形特征，岩石的强度特征。

确定地质年代方法：地层层序律，生物层序率，切割率，岩性对比法;相对年代：地质事件发生的先后顺序。绝对年代：地质事件发生至今的年龄（同位素年龄）。相对年代的确定:

1、地层层序律；

2、生物层序律；

3、切割律:岩层（岩石）被侵入岩侵入穿插，则侵入者年代新，被侵入者年代旧。绝对年代的确定:同位素年龄的测定.冰期：第四纪气候冷暖变化频繁，气候寒冷时期冰雪覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生。间冰期：气候温暖时期，冰川面积缩小。

第四纪沉积物：残积物，坡积物，洪积物，沉积物

褶皱的工程地质评价：1.褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，岩石破裂.裂隙发育.直接影响到岩石强度和岩体的完整性。2.褶皱的翼部不同于核部，以倾斜岩为主。

岩石破裂后，沿破裂面无明显位移者称为节理。张节理是由张应力作用下形成的，剪节理是剪应力作用而形成的。节理的工程地质评价：1.岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利影响。2.裂隙的存在，破坏了岩体的整体性，加速岩体的风化速度，增强岩体的透水性、软化性，因而使岩体的强度和稳定性降低。3.当裂隙主要发育方向与走向平行，倾向与边坡坡向一致时，不论岩体产状如何，边坡都将失稳滑移。4.还会影响爆破作业的效果。5.裂隙有可能成为影响工程设计与施工的重要因素，就应当对裂隙进行详细的调查研究，详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响，采取相应的措施，以保证建筑物的稳定和正常使用。

断层：沿破裂面有明显位移（规模大）外力地质作用剥蚀沉积物覆盖——标志（断层存在的标志）（1）地质体不连续（2）断层面（带）的构造特征：镜面、擦痕与阶步牵引构造、牵

引褶皱；断层岩:指断层带中因断层动力作用被破碎、研磨（3）地貌和水文等标志。

断层的工程地质评价：1.大多数情况下，断层面两侧一定宽度范围内的岩石破碎，对场地的稳定性影响极大。2.在新构造运动强烈的地区，有的断层可能有活动性，甚至有产生地震的可能性，将对其附近工程带来极大的事故隐患。3.断层与地下水常紧密相连，给地下工程造成事故隐患。4.断层是软弱结构面。5.造成建筑物的不均匀沉降。6.对采矿工程会造成极大困难。

震级是衡量地震绝对强度的级别，释放的能量E越大，震级M就越高，两者关系为logE=4.8+1.5M。烈度是指地面及建筑物受地震的破坏程度。

风化作用的类型：

1、物理风化

2、化学风化

3、生物风化。岩石风化程度的划分：全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带、新鲜岩石。影响风化作用的因素：气候因素、地形因素、地质因素

阶地是沿河流、湖泊和海滨伸展，超出河、湖、海面以上的阶梯状地貌。由侵蚀剥蚀、堆积过程和地壳构造运动合力塑造而成。河流阶地：1 侵蚀阶地，2坡积阶地，3基座阶地

岩溶作用的基本条件：岩石的可溶性、岩石的透水性、水的流动性、水的溶蚀性

岩溶地貌：地表岩溶地貌、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、干谷和盲谷

根据岩溶发育的特点，岩溶地区可能遇到以下几类地基：1.石芽地基 2.溶洞地基 3.土洞地基。处理方法：石芽：这类地基具有不均匀性，处理的原则主要是两大类：其一是处理软弱部分，即压缩性较高的地基，对之施行加固，使之能与坚硬部分相适应；其二是处理坚硬部分，换之以压缩性土，使之与软弱部分地基变形相协调。溶洞：规模小，可采用清除或堵塞；规模大，则不宜作为建筑物的地基。土洞：这类地基具有不均匀性，处理的原则主要是两大类：其一是处理软弱部分，即压缩性较高的地基，对之施行加固，使之能与坚硬部分相适应；其二是处理坚硬部分，换之以压缩性土，使之与软弱部分地基变形相协调。

滑坡滑动分为蠕滑、滑动、剧滑三个阶段

滑坡的治理原则：1）防止或减轻诱发滑坡的外部环境条件，如截排水沟、卸荷减载坡面防护。2）改善边坡内部力学特征和物质结构，如土质改良，土质改良有2种途径：1是加进某种材料以改变斜坡岩土体成分；2是采用某种技术改变土的结构状态。3）设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展，如抗滑桩、抗滑挡墙等

弧形滑移面的斜坡稳定性计算：K=（cL+tanΦ∑N）/∑T

斜坡稳定性评价：包括定性评价和定量评价 定性评价：1）根据滑坡的地貌形态来判断 2）根据工程地质类比判断 3）根据滑动前的各种迹象判断 定量评价：1）常规土坡稳定计算方法 2）极限平衡分析方法3）数值计算（有限元法、神经网络法等）

影响岩体工程性质的主要因素：1.岩石强度和质量 2.岩体的完整性 3.水的影响

[BQ]=BQ-100(K1-K2-K3)

特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。主要有： 黄土、红粘土、软土、膨胀土、冻土、盐碛土.红黏土性质物理力学性质：1）天然含水量、孔隙比、界限含水量都很高，但有较高力学强度和较低的压缩性2）各种指标变化幅度大

工程勘察阶段：选址勘察阶段，初步勘察阶段（收集资料、初步勘察、确定地震），详细勘察阶段

工程地质测绘分为：综合性测绘和专门性测绘工程地质图的比例尺分三种：小比例尺1：5000～1：50000可行性研究时；中比例尺1：2000～1：5000初步勘察时；大比例尺1：200 ～1：1000详细勘察等。绘图精度：误差不超过3mm，其他地段不超过5mm。两种测绘方法：像片成图法和实地测绘法

勘探分为：物探，钻探，坑探

控制含水系统发育和地质结构有关

控制地下水流动系统发育和水的势场有关

化石保存在沉积岩中

断层破碎带的水文地质意义：储水空间，导水

孔隙的大小和孔隙度大小无关

地下水是可再生的，但不是取之不尽用之不竭，不能破坏其平台

SW

赋存于地壳岩石层空隙中各种形式的水统称为地下水，主要赋存于孔隙、裂隙、溶隙中。空隙中水的形式有：气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水。岩石的水理性质有容水性，持谁性，给水性，透水性。

含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，隔水层是指不能给出并透过水的岩层。地下水按埋藏条件分为：上层滞水（包气带水）、潜水、承压水。上层滞水：包气带中局部隔水层之上的重力水。特点：分布不广，埋藏较深;由大气降水补给，通过蒸发或向隔水底板边缘排泄;易受污染，稳定性差，对建筑物的施工和人民健康有影响。潜水：埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。特点：

1、潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水与地表水可直接渗入补给，即补给区与分布区一致。

2、潜水深度和含水层的厚度受气候、地形、地质条件影响，变化较大，受地表污染较重。

3、具有自由水面，渗流速度取决于含水层的渗透性能和潜水面的水力坡度。

4、垂直排泄(蒸发)和水平排泄(向邻近较低河流排泄)。

5、潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。承压水：充满与两个稳定的隔水层的重力水。特点：1.具有连续的隔水层覆盖，大气降水(地表水)不能直接补给，只有在含水层直接出露时，才能接受地表水补给，帮承压水具明显的补给区、承压区和排泄区。2.承压水无自由水面，并承受一定的静压力。3.承压水具有水头压力，不仅向低洼处排泄，还可以由低处向高处流，形成上升泉、自流泉等。4.受顶部隔水层控制，受大气、水文、气候、人类活动的影响较小，故水量变化 不大(具恒定性)，动态稳定和水质优良。

