淺析水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的運(yùn)用分析和研究

李才庫(kù)

摘要：無(wú)論在哪個(gè)領(lǐng)域中，都應(yīng)不斷加強(qiáng)水工環(huán)地質(zhì)勘查，在此基礎(chǔ)上，保證建設(shè)項(xiàng)目得到全面落實(shí)。地質(zhì)勘查雖是一項(xiàng)復(fù)雜又危險(xiǎn)的工作，能夠幫助人們了解未知的地質(zhì)環(huán)境。做好了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作，既能有效了解地質(zhì)環(huán)境，對(duì)于人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展也十分有利。這樣一來(lái)，就有分析和研究水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的必要性了。本文將從水工環(huán)地質(zhì)勘查的技術(shù)流程出發(fā)，針對(duì)水工地質(zhì)勘查技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)；地質(zhì)勘查；技術(shù)流程；運(yùn)用

1 水工環(huán)地質(zhì)勘查的主要技術(shù)流程分析

1.1鉆孔靜水位檢測(cè)

在地質(zhì)勘查工作中，經(jīng)常需要進(jìn)行鉆孔作業(yè)，獲取地下水位和深層土壤信息。在進(jìn)行鉆孔前，需要收集有關(guān)地質(zhì)資料，詳細(xì)了解鉆孔區(qū)域的地理狀況。如果了解發(fā)現(xiàn)地層狀態(tài)穩(wěn)定，且變化不明顯，就可以填寫(xiě)《鉆孔定位與機(jī)械安裝通知書(shū)》，緊接著就是孔位布置工作。同時(shí)，還要對(duì)鉆孔機(jī)械及相關(guān)設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保擺放位置滿足鉆孔要求，對(duì)孔位設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行復(fù)核。在水位監(jiān)測(cè)過(guò)程中，必須遵循固定的循環(huán)規(guī)律，觀測(cè)開(kāi)始后的第一個(gè)小時(shí)，應(yīng)保持每5min一次的觀察頻率，以后每小時(shí)僅需觀察一次直至水位穩(wěn)定（4小時(shí)水位波動(dòng)≤5cm）。

1.2鉆孔抽水試驗(yàn)

在確保鉆孔靜水位達(dá)到要求后，需要進(jìn)行鉆孔抽水試驗(yàn)。在此之前，應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，使孔洞水源清澈，然后進(jìn)行水位觀察，保證抽水后每小時(shí)水位變化量低于2cm，持續(xù)觀察3天，確認(rèn)水位無(wú)明顯變化就可停止觀察。

在進(jìn)行抽水試驗(yàn)的過(guò)程中，要保證各抽水點(diǎn)水流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)8h，降深次數(shù)也應(yīng)控制在3次以內(nèi)，水位降深低于3m，并間隔2小時(shí)進(jìn)行水溫、氣溫和動(dòng)水位觀察，倘若氣候環(huán)境惡劣，則應(yīng)暫停抽水，并保持對(duì)水位的定時(shí)觀測(cè)。待試驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)在出水管口提取大于2L的水樣加以分析，通過(guò)計(jì)算水樣中各物質(zhì)的含量，進(jìn)而推斷地質(zhì)富含的成分。

1.3鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)工程地質(zhì)觀測(cè)

所有施工鉆孔必須按照要求進(jìn)行，鉆孔施工單位負(fù)責(zé)對(duì)所有鉆孔進(jìn)行觀測(cè)，并記錄鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生的涌水、塌孔、縮徑、卡鉆、掉鉆、掉塊、漏水、涌沙等現(xiàn)象的位置及深度，測(cè)量涌水量及涌水水頭高度。還要觀測(cè)并記錄鉆進(jìn)是每一回次的起、下鉆動(dòng)水位，并記錄起、下鉆動(dòng)水位觀測(cè)的間隔時(shí)長(zhǎng)。如果停鉆時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)在開(kāi)鉆前對(duì)孔內(nèi)水位進(jìn)行認(rèn)真測(cè)量，并使用各種專(zhuān)用表格進(jìn)行詳細(xì)記錄。

1.4鉆孔巖芯工程地質(zhì)編錄

要認(rèn)真觀察并準(zhǔn)確描述巖芯的巖性名稱(chēng)、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、顏色、硬度、巖石風(fēng)化情況、裂隙性質(zhì)、密度、發(fā)育深度等特性。同時(shí)，還要確定地下水流動(dòng)、巖芯形狀、完整性、巖芯塊度等巖石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并清楚計(jì)算不同巖組對(duì)應(yīng)的RQD值的范圍及平均值。

1.5坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄

需要和地質(zhì)編錄工作一起進(jìn)行，從坑道口開(kāi)始，根據(jù)層位和巖性觀察，對(duì)巖性名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、顏色、硬度、風(fēng)化程度、裂隙性質(zhì)、完成破碎程度等巖性特征進(jìn)行詳細(xì)描述，并結(jié)合實(shí)際制作地質(zhì)素描圖。

