李锐
山东省地质矿产勘查开发局第八地质大队（山东省第八地质勘察院）? 山东省日照市? 276800
摘要：在城市建设、土地资源规划、环境保护等建设工程各个方面，都需进行水工环地质勘察工作，通过勘察获取地下岩土的各类数据，为项目设计、建设、管理提供依据，以保证项目建设的顺利进行。对此，本文首先对水工环地质勘察工作的重要性进行介绍，然后对水工环地质勘察工作中的技术类型进行分析，并对水工环地质勘察技术的应用要点进行探究。
关键词：水工环地质勘察；重要性；运用要点
1. 引言
在工程项目建设中，查明拟建场区水文地质条件、地下岩土体的空间结构、地质构造类型，才能进行合理有效的开发利用，而地质勘察是不可缺少的重要环节和关键内容。勘察工作人员应选择适宜的勘察技术，并严格控制勘察工作环节，获得完整的地质环境勘察信息，在项目建设过程中采用有效的预防控制措施，确保项目建设的顺利进行。因此，亟须对水工环地质勘察技术类型以及应用要点进行深入研究。
2. 水工环地质勘察工作的重要性
在工程项目前期工作中，地质勘察至关重要。在水文地质勘察工作中，需对勘察区域的地下水环境、地质构造及地下水补、径、排条件等进行全面分析；而工程地质勘察的目标是详细了解项目建设区域地层、岩性及地质结构等条件；在环境地质勘察中，需全面了解项目建设区域环境地质条件、地质构造及灾害类型等。通过做好上述地质勘察工作，获得完善的地质勘察信息，为项目建设提供设计及施工依据。现如今，科学技术发展迅速，在水工环地质勘察中，GPS技术、遥感技术以及RTK技术的应用比较常见，能够为水工环地质勘察提供先进的技术条件。在水工环地质勘察中，具体的勘察方法根据勘察阶段分别进行，各勘察阶段的工作性质、勘察目的以及勘察内容均有一定的区别，但是三者之间紧密联系，要求勘察工作人员充分利用勘察资料认真分析、对比，对数据的形态特征及识别方法进行研究，才能保证水工环地质勘察的顺利进行。
3. 水工环地质勘察工作中的技术类型
3.1 电法
在水工环地质勘察中，电法的应用比较常见，通过将电法应用于水工环地质勘察中，能够保证勘察工作的顺利进行，提升勘察工作的有效性。对于水工环地质勘察中的电法，常采用高密度电法和激光极化电法两种技术类型。其中，高密度电法是一种阵列勘察方式，在具体的勘察过程中，只需进行一次布置即可，无需进行多次布置，可对水工环勘察数据进行自动化收集，同时点击排列多样化，可有效保证水工环勘察结果的准确性。通过上述分析可见，在水工环地质勘察中，电法的应用优势明显。
3.2 GPS定位技术
GPS定位技术即为全球定位系统，具有全天候、全球性的特征，被广泛应用于海陆空三大领域的工程地质勘察中，勘察结果的精度比较高。在水工环地质勘察中，通过利用GPS定位技术，能够有效避免勘察人员对于勘察结果准确性造成不良影响，保证勘察信息数据的准确性和及时性。在GPS定位技术的应用中，可对环境中的地质灾害、水文地质点分布情况、环境污染情况等进行有效监测，同时还可对勘察所得数据进行传输，不仅能够保证水工环勘察工作效率，同时还可保证水工环勘察结果的准确性和可靠性。
3.3 RTK实时动态技术
RTK实时动态技术指的是一种处理两个测量站载波相位观测量的差分方式，通过对勘察区域设置基准站，然后再将采集的载波相位发送给用户接收机，由接收机确定坐标。在水工环地质勘察中，在应用GPS定位技术时，需对勘察数据进行再处理，而通过应用RTK实时动态技术，不仅能够实时获得勘察数据，提高勘察结果进度，同时还能够实现勘察数据信息共享，进而有效提高勘察工作效率。在水工环地质勘察中，对于RTK实时动态技术，可与GPS定位技术联合应用，通过对勘察数据进行科学合理的分析，即可准确判断地质灾害、水文分布情况等。
3.4 GPR地质雷达技术
GPR技术又被称为地质雷达勘察技术，通过利用频率在106Hz~109Hz之间的无线电波，即可确定地下介质的分布情况。在GPR地质雷达技术的实际应用中，首先向地下发射高频电磁波，然后再接收由地面所反射回的电磁波，对电磁波的波形以及振幅变化情况进行准确测算，即可确定地下介质的结构、分布空间、埋深等等。在水工环地质勘察中，GPR地质雷达技术也是最为有效的勘察技术，应用优势明显。
3.5 RS遥感技术
