水利水电工程物探发展探析

三峡大学学报(自然科学版)

()JofChinaThreeGoresUniv.NaturalSciencesg

Vol.41Su.1pp

Se.2019p

:/DOI10.13393.cnki.issn.1672-948X.2019.S1.043j

],():引用格式:刘康和,童广伟,段 伟,等.水利水电工程物探发展探析[三峡大学学报(自然科学版)J.2019,41S1185-188.

水利水电工程物探发展探析

()中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222

刘康和 童广伟 段 伟 赵文超

摘要:工程物探技术为适应基础工程建设的需要,依托快速发展中的地球物理学、计算机、电子、信息、互联网、大数据、云计算等技术,逐渐拓宽其应用领域和范围,目前已在工程全生命周期(包括建设前期、施工期、运行期)和地质、水文、生态、环境、安全等有关问题的探测、检测与监测(简称“3)测”中发挥着重要的作用.本文简述了工程物探技术的应用现状和应用范围,介绍了中水北方公司物探技术特色与优势,通过分析认为,有必要建立具有水利水电特色的工程物探科学体系,加强科技创新,完善和提高技术质量管理,培养一大批既懂技术又会经营管理并具综合分析能力的开拓型复合型人才,推动“技术发展,提高“技术水平,增强市场的适应能力和竞争能力.3测”3测”关键词:水利水电工程; 工程物探; 应用; 发展前景

)中图分类号:TV698.1 文献标识码:A 文章编号:1672-948X(2019S1-0185-04

AnalsisontheDevelomentofGeohsicalExlorationyppyp

inWaterConservancndHdroowerProectsyaypj

(,,)ChinaWaterResourcesBeifannvestiationDesin&ResearchCo.Ltd.Tianin300222,ChinagIggj

LiuKanhe Tonuanwei DuanWei ZhaoWenchaoggGg

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,,,relinnraidleveloinechnoloiessuchasgeohsicscomuterelectronicinformation,Internetygopydpgtgpyp

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收稿日期:2019-03-14

,:作者简介:刘康和(男,教授级高级工程师,主要从事水利水电工程物理探测和工程检测监测的技术研究与技术管理工作.1962-)E-mail

liu-kanhe@163.comg

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三峡大学学报(自然科学版) 2019年9月

1 概 述

工程物探技术在工程规划选点、可行性研究、初步设计、技术施工等勘测阶段以及在建和已建(或既有建筑物)工程质量检测或评价中得到广泛应用,即工程全生命周期的应用.工程物探技术包含探测、检测和监测(简称“3测”

),地质或地质缺陷进行的物理探测工作1

):其中:探测主要在工程前期对影响工程建设的不良的地质缺陷或人工构筑实体进行质量检测2

)检测:主要在工程施工期对影响工程建设质量.

、评价和验收的无损检测工作文因素的影响使其遭受损坏甚至造成垮塌危险的不3

)监测:主要在工程运营期因受到各种环境及人.

良缺陷进行物理监测及健康诊断等工作试等优点“3测”

技术具有无损、快速、经济、便于大面积测.

,必将在工程全生命周期中得到越来越广泛的应用,并使“.

3测”技术得到更好的发展、完善和提高2 应用范围

2.1 探测类

伏形态等1)覆盖层探测:层厚度及物性参数、基岩顶板起物性参数等2

)隐伏构造破碎带探测.

:位置、宽度、延伸方向和3)软弱夹层探测.

:卸荷带深度4

)岩体风化,评价岩体风化程度等、卸荷带探测位置、厚度和物性参数等:岩体风化带厚度.、岩体情况5

、)物性参数滑坡体探测、:厚度、滑床形态.

、分布范围、分层6

7

)含水情况等)岩溶探测.采空区探测:分布:埋深、埋深、范围、规模和充填情况等、充填情况等..水流速流向8

)地下水探测,断层破碎带9

)划分含水层和隔水层等:地下水位、地下水富集情况防渗帷幕线探测.

、地下、裂隙透水带:地表覆盖层厚度、透水地层和相对、岩溶洞穴隔水地层、空间分布等环境表层土壤氡浓度10

)环境放射性测试与评价.

、:检测环境辐射强度、值)、1土壤氧化还1)环境空气氡及其子体浓度等土壤腐蚀.原性电测位试、土与壤电评价阻:率土、壤土壤酸碱极度化电(p

流H密度、质量损失等.

速度1,2

以及计算泊)场地抗震动力参数测试松比、动弹性模:场地岩土体纵量、动剪切模量、横波、场地卓越周期,评价砂土液化等网或人工地网工频接地电阻13

)岩土电性参数测试:岩土.

