時間：2023-09-01 16:42:59
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【關鍵詞】：混凝土裂縫超聲波檢測
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
1引言
混凝土建筑在建造和使用過程中不可避免的會出現裂縫，裂縫的成因主要以塑性收縮、溫差、基礎不均勻沉降、荷載較為常見。裂縫破壞了建筑物的整體性，降低結構強度，如果不及時檢查處理甚至會造成很大的安全隱患。
在水利水電工程中，裂縫直接影響到壩體的防滲抗漏能力以及梁柱的穩定性。所以要及時檢查發現、及時處理，以保證工程的安全性。在進行處理前，要查明裂縫在混凝土內的延展深度，是否為貫穿性裂縫，以便于采取適當的處理措施，常用的工程物探檢測方法有雙面斜測法、單面平測法、鉆孔透射法、鉆孔全景圖像等。
本文介紹的方法在水利水電工程中較為常用，不一定全面，權當拋磚引玉。
2雙面斜測法
只要裂縫部位具有兩個相互平行的表面，都可用雙面斜測法檢測。如常見的梁、柱及其結合部位。圖2-1是雙面斜測測點布置示意圖。
采用等測距、等斜角的跨縫與不跨縫的斜測法檢測。該方法是在保持激發和接收裝置連線的距離相等、傾斜角一致的條件下進行跨縫與不跨縫檢測，分別讀取相應的聲時、波幅與主頻值。當激發與接收裝置連線通過裂縫時，由于混凝土失去連續性，超聲波在裂縫界面上產生很大衰減，儀器接收到的首波信號很微弱，其波幅、聲時測值與不跨縫測點相比較，存在顯著差異。據此便可判定裂縫深度以及是否在所處斷面內貫通。
圖2-1 雙面斜測測點布置示意圖
(a) 平面圖；(b) 立面圖
(a) 化灌前 (b) 化灌后
圖4-1 某電站T梁主梁裂縫超聲波測試曲線
3單面平測法
單面平測法適用于結構的裂縫只有一個可測面的情況，且裂縫的估計深度不大于500mm，裂縫垂直于檢測面最理想。
平測時在裂縫的被測部位，以不同的測距，按跨縫和不跨縫布置測點（布置測點時應避開鋼筋的影響）進行檢測，其檢測步驟為：
（1）不跨縫的聲時測量：將T和R換能器置于裂縫附近同一側，以兩個換能器內邊緣間距（Ɩ＇）等于100、150、200、250mm……分別讀取聲時值（ti），繪制“時─距”坐標圖（圖2-1）或用回歸分析的方法求出聲時與測距之間的回歸直線方程：
Ɩἰ=a+btἰ
圖3-1 平測“時-距”圖圖3-2繞過裂隙示意圖
每測點超聲波實際傳播距離Ɩἰ為：
Ɩἰ= Ɩ＇+|a|（3-1）
式中Ɩἰ─第ἰ點的超聲波實際傳播距離（mm）；
Ɩ＇─第i點的R、T換能器內邊緣間距（mm）；
a─“時─距”圖中Ɩ＇軸的截距或回歸直線方程的常數項（mm）。
不跨縫平測的混凝土聲波值為：
υ=（Ɩn＇- Ɩ1＇） /（tn-t1）（km/s）（3-2）
或υ=b（km/s）
式中Ɩn＇，Ɩ1＇─第n點和第1點的測距（mm）；
tn、t1─第n點和第一點讀取的聲時值（us）；
b─回歸系數。
（2）跨縫的聲時測量：如圖（3-2）所示，將T、R換能器分別置于以裂縫為對稱的兩側，Ɩ＇取100、150、200mm、……分別讀取聲時值t01，同時觀測首波相位的變化。
（3）平測法檢測，裂縫深度應按下式計算：
hci= Ɩἰ/2?（3-3）
mhc=1/n? （3-4）
式中Ɩἰ─不跨縫平測時第i點的超聲波實際傳播距離（mm）；
hci─第i點計算的裂縫深度值（mm）；
t0i─第i點跨縫平測的聲時值（us）；
mhc─各測點計算裂縫深度的平均值（mm）；
n─測點數。
（4）裂縫深度的確定方法如下：
1）、跨縫測量中，當在某測距發現首波相反時，可用該測距及兩個相鄰測距的測量值按照（3-3）式計算hci值，取此三點hci的平均值作為該裂縫的深度值（hc）；
2）跨縫測量中如難以發現首波反相，則以不同測距按（3-3）式、（3-4）式計算hci及其平均值（mhc）。將各測距Ɩn＇與mhc相比較，凡測距Ɩi＇小于mhc和大于3mhc，應剔除該組數據，然后取余下hci的平均值，作為該裂縫的深度值（hc）。
4鉆孔透射法
鉆孔透射法是在裂縫估計深度較深，且混凝土體積較大的情況下，采取在裂縫兩邊鉆孔的方式，進行聲波跨孔透射檢測。
現場鉆孔布置如圖4-1，這樣就可以跨裂縫測兩組鉆孔，不跨縫測一組鉆孔進行對比。
圖4-1 鉆孔透射法測點布置圖
聲波波幅的處理較為簡單，用專用的聲波處理軟件就可以實現，通過波幅振幅頻率的變化，可以比較直觀的判斷裂縫延展深度情況。
超聲波在介質中總是沿著最短的路徑傳播，裂縫在混凝土中的存在，造成混凝土不連續，當遇到裂縫時，聲波能量會衰減，檢測結果就表現為波幅的衰減和頻率的降低。
圖4-2 某水利樞紐工程未跨縫聲波波列圖
圖4-3 某水利樞紐工程跨縫聲波波列圖
從圖4-3中可以看出，未跨縫檢測的波列圖中波幅均勻，跨縫檢測的灌漿處理前波列圖，可見明顯的波幅衰減，通過波列圖的波幅衰減可推斷裂縫深度。灌漿處理后跨縫檢測的波列圖則可反映灌漿處理對裂縫的封閉效果。
5鉆孔全景圖像
當裂縫估計深度較深或裂縫為近水平時，可以考慮使用鉆孔全景圖像進行孔內觀察，確定裂縫走向和深度。
鉆孔全景圖像一般是和聲波檢測配合使用，在檢測部位順裂縫走向或垂直裂縫鉆孔，孔內清洗干凈，用鉆孔全景圖像進行孔內檢查，可以實時觀察孔內裂縫寬度、傾向，還可獲得全孔全景展布圖，用于分析。
圖5-1 某水利樞紐工程鉆孔全景圖像反映水平層間裂縫
圖5-1是某水利樞紐工程鉆孔全景圖像成果，圖中所標裂縫為一水平裂縫。鉆孔全景圖像可實現全孔壁成像，對裂縫寬度和傾向都可以進行判定。
6結語
在檢測過程中應注意檢測條件適合應用何種檢測方法，充分結合工作測試條件選用適當的方法，如果條件允許還可采取多種方法綜合檢測，以提高成果判斷的可靠性。
上述幾種水利水電工程檢測中常用的混凝土裂縫檢測方法，限于專業范圍不可能涵蓋所有，故無法對其他混凝土缺陷檢測方法進行討論，還希望能有機會學習借鑒其他同行的先進經驗。
參考文獻：
【1】田連義．超聲法檢測混凝土缺陷在小灣水電工工程中的應用【C】．曾憲強等．水利水電工程物探技術應用與研究，鄭州：黃河水利出版社，2010：449，453
【2】沙椿等．工程物探手冊【M】．北京：中國水利水電出版社，2011．
【3】中華人民共和國國家發展和改革委員會．DL/T 5010-2005水電水利工程物探規范【S】．北京：中國電力出版社，2005．
【4】中國工程建設標準化協會．CECS 21:2000超聲法檢測混凝土缺陷技術規程【S】．北京：中國計劃出版社，2000．
關鍵詞：工程勘察新技術工程建設
工程勘察是調查研究擬建工程場地的地形、地質環境特征及其與工程建設相關關系的綜合應用的活動。它為工程建筑物的規劃、設計、施工和使用提供地質資料和依據,是設計的基礎環節。工程勘察技術包括工程地質勘察、工程物探檢測、工程勘探、工程測繪、水文勘測及試驗與監測技術等。隨著國家“西部大開發”及“西電東送”戰略的實施,工程勘察工作面臨前所未有的大好形勢,對工程勘察工作的要求也不斷提高。各專業由于技術裝備逐步改善,注重引進、開發和推廣應用新技術和新工藝,并不斷開拓市場,除了常規的水電河流規劃、前期工程勘察及施工地質工作以外,還不斷向市政工程、公路工程、工業與民用建筑、水利工程、新能源工程及國外工程拓展,技術手段也趨于多樣化,勘察技術水平得到了較大提高。
1.勘察專業新技術在實踐中的具體應用：
隨著建設項目規模的增大,面對的工程地質問題越來越復雜且極具挑戰性。經過不斷探索、實踐和提高,我們在諸多領域具備了很強的技術實力,如:工程巖質高邊坡的工程地質勘察研究、高壩大庫場地的工程地質勘察研究、大型地下洞室群的工程地質勘察研究、喀斯特地區水文地質勘察研究、高地震烈度地區高壩大庫水庫誘發地震監測預警系統研究等領域。地質分析的手段和方法也得到不斷發展。
1.1.我國工程地質研究部門引進和開發實用軟件。引進邊坡穩定計算程序用于滑坡、塌岸穩定分析,提高勘察成果的定量化判識水平;引進開發了勘探圖件、地質剖面制作程序及三維成像技術,開發并進一步完善“工程地質軟件包程序”,較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題,也為地質平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設計作用,取得了較好的效果。
1.2.結合工程實踐研究和開發新技術。我國工程地質研究部門開發邊坡斜面攝影成像技術用于工程實踐,提高了地質編錄工作效率,獲得了大量的工程地質數字信息;開發水電站樞紐區工程地質三維可視化建模與分析研究系統,已應用于生產之中。
