水工环地质勘查中的技术应用研究.pdf

184地质与勘探引言工程项目建设过程中，地质勘查是必须开展的一项工作，其主要包含两方面内容，一方面，是工程现场勘察；另一方面，是水工环地质勘查。水工环地质勘查是多项工作的总称，具体包含水文地质勘查、工程地质勘查及环境地质勘查，具体实践中，要采取科学合理的勘察程序，并符合工程实际特点，由此才能保证勘察结果准确、可靠，进而提高工程建设的质量。近年来，随着地质灾害的频繁出现，相关部门对水工环地质勘察工作质量提出更高的要求，为满足此种要求，就需要在实际工作中应用各种相关的新技术，突破传统技术存在的瓶颈问题，促进勘察工作效率及效果进一步提高，并使勘察成本减少。一、水工环地质勘查的内容传统情况下，水工环地质仅包含水文、工程及自然环境三方面，但在时代不断进步过程中，明显改变了水工环地质理念，相关学者调整了其定义，将自然灾害、地质变化等加入其中。现阶段，施工单位汇总施工工况时，水工环地质是必不可少的重要内容，其勘察工作涉及的专业知识量非常大，且应用范围方面要比传统技术更广。因此，勘察期间，要以相关标准为依据，施工单位积极将自身专业水平提高，保证能顺利开展勘察，并使勘察质量有效提高，进而促进施工单位经济效益增加。开展水工环地质勘查时，必须严格遵守勘察要求，要合理选择勘察方式，将水工环现状反映出来。勘察期间，施工现场水位变化情况要精准掌握，对于地下水，应熟知其水流方向、速度等。另外，获取勘察数据后，以相关部门资料为参照，认真作出比对和分析，评估地质的真实状况，保证后续施工能正常开展。水工环地质勘查包含广泛的工作内容，实践中要以具体环节为依据，确定勘察的侧重点。具体说来，其工作内容如下：第一，结合项目情况完成勘察方案的制订，参照实际情况，详细记录各类初步检测数据，并以表格方式将勘察信息直观地展示出来，同时，地下水位深度、顶板深度要重点勘察；第二，地下水情况采用相应技术勘察，流向、流速等相关数据要准确记录，保障后续勘察工作顺利开展；第三，全面收集相关资料，形成科学的勘察报告。二、水工环地质勘查技术的重要性分析近年来，我国地质科学研究所获得的成就巨大，且向前发展的速度是前所未有的，但在时代不断发展以及不断完善的社会体制过程中，该事业也面临了诸多新问题。例如：开发矿产资源过程中，并未注重其可持续发展性，导致资源枯竭问题明显存在；矿业工作与社会经济发展明显不符，前者存在一定的滞后性，这导致开展重大地质工程、探索新矿业时并未充分利用领先的科技；矿业开发对质量、数量过度追求，再加上工作理念、勘探思想较为落后，忽视了维护周围资源环境，导致自然污染问题严重出现。对于水文地质学勘查管理工作来说，明显不同于其他领域的基础建设，其和地区的环境条件密切相关，在各类环境共同影响下，大幅增加了实际的勘察工作量。因此，该项勘察工作开展时，要基于当地地质特点进行，同时，必须尽量顾及地区工程建设要求，以使工程模型具体要求得到满足，此外，还应在各个区位地质特点基础上，科学、合理地调整工程建设，促进合理化程度升高。按照此要求，针对勘察地域，勘察人员首先要清楚地认识其自然资源现状，将该范围内存在的主要问题深入分析出来，进而了解各类环境条件影响勘察现场作业的程度，最后准确选择勘察种类，使勘察现场作业秩序性增强。工程建设要想实现可持续发展，水工环地质勘查是水工环地质勘查中的技术应用研究李海波吴成鹏贵州省地质矿产勘查开发局一三地质大队【摘要】在工程建设中，水工环地质勘查为重要组成部分之一，其既会对工程基础质量产生影响，还直接关系到施工人员的人身安全。工程建设期间，水工环地质勘查工作的开展要应用相应的技术手段，以保证获得的参数是真实有效的，进而使工程建设稳步进行。基于此，在简述水工环地质勘查内容基础上，介绍了水工环地质勘查技术的重要性，并分析了水工环地质勘查中的具体技术应用，以期使地质勘查效率及质量得到一定的改善。【关键词】水工环；地质勘查；技术应用【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.062185地质与勘探主要保障手段，对于工程施工来说，该项工作属于一个控制模型，可增强施工的合理性与科学性。