地下水的补给：含水层自外界获得含水量的过程。补给来源大气降水补给：最主要来源，补给数量与降水性质、植物覆盖、地形、地质构造、包气带厚度及岩石透水性有关。暴雨、连

绵细雨不同。地下水的排泄：含水层失去水量的过程。排泄方式：蒸发：土壤蒸发、植物蒸发；泉水：山区与平原，上升泉与下降泉。向地表水排泄、含水层之间的排泄、人工排泄。

地下水的物理性质主要有温度、颜色、透明度、气味，味道，比重、导电性以及放射性

地下水中的化学成分：气体成分有：

离子成分有：

地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量称为地下水的总矿化度，也称为地下水的总溶解固体，以g/L表示。

地下水化学成分的形成包括：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类活动在地下水化学成分形成中的作用。

当水井贯穿整个含水层，并在含水层的全部厚度上都进水时称为完整井；如果水井的进水部分只有井底和含水层的部分厚度是称为非完整井。

影响半径的原始定义是井轴到降落漏斗边缘断面间的距离。假想含水层中存在一个以抽水井井轴为中心的理想圆柱体，抽水时沿其周界水头保持不变，抽水井抽水效果与实际抽水结果一致，这个圆柱体的半径便是“引用影响半径”

地下水的工程地质评价：

1、地下水位的变化，如地下水位上升，引起浅基础地基承载力降低，地基沉降，在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧，同时易引起建筑物震陷加剧。对岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用 2.地下水位下降，此时往往会引起地表塌陷，地面沉降等。对建筑物本身而言，当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时，岩土的自重压力增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降，出可能使建筑产生变形破坏。通常地下水位的变化往往是由于施工中的抽水和排水引起，局部的抽水和排水，会产生基础底面下地下水位突然下降，产生建筑物发生变形。3.地下水的侵蚀性的影响主要体现在水对混凝土，可溶性石材，管道以及金属材料的侵蚀危害。它包括结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀。4.由地下水引起的流砂这种不良地质作用的影响主要表现为在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的在破坏，会给施工带来极大的困难，或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。5.潜蚀，这种不良地质作用通常分为机械潜蚀和化学潜蚀。机械潜蚀是指地下水的动力压力作用，而化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，这两种作用在土中同时发生，并会引起土粒间的结合力和土的结构破坏和水带走土粒，形成洞穴的不良影响，其后果是使地基土的强度受到破坏，土下形成空洞，致使地表塌陷，破坏建筑场地的稳定。6.。基坑突涌，涌水会冲毁基坑，破坏地基，给工程带来损失。7.地下水的浮托作用。当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。

达西定律：Q=KA(H1-H2)/L=KAI,v=Q/A=KI，Q=KWh/L W是过水断面，v是渗流速度，Q是渗透流量（m3/d），H1H2是上下游过水断面的龙头，L是上下游过水断面的水平距离，A是过

水断面的面积，K是渗透系数，I是水力坡度

达西定律只适用于雷诺数Re≤10的地下水层流运动。

水电工程地质超前预测勘探探讨 篇6

【关键词】水电工程；地质勘探；钻探；地质雷达

1.引言

在水电工程施工过程中，根据设计提供的地质勘探资料，对重点地段地表开展可控源音频大地电磁法（V5）为主的综合物探，同时绘制纵向剖面图和进行地表补充地质测绘，在施工现场通过采取地表代表性岩样，并将样品在室内做对比分析和物探资料分析整理。通过在施工中加强超前地质预报，如采用地质素描、超前钻孔并辅以TSP203、探地雷达、红外线探水仪等物探手段进行综合预测；根据超前预报及有关监测结果可及时变更水电工程的施工方案，从而进一步确保施工的安全及顺利进行。

2.地质预测勘探技术

根据水电工程地质条件，结合施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，对地质勘探可采用TSP203地质预报系统、探地雷达、声波法、超前钻探法等进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。

2.1 TSP203超前地质预报系统

TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报临近区域地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在工程周围地质内发生传播，当地质强度发生变化，比如地质出现变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧地质的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到地质强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到地质强度变化界面的位置及方位。

在水电工程中通过采用TSP203地质预报系统实际操作中必须掌握以下要点：这种地质勘探技术适用范围广，可适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；可勘探的距离长，能预测前方100m～200m范围内的地质状况；勘探过程对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。

同时该地质勘探技术采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。通过波形能量分析图分析确定之后，可得出水电工程中不良地质相对的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对的地质平面图和纵断面图。

2.2 地质雷达勘探

地质雷达探测（Groun d Penetrating Radar简称GPR）采用电磁波反射原理探测浅层地层的划分、岩溶、空洞、不均匀体的检测。仪器将发射天线和接收天线集于一体，具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点。作为TSP203地质预报系统的补充，在TSP203预报异常点，在确定异常体的规模、性质、危害性有困难时，采用探地雷达作为补充手段，短距离进一步探测前方30m内的地质情况。

2.3 声波法（HSP、CT）

声波反射法利用声波在地层中传播、反射，通过信号采集系统接收反射信号。声波CT层析成像（Computer Tomography，简称CT成像或CT）法预报移植于国外始于七十年代且得到广泛应用的岩土及混凝土声波CT层析成像技术，借助医学界X射线断层扫描的基本手段，结合岩土物理力学性质的相关分析，采用孔间声波探测射线走时和振幅来重构孔间岩土内部声速值及衰减系数的场分布，通过像素、色谱、立体网络的综合展示，达到直观反映孔间岩土体内部结构（岩容发育分布）的目的。

2.4 超前钻孔探测

超前水平岩芯钻探可根据需要探测和了解水电工程开挖前方几米、几十米乃至上百米范围内围岩的工程地质情况；通过钻孔了解和释放影响工程施工的地下水；通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不稳定地质进行准确定位；直接采取岩芯样进行各种抗压强度试验，获取岩石物理力学性质参数。同时在地质勘探过程中，为了有效地节约施工时间和减少经费，对地质情况稳定、岩性坚硬完整且变化小的地段可酌情减少超前水平岩芯钻探工作量，在钻进过程中，尽可能避免钻头偏移，导致探测结果发生误差。根据地质的坚硬程度，调整钻机转速和钻压，对于坚硬地质可采用较低钻压。采用RPD-150C地质钻机进行超前深孔钻探，钻探深度可达150m，孔径90～120mm。

超前钻探地质勘探技术是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定工程地质的规模和产状。实际勘探过程中用喷距代替射速进行预报，施作程序如下：暂时封闭水量较小的探孔，只留一个喷距最远的测量其喷距离(如完全封闭有困难，可尽量堵塞，减小其流量)；把实测喷距换算成标准条件下的喷距。即高出水平面1m(y=1)时的喷距；根据换算后的喷距，对涌水量进行预报。一般喷距小于5m，流量小于100～400m3/h为小型突水，可加大探孔长度，试挖前进；喷距9～12m，流量400m3/h以上为中型突水，应停止施工，探明情况；喷距12m以上，为大型突水，应立即停止施工，探明情况，从速处理。

2.5 红外线探水仪探测

红外线地下水探测系统系采用红外测温原理探测局部地温异常现象，判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置。目前所所采用的HY-303红外线探水仪通过接收地质的红外辐射强度，根据地质红外辐射场的变化，分析判断地质开挖面前方30m范围内是否存在含水体。将含水裂隙、含水構造、含水体作为寻找对象场源时，场源所形成的场要远远大于场源本身，当由远而近接近场源时，仪器显示屏上的读数值会发生明显变化。当掌子面前方存在含水构造时，含水构造产生的异常场会迭加到掌子面后方的正常场上，产生场的畸变，距场源的距离不同，畸变后的场强亦不同，在数据曲线上表现为突变。