1.3.積極引進并應用新的地質勘察和分析手段。在水電站勘察過程中,根據地質分析的需要,在右岸構造軟弱巖帶勘察中,使用了地震波CT測試技術;采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩定性;在右岸構造軟弱巖帶穩定性分析、左岸地下洞室圍巖穩定性分析及溢洪道邊坡穩定性分析均采用了目前比較先進的三維彈塑性有限法分析和三維流形元分析方法,為穩定性評價和工程施工設計提供了可靠的基礎資料和參考依據。
1.4.其他新方法新技術的引進和應用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質量分類、邊坡巖體質量分類、邊坡穩定分析、巖體彈塑性理論、地質力學模型、巖(土)體物理力學性試驗方法的發展應用;電腦與工程地質軟件包的開發應用;勘測手段及鉆進取芯技術的提高、物探各種測試手段的廣泛應用強有力地促進了工程地質勘察中獲取工程地質資料周期的縮短和工程地質條件快速分析評價;充分利用網絡技術,進一步提高了地質專業勞動生產率。
近幾年,我國從生產需要出發,新技術新工藝得到很好地推廣應用：選取適合各類地層(的金剛石鉆頭,提高鉆進效率,降低生產成本;繼續完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術,確保壩體安全和工程質量滿足要求;在河床沖積層勘探中,采用了SM膠取芯技術,保證了試驗樣品的原始狀態,為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。.5水文勘測開發的電波流速儀,在電站簡易測流中投入使用,達到了預期的效果。近年,又開發出水情自動測報系統,現已逐步應用于大型水電站的測報中;為改善以往在水情測報中一直采用的點測量及測流時間過長等問題,水文勘測技術人員正著手對聲學“多普勒剖面流速儀(簡稱ADCD)”技術進行論證和調研,并逐步將此技術運用在對西部山區性河流的水情預報中,計劃通過不斷實踐和探索,最終實現水情的“瞬時”測量預報。
1.6工程物探在水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測;應用聲波垂直反射波法、聲波CT法及紅外線熱成像三種相結合的方法,準確地探測到了壩體面板脫空等工程質量問題;在多項水利工程和多個水電站勘察中,應用高密度電法勘探方法,解決了水庫漏水問題和斷層構造發育范圍及深厚覆蓋層地質問題,且成效顯著。研究并應用“隧洞施工監控量測一體化”,“壩基巖體質量測試的空間分析”,“數字式全景鉆孔攝像系統”,“堆積體的綜合物理探測技術”,“大壩面板脫空綜合物理探測技術”,“小波變換在水電工程地球物理中的應用”等新方法新技術,拓展了物探的應用領域,提高了物探的探測精度。
2.勘察專題研究成果應用
2.1大型水庫庫岸穩定工程地質勘察成果應用20世紀80年代以來,采用了航空遙感技術與實地驗證相結合的方法,相繼對一批大型水電站進行了庫岸穩定性研究,為快速、高質量地評價庫岸穩定性及其他水庫工程地質問題發揮了良好的作用。形成了一套較完整的勘察、研究、評價、預測水庫區天然狀況和蓄水運行條件下庫岸穩定性問題的思路和工作方法,包括岸坡類型劃分及其變形破壞機制、庫岸再造及滑坡穩定性分析評價及預測、岸坡失穩及水庫誘發地震災害調查與分析預測、移民安置選點與處理措施建議等。該項目成果在后來開工建設的大、中型水電工程水庫庫岸穩定性地質調查中得到廣泛應用,提高了水庫庫岸穩定與移(居)民點調查地質工作效率及成果質量。
2.2大壩面板脫空無損探測研究與應用“大壩面板脫空無損探測研究與應用”是通過試驗比較論證提出了采用3種物探方法(聲波垂直反射法、遠紅外熱成像法、地質雷達法)進行綜合評價的方法。為消除大壩病害,采取相應的處理措施,提高大壩的安全性提供了重要的依據。與傳統的單一物探方法相比,本項研究成果具有多種方法互為驗證、利用了不同的物性差異特征﹑探測成果準確可靠的優點。大壩面板脫空的處理質量,節約了處理成本,而且具有廣闊的推廣應用前景,具有較高的經濟效益和社會效益。
2.3采用EH4進行深厚堆積體厚度探測應用該方法測量深度大,野外勞動強度小,生產效率高,現場測量直接成像,能十分清楚地辨別地下二度體的異常。該項新技術即EH4電導率成像探測非常實用。而該方法不受這些因素影響,較準確地探測出了堆積體厚度。研究成果及時運用于工程中,減少了工程量,節約了工程投資,節省了時間,經濟效益顯著。
2.4軟弱巖帶的工程地質特性研究成果應用：對壩址右岸構造軟弱巖帶的分布范圍和工程地質特性進行了大量有針對性的勘探以及室內和現場試驗工作,并完成了現場高壓固結灌漿試驗和現場滲透變形試驗,針對軟弱巖帶的工程特性、成因進行了系統的分析論證,對工程適宜性進行了分析評價,并提出了切實可行的基礎處理措施。該專題成果為可行性研究的經濟技術分析論證提供了堅實的基礎,對國內外同類工程的地質勘察和設計工作具有很好的參考價值.5“深挖高邊坡快速地質編錄成圖技術”在高陡邊坡地質資料收集應用中取得了較好的效果。引進該項技術用于水電站具有針對性強、收效高、安全快速等良好作用。該技術運用攝影測量的原理,通過計算機軟件技術,完成高陡邊坡影像的正射、線畫圖的生成,從而完成了地質編錄工作。其技術特點:①在地質編錄生產中高效、實時;②減少現場工作量,提高工作效率;③利用無站標測量技術和手段可完成傳統方法無法完成的任務;④高邊坡計算機快速編錄成圖還可以不斷地積累邊坡數字化的編錄數據,為以后建立工程地質數據庫提供良好的數據源。該技術在小灣主體工程邊坡及壩基開挖中均有應用,可實現安全、高效、準確地進行地質編錄,通過軟件功能還可在圖像上對地質現象進行較精確的定位,這是傳統的地質編錄所難以做到的。
3.今后工程勘察技術在實踐中應用的總體思路
關鍵詞:地質勘察；工程技術；應用發展
1 勘察新技術應用
1.1 工程地質
隨著建設項目規模的增大, 面對的工程地質問題越來越復雜且極具挑戰性。經過不斷探索、實踐和提高, 在諸多領域具備了很強的技術實力,如: 工程巖質高邊坡的工程地質勘察研究、高壩大庫場地的工程地質勘察研究、大型地下洞室群的工程地質勘察研究、喀斯特地區水文地質勘察研究、高地震烈度地區高壩大庫水庫誘發地震監測預警系統研究等領域。尤其是在水電站294m 高雙曲拱壩和近700 m 高邊坡工程、該水電站近30 m 大跨度地下洞室、水電站高心墻堆石壩和天生橋水電站高面板堆石壩等地質勘察研究技術上處于國際先進水平。地質分析的手段和方法也得到不斷發展。
( 1) 引進和開發實用軟件。引進邊坡穩定計算程序( 包括理正軟件和EMU 程序等) 用于滑坡、塌岸穩定分析, 提高勘察成果的定量化判識水平; 引進開發了勘探圖件、地質剖面制作程序及三維成像技術, 開發并進一步完善“工程地質軟件包程序( EGS2000)”, 較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題, 也為地質平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設計作用, 取得了較好的效果。
( 2) 結合工程實踐研究和開發新技術。與相關單位合作,開發邊坡斜面攝影成像技術用于工程實踐, 提高了地質編錄工作效率, 獲得了大量的工程地質數字信息; 采用院校合作方式開發水電站樞紐區工程地質三維可視化建模與分析研究系統, 已應用于生產之中。
( 3) 引進并應用新的地質勘察和分析手段。在水電站勘察過程中, 根據地質分析的需要, 在右岸構造軟弱巖帶勘察中, 使用了地震波CT 測試技術; 采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩定性; 在右岸構造軟弱巖帶穩定性分均采用了目前比較先進的三維彈塑性有限法分析和三維流形元( FLAC) 分析方法, 為穩定性評價和工程施工設計提供了可靠的基礎資料和參考依據。
( 4) 其他新方法新技術的引進和應用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質量分類、邊坡巖體質量分類、邊坡穩定分析、巖體彈塑性理論、地質力學模型、巖( 土) 體物理力學性試驗方法的發展應用; 電腦與工程地質軟件包的開發應用; 勘測手段及鉆進取芯技術的提高、物探各種測試手段的廣泛應用強有力地促進了工程地質勘察中獲取工程地質資料周期的縮短和工程地質條件快速分析評價; 充分利用網絡技術, 進一步提高了地質專業勞動生產率。
1.2 工程勘探