1.6地表及地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)

針對(duì)河溪、坑道及泉水等開(kāi)展水溫、氣溫及流量的觀測(cè)。至于地下水觀測(cè)，可通過(guò)鉆孔的方式對(duì)水位和氣溫進(jìn)行觀測(cè)，并每隔10天觀測(cè)一次，進(jìn)入雨季后，需進(jìn)行加密觀測(cè)，獲得流量與水位峰值數(shù)據(jù)。

1.7水質(zhì)全分析

挑選勘查區(qū)域內(nèi)具有代表性的泉水、河溪、坑道和抽水鉆孔取樣，并面向采樣點(diǎn)對(duì)瓶和蓋進(jìn)行反復(fù)沖洗，緊接著就是采取水樣，水樣采集完成后用石蠟封堵瓶口，并詳細(xì)標(biāo)注取樣位置和水點(diǎn)編號(hào)等信息。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

2.1 GPR技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)就是將無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)放置于衛(wèi)星上，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)形成了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并利用無(wú)線電的交會(huì)原理，再通過(guò)不少于3個(gè)的控制站就能明確衛(wèi)星的高空位置，然后利用3個(gè)以上空間位置確定的衛(wèi)星，就能對(duì)地位的未知點(diǎn)進(jìn)行定位處理。在待定位時(shí)，地質(zhì)勘查人員就能通過(guò)接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)算出接收機(jī)與3顆衛(wèi)星間的距離，進(jìn)而獲得衛(wèi)星的窄間坐標(biāo)，了解勘查人員的實(shí)際位置。具體而言，就是勘查人員利用接收機(jī)接收GPS信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線接收器獲取衛(wèi)星傳送的觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星定位原理，就能對(duì)基線向量和基準(zhǔn)站坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理后便可獲得準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)。

2.2 RTK技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)主要通過(guò)相位差分的方式進(jìn)行落實(shí)，這種差分方式主要由基準(zhǔn)站傳輸并由流動(dòng)站接收改正數(shù)，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行改正，進(jìn)而獲得精準(zhǔn)定位。在運(yùn)用RTK技術(shù)的過(guò)程中，在基準(zhǔn)站放置一臺(tái)接收機(jī)，在流動(dòng)站放置不少于一臺(tái)接收機(jī)，這樣基準(zhǔn)站與流動(dòng)站就可以同時(shí)接受同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)?；鶞?zhǔn)站將獲得的數(shù)值與位置信息進(jìn)行比較后就可以獲得GPS差分改正值，并傳送給流動(dòng)站，進(jìn)而獲得精準(zhǔn)的位置信息。流動(dòng)站可以在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行。過(guò)去GPS基本都是單點(diǎn)采集，改進(jìn)過(guò)后可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集。

2.3 瞬變電磁法的應(yīng)用

瞬變電磁法是一種最早應(yīng)用于航空勘查的地質(zhì)勘查技術(shù)，由于其自身精度高、技術(shù)先進(jìn)，在實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，也取得一定成就。就該技術(shù)目前的應(yīng)用來(lái)看，除了在航空勘查領(lǐng)域應(yīng)用較多外，在環(huán)境勘查、勘測(cè)過(guò)程中也發(fā)揮著重要作用。

該技術(shù)主要是利用電磁設(shè)備將電磁波傳送至地下，然后對(duì)其二次渦流場(chǎng)的情況進(jìn)行觀察，如果觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)二次渦流場(chǎng)不夠均勻，就可以判斷：目標(biāo)地區(qū)下方地質(zhì)體不均勻。在應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘查的過(guò)程中，瞬變電磁法主要包括偶源和垂直磁偶源，其中，后者應(yīng)用往往更為廣泛，應(yīng)用效果也備受認(rèn)可，總的來(lái)說(shuō)，瞬變電磁法在應(yīng)用到水工環(huán)地質(zhì)勘查過(guò)程中具有明顯應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在陡峭不平整地質(zhì)環(huán)境中，依然能保證精度，受外部環(huán)境影響較小。從這個(gè)角度來(lái)看，瞬變電磁法有廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深入推廣。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，要趕上科技進(jìn)步的步伐，水工環(huán)地質(zhì)勘查各項(xiàng)技術(shù)也應(yīng)加快完善，加大勘測(cè)工作量。為掌握更加先進(jìn)的技術(shù)，需要不斷加強(qiáng)對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的探究，提高勘查工作效率，保證勘查工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，在水工環(huán)地質(zhì)勘查過(guò)程中，需要準(zhǔn)確把握勘查工作的技術(shù)流程及操作要點(diǎn)，靈活運(yùn)用地質(zhì)勘查技術(shù)，如GPS技術(shù)、RTK技術(shù)以及瞬變電磁法等，進(jìn)而有效提高水工環(huán)地質(zhì)勘查效率及質(zhì)量。

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