3.地质勘探质量控制措施以及资料交附

3.1 质量控制措施

鉴于地质勘探对于水电工程施工的重要性，在勘探中为了有效地确保地质测试与超前预报质量，成立QC小组，实行全面质量管理，按ISO9000质量体系的要求，建立内部管理机制，制定岗位责任制，保证测试预报工作按计划（实施细则）运行，全部地质资料实行计算机管理，保证资料的完整性和连续性。测试预报人员要根据现场实际每天或经常、主动地深入施工现场，及时了解施工动态，进行地质测绘与编录，同时对一些地质条件复杂的地段，设置质量控制点，进行重点测试预报，确保地质测试与超前预报工作的质量。

为了地质测试与超前预报和施工的顺利进行，实行定期会议制度，每天进行一次调度会，每周召开周例会，每月进行一次汇总和分析，若遇特殊情况，根据需要随时召开，适时邀请业主和设计单位参加，及时协调解决存在的问题，

3.2 资料交付

地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。每天将现场采集的资料进行分析和汇总，并向施工和技术负责人进行汇报；每周进行一次归纳汇总。对地质条件与设计变化较大、影响工程施工安全，可能产生地质灾害的重点地段所做的地质超前预报，及时报业主、设计单位；情况紧急时，先采取防范措施，再以书面形式报告业主、设计单位，以保证施工安全。

4.结论

文章通过结合水电工程地质勘探情况，提出可采取的地质勘探方法以及各种勘探技术原理，为工程勘探操作提供依据，同时简要地总结了地质勘探控制技术措施，为同类工程参考。

参考文献

[1] 罗一民，张自标．水利水电工程地质勘测方法与技术应用综述[J]．人民长江，2006，27（02）：74-75．

[2] 管国春．广西水电南宁地质勘探基础工程处在前进[J]．广西水利水电，2007，29（06）：101-103．

[3] 王璇．水电工程地质勘探钻孔止水过程质量控制[J]．西北水电，2008，31（10）：46-49．

水利工程地质勘探 篇7

关键词：铁路隧道工程,勘察,地质环境

铁路隧道工程在铁路勘察设计中是影响铁路方案选择的关键不利地质因素, 该工程岩土介质、地质结构、水文地质等因素不但影响工程地质灾害规模与灾害发生频率, 还会影响隧址地区的地面稳定性、山体稳定性、深部稳定性以及围岩稳定性。因此, 为了隧道工程稳定性与施工安全的保障, 必须凭借地质环境因素进行全面且深入的探讨, 通过对隧道工程进行地质勘察, 分析其勘察结果, 加强铁路工程的稳定性, 提高铁路修建的质量。

1 关于隧道工程地质的勘察方式

为了准确掌握隧道区工程地质特点、水文地质环境、不良地质情况, 对围岩状况进行级别分段, 为隧道工程的建设与设计提供科学的工程地质资料与合理有效的处理方案, 地质勘察基于遥感判释运用了隧道工程地质调绘、地质钻探、高密度电物探法、地震勘探与钻孔超声波检测、抽水与压水试验、瓦斯检测等多种方式予以综合勘察。

1.1 隧道工程地质调绘

地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法, 对工程整个地质单元与隧道区两部分控制地质体与不良地质。与以往的方法进行比较, 打破了调绘范围的限制, 让调绘内容更细致、更准确。通过调绘方式, 能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况, 尤其是在隧道中部发育的岩溶管道水水流方向。隧道工程的地质调绘为下一步工作的实施奠定了坚实的基础。

1.2 地质钻探

由于隧道区域地层与岩性变化的多样性, 进行地质钻探时需要布置多个钻孔, 加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进, 一部分煤系地层地带的岩石粉碎, 采用的是无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求的钻孔外, 都应当深入隧道设计标高2 m~3 m以下。钻进岩芯采取率要求破碎岩层与强风化层不小于50%;完整基岩不小于80%;覆盖层不小于50%。钻探钻进过程中, 仔细测定地下水位, 并及时记录, 记录内容包括岩土分层、地下水位、钻进速率、水的颜色等。利用详细与具有代表性的钻探方式, 隧道洞室围岩的岩性与整体情况能够直观显示;利用钻孔实施抽水、钻孔声波测试、压水测试、煤层瓦斯检测等一系列工作, 以定性与定量两方面为隧道围岩的分段与分级带来有效的地质依据。

1.3 高密度电物探法

若存在钻探方式难以查证的地质, 则能采用高密度电物探法, 物探仪器为拥有我国先进水平的重庆奔腾数控技术研究所研究的WGMD-1型高度探测系统, 方法是用α排列方式予以高密度数据采集, 采用国际水平的Surfer软件与RES2DINV软件进行二维电阻率成像反演。能够准确判断地质情况, 改善隧道工程施工的危险性, 降低严重社会问题的发生率, 有时还能避免路线更改, 从而节约建设项目的投资资本。

1.4 地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速

因其隧道区域地层岩性多样化, 地表风化程度严重, 钻探取芯能力弱, 岩芯大多为碎块、砂状以及块状。地质人员大都是通过人为因素来判断岩石风化程度, 很少客观判断岩体基本质量, 未能科学划分隧道围岩类型。因而, 地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器采用的主要方式为折射波法, 通过定性划分结合定量指标的整体分析, 确定了岩石风化情况与隧道围岩类型, 该方式更为合理, 更具创新特色。

1.5 抽水与压水检验方式

若隧道区域属于条带状岩层组成的山岭, 其水文地质单元更加复杂, 含有较多含水单元与隔水层, 其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩石的裂隙性与透水性, 准确预判隧道涌水量, 于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。

抽水及压水试验使用的是自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施, 其中提桶抽水试验应用于地下水位浅的地段, 空气压缩机抽水和压水设施应用于地下水位深或不存在地下水的岩层内。并且还对一些钻孔实行了将抽水与压水相整合的试验, 以便同单一试验进行对比。

1.6 瓦斯检验

对专门施工的ZK11钻孔, 采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯灌予以瓦斯检验, 其具体方法为:在钻孔钻遇煤层后, 下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭, 5 min内进行解吸, 获得现场瓦斯解吸量, 最后采用图解法算出瓦斯耗损量, 二者相加即为煤层瓦斯逸出量。该方式简易可行, 结果接近实际情况, 具有相对开拓性。

2 关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长隧道、深埋隧道以及大隧道过程中, 会遇到各种各样的地质环境问题, 不仅会对工程工期与造价造成影响, 还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。下述对影响隧道工程的几种地质环境作了探讨。

2.1 软土地基

在湖相与滨海相等古地质环境中, 软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内, 此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道, 必须考虑工程的地质问题。1) 该地质土性较软, 受到隧道重负荷时容易发生沉陷, 从而厚度发生改变, 形成不均匀沉陷, 导致隧道内衬砌等结构发生形变;2) 隧道结构会受软土蠕变的影响, 及时进行支护与衬砌有重要作用;3) 软土一般存在于地下还原环境中, 微生物作用容易形成甲烷气体, 聚积在软土层孔隙内, 隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害, 若遇到火源还可能引起爆炸。