在已有的設備(各型鉆機、夯管機、錨桿機、拉撥試驗機等)、使用新材料( 新型地質鉆桿、高壓鋼扁管) 、引進新技術新工藝( 大口徑鉆孔測斜技術、500m 深鉆孔地溫測量技術、勘探豎井開挖技術), 并進行了研發技改( 套管腳止水器、鉆具防磨裝置、金剛石鉆具雙管接頭的改造、自卡式絲錐、穩壓罐、旋轉式孔口封閉器、大口徑金剛石鉆頭等) 。近幾年, 又從生產需要出發, 推廣應用以下新技術新工藝: ①選取適合各類地層( 覆蓋層、松軟地層、嚴重坍塌漏失層) 的金剛石鉆頭, 提高鉆進效率, 降低生產成本; ②研制出適合復雜地層鉆進的薄金剛石鉆頭, 解決了軟硬相間巖石鉆進取芯困難的問題; ③繼續完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術, 確保壩體安全和工程質量滿足要求; ④在河床沖積層勘探中, 采用了SM膠取芯技術, 保證了試驗樣品的原始狀態, 為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。
1.3 工程測繪
目前,已擁有相當數量的紅外測距儀, 還先后購置了先進的GPS全球定位系統儀, 打破了以往只會作航測外業, 不會作航測內業的歷史缺陷。采用全數字攝影測量系統進行地形測繪; 采用GPS、RTK 技術進行水下地形和線路測量; 采用測量機器人( TCA2003全站儀) 對水電站高邊坡、水電站變形監測控制網及其他電站施工測量控制網進行自動化觀測。在測繪監測新技術的應用中, 采用了“GPS 一機多天線監測系統新技術”對水電站的邊坡安全進行了監測。到目前為止, 系統運行良好, 該方法在提高工效的同時, 還有效節約了成本。在水電站樞紐及庫區地形圖測繪中還采用了全數字攝影測量系統成圖;新開發的橫剖面調制及記錄程序, 也在測量橫剖面制作工作中得到廣泛應用。
1.4 工程物探
水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測; 在水電站應用聲波垂直反射波法、聲波CT 法及紅外線熱成像三種相結合的方法, 準確地探測到了壩體面板脫空等工程質量問題; 在多項水利工程和多個水電站勘察中, 應用高密度電法勘探方法, 解決了水庫漏水問題和斷層構造發育范圍及深厚覆蓋層地質問題, 且成效顯著。在兩家虎跳峽工地進行深厚堆積體厚度探測時, 采用了“EH4 深厚堆積體厚度探測技術”, 對規模巨大的“兩家入堆積體”進行探測, 在研究的同時進行應用, 取得了很好的效果,為這一方法的進一步使用起到了積極的推動作用。
電站還采用了“鉆孔彈性模量測試新技術”, 并與彈性波速測試成果結合進行動靜對比, 給出了壩基的三維變模分區,效果顯著。另外, 研究并應用“隧洞施工監控量測一體化”, “壩基巖體質量測試的空間分析”, “數字式全景鉆孔攝像系統”,“堆積體的綜合物理探測技術”, “大壩面板脫空綜合物理探測技術”,在水電工程地球物理中的應用等新方法新技術, 拓展了物探的應用領域, 提高了物探的探測精度。
2 勘察科技進步與新技術發展
3.1 科技進步與勘察成果
近幾年來, 網絡技術、數據庫技術、數字可視化技術在工程勘察領域得到應用。在計算機建設上已實現局域網共享資源; 大部分電子版產品直接在計算機上進行傳閱和校審, 大大提高了工作效率; 基本實現計算機輔助工程勘察, 達到信息化初始階段目標; 由于工程勘察專業具有多樣性、復雜性、隨機性和數據海量性等特點, 信息化水平還有待進一步提高。
3.2 新技術創新與發展思路
地質、勘察系統人才培養與科技發展戰略規劃, 明確了“培養建設一支結構合理、技術一流的工程勘察專業人才隊伍, 保持國內工程勘察行業的領先水平, 力爭國際一流水平”的科技發展目標, 主要任務是密切關注、跟蹤、研究國內一流的工程勘察企業的技術水平和發展動態, 通過加強行業協作及與國內高校、科研院所的密切合作, 在引進、消化、吸收國內外先進技術的基礎上, 進行技術創新。技術發展總體思路如下:
( 1) 注重研究復雜壩基、高邊坡及大型地下洞室群巖體( 圍巖) 穩定性量化分析及三維地質數字模型軟件與三維成像技術, 并對復雜巖體( 包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動巖體、高地應力區巖體) 成因機制、工程地質性狀、工程適應性進行科學試驗研究; 同時開展 “三江干流”區域構造地質科學研究及對水電工程開發、建設的影響。
( 2) 重點研究水電水利工程地質綜合勘察技術, 開展巖土工程和環境工程地質方面的研究并向深度拓展; 開展地質災害勘察、防治與治理, 地質災害險性評估方面的實踐與研究。
( 3) 完善和提高目前使用的常規物探方法, 使其應用技術水平達到或超過本行業平均水平, 積極開展新技術、新方法的引進應用工作, 結合目前物探應用技術的發展情況, 對新技術、新方法進行重點研究。
(4) 廣泛應用全站型自動速測儀、全球衛星定位系統(GPS) 、遙感技術(RS) 、地理信息系統(GIS) 于水利水電工程建設; 在野外數據采集、處理、存儲、提供等方面逐步完善計算機技術在測繪領域的應用, 以提高全數字攝影測量及全野外數字成圖的精度和速度, 增加測繪產品的多樣化, 滿足市場需求。
( 5) 積極配合新的鉆探規程、抽水試驗規程、壓水試驗規程的貫徹實施。對勘探設備和試驗工器具進行重新整合, 盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗的研究工作, 研制小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統, 并研究特殊巖體( 硬、脆、碎地層及
關鍵詞：工程勘察，新技術，應用，發展
經過半個多世紀的工程勘察經驗，公司承擔完成國內六十余座大、中型水電勘察及數以千計的各類巖土勘察、施工治理、檢測、測繪等工程的磨煉、積累了大量的工程經驗，形成了不少行業領先的核心技術和專業優勢，整體勘察技術水平處于省內領先。今后，我國將引進先進地質分析軟件應用在工程分析中，結合工程開展地質難題的研究，加快利用三維制圖技術的應用、推廣提高工程技術人員現場工作能力和資料綜合分析整理能力，引進、研究數碼攝影等現場資料數據采集的新技術、新方法，實現現場基礎資料收集的快速性、準確性和多樣化，提高工作效率。
1工程勘察新技術的應用
1.1工程地質
工程地質分析方法發展勢頭良好，部分勘察技術已經躋身與世界領先水平行列。（1）先進勘察軟件的引進及研發。虛心借鑒國外先進技術成果和經驗，引進邊坡穩定計算程序用于分析滑坡或塌岸等，并促進勘察成果量化判斷水平的不斷提高；引進并研發地質剖面制作程序、三維技術等，研發工程地質軟件包程序等，通過努力，諸多鉆孔成圖難題得以解決；（2）從實際出發，積極致力于新技術的研發。聯合相關部門，從現實條件出發，研發邊坡斜面成像技術并予以實踐，進而促編制工作效率的提升；與相關院校開展廣泛合作，研發地質三維可視建模及分析技術。
1.2水文勘察
自主研發電波流速測試儀，并將其應用于實踐；研發自動檢測水情系統，目前部分大規模水電站已經實際應用；積極致力于多普勒剖面流速儀的論證，以便妥善解決目前水情報測試中存在的測流時間長等問題。
1.3工程測繪
當前，工程勘察工作中已經擁有全球定位系統儀以及紅外測距儀等，這樣，長期以來存在的無法開展航測內業的問題得以很好解決；在地形測繪中應用全數字攝影測量技術；在水中地形以及線路測量中應用全球定位系統；在水電站高邊坡以及相關施工測量工作中，應用測量機器人開展相關工作；水電站邊坡安裝檢測使用全球定位一機多線檢測系統等。水上鉆探技術是公司的業務優勢。巖土方面典型工程有：莆田三江口、福清東壁島海上鉆探，三明列東公路大橋沙溪河上鉆探，閩江、汀江等河流庫區防護工程水上勘察等。注重巖土工程的勘察手段與評價分析綜合能力，計算機成圖率100%。
1.4工程勘探
選取金剛石鉆頭，以便在諸如松軟地層、塌陷嚴重的地段等地質環境下均可正常開展工作，進而工作效率得到了有力保障，成產成本得到了很好的控制；與相關院校合作，研發可以應用于地層較為復雜的薄金剛石鉆頭，這樣，即使是軟硬相間的巖石的鉆進取芯工作也可以順利實現；此外，將SM膠取芯技術應用于河床積層勘探中，確保樣品保持最初原貌，以便在進行沖擊層研究時具有可靠性資料。
1.5科研實驗
先后進行水電站壩基高壓壓水、灌漿實驗，斷層破碎及滲透變形灌漿實驗，此外還對斷層破碎巖體灌漿處理方式展開深入研究。
地質勘察中除常規勘察手段外，推廣采用了勘察新技術：①小口徑金剛石鉆探：壩址采用了先進的金剛石小口徑工藝進行鉆探，不僅提高了鉆進速度，且取芯質量有較大的提高，提高了地質分析判斷精度。②孔內電視技術的應用：在河床中有35個孔采用孔內的電視新技術（9inch）黑白圖象進行透視檢測，并與巖芯對照進行結構產狀要素測定，為地質構造分析提供了可靠的依據。