、大地电导率及电力设施(水)电阻率、自然地接触电位、跨步电位等14

)地下管线探测:.分布情况探测各种管道、电缆的埋深及2.2 检测类

.

厚度1,)确定可利用岩岩体质量检测体:岩高体质程、评量价分和级复核、建基已岩开体挖松的弛建基岩体质量等体的松弛厚度2

)洞室松弛圈测.

、松弛、未松弛岩体的力学参数等试:洞室围岩应力状态、洞壁岩3

)灌浆效果检测:灌浆前后岩土体力学参.整程度和灌浆对防渗能力的改善情况等.

数、完均匀性4

)防渗墙质量检、渗透性以及墙体与基岩接触情况等测:防渗墙深度、缺陷、连续性、5

)堆石(土)体密度检测:堆石(土)体密度和含水.率、填筑均匀性板裂缝6

)堆石坝面板质.

、面板强度及内部缺陷等量检测:面7

)混凝土质量检测.板与垫层间脱空、面和内部不密实区(空洞)及裂缝延伸深度等缺陷:混凝土强度、配筋均匀8

)洞室混凝土衬砌质量检测:衬砌厚度、脱空.性等凝土缺陷及强度、钢筋分布、保护层厚度等.、混触状况等9

)钢衬与混凝土接触状况检测.

:钢衬与混凝土接10

)测、基桩承载力动11

)锚杆锚固质量无损检测基桩质量检测:长度、砂浆饱满度.、静测试:桩身强度评价.

、桩身完整性检12

)门等水下建筑13

)地基承载力测试水下建筑物缺陷:检天然或加固地基承载力查:包括①大坝、隧洞.、闸;护坡、护坦等水下构筑③水下阻塞、②消力池、物;堆积、沉积物;④通航、

渔道等附属建筑其内容为表面缺陷、形态结构、状态等4

..层破碎带1)隧洞施工、岩溶洞穴超、前地下水富集区地质预报:施、工岩性分界线等掌子面前方.

断速度和横波速度15

)岩土体物,理并可计算泊松比力学参数测试、:动弹性模量包括弹性波、纵动剪波切模量、单位弹性抗力系数、各向异性系数、风化岩波速比、完整性系数等道或入水口位置16

)渗漏探查.

、:规模漏出水点与库水连通情况、深度等.

、渗漏通第4等 水利水电工程物探发展探析1卷 增刊1 刘康和,

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2.3 监测类

动监测和环境振动监测1)振动监测:包括施、频率等.内容为振动速度工爆破振动、水工、加速度建筑物、振位移2)内部岩石位移变化情况等监测3

)微震监测.

围岩变形特性监测:微震事件及微震时间:松弛变形、表面收敛变形、位置和强度.、患,其中堤身隐患4

)堤防隐患探包测括与裂监缝测与洞:.

分穴堤、身新隐旧堤患和结堤合基面隐不整合、新老堤段接头不整合、堤身夹杂的异常物等;堤基隐患包括地基原有的暗沟、暗管,孔洞,隐蔽的古墓、采空区、古河道、松软层、沙层、溶蚀破碎带等.

特色与优势

渠、埋涵1

)引调、管线水、工隧洞程:、包渡槽括水、倒虹吸源工程、涵洞、输水、箱涵等工程(含)、明控制工程(含节制闸、分水闸、退水闸等)、配水工程(泵站、调蓄水库等)、其他工程(排水建筑物、动能回收电站等)全生命周期中的前期地质缺陷探测、施工期质量检测、运行期监测与检测的物探技术工作南水北调中线工程、宁夏固原地区(宁夏中南部.已完成)城乡饮水安全水源工程等大中型引调水工程的探测、检测、监测工作隧洞周围缺陷探2

),深埋长隧洞积累了丰富的实践经验测:、前.

掌期子不面良地前方质超缺前陷地质探测预、报施、工围期岩“松弛变形特性及表面收敛变形监测等.已完成水利部

系统948””“研究项目复杂地质、条件宁夏固下生原态(宁环境夏中保南护部工程)引勘水测隧研洞究工程等,正在进行国家重点研发计划专题“大深埋隧洞异常地质体的地球物理探测技术及方法”研究、输水隧洞工程等有关隧洞工程的探测、检测、监A测B工H作,通过研发和实践积累了丰富的工程经验漏入水口3

)渗漏探测、渗漏通:对道水、渗漏利水出电水工口程、渗漏渗漏区量域.等()包进括行渗综合探测,提供渗漏区域的位置、规模、范围、深度等,以便进行有针对性的封堵及防渗处理,保证水利水电工程的蓄供水效益和堤坝安全程刁河渡槽下游渐变段渗漏.已完成南水北调中线工水、西黑山渠道渗漏水、沟盘河水库渗漏水、探测工作7家营水库坝后渗漏水等项目的运行期隐患发展4

),堤防积累了丰富的工程实践经验隐患变化探测的与监监测等测:堤.