建设隧道时, 对于软土地基, 长度不长的隧道应采用盾构穿越更为简易;然而长度过长的隧道, 因其软土的蠕变特点, 会形成超量切削, 导致在隧道盾构掘进的前端会出现蠕变凹槽, 如果软土层厚度不够, 容易使得上方活河水与海水大量潜入隧道。因此, 在海域上存在众多沉积软土地带时, 借助盾构穿越软土层, 必须充分重视所存在的安全隐患。

2.2 砂卵石层地基

在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中, 会存在不同成因的砂卵石沉积层。各地砂卵石层的结构由于沉积时受到古地质地理环境的影响, 各结构间存在差异。砂卵石层的沉积韵律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层危害隧道工程的几个方面主要是:1) 因为隧道施工排水, 使得周边砂层的机械塌陷与管涌;2) 砂层涌入会引发丰富地下水;3) 砂层地质结构的不同, 形成不规则沉陷, 为隧道带来安全隐患;4) 砂层内夹杂的大块卵石, 影响盾构施工, 严重时会卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道, 容易使沉管下砂层形成冲刷, 损害沉管隧道。

在厚砂层上建设隧道时, 要注重下述几点:1) 抽水起始水位降低引发地面沉降、冲刷、潜蚀;2) 进行大量抽水后, 水位降低迟缓, 产生压力水头, 极易使得下方的大量砂层溃入;3) 下方存在相对隔水层时, 因为上方隧道抽水降低水压, 下方高压水汇合;4) 透水层凸起, 形成众多越流向上补给, 影响隧道运行。

2.3 碳酸盐岩地层

在分布有可溶碳酸盐地层地区, 受到不同程度的喀斯特化作用, 作用结果为在地表上形成奇特山峰, 地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等, 存在不同的特点。喀斯特水有五个对立统一的特点, 具体包括:1) 独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在;2) 不含水岩体与含水岩体同时存在;3) 非承压水流同承压水流之间互相变换;4) 层流运动和紊流运动同时存在;5) 非均质含水性和均质含水性复杂变化。

在喀斯特化地层中, 具有相当明显的三相流, 即是气体、固体、液体三相物质混合形成的三相流。三相流具备一个重要特性, 泥砂等固体流与水等液体流是不能被压缩的, 而气体能被压缩, 受压气体还会发生多种变化。

3 结语

区域地质断裂与大型滑坡体等区域地质条件严重影响铁路线路的安全。本文通过采用地质勘察方法对隧道区域的地质环境予以全面系统的深入分析研究, 监测隧道结构收敛变形情况, 对隧道工程进行稳定性分析。通过研究隧道区域地质构造环境、围岩介质环境, 得出了隧道山体开裂原因与围岩稳定性研究结论, 希望能为复杂地质条件的铁路隧道工程地质勘察提供一些参考依据。

参考文献

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矿区地质勘探的工程测量技术 篇8

工程测量技术在地质勘探中的运用

控制网坐标系的选择

传统的工程测量技术较为落后, 一般采用测角网、导线网等测量方法, 但是这些传统的测量方法对自然条件和气候条件的要求较高, 并且, 前期的测量投入较大, 勘测的准确度较低, 所以, 在实际的工作中, 有很大的弊端, 也不利于地质勘探工作的开展。

随着科学技术的不断进步, 工程测量技术有了较好的发展, GPS定位系统的出现, 很大程度上提高了测量技术的准确性。传统的工程测量方法逐渐被GPS定位技术所代替, GPS系统具有高精度投入费用低等优势, 通过建立相应的高程点, 就可以测量出特定范围内的情况, 在确定坐标时必须充分了解相关区域的地形图、投影等资料, 并且投影的类型要根据勘测的实际情况而定, 投影的长度变形值要保持在2.5cm/km以内, GPS控制网必须要按照设计要求和标准进行建立, 精确计算点位, 误差应控制在标准范围之内, 否则会影响勘测结果。

勘探线剖面测量

勘探线剖面测量是勘探工程中的重要环节, 勘探地点的剖面图的设计是一项准确度要求极高并且难度较大的工作。勘探线是剖面测量的关键, 是整个工程的控制中心, 必须保证勘探线设置的准确性, 并且, 测量人员在放样过程中, 必须在勘探线放线时设置相应的标记, 最后根据工程要求进行统一编号, 作为后期地形测量的根据。勘探线剖面测量的准确性, 能够保证地形图的精确度, 够保证地质勘探人员采集到最准确的工程数据, 实现勘探项目的正常进行。

地质点、探槽、探井测量

地质人员在实际的勘测过程中, 需要找到研究地质现象的观察点, 主要有水文点、露头点、重砂取样点等。地质人员必须充分了解勘探区的地理特点, 并进行测量考察, 然后将找到的观察点准确的标记在地质图上, 并且将地质点进行合理的编号, 以便后续工作的开展。同时, 在勘探过程中, 还需要加强对土下情况的勘探, 观察表土层下面的矿体和岩石的结构, 以便更好的了解勘探区的地质情况, 科学合理的设置测量方案。在表土层下面地质情况的勘测过程中, 深槽和浅井等地貌特征较为常见, 这时, 需要根据其特点和大小, 利用GPS技术和全站仪进行简单的施工勘探, 施工工序包括布设和定测两个步骤即可完成。

数字化地形图的测绘

地质勘探工作很容易受到气候条件和地理环境等因素的影响, 数字化地形图的测绘工作是一项时间紧任务重的工作内容, 由于气候因素等条件的制约, 无法在短时间内完成, 我们可以通过其他方法进行, 在全面了解当地地理环境的基础上, 通过全站仪的有效利用, 能够保证在气候等环境因素的影响下, 顺利有效的开展测绘工作, 提高了工作效率, 加快了勘探工程的进度。

地质勘探工程联测

由于各种因素的影响, 工程点在实际运用中会出现一些偏差, 这时, 测量人员应对勘探地区进行精确测量, 在测量过程中, 可以根据实际情况, 允许其他环节进行同时测量, 实现地质勘探工程联测。通过联测, 可以加快勘探工作的进度, 并且, 在勘探过程中出现的问题能够及时的解决和处理, 降低了对勘探工程质量和结果的影响。

质量控制

在地质勘探过程中, 必须保证工程进度, 同时, 更要保证勘探工作中各个环节的准确性和精确度, 由于地质勘探工作的特殊性, 所以必须要保证工程细节之处完全符合测量标准, 保证工程各个环节的质量, 是后期工作有效开展的基础和保障。加强勘探工程的质量控制包括以下内容: (1) 对勘探工程所需要的资料进行全面系统的检查, 保证资料的准确性和实践性。 (2) 对工程所用到的相关仪器设备进行检查和调试, 对于有特殊要求的仪器必须按照相关的要求进行维护和校准, 以保证仪器测量的精密度和准确性。 (3) 了解勘探工程的要求和测量标准, 工程中, 必须严格按照相关的标准和流程进行, 避免工作中出现漏洞和差错, 而影响勘探结果。 (4) 工程结束后, 应对勘探工程中的各个环节进行一次精确测量, 保证勘探工作的准确性和有效性。 (5) 相关的检验部门应加强对工程结果的质量监督和检测, 加强对工程测量技术方案有效性的检测, 保证测量技术和最终勘探结果的准确性。

质量检查

加强工程测量过程的质量检查工作, 对各个环节进行质量监督, 保证地质勘探工程的有效进行。由于地质勘探工程复杂, 难度大, 工程测量技术涉及的难点较多, 加上地理环境复杂等因素, 决定了质量检查对于工程的重要意义。勘探工程开始前, 要检查相关资料的可靠性和可行性, 在坐标系的确定、勘探线的设置、选点埋石等环节上, 加强相关标准对工程过程的指导作用, 并选派相关的工程检查人员对工程过程进行实时的监督控制, 检查测量和计算数据的精密度, 从而实现勘探结果的准确性。