研究一体化勘测技术过程中，传统技术存在的局限性被有效打破，其不仅能在地质勘测业务中应用，且社会其他多个领域也会应用该技术。在发展、建设经济社会期间，除了对自身需求做出考察，还要考察怎样将损害大自然的程度降低，转变“改造自然”的观念和做法，变为“顺应自然”，实现社会、经济、工程建设、自然环境的和谐发展。三、水工环地质勘查中的具体技术应用1.全球定位系统（GPS）技术GPS技术的主要载体为信息系统，能及时向太空卫星传递地面信息，在有机结合二者信息的基础上，对地面位置信息做出准确定位。GPS技术应用到水工环地质勘查中后，技术人员可将精准的信号接收点设置在流动站内，通过相关装备，把基准站的型号及参数及时、精准地接收，进而使地面位置信息进一步明确。整体上看，此操作比较简单，且相对有较高的精准性。勘察期间，主要遵循WGS48原理与向量结合原理。GPS技术辅助下，对于卫星与观测点的间距，技术人员会有所了解，同时，通过交汇法的运用，将精准参数获得，进而稳步地推进勘察工作。另外，从应用原理来看，利用GPS技术进行水工环地质勘查时，还要与相关计算机技术等及时结合，才能获得准确的勘察数据，从而科学地保障勘察目标及要求实现。开展水工环地质勘查时，采用GPS技术处理信息、分析环境后，数据准确性可明显升高。例如，勘察期间，勘察区域的全体情况可先用遥感技术获得，再利用GPS技术分析图像数据，促进光谱分辨率有更高的质量。现阶段，在水工环地质勘查领域，GPS技术的应用前景十分良好，尤其是处理地震问题时，应用效果较佳。2.探地雷达（GPR）技术在技术原理方面，GPR技术高度相似于GPS技术，都是通过电磁波接收、发送信息数据，可精准判断距离和位置信息，最终将距离、位置的数据明确。GPR技术是一种典型的物探技术，较为广泛地应用到岩土工程勘探领域。GPR技术的原理是在设定天线辅助下将电磁波传递到地下，再用雷达科学地收集回馈的电磁波信号，同时以电磁波信号覆盖的数据信息为依据，分析地质情况。工程施工过程中，应用GPR技术可把地质特征、地下构造特征、土壤特征反映出来，且钻孔、开挖无需开展，即能实时获取地下影像，这有助于科学地开展工程建设的分析与计算。水工环地质勘查过程中，需使用的技术较多，而运用GPR技术后，能将短距离数据提供给工程探测人员，并使相应画面生成，提高勘探的效率及质量。借助GPR技术开展水工环地质勘查时，要先把发射天线设置在地面上，利用此种装置向地下发射电磁波，勘察目标接收到电磁波后，反射电磁波信号立即生成，技术人员通过分析回馈的电磁波，具体分析频率、振幅等内容，最后做出判断，保证判断的准确性。从以往水工环地质勘查实践可知，该项工作难度较大，而GPR技术应用后，不仅能提高分辨率，且可降低操作难度，使科学准确的数据有效地服务于工程建设，提高工程建设质量。3.遥感（RS）技术现阶段，水工环地质勘查工作开展时，GRS技术、RS技术等均得到广泛应用，在水文地质勘查中，RS技术的应用包含传感器、卫星等多种仪器和设备，其工作示意图如图1。首先，地面各种地理信息的采集通过航拍相机实现，采集后，利用相应成像模式，可获得较为精确的相关数据，包含位置数据、空间结构数据等；其次，以适当方法转换采集到的地理信息，让其变成影像，使调查对象的地形地貌、植被分布等实际情况反映出来；最后，深度分析获得的影像，结合光度、反射率等指标，判断人类活动影响植物生长的情况，合理地给出判断结果。水工环地质勘查应用RS技术后，可对勘察区域的土壤侵蚀状况、地下水埋藏情况等作出全面的了解，并能获得细节完整且清晰的图像，其实用价值较高。图1RS技术工作流程4.瞬变电磁（TEM）技术TEM技术中，先对电磁波变化规律进行仔细的观察，再观察电磁波传播时是否产生涡流现象、产生涡流现象的次数、每次持续时间等，最终给出判断。我国应用TEM技术的时间有数十年左右，主要在金属探矿领域应用，原因是该项技术属于地面电磁波技术，而在地下，电磁场也是存在的，所以地面上、地下的电磁波会形成特定效应，即烟圈效应。