2工程勘察新技術的發展
遵循實事求是，從實際出發的基本原則，以立足當前，顧及發展為指導，切實落實以人為本，踐行科學發展觀，制定符合自身條件及實際的地質勘測人才培養及科技發展發展規劃，以促進結構合理、技術先進的專業勘察隊伍建設為目標，并保持與世界工程勘察領域發展的關注，尋求與相關院校及單位的合作機會，虛心借鑒國外先進技術，并認真加以剖析和吸收，并積極致力于擁有自主知識產權的先進技術的研發。
首先，關注較為復雜的壩基、高坡以及地下董事群的穩定性分析，深入研究三維地質建模及成像技術，積極開展針對諸如松散或蝕變等復雜地質地段的分析及實驗；其次，將水電水利工程地質勘察技術作為一項重點工作，狠抓落實，并研究巖土工程以及環境工程地質領域的相關問題，并不斷加大研究深度；積極開展地質災害勘測、預警及災后治理等方面的實驗及研究；再次，進一步促進當前所應用的物探方式的改進及完善，盡可能的確保實際應用技術水平趕上甚至是超越本領域的平均水平，并組織專門的人力、物力及財力，與當前物探方面所使用的現有技術相結合，不斷的研究新技術、新方法，并積極應用于實踐當中；進一步擴大全占星自動測速檢測儀、全球定位系統、遙感技術以及地理信息系統等在水里水電工程當中的應用，促進測繪的收集、分析、處理、保存等方面計算機應用程度的擴大，促進師資攝影測量以及野外數字成像技術更加快速和精確，盡可能的滿足日益擴大的市場需要；與鉆探規程、抽水試驗及壓水試驗規程相配合，促進其貫徹實施，同時對勘探設備以及實驗工具和器具進行進一步的整合，可以進一步的促進自由振蕩法抽水試驗的研究工作的開展，同時可以推動小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統的研制，并且開展特殊巖體的硬、脆、碎地層以及軟弱松動巖體的取芯技術的研究；開發先進的水情自動測報軟硬件技術，可以根據目前迅猛發展的信息技術自主開發，或者根據已經較為成熟的技術改裝一些比較先進而且適用范圍比較廣泛的水文測驗儀器，尤其是可以開發泥沙采樣器，進一步加快水文數據庫的建設步伐。
3結語
國家西部發展戰略部署，在很大程度上促進了對西部水資源的勘察及開發，這也為工程勘察工作提供了有利機遇，然而，水電建設規模的增加勢必會提高對工程勘察工作的要求。大力引進并實施工程勘察新技術，并致力于發展工程勘察新技術，對于我國整體發展規劃的順利實施以及國民經濟的協調發展具有十分重要的意義。
參考文獻：
[1] 劉永青.提高工程勘察質量的關鍵因素與對策.巖土工程界,2001年 第08期
[2] 王平.工程勘探新技術在實踐中的應用.科技資訊,2007年 第16期
關鍵詞：平面換能器對測法；穿透聲波法；圍巖分類；波速測試；動彈性參數
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
1引言
長期以來，在工程地質勘探中，多采用鉆探和電法等物探方法 [1]。這些方法很難與巖體的物理力學性質建立關系。近些年來,在水工隧洞領域研究采用一種新的探測方法：聲波探測技術。該法既是工程地質的物探手段，又是巖體力學的測試手段，具有重大的實用價值和意義。在國內外隧洞巖體探測方面得到廣泛研究應用。
本文結合工程實例，通過聲波探測技術中各種方法的對比，選取了適合該工程區的探測方法：平面換能器對測法和穿透聲波法[2]，對該工程區的巖體地質情況進行了分類，從而為設計和施工提供依據。
2 工作原理
從工程地質勘探看，超聲波探測法是小型輕便的地球物理勘探方法，其工作原理是用人工的方法在巖石介質和結構中激發一定頻率的彈性波[3]。由一聲源訊號發生器(發射機),向壓電材料制成的發射換能器發射一電脈沖,激勵晶片振動,產生聲波向巖石發射,作為聲波探測的聲源。聲波在巖石中傳播,經由接收換能器接收,把聲能換成微弱的電訊號送至接收機,經放大后由示波管在屏幕上顯示出波形圖。本次探測主要使用NM-4A型非金屬超聲檢測分析儀，引水隧洞圍巖級別判定采用帶信號放大功能的10kHZ低頻平面換能器，用黃油耦合，聲時測量精度為±0.1us，通過超聲波在巖體發射和接受換能器之間巖體的距離F和聲波通過巖體距離所需傳播時間T來計算波速，從而根據聲波傳播速度V來判別巖石和巖質情況，對巖體進行圍巖分類。
（1）
3 探測方法的對比
3.1 平面換能器對測法
平面換能器對測法是將發射和接收換能器放在相距一定距離F的巖體表面，用黃油耦合，通過發射換能器發射一定頻率的聲波，穿過發射和接收換能器之間巖體，在相距F的接收換能器得到接收波，接收波起點時標讀數即為聲波通過距離為F的巖體所需傳播時間，見圖1。
本方法適用于巖體圍巖地質情況和巖體分類，而工程區大多數開挖段由于巖體巖性軟弱，節理裂隙發育，風化強烈，為防止圍巖塌落等而進行了混凝土噴錨，故該方法只能反映一部分巖體的地質情況，并不能真實反映整個開挖段巖體地質。
3.2穿透聲波法
穿透聲波法是為了克服上述的不足，根據鐵路隧道探測兩鉆井之間的工程地質情況原理，使用聲波儀一發單收換能器，在兩個測試孔內同時放入換能器進行測試，其中一個為發
射換能器，另一個為接收換能器。孔內灌滿水，作為換能器與孔壁巖體的耦合劑。這種方法可以真實反映該工程區巖體情況并進行圍巖分類，見圖2。
圖1 平面換能器對測法圖2 跨孔測試方法示意圖
4工程應用
建設中的迭部溝潔寺水電站引水隧洞，隧洞全長約5km，洞徑約為3.6m，橫穿過達拉河右岸巖體上。對引水隧洞有影響的沖溝有3條，分別為引1#沖溝；2#沖溝及3#沖溝，尤以3#沖溝最大。沖溝走向基本垂直河流，坡降較大，呈“V”，相對高差100～300m，溝內覆蓋第四系沖洪積物，厚度10～30m。沿途洞室圍巖巖性為變質砂巖夾板巖、板巖夾少量砂巖呈互層狀。變質砂巖巖性致密堅硬，板巖巖質較軟，板理發育，局部呈片理化帶。巖體中斷裂發育，層間擠壓帶和層面裂隙地帶多，故在設計施工階段，探測巖體地質狀況，并判斷巖性級別非常重要，為設計施工提供主要依據，并對巖體穩定性進行定量評價。
4.1 測孔布置及數據采集
按設計要求，隧洞圍巖級別測試共劃分為3個測區，分別為引水隧洞、廠房和壩址處，每個測區隨機選取3～6個測點進行測試，采樣間距0.5～1m，采用接收信號放大功能的10kHZ低頻平面換能器，以得到較清晰的波形，見圖3。
a. 隧洞平面換能器測試波形 b. 穿透聲波法孔1和孔2跨孔測試波型
圖3隧洞測試波形
一般巖性堅硬，風化微弱，結構面不發育，巖體完整性好則波速高、振幅大；反之，當巖性軟弱，節理裂隙發育，風化強烈，巖體破碎則波速低，吸收衰減厲害，振幅小。應力增大，波速增高；反之，則降低。
4.2引水隧洞圍巖分類
引水隧洞根據已有的勘察資料和設計資料，利用地質推斷和作圖等方法初步推測了一些定性指標及圍巖的變化情況，引水發電洞圍巖除進水口和沿線的主要沖溝段巖體屬Ⅲ～Ⅳ類圍巖外，其它地段洞室埋深較大，厚度在100～400m之間，隧洞均處于微風化～新鮮巖體中，屬Ⅱ～Ⅲ類圍巖，板巖由于巖體軟弱，圍巖變形較大，因此圍巖分類時將微～新鮮巖體劃分到Ⅲ類圍巖中。圍巖分類及巖體力學參數建議值見表1[4]，國外按比值和動泊松比協值對巖體分類情況見表2。
表1 圍巖分類及巖體力學參數建議值
圍巖
類別 巖體結構類型 縱波速度VP 巖石抗壓強度Rb 巖體完整性系數
KV 變形
模量 抗剪斷 彈性抗力系數K0 堅固
系數
f
f c
m/s MPa GPa Mpa MPa/cm
Ⅱ 完整層狀 >4100 >80 >0.55
10
∫
15 1.1
∫
1.2 0.8
∫
0.9 70
∫
90 6
∫
8
Ⅲ 中厚層狀 3000
∫
4000 40
∫
80 0.55
∫
0.30 5
∫
8 0.8
∫
0.9 0.0.6
∫
0.80 40
∫
50 3
∫
5
Ⅳ 層狀
∫
碎裂 2000
∫
3000 >25 0.3
∫
0.17 2
∫
3 0.50
∫
0.60 0.30
∫
0.40 15
∫
20 ＜2
表2國外按Vp/Vs比值和動泊桑比巖體分類
動態參數比 比值范圍 巖石質量好壞 圍巖
類別
縱橫波速比Vp/Vs 1.7～1.6 質量好 I、II
2.0～3.0 巖石質量變壞 III、IV
3.0～3.5 巖石質量較破碎 IV
3.5以上 巖石非常破碎 V
動泊松比 0.25～0.30 質量好 I、II
0.30～0.36 巖石質量變壞 III、IV
0.36～0,40 巖石相當壞 IV
0.40～0.43 巖石破碎并充水 V
4.3 資料的分析與處理
