助理工程師職稱(chēng)論文
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摘要：
本文回顧了水利水電工程地質(zhì)學(xué)的三個(gè)時(shí)期，分析論述水利工程中的工程地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，最后總結了水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法。
關(guān)鍵詞：
地質(zhì)環(huán)境 地質(zhì)勘測 方法
1、水利水電工程地質(zhì)發(fā)展回顧
50年前，中國沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的工程地質(zhì)人員，少量簡(jiǎn)單的道路、橋涵、房屋等建筑設計中的地質(zhì)問(wèn)題，主要由土木工程師憑經(jīng)驗確定解決方案，有時(shí)也聘請少數地質(zhì)師進(jìn)行咨詢(xún)。至于水利水電建設的工程地質(zhì)，由于沒(méi)有建設什么現代意義上的水利水電工程，也就談不上相應的地質(zhì)勘察與研究，尤其是大壩建設中的工程地質(zhì)勘察幾乎是一片空白。新中國成立后，隨著(zhù)水利水電建設事業(yè)的發(fā)展，水利水電工程地質(zhì)學(xué)也應運而生，并日益發(fā)展壯大，大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：
(1)20世紀50～60年代中期。這一時(shí)期中國建設了許多水壩，主要集中在中國東部和中部地區，如淮河流域的梯級水壩，板橋、石漫灘、響洪甸、梅山、佛子嶺等，黃河上的三門(mén)峽、浙江的新安江、資水的柘溪、廣東新豐江、江西上猶江等。
(2)220世紀60年代后期到80年代中期。這一時(shí)期，中國在一些地質(zhì)條件復雜的地區，興建了一批有代表性且規模較大的大壩，這一時(shí)期的工程建設及相應的工程地質(zhì)勘察，全方位地為提高中國大壩建設的工程地質(zhì)勘察與研究水平提供了條件。
(3)20世紀80年代后期至90年代，中國政府為進(jìn)一步綜合利用水資源和防治水害，相繼決定興建當今最引人矚目的三個(gè)巨型水利水電工程，即雅礱江二灘工程、黃河小浪底工程和長(cháng)江三峽工程。這三大工程的成功建設，標志著(zhù)中國水利水電工程地質(zhì)的實(shí)踐經(jīng)驗和學(xué)術(shù)水平，已登上世界水壩建設工程地質(zhì)研究的前沿。
2、水利工程建設的工程地質(zhì)環(huán)境分析
工程地質(zhì)環(huán)境穩定性從決定因素和表現形式大體可分為地殼穩定性、地表穩定性和地基穩定性3方面的內容。地殼穩定性主要由地球內因影響下的地殼表層的相對穩定性;地表穩定性是地面由于在人類(lèi)工程活動(dòng)的外因條件下結合內外動(dòng)力工程地質(zhì)作用的穩定性;地基穩定性指水利工程影響范圍內地基巖土體的穩定性。
(1)地殼穩定性
地殼穩定性是在地球內因、外因及水利工程影響下的斷層移位、一些臨界穩定性坡體的崩塌、滑坡、泥石流及水庫誘發(fā)地震等地質(zhì)現象的加劇或誘發(fā)。我們主要從區域的地形地貌、地質(zhì)構造等來(lái)調查研究影響系統應力場(chǎng)和滲流場(chǎng)重新分布的規模和強度，從而獲得這些工程地質(zhì)現象發(fā)展的預測資料，穩定性破壞的空間范圍，穩定性趨勢的時(shí)空關(guān)系，預測其穩定破壞的相對時(shí)間，提前做好準備，最大限度地減少損失。對現有的工程地質(zhì)破壞現象進(jìn)行應力應變反演算反分析，找到影響穩定性的關(guān)鍵因素，從而采取相應的技術(shù)措施通過(guò)人為的外力作用來(lái)協(xié)調，達到系統的穩定。對于水利工程來(lái)說(shuō)，影響地殼穩定性的突出因素是全新活動(dòng)斷裂和地殼升降運動(dòng)，最重要的是由于現有的水環(huán)境平衡狀態(tài)的改變而引起的各種工程地質(zhì)現象，造成應力場(chǎng)和滲流場(chǎng)的重新分布，以求達到系統的能量平衡和結構穩定。
(2)地表穩定性
地表穩定性則主要表現為滑坡、泥石流等動(dòng)力工程地質(zhì)現象和地面沉陷、黃土濕陷、砂土液化、水庫邊岸再造等各種地表變形破壞，還包括地表巖土體的性質(zhì)變化(地下水位上升促使的沼澤化、土壤鹽漬化等)。主要調查研究和預測這些工程地質(zhì)現象的發(fā)育規模、發(fā)展速度及趨勢，并提出相應的工程技術(shù)措施來(lái)防止或減弱這些變形破壞。
(3)地基穩定性