对烟圈效应作出深入分析后，能对瞬间电磁的规律作出了解。对于水工环地质勘186地质与勘探探工作来说，TEM技术的应用主要体现在垂直磁偶源方式方面，其优势鲜明，无论地质条件多么的复杂，即使是高空间，勘察任务都能很好地完成，且结果具有特别高的准确度。TEM技术具体应用过程中，对工作人员的专业素质及能力要求较高，能对电磁场的变化准确地掌握，并了解每种变化代表的含义及内容，只有如此，才能有效发挥该项技术的作用和价值。TEM技术有着非常强的专业性，要求技术人员深层次地了解磁场学术性及信息变化，因此，并不常用于水工环地质勘查，只有特殊环境下才会使用此技术。5.实时动态载波相位差分（RTK）技术RTK技术由接收机、数据链、流动接收机组成，接收机与流动接收机并不相同，前者位于基准站中，同时，二者也处理并不完全相同的工作内容。RTK技术应用到工作中后，通过相关设备，数据信息能及时地传输给技术人员，同时，对于载波观测值存在的差异，技术人员会作出相应的处理。具体到水工环地质勘查工作，RTK技术辅助下，载波信号会及时传输，再经自动分析功能，求差解算勘察区域，进而对相关坐标作出转化判断。以往，静态、动态测量技术、快速静态测量技术是工程领域经常使用的技术，与这些技术相比，RTK技术的实时性、自动性、精准性等具有更加明显的优势，且事后无需开展大量的计算。甚至RTK技术应用到野外范围时，定位坐标也能实时精准地获得，从而获得详细的高层数据。地形点勘察过程中，RTK技术的应用价值也较高，通过该项技术，技术人员在勘察区域测量并设定地形情况，同时合理记录测量数据。采集完数据后，利用该项技术数据转换功能，对测得数据进行自动化处理，生成聚焦型的地形图。因RTK技术采点速度较快，所以会有效提高整体工作效率。6.电法技术水工环地质勘查中，应用电法技术相对较多，具体包含以下两方面。第一，激发极化法，通过电极排列，向大地开展两项操作，一项是共入电流，另一项是切断电流，形成这两项操作瞬间，完成电极的测量，而对于附加电场的变化，技术人员能直观地观察到，此种变化会产生激发极化效应，水工环地质勘查应用激发极化法时，可获得较为明显的效果，技术人员在其辅助下能完成参数测量，且地形起伏等因素基本不会影响测量结果，保障测量的准确性；第二，高密度电法，在地下介质体检测中广泛应用，同时在水工环地质勘查中有一定应用价值，勘察借助高密度电法进行时，电极布置可一次性完成，使工作效率有效提高，同时也能对客观因素存在的影响作出一定的控制，此外，从电极排列方式的选择与调整入手，对地电断面信息作出更加全面地把控，使相关人员安全得到保证。四、结束语综上所述，水工环地质勘查工作的复杂性较强，施工单位要在实际工作中高度重视此项工作，通过GRS技术、GPR技术、RS技术等相关技术的合理运用，有效提高勘察效率及精确度，进而充分发挥此项工作的作用，提高工程建设质量，并实现与自然的和谐相处。参考文献：1刘秧，孟希.新形势下水工环地质勘察技术及其应用分析J.城市建设理论研究（电子版），2023(04):113-115.2司向荣，王世坤.水工环地质环境勘察中的技术应用及实施要点分析J.内蒙古煤炭经济，2022(23):175-177.3王小龙.分析当前水工环地质勘察中的技术及应用J.中国金属通报，2022(06):150-152.4王晓龙，聂鑫，郭洪亮.水工环地质勘察技术与应用研究J.世界有色金属，2021(19):205-206.5高杨.水工环地质环境勘察中的技术应用及实施要点分析J.冶金与材料，2021，41(03):108-109.6赵子萱.当前水工环地质勘察中的技术及应用范围J.世界有色金属，2021(09):193-194.7曹修德.试论目前水工环地质勘察中的技术及应用J.世界有色金属，2021(02):194-195.8宋恩武.水工环地质勘察中新技术、新方法的应用研究J.建筑技术开发，2020，47(07):68-69.作者简介：李海波（1993），男，汉族，贵州正安人，本科，助理工程师，主要从事水工环工作。