提高地质勘探的工程测量技术的有效途径

提高测前设计方案的全面性

地质勘探的设计方案对整个工程具有重要的指导意义, 直接影响着方案的可行性, 所以, 工程开始前, 必须确保设计方案的准确性和科学性。

(1) 加强设计人员知识的专业性和工作态度的严谨性。设计人员必须站在全局的角度, 了解勘探工作的标准和流程, 明确此次勘探工作的意义和目标, 加强对勘探地区的实地考察和深入研究, 对设计方案进行反复的推敲研究, 发现问题要及时处理, 以高度严谨的工作态度, 保证设计方案的可行性和实践性。

(2) 提高设计方案编写的科学性。根据勘探工程的要求和目标, 将施工中所应用的新技术和新方法, 施工各个环节的要求和施工进度等在施工方案中进行详细说明, 做到文字编写准确, 语言得当, 简洁扼要, 重点部分进行重点叙述, 对于编写后的方案进行反复研究修改, 达到最佳的设计方案。

(3) 必须遵守相关的设计原则。首先, 充分了解地质勘探的标准和流程, 利用相关的资料, 研究适合此次地质勘探工程的方法和技术。其次, 实地勘察, 对勘查地点的地理条件和气候环境进行准确分析, 科学合理的制订设计方案, 提高方案的准确性。最后, 完善设计方案的细节之处, 保证每个环节都必须严密准确。

提高水下数据获取技术应用

提高水下数据获取的准确性有利于提高勘探结果的准确性, 首先, 可以通过测线法对勘探区域的坡度和高度进行检测, 有效的剔除异常点, 保证控制点设置的准确度;其次, 科学合理的分析水下地理环境, 通过获取的大量数据进行分析计算, 模拟水下地形, 并通过GIS软件, 计算出准确的勘探区域土体情况;最后, 利用GPS差分定位技术精确定位, 此项技术能够很大程度上提高勘探区域坐标的精确度, 使测量结果更加准确, 保证后续工作的顺利有效进行。

提高地下数据获取精准度

提高地下数据获取的精确度能够有效的保证地下数据的准确性, 保证最终勘探结果的准确性。可以通过加强各个环节的设计和计算精度, 提高对坐标的设置准确性。主要计算方法有附合导线计算与闭合导线计算, 附合导线计算是一种由已知点开始测量, 经过一定的未知点, 到达另一个已知点, 采取平差计算进而获得未知点平面坐标的导线测量;闭合导线计算是由已知一条边, 测量若干个边长和夹角后, 又闭合到已知边的导线测量方法, 计算平差后可计算得到相关未知点平面坐标。导线计算具体方法如下:绘制计算草图, 填写已知数据、测量数据;计算与调整角度闭合差;按新的角值, 计算各边坐标增量;计算与调整坐标增量闭合差;根据坐标增量计算坐标。

总结

国民经济的不断发展, 科学技术的不断进步, 为我国的地质勘探事业提供了良好的经济支持和技术保障。面对资源日益枯竭, 能源消耗量巨大, 必须提高工程测量技术, 加快地质勘探工作的有效进行。地质工作者要以严谨的工作态度, 高度饱满的热情投入到地质工作中, 充分利用新技术、新方法, 保证勘探结果的准确性, 促进地质勘探工作的健康发展。

浅析工程地质勘探中的钻探技术 篇9

1 工程地质钻探的主要特点及适用条件

1.1 工程地质钻探的主要特点

在工程地质勘查的过程中,最常用、也是最基本的勘查手段就是钻探。在不同的工程地质条件下,或者是对于不同类型的建筑物,又或者在不同的勘查阶段,只要是能够布置勘探工作的地段,在一般情况下都采用的是钻探的方法。这种方法主要有以下四个特点:①要注意钻孔的布置,要结合工程施工的类型和特点,并且要考虑到施工地段的自然地质条件进行钻孔。例如对于工业建筑与民用建筑来说,需要按照建筑物的轮廓线来进行布孔,而对于水坝来说,就应该顺着坝轴线来进行布孔。②除了一些大型的水利工程、埋度较深的隧道以及为了了解某一地区专门的地质问题(例如为了控测深岩溶)需要进行较深的钻孔以外,其他工程的钻孔深度一般都不会太大,钻孔的深度都平均在9～11m之间,所以通常只用采通轻便的钻机与简易的钻探法即可。③钻孔的目的不仅仅是为了查明本地区的地质结构、地质与水文条件以及地层岩的属性,还需要对其进行取样,做长期的观察和各种试验,因此说钻孔的目的是具有混合性的。、由于一些试验通常都会与钻孔同时进行,因此会导致进尺的速度相对缓慢。④工程地质钻探有一些特殊的要求,主要表现在对钻孔的结构、钻进的方法、钻进的过程中进行观测编录等。

1.2 工程地质钻探的适用条件

与坑探或者物探相比较起来,钻探具有不受地形或者地质条件限制的独特的优点,并且可以在任何环境下进行。钻探最突出的优势就是钻探的精确度很高,同时能够直接观察到岩心,并且能够采取样本;钻探还不会受到地下水的限制,勘探的深度很深,可以钻进的速度也相对较快。

2 工程地质钻探的一些特殊要求

工程地质钻探有很多综合性的目的,是为了工程建筑的设计和施工服务的,因此在钻孔的结构、钻进的方法与进程中的一些观测编录等一些方面都有着特殊的要求。在工程地质钻探的过程之中,对于岩心的采取率有很高的要求,一般的岩层的采取率不能低于80%;而对于工程建筑物中非常重要的断层破碎带和软弱夹层的采取率也不能够低于60%,并且一般不容易取得岩心。要想获取较高的岩心采取率,就要针对不同的勘探对象采取一些不同的钻进方法。

3 钻探技术的分类

所谓的钻探技术,是工程地质勘查中用到的一种比较基本常见的方法,也就是通过向地下钻孔的方式来破碎岩石,达到对地形勘测的目的。为了满足不同条件下的地形勘测目的,就需要采用不同的钻孔工艺和设备,形成不同的钻探放方法。根据我国工程地质勘测的现状,目前,根据外力的作用方式可以分为振动钻探、冲击钻探、回转钻探等;按照钻探过程中的切削设备可分为钢粒钻探、硬质的合金钻探技术以及金刚石材料钻探技术;在钻探过程中,会用到冲洗液,根据冲洗液的作用方式又可分为反循环钻探、清水钻探、空气钻探、正循环钻探等;根据地质条件的不同,钻探技术可分为水域钻探、陆地钻探等等。

4 钻探技术的具体分析

地质钻探技术简单来说,就是通过对地下进行钻孔从而打碎岩石的一种施工方法,同时,地质钻探技术是一种对地下岩层材料信息和实物资料,以及矿石品位的评价和计算储量进行验证的一种重要的技术手段。由于钻探的目的不同,所使用的钻探工艺与钻探装备也不相同。目前,我国对钻探技术投入了许多人力、物力和财力,使我国的钻探技术逐渐形成一个技术体系,在地质勘测中,常用的一些钻探技术包括绳索取心技术、新型的节水钻探技术以及反循环钻探技术等。