地基穩定性主要是指地基的承載能力和變形問(wèn)題。這里的地基穩定性不僅僅指水工構筑物的地基穩定性，而帶有區域性的地基穩定性。壩基的穩定性除了承載能力和變形問(wèn)題，還有壩體的抗滑移問(wèn)題(壩基巖層的產(chǎn)狀對壩基的'抗滑移穩定性影響很大)。水利工程的地基不僅承受水利構筑物本身的自重，還得承受水自重及由于水的作用形成的各種荷載作用，接受這些荷載后地基必產(chǎn)生一定的變形來(lái)平衡，以應力能轉化為應變能。特別是對于巖基，在荷載作用下，既有巖石的彈性變形，也可由巖石的塑性變形或者沿某節理裂隙發(fā)生剪切破壞引起基礎沉降。軟弱夾層或節理也是抗滑移穩定的主要研究對象。
3、水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法
(1)鉆探
鉆探仍是水利水電工程地質(zhì)勘察的主要手段。隨著(zhù)工程建設的地基條件日趨復雜，許多特殊的地質(zhì)問(wèn)題，如軟弱(泥化)夾層的層位確定及取樣，砂卵石地層特別是巨礫、漂礫地層的鉆進(jìn)，砂礫石層取樣，砂層取原狀樣，特硬地層如燧石層、石英砂巖地層的鉆進(jìn)，鉆孔巖心定向等問(wèn)題，依靠常規的鉆探方法無(wú)法獲得滿(mǎn)意的結果。國外解決類(lèi)似的特殊地層鉆進(jìn)問(wèn)題，有的有成熟的設備機具，但價(jià)格很昂貴;有的則還沒(méi)有可靠的方法加以解決。在國家“六·五”、“七·五”科技攻關(guān)中，中國的工程師本著(zhù)為生產(chǎn)服務(wù)、自力更生的原則，為解決上述難題做了大量的研究工作，取得一批在實(shí)踐中獲得良好效果的成果，包括：大口徑鉆進(jìn)技術(shù)、金剛石套鉆取芯技術(shù)、金剛石鉆具砂卵石層中鉆進(jìn)技術(shù)、液動(dòng)閥式雙作用沖擊回轉鉆進(jìn)設備、各種類(lèi)型的砂層和軟土層鉆進(jìn)及取樣技術(shù)等。此外，在繩索取心、破碎地層取芯技術(shù)等許多方面，都已達到了國際先進(jìn)水平，縮小了和國外技術(shù)的差距。
(2)工程地球物理勘探技術(shù)
工程物探地球物理勘探簡(jiǎn)稱(chēng)物探它是應用觀(guān)測儀器測量被勘探區的地球物理場(chǎng)，通過(guò)對測量場(chǎng)數據的處理和地質(zhì)解釋來(lái)推斷和發(fā)現地下可能存在的局部地質(zhì)體、地質(zhì)構造的位置、埋深、大小及其屬性的科學(xué)。探方法主要有以位場(chǎng)理論為基礎的重力場(chǎng)勘探、磁場(chǎng)勘探、直流電場(chǎng)勘探等，以及以波動(dòng)理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。
�、僦�、磁位場(chǎng)勘探。重、磁位場(chǎng)勘探是最古老的一種物探，相對于地震勘探而言，其精度和可靠度較差。目前，由于一些高精度的重力儀、磁力儀的研制和應用，使得重、磁位場(chǎng)勘探的精度有了很大程度的提高。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等在重、磁位場(chǎng)勘探中的應用，以及磁性矢量層析成像理論的研究和應用，使重、磁位場(chǎng)勘探在上個(gè)世紀獲得了廣泛的發(fā)展應用。地質(zhì)勘測中應用較少。
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在工程地質(zhì)勘探中應用較多的為人工激發(fā)震源地震波勘探，其人工激發(fā)震源有多種。目前，地震勘探在水利水電工程領(lǐng)域發(fā)展較快。
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包括天然場(chǎng)源的電磁測探(MT法)和人工場(chǎng)源的連續的電磁波勘探(EM法)等多種方法。近年來(lái)，電磁勘探在水利水電工程中應用越來(lái)越廣泛。
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主要包括電阻率法、充電法和自然電場(chǎng)法、激發(fā)極化法、電磁感應法�？煞譃榉�定電流場(chǎng)理論、交變流法理論兩個(gè)分支。在水利水電工程地質(zhì)勘察中應用較多的是電阻率法。
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20世紀90年代，由于數值模擬方法和計算機技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)態(tài)測井技術(shù)成為可能。另外，始于20世紀70年代中期的鉆孔彩色電視適用范圍由原來(lái)的91mm鉆孔發(fā)展到50mm的鉆孔，并可實(shí)現圖像數字化實(shí)時(shí)采集壓縮存儲，成果可刻錄成VCD光盤(pán)，還可進(jìn)行后期圖像處理及制作。
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