根據聲波探測法的測試原理，對引水隧洞的4條引水支洞開挖段的所有巖層和廠房、壩址的巖體進行探測，對其中一部分探測資料進行整理分析[5]，并判斷其巖性情況，整理結果見表3.
根據彈性波的傳播速度（縱波和橫波），還可以利用下列資料計算一些動態彈性參數反映巖體地質情況[6]，整理結果見表4.
動彈性模量：（2）
動泊松比：（3）
動剪切模量：（4）
式中：為巖體密度（g?cm-3）；為縱波波速（m/s）；為橫波波速（m/s）
表3溝潔寺水電站引水隧洞圍巖分類情況
里程范圍 縱波波速/（m/s） 泊松比 巖性類別 T/（us） A/（m） F/（m）
引0+023 2205.3 0.34 Ⅳ類圍巖 263.0 23.52 0.58
引0+630 2249.1 0.36 Ⅳ類圍巖 231.2 26.44 0.52
引1+240 4252.6 0.27 Ⅱ類圍巖 155.2 25.11 0.66
引1+760 3006.3 0.30 Ⅲ類圍巖 252.8 26.44 0.76
引2+200 2690.8 0.35 Ⅳ類圍巖 204.4 58.75 0.55
引3+270 2665.4 0.34 Ⅳ類圍巖 217.6 25.11 0.58
引3+800 2508.7 0.34 Ⅳ類圍巖 231.2 27.23 0.58
引3+850 3042.0 0.31 Ⅲ類圍巖 233.4 26.85 0.71
引4+090 2006.8 0.33 Ⅳ類圍巖 264.1 25.58 0.53
引4+390 2272.7 0.34 Ⅳ類圍巖 246.4 38.16 0.56
引4+800 2444.8 0.33 Ⅳ類圍巖 212.7 23.52 0.52
管0+032 2051.1 0.37 Ⅳ類圍巖 297.4 22.92 0.61
管0+120 2217.1 0.35 Ⅳ類圍巖 261.6 26.02 0.58
廠右0+019 2358.5 0.34 Ⅳ類圍巖 275.6 25.11 0.65
壩0+000-壩右0+017 2717.4 0.33 Ⅳ類圍巖 202.4 23.52 0.55
壩下0+005-壩右0+018 2207.1 0.34 Ⅳ類圍巖 235.6 25.58 0.52
表4勾潔寺水電站引水隧洞動彈性參數計算表
里程范圍 縱波波速/(km/s) 橫波波速/(km/s) 縱橫波速比Vp/Vs 泊松比 動彈性模量
/(Gpa) 動剪切模量
/(Gpa)
引0+023 2.205 1.086 2.03 0.34 8.47 3.16
引0+630 2.249 1.052 2.14 0.36 8.07 2.97
引1+240 4.252 2.386 1.78 0.27 39.48 15.54
引1+760 3.006 1.607 1.87 0.30 18.00 6.92
引2+200 2.691 1.293 2.08 0.35 12.09 4.48
引3+270 2.665 1.312 2.03 0.34 12.36 4.61
引3+800 2.509 1.235 2.03 0.34 10.95 4.09
引3+850 3.042 1.596 1.91 0.31 18.02 6.88
引4+090 2.007 1.011 1.99 0.33 7.29 2.74
引4+390 2.273 1.119 2.03 0.34 8.99 3.36
引4+800 2.445 1.232 1.98 0.33 10.82 4.07
管0+032 2.051 0.932 2.20 0.37 6.39 2.38
管0+120 2.217 1.065 2.08 0.35 8.21 3.04
廠右0+019 2.359 1.161 2.03 0.34 9.68 3.61
壩0+000-壩右0+017 2.717 1.369 1.98 0.33 13.36 5.02
壩下0+005-壩右0+018 2.207 1.087 2.03 0.34 8.49 3.17
5 結論
采用聲波探測技術探測溝潔寺水電站引水隧洞圍巖地質情況，結合超聲波波速（縱波和橫波）所得出的動彈性系數，得出以下結論：
（1）.穿透聲波法能真實反映水工隧洞圍巖的地質情況，巖體完整性及某些巖體動態彈性參數，能夠克服混凝土對圍巖地質情況的影響；
（2）.探測段巖體的密度越大、空隙越小，則波速越大；巖性軟弱，節理裂隙發育，風化強烈，巖體破碎則波速?。?/p>
（3）.巖體結構面對波速有明顯影響，如平行層理波速要高一些，垂直層理波速則低一些；
（4）.聲波探測對巖體的了解較為細致,且具有簡便、快速、經濟、便于重復測試，對測試的巖體(巖石)無破壞作用等優點；
（5）.利用聲速、聲幅及超聲電視測井的資料劃分鉆井剖面巖性,進行地層對比,查明裂隙、溶洞及套管的裂隙等（不做介紹）；
（6）.根據波速隨巖體裂隙發育而降低及隨應力狀態的變化而改變等規律,圈定開挖造成的圍巖松弛帶,為確定合理的襯砌厚度和錨桿長度提供依據（不做介紹）；
（7）.用聲波探測法判斷出的巖體地質情況與巖石類別，跟設計院在設計階段用其他方法以及該工程區以往經驗資料基本吻合，準確率高。
參考文獻：
[1]陳成宗,何發亮.隧道工程地質與聲波探測技術[M].西南交通大學出版社,2005：009
[2]中華人民共和國電力行業標準，DL/T 5010-2005 水電水利工程物探規程[S].中華人民共和國國家發展和改革委員會，2005
[3]孫寶喜,吳春山,黃銳.聲波探測技術方法和應用[J].黑龍江水利科技，2009（02）:225
[4]張承娟.水電工程聲波圍巖分類指標的探討[J].全國第三次工程地質大會論文選集,2005
關鍵詞：地質災害；地質雷達；防治調查；技術應用
中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A 文章編號：
地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用（現象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及地震、火山、地熱害等的統稱。近年來，許多地區各種地質災害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)頻發，給當地的經濟建設和人民生命財產安全構成了嚴重威脅。我們知道，任何地質災害的發生、發展都會引起地球物理場的變化，因此，加強對地質災害勘查與治理過程中的物探工作研究是當今環境地質工作中的一項重要課題。
1.地質雷達用于地質災害調查的可行性
通常我們所常見的地質災害主要有：如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、黃土濕陷、巖土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及地震、火山、地熱害等。嚴格地講，任何一種地質災害的發生都會在介質(土壤、巖層等)中留下痕跡，即通常所說的介電界面，如地裂縫留下的裂隙、活動斷裂留下的破碎帶、滑坡留下的滑脫面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，這些界面兩側介質的物性差異很大，致使電磁波穿過該界面時的反射能量發生增減、波形幅值出現明顯變化，據此可解譯出該界面的準確位置及大致形態等相關信息，因而，探地雷達用于地質災害調查是可行的。并且由于使用了高頻、寬頻帶、短脈沖及高速采樣等技術，其探測精度及速度均高于其它種類的物探手段。
2.地質雷達在地質災害調查中的應用
2.1工程概況
工程位置位于重慶市沙坪壩某工業區，該區地表主要巖性為灰巖，區內橫向河谷發育，水源豐富，地表灰巖有溶蝕環境。該區域近年多次發生塌陷地質事故，部分民房出現不均勻沉降、開裂等不良現象，且該現象有繼續加劇的趨勢。為提出合理的治理方案，需要對該區域的巖溶分布進行較為詳細的了解，故采用地質雷達對該區域進行探測。由于測區位于居民區，房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因對雷達探測效果均會造成一定的不良影響。
2.2探測原理及儀器
探測設備為用美國地球物理公司（GSSI）的SIR-2000型地質雷達，100MHz地質雷達天線。雷達波法檢測是利用高頻電磁脈沖波的反射來探測目標體的，它通過發射天線向介質發射高頻帶、短脈沖電磁波，通過接收天線接收其反射波。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度、能量衰減及波形變化將隨所通過介質的電磁學性質及幾何形態的變化而變化。介質的電磁學性質主要包括導磁率μ、導電率σ和介電常數ε，它們與介質的組成物質、密實程度密切相關。根據雷達波的旅行時間、幅度與波形等實測數據，即可探測介質的構造分布及其相關深度等。測試記錄如圖1。