4.1 绳索取心技术

这种技术不用使用钻杆就可以直接把岩心取出来,如果使用这种技术用到钻杆的情况,也只是因为钻头出现了问题或者是需要更换时才会使用。它的核心部分主要是用岩矿心充满岩心管,或者在钻杆遇到了故障的时候,可以利用绳索取心技术进行打捞,通过取出钻杆中的岩矿心,也不用提升钻杆就可以达到要求了。现在使用最多的就是这种技术,因为这种钻探技术钻进的深度不高,工作的效率却很高,可以提高钻进的效率,节省钻具升降导致的时间浪费,同时,也避免了钻杆和钻心之间的摩擦,对于设备的寿命有一定的延长,广受地质勘测的青睐。绳索取心技术由于这种技术有很多优点,所以使用的范围非常广,几乎在各种专业领域都可以使用,例如对石油天然气的钻探、对冰层的钻探、对固体矿产的钻探以及对地热的钻探等。

4.2 反循环钻探技术

反循环钻探技术根据循环介质的不同,可以分为两种:①空气反循环钻探技术,它是把压缩空气当做循环的介质,使用双臂钻杆外管把这些压缩的空气送入钻孔低,空气在压缩条件下剧烈的膨胀,造成一定的冲击力,孔底的潜孔锤就会作用在岩石上,空气作用过后,孔底的潜孔锤可以再次通过钻杆的中心回到地表,这个过程会夹带岩心的岩屑,通过对这些岩屑进行分析,可以达到地质分析的目的。②水力反循环钻探技,这种技术利用地介质是泥浆或者水,利用与空气反循环技术相同的循环方式,通过钻杆将介质送到孔底,钻头取出岩心运回地面。

首先,利用空气作为介质的劳动强度及成本都很低,可以提高钻探的效率,并且能够对对于岩层的变化有一定的判断,在缺水的干旱地区比较实用,但是这种方法是通过取得岩屑来作为具体的标准,这样就不能够对地层的结构及一些缺陷进行如实的反映。而水利反循环技术所钻取的岩心比较完整,取心的质量比较高,工人施工的劳动强度也很低,并且通过取出的岩心能够很准确的进行岩层的判定,但是其缺点是钻进的速度与效率不是非常高,比较耗能。

反循环技术比较适合在地质勘查的取样工程中使用,这种方法可以勘察比较松软、塌陷的地层,也可以勘察水文水井,或者是复杂的注浆,主要是通过钻杆的隔空性来对孔底的情况做出判断,达到顺利成孔的目的。

4.3 液动潜孔锤技术

移动潜孔钻探技术在我国应用较广,技术也相对成熟,这种技术是建立在回转钻探技术上的。回转钻探技术是指用转盘、动力头或者回转器等设备来驱动钻杆,进而带动钻头回转的方法,对于钻头,可以分为全面和环状取心这两种,通常轴向的钻头会产生较大的压力,回转时破碎岩石,可以取出岩心,造成钻孔,回转速度会因为钻机的差异而不同,一般石油钻机能达到160r/min,金刚石的钻机可以达到2400r/min。而对于液动潜孔锤技术来说,其改进了钻头的能量驱动方式,通过冲洗液作为液动潜孔锤的驱动,液动潜孔锤在受到冲击的情况下,会将能量传给钻头,钻头获得能量,就能产生轴向压力,冲洗液可以通过现场的泥浆泵配送,通过回转力和冲击力的双重作用,钻孔作用的效率大大提高,降低了打孔的成本,在岩石硬度很高,抗剪力强的岩石地质下尤其适用。现在这种技术在化工、金属矿山、水电建材等领域有广泛的应用。

4.4 组合钻探技术

对于组合钻探技术,主要是针对复杂地质形成的一种工艺,这种方法结合反循环取样和绳索取心等技术,得到一个相对综合的钻探工艺,结合了其他工艺的优点,应用性也更广。这种组合的钻探工艺能够具体的结合地质条件,对于复杂的地质条件也可以应用,同时还能提高钻探效率,降低工程成本。

4.5 新型钻探技术的应用

随着科学技术的进步,有很多的新型材料和新型工艺应用到钻探技术中,新型钻探技术一般是对于钻头的改进,用超声波技术制作金刚石钻头,可以适用于干旱的地区,通过钻头的改进,能够提高效率,延长钻头的使用寿命,钻进速度也有所提高。同时,新型冲洗液也是一种新型材料,新型冲洗液能够减少冲洗液在钻杆内部的残留,保护钻具,延长钻具的寿命。

5 结束语

随着地质工程学的广泛应用,钻探等勘察工程为深入研究各种工程地质方面的问题,进行准确的分析、评价工程地质状况做出了重大的贡献。工程地质勘探技术与其他的一些钻探技术不同,它的方法多种多样,具有勘探的目的较明确,并且技术较为先进等特点。在不同的地质条件下应该选择不同的地质钻探方法,所以相关部门在今后的工作之中,应该进行不断的学习、不断的创新,对钻探技术有更加深刻的认识。

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水利工程地质勘探 篇10

1 工程和水文地质的条件

工程地质条件主要包含:水文地质、地质结构、地形地貌、建筑材料等。水利工程的建筑地基一般是岩石和土, 其类型对工程的安全稳定以及技术、经济等方面都有重要影响。一般来说, 岩石的岩体的结构主要是第四纪的土层, 并且包含各种类型的土层的特征、变化以及空间分布。工程的地质结构按构造的形态可以分成褶皱、倾斜、断裂三种构造。地貌地形主要是指地表的形态以及类型, 具体指地表的森林植被、山脉和水系以及建筑的分布。

水文条件主要包含:地下水水质、水运动特性、岩层的透水和溶水性、含水层的厚度以及隔水层的深度。水文条件对坝基的稳定性、水库的严密性以及地下水的影响等工程相关因素都有极大的影响。另外, 对于建筑材料, 施工单位要对材料的开采、质量以及运输等进行详细的勘察, 以保证施工过程高效且顺利的进行。

2 工程地质的问题分析

2.1 坝体的地质问题

在水利水电工程, 针于不同类型的坝型, 由于地质要求不同, 导致工程施工的工作特点也不相同。如果大坝的岩体存在某些地质方面的缺陷, 那么在工程施工中就可能导致坝基的渗漏以及稳定性等方面的问题。由于地形地貌、地质构造以及岩体结构的影响, 大坝的边坡就可能出现错落、倾倒等现象, 另外如果有泥石流的发生, 也会对边坡产生极大程度的破坏。

边坡的变形以及破坏。

2.2 水库的地质问题

水库主要有地面水库和地下水库两种类型。水库在进行蓄水以后, 水库周围的地质条件以及环境都会产生极大变化。比如, 水库以及地下水的的水位升高或是风浪的冲蚀作用, 就会产生诸如水库浸没、淤积、渗透等各种问题的发生。

2.3 软土基坑的地质问题

软土的基坑问题主要包括边坡的稳定问题以及基坑的降排水问题。针对边坡的问题, 工程施工时, 采取了设置保护面、保护坡度、减低水位等措施。针对基坑的降排水问题, 可以使用细砂或是粉砂的土层作为边坡, 以及使用粘性的土作为基坑, 并且一定要保证基坑的干燥。对于降排水的处理方法, 一般有人工降水以及明排法两种。

3 水文地质的问题分析

3.1 山区地质灾害

在某些地区, 比如说我国的西北地区, 由于地面结构等活动比较频繁, 会成为地震的多发区。由于地震会引发众多地质灾害, 比如说泥石流、崩塌、滑坡等, 会给工程的施工带来极大的困难与不便。