.已身完、堤成基永隐定患河探堤测防,、永定新河堤防、漳卫新河堤防、南水北调中线高填方渠道堤防的探测监测工作,积累了丰富的工程实践经验.

体质量评价5

)坝基岩体及隐蔽性工程检测监测、松弛变形监测,地连墙完整性:包括坝基岩、连续性及缺陷检测,锚杆锚固及桩基质量检测等.已完成万家寨水利枢纽、沙坡头水利枢纽、李仙江戈兰滩水电站、

南水北调东线平原水库防渗墙及多项桩基工程的检测监测工作,积累了丰富的工程实践经验.

4 认识与展望

4.1 认识

程、民用建筑工程等1)近年来水利水基电础工建程设速、铁路度工飞程快、,交他通们运的输安工全运营是建设与管理单位的工作重点,随着人们认识水平的提高,各种建筑物的安全检测监测与诊断会得到越来越多的关注和重视究,对工程中存在的2)大力开展水利.

有水关电工情况提程老出化问病害题和的建检议查.与依研托公司的质量检测监测资质,努力加强工程质量检测市场的份额,包括在建工程质量检测监测和后工程时代的健康诊断,尤其是隐蔽性工程质量的检测监测,如基础工程、地下连续墙、隧洞衬砌的检测监测等都为工程建设的验收提供技术支持量随开发的完成3

)国内大江大河的综合开发很快.

逐渐减少,需要到国外,前期勘察工作寻找项目,已有良好的开端,但综合诊断的工作的提前介入和开拓,必将推动水利水电工程检测监测技术进步,并使经济社会效益的综合提高4.2 展望

.

看:探测类向1)就工程建设“设备向“(3高灵敏度D”(要三求维和目、)高分辨率、地前空物探探测技术、高精度方向进发展水平来)展发展.仪器测监测类向3高”“时、准确、4D”(四维时空)方向发展,要求精细.、检及2”)方向发展“直观、远程诊断3测”技术逐步朝向工程全生命周期的.

“健康诊断,最终培育形成综合性“工程医院”4.3 建议

.专业技术单1)切实整合公司内部具有计量要求位和人员,作为实体单位有、利检测资质的于形成合力,共同面对复杂多变的工程市场2)跟踪科争技,强前烈沿反,推映动着技.

科术技进水步平.的“3测”

技术市场的激烈竞竞争,离开了基础科学和新兴技术的有机应用.“3测”技术性很强就谈不上发展,所以必须依靠科技进步和新兴技术方法的开发或引进,使其直接服务于生产,为工程建设

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与运营提供重要的信息技术人员的知识更新3

)适时进行知识更.

新,提高技术素质.强化各类,提高新兴理论知识水平和技术水平,加强对各类技术人员专业素质的训练与考核,拓宽生产技术研究的深度与广度,充分发挥人的能动性及技术优势,4)以适应形势发展的要求开展新技术新方法的试验研究仅有利于技术水平的提,.

不断为高,更“3测”注入新的活力.不有利于适应市场的竞争重要的是进一步搞.进一步搞好引进、消化、吸收,更好创新,建立具有水电特色的“测”科学技术体系3

5)仪器设备作为.

“3测”的工具和手段,它们的先进性直接影响到生产效率、经济效益和市场的竞争能力.因此,“3测”技术的发展依赖于设备的持续投入,以全面地改善各项技术指标,提高“,这对企业的不断成长和可持续发展具有重3测”技术成果的科技含量要意义.一般来说,仪器设备的更新不仅为了维护简单的再生产,更重要的是为了促进工程测试的技术进步,提高技术素质,从而增强市场的竞争能力,提高经济和社会效益6)提倡“3.

测”技术人员学习相关的专业知识其工程设计、结构、地质、电子等知识,以便于合理.尤运用和正确选择有效的“3测”

技术的效用,缩短工期3测”“方法和技术,对充分发挥,节约投资,加快经济建设必将起到积极的推动作用7)提高“3测”技术水平和管理水平.

,以适应市场经济发展的需要.精简和优化“合理,通过工程3测”队伍,使其结构和布局更加趋向实践,逐步总结完善以至实现综合性与专业性、技术型与管理型、技术层与劳务层的合理配置,达到培养一批既懂技术又会管理,既会生产又巧于经营的复合型、开拓型人才.参考文献:

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