圖1：異常界面雷達典型記錄
測試按現行《水電水利工程物探規程》（DL/T5010－2005）、《城市工程地球物理探測規范》CJJ7-2007標準執行，儀器參數設置如下：增益：0～66db；采樣點數：2048點；發射速率：主要為50脈沖/秒；時間窗口：500ns；濾波系統：20MHz～200MHz。
2.3地質雷達在地質災害調查中的應用
2.3.1地質雷達應用范圍
2.3.1.1在地裂縫調查中的應用
地裂縫是一種常見且比較嚴重的地質災害，地下水過量超采、地面不均勻沉降、斷裂活動、砂土液化以及地震活動等均可引起地裂縫。由于地裂縫在地表斷續出露，剛出現時規模較小，甚至寬僅數mm，不易引起人們的注意。由于其規模較小，以往常用的超聲波法很難探測其橫向及縱向的延伸變化情況，而使用地質雷達則可有效地解決這些問題。
2.3.1.2在巖溶塌陷調查中的應用
在隱伏基巖為灰巖及白云巖等可溶性巖石的地區，巖溶塌陷是一種較為常見的地質災害，由于地下水的溶蝕作用，基巖中出現溶洞，溶洞的擴大可導致其上部覆蓋層中形成土洞而造成塌陷。由于這一切均發生在地下，隱蔽性較強，不易引起人們重視，隱患也就更大。在這方面的調查中，地質雷達具有較大的優勢。
2.3.1.3在滑坡調查中的應用
在斜坡地貌發育的地區，滑坡是一種較為常見的地質災害，地表流水的侵蝕、地下水的潛蝕和溶蝕以及工程荷載和地震作用等都可能引發滑坡。滑坡體下滑時與母體之間的分界面稱滑坡面。在工程方面，為了對滑坡災害采取有效的防治措施，首先必須要找出滑坡面。一般采用的是電測法及地震勘測法，但這兩種方法的花費較高，且受地質因素的干擾較大，遠不及地質雷達快速、高效和經濟。
2.3.1.4在活動斷裂調查中的應用
活動斷裂作為一種巨大的災害隱患已引起人們的注意和重視，它可以誘發地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質災害，危害極大，如果能準確地確定出活動斷裂的位置，從而在以后的工程建設中避開或采取有效的防護措施，可以最大限度地減少損失。在活動斷裂的調查方面，快速、高效、經濟的地質雷達已逐漸取代了鉆探及變形監測等傳統方法。
2.3.2探測結果
本次測試共計14條測線，長1479m。各測線所得雷達測試圖像清晰，滿足預期探測要求。本文對其中3條測線進行了分析闡述。
2.3.2.1測線1
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表1與圖2。
表1：探測結果
圖2：測線1成果圖
2.3.2.2測線2
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表2與圖3。
表2：探測結果
圖3：測線2成果圖
2.3.2.3測線3
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表3與圖4。
表3：探測結果
圖4：測線3成果圖
3.結束語
探地雷達作為一種快速、高效和經濟的高新探測技術，在工程建設、地災防治以及其它領域的作用日益顯著，尤其在地質災害調查方面，探地雷達以其無損、快速、準確的工作特點，正逐漸取代鉆探、電法及超聲波等傳統方法，隨著對電磁波研究的日益深入，其應用前景將日益寬廣。
參考文獻：
[1] 趙燕峰， 婁海. 道路探地雷達在高速公路檢測技術中的應用[J]. 河南師范大學學報(自然科學版)， 2004，(02)
[2] 楊志鵬. RAMAC探地雷達在地下管線探測中的應用[J]. 科技資訊， 2007，(10)
關鍵詞：地質災害；地質雷達； 調查；可行性； 應用；
中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A 文章編號：
地質災害是由于各種(自然的或人為的)地質作用導致地質體或地質環境發生變化，給人民的生命財產、生存環境以及國家建設造成損失的災害事件的統稱。近年來，許多地區各種地質災害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)頻發，給當地的經濟建設和人民生命財產安全構成了嚴重威脅。我們知道，任何地質災害的發生、發展都會引起地球物理場的變化，因此，加強對地質災害勘查與治理過程中的物探工作研究是當今環境地質工作中的一項重要課題。
1.地質雷達用于地質災害調查的可行性
常見的地質災害主要有地震、地裂縫、地面沉降、巖溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。嚴格地講，任何一種地質災害的發生都會在介質(土壤、巖層等)中留下痕跡，即通常所說的介電界面，如地裂縫留下的裂隙、活動斷裂留下的破碎帶、滑坡留下的滑脫面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，這些界面兩側介質的物性差異很大，致使電磁波穿過該界面時的反射能量發生增減、波形幅值出現明顯變化，據此可解譯出該界面的準確位置及大致形態等相關信息，因而，探地雷達用于地質災害調查是可行的。并且由于使用了高頻、寬頻帶、短脈沖及高速采樣等技術，其探測精度及速度均高于其它種類的物探手段。
2.地質雷達在地質災害調查中的應用
2.1工程概況
某工程為山地地質，該區地表主要巖性為灰巖，區內橫向河谷發育，水源豐富，地表灰巖有溶蝕環境。該區域近年多次發生塌陷地質事故，部分民房出現不均勻沉降、開裂等不良現象，且該現象有繼續加劇的趨勢。為提出合理的治理方案，需要對該區域的巖溶分布進行較為詳細的了解，故采用地質雷達對該區域進行探測。由于測區位于居民區，房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因對雷達探測效果均會造成一定的不良影響。
2.2探測原理及儀器
探測設備為用美國地球物理公司（GSSI）的SIR-2000型地質雷達，100MHz地質雷達天線。雷達波法檢測是利用高頻電磁脈沖波的反射來探測目標體的，它通過發射天線向介質發射高頻帶、短脈沖電磁波，通過接收天線接收其反射波。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度、能量衰減及波形變化將隨所通過介質的電磁學性質及幾何形態的變化而變化。介質的電磁學性質主要包括導磁率μ、導電率σ和介電常數ε，它們與介質的組成物質、密實程度密切相關。根據雷達波的旅行時間、幅度與波形等實測數據，即可探測介質的構造分布及其相關深度等。測試記錄如圖1。
圖1：異常界面雷達典型記錄
測試按現行《水電水利工程物探規程》（DL/T5010－2005）、《城市工程地球物理探測規范》CJJ7-2007標準執行，儀器參數設置如下：增益：0～66db；采樣點數：2048點；發射速率：主要為50脈沖/秒；時間窗口：500ns；濾波系統：20MHz～200MHz。
2.3地質雷達在地質災害調查中的應用
2.3.1地質雷達應用范圍
2.3.1.1在地裂縫調查中的應用
地裂縫是一種常見且比較嚴重的地質災害，地下水過量超采、地面不均勻沉降、斷裂活動、砂土液化以及地震活動等均可引起地裂縫。由于地裂縫在地表斷續出露，剛出現時規模較小，甚至寬僅數mm，不易引起人們的注意。由于其規模較小，以往常用的超聲波法很難探測其橫向及縱向的延伸變化情況，而使用地質雷達則可有效地解決這些問題。
2.3.1.2在巖溶塌陷調查中的應用
在隱伏基巖為灰巖及白云巖等可溶性巖石的地區，巖溶塌陷是一種較為常見的地質災害，由于地下水的溶蝕作用，基巖中出現溶洞，溶洞的擴大可導致其上部覆蓋層中形成土洞而造成塌陷。由于這一切均發生在地下，隱蔽性較強，不易引起人們重視，隱患也就更大。在這方面的調查中，地質雷達具有較大的優勢。
2.3.1.3在滑坡調查中的應用
在斜坡地貌發育的地區，滑坡是一種較為常見的地質災害，地表流水的侵蝕、地下水的潛蝕和溶蝕以及工程荷載和地震作用等都可能引發滑坡?；麦w下滑時與母體之間的分界面稱滑坡面。在工程方面，為了對滑坡災害采取有效的防治措施，首先必須要找出滑坡面。一般采用的是電測法及地震勘測法，但這兩種方法的花費較高，且受地質因素的干擾較大，遠不及地質雷達快速、高效和經濟。
2.3.1.4在活動斷裂調查中的應用