另一方面, 由于我国经济的不断发展以及人口的不断增长, 我国地表水已经远远不能满足人们生产生活的需要, 所以人们开始大量开采地下水。由于对地下水的过度开采, 又导致了地下水位的急剧下降, 甚至是导致地面的沉降以及地裂灾害的发生。这些现象的发生, 毫无疑问又会极大影响工程施工。近年来, 由于某些地区地裂以及地面沉降的问题比较严重, 相关单位正在采取地下水的回灌等一些措施来缓解这种现象。

3.2 水土流失

在一些地区, 由于在雨季时降水比较集中, 如果该地区又正好植被比较稀疏的话, 就极容易产生水土流失的现象。另外, 也由于目前很多地区过度放牧、滥砍滥伐现象的增多, 水土流失的问题就往往更加严峻。再加上某些地区, 企业只注重眼前利益, 并不考虑长远的发展, 进行了大肆的开发, 严重损害了地区的生态平衡, 使水土流失的现象更加严重。这给工程施工带来了一定不利的影响。

3.3 隧道勘测

很多地区的各类水利工程的修建都会遇到隧道的修建工程。在我国某些地区, 由于某些地质结构块体的边界是以走滑断裂以及逆断裂为主, 是板块运动十分剧烈的场所, 所以它的南水北调等工程一般都是采用隧洞的形式。在这些工程的施工前, 一定要做好地面的勘测工作, 主要包括仪器设备的勘测、人员素质的勘测以及选择适合的勘测方法等。

3.4 高边坡的问题

随着水利工程建设不断向西部扩展, 很多工程项目都面临着各种地形的高边坡的稳定问题。有些边坡高度过高, 工程施工的地质条件也比较复杂, 就会成为具体施工过程中急需解决的一个重要问题。高边坡的地质力学、变性破坏以及荷载控制等问题, 都是工程研究中需要迫切解决的关键性的问题。

4 水文工程地质评价

在以前的工程施工中, 因为没有结合实际针对地下水对岩土工程的作用进行有效的评估, 所以在很多地区都发生了地面下沉、开裂等质量事故。因此总结以前的教训, 在对水文地质的问题进行评价时, 我们需要把重点放在这些方面:一是针对地下水对工程施工的具体影响, 预测出工程潜藏的危害并且做出相关的防范的措施。二是根据建筑地基的具体类型, 对水文地质问题进行探究。三是调查清楚地下水和工程施工之间的相互影响。四是结合地下水的影响, 对于水对工程钢筋器材的腐蚀, 可能出现的崩解、岩石土壤软化, 地基可能出现的流砂、侵蚀等现象, 地下水的水位对工程地基的影响, 防渗帷幕对地下水以及建筑环境等问题进行重点的评估。

5 结束语

水利水电工程的地质研究是最近一个世纪才发展起来的科学项目, 由于它的复杂和特殊性, 它的勘测一直都是各行各业中任务最难、问题也最复杂同时也非常具有权威性的产业。工程和地质环境共同构成了工程地质的环境系统。加载岩体的时间和路径决定了地质环境的调整, 当这种调整经过一定的积累, 就很有可能改变原来的环境系统变成一种崭新的系统。在对地质环境进行分析时, 一定要对项目的适应性以及水文地质进行分析, 之后再对工程施工以及运营的规模以及施工过程中可能的变化进行分析, 最后, 也要对可能产生的灾害以及如何对其进行控制和管理进行具体的分析。

对水利水电工程的相关地质问题进行分析, 其结果可以为工程提供详尽的参考, 为确保水利水电的工程施工的进行提供科学合理的建议, 并且能使其工程问题得到极大的重视以及有效的解决。

摘要：水利水电的工程因为所需的比较投资大、施工的周期比较长以及施工规模比较大等特点, 因而需要考虑很多方面的因素对其的影响。文章系统介绍了工程相关地质条件、工程地质的系列问题、水文地质的系列问题以及工程相关地质方面的评价等内容, 对水利水电的工程的施工具有极其重要的指导作用。

关键词：水利水电,水文地质,工程地质

参考文献

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[2]范骁宇.浅谈水利水电工程的水文地质勘察策略[J].科技与企业, 2013 (24) :238.

水利工程地质勘探 篇11

关键词：工程地质勘察；水文地质；问题

水文地质问题影响到工程的质量，在工程地质勘察中，其占据着非常重要的地位。水文地质问题不仅会对基础工程的环境产生一定的影响，还会对建筑物的稳定性、耐久性产生一定的影响。所以要重视水文地质问题，提高工程勘察的质量。

一、工程地质概述

所谓工程地质是指调查、研究、解决与人类活动以及各类工程建筑相关联的地质问题的科学。工程地质的目的在于对各类工程场区的地质条件进行分析，综合评价场区内的各种地质问题，预测在工程建筑的作用下地质条件可能发生的变化，选择最优的场地来解决地质问题，以确保工程的顺利完工和保证工程质量。在研究过程中，一般研究了岩土成分、组织结构物理、力学性质以及这些对建筑工程稳定性的影响，并且还根据实际情况来划分岩土工程地质，进一步提出了可行性的措施。工程地质勘察的基本任务就是借助地质知识、力学知识来解决工程中的地质问题；工程地质勘察的目的在于准确了解工程地质条件，探索工程中存在的地质问题，合理的评价建筑场区内的工程地质，以此来保证工程建筑与当地的地质环境相适应。

二、水文地质问题的重要性

在结构设计中，工程地质勘察占据非常重要的地位，水文地质又在工程地質勘察中占据主导性的地位，且水文地质与工程地质具有非常密切的联系。地下水是岩土体的重要组成部分，同时地下水会对岩土体的工程特性产生直接影响。为了能够将工程地质勘察的质量提高，这就要重视水文地质问题。但是由于水文地质问题比较复杂，如果不能合理的处理水文地质问题，往往会产生强烈的破坏作用，因此在实际勘察中要因地制宜的采取勘察手段。

三、工程地质勘察中水文地质评价内容

在以前评价地下水对岩土工程的作用以及危害的时候，由于没有与基础设计、施工需求有机结合起来，因此在许多地区经常会出现由于地下水而带来的建筑物开裂、基础沉降等事故，这些事故带给人们深深的反思。在日后评价工程勘察中水文地质问题的时候，要将地下水对岩土体、建筑物的影响作为评价重点，还要合理的预测未来可能发生的岩土工程危害，在此基础上提出合理的预防措施。在工程勘察过程中，要充分考虑到建筑物基础类型的特点，查明水文地质的各种问题。依据工程的特点，结合地下水对工程的作用与影响，提出在不同的条件下评价地质问题的重点，比如：对具有膨胀性的地基，应着重评价地下水活动对岩土体产生的软化、崩解、胀缩等作用；在地基基础压缩层范围内存在饱和粉细砂、粉土时，要预测产生流砂、潜蚀、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层的时候，应准确的计算、科学的评价基坑开挖之后承压水冲毁基坑底板的可能性。

四、测试和研究岩土水理性质

所谓岩土的水理性质指的是当岩土与地下水这两者发生作用的时候，岩土此时会显示出的各种性质，如：岩土的给水性、岩土的透水性、岩土的溶水性等，这些特性与构成岩土的固态、液态、气态三相有着非常密切的联系。在岩土体中，地下水具有多种赋存方式，比如，依据实际的埋藏条件可以将其分为三类：上层滞水、潜水、承压水；依据含水层孔隙性质的不同可以将其分为三类：孔隙水、裂隙水、岩溶水。地下水的赋存方式不同，其对岩土水理性质的影响是不同的。另外，岩土的类型也会影响到岩土水理性质。通过对岩土的水理性质指标进行测试，可以为日后地下水位与水量发生变化时应该采取的工程措施提供设计依据。从相关的研究数据中可以看出，岩土的水理性质既会对岩土的强度、变形产生一定的影响，还会对建筑物的稳定性产生一定的影响。在以前的工程地质勘察中，人们不太重视岩土水理性质的测试，因此对岩土工程地质性质的评价也是不够全面、不够科学的。