RS遥感技术也是一种比较常见的勘察技术类型，在自然地质勘察和防治方面发挥着十分重要的作用，因此被广泛应用于森林资源勘察、病虫害监测预测等各个方面。现如今，RS遥感技术发展迅速，并逐渐朝向多元遥感技术方向发展，在水工环地质勘察中发挥着十分重要的优势。ＲS 技术是与计算机网络技术相结合的一门技术，其又被成为数字遥感技术，它能够应用水工环地质勘察工作的防范自然灾害等领域。ＲS 技术的应用历程从单一的波段探测阶段发展到多元的遥感探测阶段，是通过分析建和立多元遥感模型来实现的。具体来说，该技术制作并完善了水工环地质勘察工作生成详细图形的过程。基于对遥感图像光谱分辨率和空间方面的研究成果，ＲS技术的应用范围逐渐扩大到城市园林建设、环境保护探测以及其他方面等，从而使水工环勘察工作得到了进一步的完善。
3.6 TEM透射电子显微镜技术
TEM透射电子显微镜技术的分辨率在0.1nm~0.2nm之间，通过将其应用于水工环地质勘察中，可以有效观察到超微结构下的数据，有效弥补传统光学显微镜的不足，保证水工环地质勘察数据的准确性，是水工环地质勘察中十分重要的技术类型。TEM 技术是国内新型的水工环地质探测技术，其又被称为瞬变电磁技术。该技术最早是应用于航空物方面的探测，然而，随着科学技术的不断发展，TEM 技术已经被应用到了与地质环境勘测相关的领域。其具体的工作原理是:利用电磁设备的回线原理，将脉冲电磁波传送至地下。在此过程中，需要对二次涡流场变化进行观测，并通过二次涡流场变化的实际来分析地下事物的状态。如果在观测的过程中，发现了无规律涡流场或者是二次涡流场的存在，就可以确定TEM 技术所探测区域的非均匀地质体带电。这是因为应用TEM技术的过程中，其电磁设备受到了地下电磁场的影响，进而使设备出现了眼圈效应。那么，所获得的数据就可以作为解决地质问题的依据。当前阶段 TEM 技术的实际应用方法主要有两种，分别是电偶源法和垂直磁偶源法。其中垂直磁偶源法的应为范围更广，这是该技术方法在进行具体探测的过程中，不会受到外界地质条件影响的原因。
4.水工环地质勘察技术应用的实施要点
4.1 明确勘察目标
对于水工环地质勘察工作，可分为多个阶段，不同阶段勘察目标有所不同。
其中，普查阶段的目的是基本查明工作区的水工环地质条件，地下水的补给、径流、排泄等；详查阶段是查明工作区的水工环地质条件，从地下水资源、地质环境出发，论证工作区适宜的建设发展规模、布局及产业结构；勘探阶段则详细查明重点工作区水工环地质条件，为项目建设开发、施工图设计提供依据。
4.2 普查阶段
普查阶段勘察技术比较简单，若岩层的致密性比较强，可利用高电阻勘察技术；若岩层具有疏松性特征，可使用低电阻勘察技术；如果岩石为中性或者酸性，则需利用磁法勘察技术；而如果地质结构中的黄铁矿含量比较多，则可利用自然电位法。在勘察前，可选用上述技术类型，综合考虑勘察区域实际情况进行初步探测，然后根据探测结果绘制地质图。在对岩顶板进行测量时，首先需绘制高程图，一般可应用电测方式。如果基岩的埋深比较大，则可利用地震勘察法；如果地质条件的电性比较弱，则可利用电测剖面方式；在对地下水位进行勘察时，如果地下水位比较高，或者含水层的电阻比较低，则可利用电测方式，利用高电阻对电剖面进行划分，然后再利用钻探技术进行水位勘察。
4.3 详查阶段
在详查阶段，首先可对地下水的流速以及流向进行勘察，一般可利用充电法。在水流比较平缓的位置，可实施钻孔勘察，如果有滑坡地质情况，则应在滑坡位置做地质切面，然后再利用电法进行勘察。在进行水工环地质勘察中，如果勘察位置的基岩上有裂缝，则应选择适宜的位置设置定位基准，然后再进行电法勘察。如果勘察区域中有地质破碎带，则可利用电法勘察方式确定破碎带的厚度以及范围，而如果破碎带中有岩石，则可利用磁法进行勘察。
4.4 勘探阶段
在后续设计勘探阶段，可利用分层探测方式确定地质岩性。首先应进行电阻测量，对岩层的倾斜角度以及倾向进行勘察。另外，还需对勘察区域进行地质钻探，并根据探测结果绘制地质图，同时还应注意对地质图精度进行校准。
5. 水工环地质勘察技术应用工作实例
5.1 工程概况
某工业园区地处赤水河下游茅台河段支流五岔河谷地带，区域规划面积25km 2 ，其核心生产区工业建设用地13200亩。产业定位为酱香白酒生产，该园区为贵州省一类园区、国家新型工业化产业示范基地、千亿级培育示范园区的重要组成部分。近年来，园区工业建设及安置区建设产生大量弃土集中堆积形成弃土场，为防止弃土场引发地质灾害对环境造成破坏，需进行工业园区场区地质灾害防治工程勘察，并根据堆积体堆积现状进行施工图设计，以促进经济发展与环境相协调。本次勘察主要任务具体要求如下：（1）查明场区地质环境条件；（2）查明防治工程区域内的环境地质特征；（3）查明区内可能发生各类地质灾害的边界范围、岩土体结构，可能引发地质灾害的地形地貌，地表水、地下水和人类工程活动的关系；（4）为场区内防治工程提供各类岩土参数及其他参数，为合理制定整治方案与工程设计提供地质依据。