活動斷裂作為一種巨大的災害隱患已引起人們的注意和重視，它可以誘發地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質災害，危害極大，如果能準確地確定出活動斷裂的位置，從而在以后的工程建設中避開或采取有效的防護措施，可以最大限度地減少損失。在活動斷裂的調查方面，快速、高效、經濟的地質雷達已逐漸取代了鉆探及變形監測等傳統方法。
2.3.2探測結果
本次測試共計14條測線，長1479m。各測線所得雷達測試圖像清晰，滿足預期探測要求。本文對其中3條測線進行了分析闡述。
2.3.2.1測線1
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表1與圖2。
表1：探測結果
圖2：測線1成果圖
2.3.2.2測線2
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表2與圖3。
表2：探測結果
圖3：測線2成果圖
2.3.2.3測線3
測線長145m，覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表3與圖4。
表3：探測結果
圖4：測線3成果圖
3.結束語
本文通過地質雷達在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及活動斷裂調查中的應用實例分析。探地雷達以其無損、快速、準確的工作特點，正逐漸取代鉆探、電法及超聲波等傳統方法對地質災害的防治進行了分析，這也證明了地質雷達對地質災害防治起了重要作用。
參考文獻：
[1] 閆長斌， 徐國元. 探地雷達技術在巖土工程中的應用現狀與展望[J]. 湖南理工學院學報(自然科學版)， 2003
[2] 李大心. 探地雷達在滑坡調查中的作用[J]. 中國地質災害與防治學報， 1994
關鍵詞:工程地質 巖土工程
1.工程地質學科的爭議
教科書對工程地質學的三種定義:①工程地質學是研究與工程有關的地質問題的科學;②工程地質學是研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學;③工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學。
從以上三種定義的實質中均不難看出,工程地質學強調的工程和地質的關系,研究的是人類工程活動與自然地質環境的相互作用。但是,近年來工程地質學科卻正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質學被異名為巖土工程學,工程地質勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學術界有此呼應,一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質這個專業在高校也被取消了。一時間,似乎工程地質已經成了守舊傳統,巖土工程才是先進時髦的,才是可以適應市場經濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質勘察的不景氣以及市場競爭的不規范化,工程地質勘察隊伍增加了巖土工程的業務是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質的救世主,則值得商榷了。
根據筆者的理解,巖土工程是一項工程應用技術,是針對地質體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術”的別名,說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術。確立工程地質學是一門獨立的學科,盡管也僅僅是本世紀初的事,并不象數學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質定義在“學科”這樣的高度上,是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論,這就是地質學的基本特性和基本理論,換句話說,工程地質學的基本理論就是地質學(當然更包括數學、力學、化學等等),因此,又將工程地質學界定為地質學的一個分支學科或應用學科,這是符合實際的。工程地質學的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學。顯然,工程地質與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質學科的一個分支,好象還說得過去;而反過來用巖土工程來代替工程地質,則實在有些牽強附會。
1997年6月20-27日,國際工程地質學會在希臘召開了一次學術討論會,會上決定將本學會名稱改為:國際工程地質學與環境學會。我國組團15人參加,王思敬任團長。隨后國內也有人提出工程地質學會改名,以便與國際接軌,但一直未獲通過。在近幾年的中國地質學會工程地質專委會會議上,學科和學會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質界的前輩專家學者們多數也不同意更名,認為如此嚴肅的基礎性應用性學科,沒有必要放棄自己的傳統風格,我國的工程建設任務十分繁重,工程地質學科的研究和發展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質工作的任務
在工程建設中,工程地質工作的任務十分繁重,也異常艱巨,主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建筑地區或場地;②評價,闡明工程建筑區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,準確界定工程地質問題;③預測工程建筑物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質專業的尷尬
工程地質專業是工程建設的基礎性專業,沒有這個專業,一切工程建設均將成為空中樓閣,這是常識性問題,我們在這里反復強調好象有些多于。然而,現實確讓這一基礎性專業處于一個十分尷尬的境地,主要表現在:
①工程地質專業本身的特殊性、復雜性和實踐性;
②專業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,擇業行為中的浮躁動機,專業本身的局限性;
③規程規范存在的問題;
④工程地質勘察技術的局限性;
⑤相關專業對工程地質專業的輕視;
⑥長官意志,某些決策者對工程地質專業的無知或輕視;
⑦世人對工程地質專業的不了解與不理解。
4. 在工程建設中的地質教訓
由于地質問題而嚴重影響工程建設的實例太多,教訓太深刻,順手拈來幾個實例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題;
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題;
③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題;
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題;
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。
5. 工程地質在工程建設中的決定性作用
任何地質條件下都可以建工程,對嗎?這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題,筆者認為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰巖壩址滲漏嚴重不能建壩;
②小浪底滑坡性質界定對設計的影響;
③天生橋二級水電站移民區是否滑坡對移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環境地質問題,有時可能是決定性的;
⑤地質邊界條件和地質參數對工程設計的影響。
6.相關學科在工程地質中的應用
①系統工程在工程地質中的應用;
②計算機技術在工程地質中的應用;
③遙感、物探、GPS等;
④水工設計施工與工程地質的關系。