五、地下水所引起的岩土工程危害

（一）地下水升降变化所引发的岩土工程危害

水位上升所引发的岩土工程危害。我们知道，引发潜水位上升的原因有很多，但是最主要的原因是地质因素、水文气象因素以及人为因素。其中地质因素中包括了含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素中包括了降雨量的变化、气温的变化；人为因素包括了灌溉、施工等。有时候潜水面的上升会造成土壤的沼泽化、盐渍化，岩土对建筑物的腐蚀性也会慢慢增强。除此之外，一些具备特殊性的岩土体结构发生破坏、软化，也可能引发饱和液化，最终出现了流砂、管涌等一系列现象。

地下水位下降所引发的岩土工程危害。引起地下水位降低的一个主要因素就是人为因素，比如抽取地下水过量，修建水库的时候截夺了下游地下水的补给等。如果地下水下降的幅度过大，这会引发地裂、地面塌陷等地质灾害，此外还会影响到岩土体的稳定性与建筑物的稳定性，严重的情况下还会危及到人类的居住环境。

地下水频繁的升降对岩土工程所造成的危害。地下水的升降变化会引起膨胀性岩土产生极为不均匀的胀缩变形。当地下水升降过于频繁的时候，这会导致岩土中的膨胀收缩经常出现，还会慢慢加大膨胀收缩幅度，进而造成地面变形，危及建筑物安全。地下水升降变动范围内由于地下水的升降交替作用，会带走土层胶结物中的矿物成分，使土层的胶结性降低，造成土层逐渐变得松散，物理力学性质变差，给工程建设带来不利的影响。

（二）地下水动压力作用所引发的岩土工程危害

地下水在天然的背景下，动水压力的作用显得较为薄弱，在一般情况下不会带来危害。但是如果在人为的状态下开展工程活动，这会导致地下水的天然动力平衡条件发生了变化。如果移动水压力的变化较为明显，会引发严重的岩土工程危害，比如：管涌、基坑突涌等。当前相关地质部门已经详细、科学的分析了管涌、基坑突涌的形式原因，并提出了一系列可行的防治措施，以此来解决地下水动水压力变化带来的岩土工程问题。

六、总结

总而言之，在工程勘察快速发展的背景下，水文地质工作推动着勘察水平的提高。通过查明与岩土工程相关的水文地质问题，可以有效的消除地下水对岩土工程的各种危害，所以，越来越多的人开始关注工程地质勘察中水文地质问题。

水利工程地质勘探 篇12

1 煤田地质勘探工程设计

勘探设计的内容包括文字说明书和图件两部分, 在有关规范中有明确的要求。文字说明书应阐明:设计的指导思想、目的任务、地质依据;探矿工程的布置;地球物理和地球化学方法的应用;设计工作量和工程施工程序;勘查质量要求和主要技术措施;所需人力、物力、财力的预算和预期的工作成果等。设计图件的种类和数量要按工作任务和地质条件具体确定, 主要有矿床地形地质图、勘探工程布置图、勘探线设计剖面图以及其他论证地质依据的图件资料等。

勘探设计要按其性质和任务的不同可分为总体设计、年度设计以及补充设计。总体勘探设计是在矿床转入勘探阶段时, 按工作区的地质特点、范围大小、发展远景以及人力、物力、财力等情况, 对勘探工作进行统一安排和部署。特别是在勘探地段的顺序安排和勘查系统的选择上, 既要考虑近期的勘探任务, 又要兼顾矿床的将来发展远景。所以, 总体设计必须按有关规范的要求周密地编制。

年度勘探设计通常是在年度勘探工作总结和认识的基础上编制。它主要叙述来年勘探工作的安排和工作部署, 也要进行勘探费用和勘探成果的预测。

补充勘探设计主要是针对某些勘探工作已基本结束, 但束达到预期的勘查程度或在勘探过程中遇到某些情况变化, 需要及时进行补充工作而作的勘探设计。这种设计往往属于单项工程设计或对原设计的补充。

勘探报告的编写格式和技术要求参见《固体矿产勘查报告格式规定》CDZ/T 0131-1994) , 撰写报告编写提纲。

2 煤田储量比例

储量比例反映了对一个矿区整体的勘查程度, 也反映了工程投入和资金投入的多少。过去关于储量比例的规定有一定的经验依据, 也可以灵活应用, 而勘查和开发工作及其投资是分部门管理, 由于部门利益的驱使, 勘查、设计各方面都不愿意突破这一界线, 使灵活的规定失去了原来的意图而变得僵化。

在现代市场经济条件下, 各类投资者都是自己承担风险, 现在的《固体矿产勘查规范总则》取消了各类储量比例的规定, 只要求按勘查阶段确定相应类型的资源储量即可。预查阶段估算预测资源量;不具备条件时, 可以不予估算;普查阶段估算推断的资源量与预测的资源量, 各类资源量无比例要求;详查阶段估算相应类别的资源量, 经过了预可行性研究, 估算相应类别的基础储量和资源量;勘探阶段估算相应类别的资源量, 经过预可行性或可行性研究的, 估算相应类别的基础储量和资源量。

3 勘探工程的可行性研究

3.1 可行性研究的条件

具有投资者对项目进行可行性研究的委托书;具有预可行性研究成果;拟建矿山, 具有达到勘探程度的勘探地质报告, 或达到勘探程度能满足可行性研究所需的地质基础资料及相应的矿石加工性能试验资料;具有研究所需和相关的其他各种技术经济资料。

3.2 可行性研究的内容和要求。

一是市场调研及预测, 包括产品及主要原辅材料市场评述。说明该项目的必要性, 确定产品的市场参数, 如该矿产品的市场容量、供求状况、价格水平和走势、销售策略、销售费用等。二是资源条件评价, 包括煤田地质勘探地段资源储量评述、加工技术性能试验及开采技术条件评述等, 这部分内容是可行性研究的重要的部分。三是矿山建设方案研究, 应进行多种案比较、择优而定, 所形成的总体方案, 需协调优化, 化解瓶颈和消除功能过剩。四是经济评价。经济评价是为煤田地质开发项目推荐技术上可行、经济上合理、环保上允许的最佳方案, 为投资决策提供所有必要的资料。

煤田地质勘探是对已知具有工业价值的矿区或经详查图出的勘探靶区, 通过应用各种的勘探手段和方法, 在系统工程控制的基础上加密工程控制以查明矿化的连续性, 估算探明的资源储量;并通过可行性研究, 使资源储量提升为储量, 确定矿山规模、开采方式、开拓方案、矿山总体布置、矿山建设设计等方面提供依据。勘探阶段的工作比例与详查阶段相同或更大。

摘要：合理划分煤田地质勘查的类型是合理地选择勘查方法和布置工程的重要根据, 必须在科学研究煤田地质构造特征和地质勘查经验的条件下, 按照煤田规模、形态复杂程度、内部结构复杂程度、构造复杂程度等主要煤田地质因素进行确定。本文主要阐述了煤田地质勘探工程设计、煤田储量比例、勘探工程的可行性研究。

关键词：煤田地质,勘探阶段,储量,可行性,研究

参考文献

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