5.2 勘察方法及工作量
（1）1∶1万地形图矢量化及地表调查。为查明弃土场场区汇水面积及沟域发育情况，勘察工作前期对勘察区进行了1∶1万地形图矢量化工作，矢量化面积为2.061km 2 ，并以此为底图进行1∶1万地表调查，调查面积为0.574km 2 。（2）1∶500地形图测量。采用1954年北京坐标系，1985年国家高程基准，等高距 1m，2007 年版图式，采用全站仪，对弃土场场区进行 1∶500 的地形测量，测量面积为 0.166km 2 ；其测量满足《工程测量规范》及本次勘察精度的要求，为工程地质测绘、勘察工作布置以及防治工程施工图设计、施工提供了基础图件。（3）1∶500工程地质测绘。采用1∶500实测地形图实地测绘，测绘范围包括斜坡区及其邻近的地区，调查了弃土场影响范围区域地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质特征。测绘地质剖面6条，调绘面积0.166km 2 ，其工作精度达到相关规范要求。（4）山地工程。为了查明堆积体下游沟域斜坡体两侧第四系覆盖层厚度，在斜坡体上共布置了8个探井对斜坡体进行勘查。（5）工程地质钻探。为了查明设防区岩土结构特征，在拟设防区共布置了10个钻探孔进行勘查，总进尺81.3m。柱状图成图比例尺为1∶100。（6）工程地质物探堆积体。堆积厚度大，若进行钻探，施工难度大，施工工期长，堆积体前缘局部有变形迹象，钻探施工存在严重安全隐患，为了查明堆积体厚度，计算堆积体体积，为弃土场防治工程提供依据，在堆积体区布设4条工程地质物探剖面进行勘察，总长1.2km。物探采用高密度电法，初步查明堆积体厚度及岩土接触面剖面形态。（7）样品采集与试验。为了查明弃土场场区各类岩土体的物理力学性质指标，分析评价其整体稳定性，在本次勘察中采集了残坡积层土样9件、中风化砂岩9件，并进行了常规室内试验，试验严格按照相关标准执行。
5.3 勘察成果
（1）岩土体工程地质特征。根据岩土坚硬程度、结构以及物理力学性质，将调查区内岩层划分为硬质岩类和松散岩类两种工程地质岩组。（2）不良地质现象。勘察区弃土堆积体堆积形成较高的边坡，易发生滑坡；弃土堆积体未分层碾压，结构松散，所在区域汇水面积大，易发生泥石流。此外，勘察区无其他滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。（3）斜坡及地基稳定性评价。堆积体底部两侧斜坡体整体地形相对较缓，调查时无变形迹象。堆积体坡脚一带两侧斜坡体平均坡度小于20°，局部地形坡度较陡段被改造成阶梯状耕地。较小的土层厚度、较缓的地形坡度，该区难以发生大规模滑坡地质灾害，但可能发生局部陡坎垮塌等不良地质现象，危害程度低。由于堆积体堆积范围大，堆积厚度大，堆积体底部地区地形相对较为宽缓，堆积体底部设防经济效益低。距堆积体底部约180m处两侧地形坡度较陡，该处土体较薄，呈地形上阶梯状，土体稳定性好。局部基岩裸露，岩体坚固完整，具有较高的承载力，为切向坡，岩体稳定性好，该处为上游沟谷锁口地带，适宜修建大坝等工程项目。（4）防治方案。由于弃土场滑移对当地危害程度有限，因此对弃土场进行防治，实际就是对弃土场引发泥石流进行防治，泥石流防治方案主要分三个方向，一是对物源进行防护，二是对流通区沟道进行排导，三是对泥石流固体物质进行拦挡。（5）质量评述。勘察工作中，严格按照《岩土工程勘查规范》（GB50021—2001 2009年版）、《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T 0218—2006）、《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）执行；项目组对勘查资料进行了100%的自检和互检，在勘查工作完成了预期的任务，达到了本次勘查目的后，进行该项目野外工作了验收，结论为：本次勘查资料齐全、完整，符合相关规范要求，达到勘查的目的，勘查工作质量良好。
6. 结语
综上所述，本文主要对水工环地质勘察工作中的技术要点和勘察方法进行了详细探究。随着科学技术的快速发展，水工环地质勘察技术类型不断增多，在水工环地质勘察中，应结合实际情况选择适宜的技术类型，保证勘察成果的准确性和可靠性。
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