清晰的工程概念是地質師所必需的。潘家錚院士對地質師的要求:應該有系統地學習水工建筑物的基本設計理論,計算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經驗;最好補一些數學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初,由于我國水利水電工程地質專業人才奇缺,一批設計師改行從事工程地質專業的學習和工作,后來大都成為工程地質專業的優秀專家。實踐證明,地質師的工程概念清晰,地質工作會得心應手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質要面對現實著眼未來
汪恕誠部長最近講話強調:不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠。修改一個設計,似乎節省了某一個工程量,而索賠量比這個還大,大量修改設計怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設計,實則是水利水電工程地質的一個千載難逢的新的契機。
如何理解汪部長的這段話?我們認為首先要搞清楚為什么修改設計,水利工程因為地質問題而修改設計的可以舉出若干例子來。
修改設計往往賴地質,我們當然可以理直氣壯地說:前期地質工作投入不夠,工程地質條件不清楚,地質基礎資料不準確,工程地質分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質問題的界定不明確或界定有錯誤,學術技術問題得不到廣泛的討論和爭論,工程地質問題的真理有時往往掌握在少數人手里。
很明顯,要想不修改設計,地質工作必須做到家,基本的地質工作量必須保證。作為地質師,既要尊重事實,堅持真理,實事求是,還要努力學習,開拓進取,勇于創新,更要勤于實踐,不迷信權威,不違心唯上。工程地質專業的形象靠地質師們去樹立,去維護;工程地質專業在工程建設中的地位也只有靠地質師們自己去爭取
關鍵詞：工程地質 巖土工程
1.工程地質學科的爭議
教科書對工程地質學的三種定義：①工程地質學是研究與工程有關的地質問題的科學；②工程地質學是研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學；③工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學。
從以上三種定義的實質中均不難看出，工程地質學強調的工程和地質的關系，研究的是人類工程活動與自然地質環境的相互作用。但是，近年來工程地質學科卻正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質學被異名為巖土工程學，工程地質勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲，學術界有此呼應，一些大專院校也紛紛效仿，甚至工程地質這個專業在高校也被取消了。一時間，似乎工程地質已經成了守舊傳統，巖土工程才是先進時髦的，才是可以適應市場經濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質勘察的不景氣以及市場競爭的不規范化，工程地質勘察隊伍增加了巖土工程的業務是完全必要的，但將巖土工程作為工程地質的救世主，則值得商榷了。
根據筆者的理解，巖土工程是一項工程應用技術，是針對地質體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求，因此又有“巖土工程處理技術”的別名，說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術。確立工程地質學是一門獨立的學科，盡管也僅僅是本世紀初的事，并不象數學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久，然而，之所以將工程地質定義在“學科”這樣的高度上，是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論，這就是地質學的基本特性和基本理論，換句話說，工程地質學的基本理論就是地質學(當然更包括數學、力學、化學等等)，因此，又將工程地質學界定為地質學的一個分支學科或應用學科，這是符合實際的。工程地質學的最新定義也是較為全面的：研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學。顯然，工程地質與巖土工程盡管有相似之處，但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質學科的一個分支，好象還說得過去；而反過來用巖土工程來代替工程地質，則實在有些牽強附會。
1997年6月20-27日，國際工程地質學會在希臘召開了一次學術討論會，會上決定將本學會名稱改為：國際工程地質學與環境學會。我國組團15人參加，王思敬任團長。隨后國內也有人提出工程地質學會改名，以便與國際接軌，但一直未獲通過。在近幾年的
③規程規范存在的問題；
④工程地質勘察技術的局限性；
⑤相關專業對工程地質專業的輕視；
⑥長官意志，某些決策者對工程地質專業的無知或輕視；
⑦世人對工程地質專業的不了解與不理解。
4. 在工程建設中的地質教訓
由于地質問題而嚴重影響工程建設的實例太多，教訓太深刻，順手拈來幾個實例：
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題；
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題；
③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題；
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題；
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題；
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響，葛州壩、西津溢洪道等。
5. 工程地質在工程建設中的決定性作用
任何地質條件下都可以建工程，對嗎？這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題，筆者認為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰巖壩址滲漏嚴重不能建壩；
②小浪底滑坡性質界定對設計的影響；
③天生橋二級水電站移民區是否滑坡對移民安置的影響；
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環境地質問題，有時可能是決定性的；
⑤地質邊界條件和地質參數對工程設計的影響。
6.相關學科在工程地質中的應用
①系統工程在工程地質中的應用；
②計算機技術在工程地質中的應用；
③遙感、物探、gps等；
④水工設計施工與工程地質的關系。
清晰的工程概念是地質師所必需的。潘家錚院士對地質師的要求：應該有系統地學習水工建筑物的基本設計理論，計算方法，以及地基缺陷的影響，各種處理的措施，各種成功和失敗的經驗；最好補一些數學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初，由于我國水利水電工程地質專業人才奇缺，一批設計師改行從事工程地質專業的學習和工作，后來大都成為工程地質專業的優秀專家。實踐證明，地質師的工程概念清晰，地質工作會得心應手；反之則可能事倍功半。
7.工程地質要面對現實著眼未來
汪恕誠部長最近講話強調：不能老修改設計，因為搞招投標尤其是國際合同，修改設計就意味著被索賠。修改一個設計，似乎節省了某一個工程量，而索賠量比這個還大，大量修改設計怎么得了？汪部長的這段講話似乎在批評設計，實則是水利水電工程地質的一個千載難逢的新的契機。
如何理解汪部長的這段話？我們認為首先要搞清楚為什么修改設計，水利工程因為地質問題而修改設計的可以舉出若干例子來。
修改設計往往賴地質，我們當然可以理直氣壯地說：前期地質工作投入不夠，工程地質條件不清楚，地質基礎資料不準確，工程地質分析出力不夠或分析工作的深度不到家，工程地質問題的界定不明確或界定有錯誤，學術技術問題得不到廣泛的討論和爭論，工程地質問題的真理有時往往掌握在少數人手里。
很明顯，要想不修改設計，地質工作必須做到家，基本的地質工作量必須保證。作為地質師，既要尊重事實，堅持真理，實事求是，還要努力學習，開拓進取，勇于創新，更要勤于實踐，不迷信權威，不違心唯上。工程地質專業的形象靠地質師們去樹立，去維護；工程地質專業在工程建設中的地位也只有靠地質師們自己去爭取
