【摘 要】本文通过结合分析目前地质预测勘探技术出发，分析不同地质勘探技术的原理要点等，提出各个技术在地质勘探中的操作要点，为工程地质勘探提供参考。
【关键词】水电工程；地质勘探；钻探；地质雷达
1.引言
在水电工程施工过程中，根据设计提供的地质勘探资料，对重点地段地表开展可控源音频大地电磁法（V5）为主的综合物探，同时绘制纵向剖面图和进行地表补充地质测绘，在施工现场通过采取地表代表性岩样，并将样品在室内做对比分析和物探资料分析整理。通过在施工中加强超前地质预报，如采用地质素描、超前钻孔并辅以TSP203、探地雷达、红外线探水仪等物探手段进行综合预测；根据超前预报及有关监测结果可及时变更水电工程的施工方案，从而进一步确保施工的安全及顺利进行。
2.地质预测勘探技术
根据水电工程地质条件，结合施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，对地质勘探可采用TSP203地质预报系统、探地雷达、声波法、超前钻探法等进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
2.1 TSP203超前地质预报系统
TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报临近区域地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在工程周围地质内发生传播，当地质强度发生变化，比如地质出现变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧地质的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到地质强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到地质强度变化界面的位置及方位。
在水电工程中通过采用TSP203地质预报系统实际操作中必须掌握以下要点：这种地质勘探技术适用范围广，可适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；可勘探的距离长，能预测前方100m～200m范围内的地质状况；勘探过程对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
同时该地质勘探技术采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。通过波形能量分析图分析确定之后，可得出水电工程中不良地质相对的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对的地质平面图和纵断面图。
2.2 地质雷达勘探
地质雷达探测（Groun d Penetrating Radar简称GPR）采用电磁波反射原理探测浅层地层的划分、岩溶、空洞、不均匀体的检测。仪器将发射天线和接收天线集于一体，具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点。作为TSP203地质预报系统的补充，在TSP203预报异常点，在确定异常体的规模、性质、危害性有困难时，采用探地雷达作为补充手段，短距离进一步探测前方30m内的地质情况。
2.3 声波法（HSP、CT）
声波反射法利用声波在地层中传播、反射，通过信号采集系统接收反射信号。声波CT层析成像（Computer Tomography，简称CT成像或CT）法预报移植于国外始于七十年代且得到广泛应用的岩土及混凝土声波CT层析成像技术，借助医学界X射线断层扫描的基本手段，结合岩土物理力学性质的相关分析，采用孔间声波探测射线走时和振幅来重构孔间岩土内部声速值及衰减系数的场分布，通过像素、色谱、立体网络的综合展示，达到直观反映孔间岩土体内部结构（岩容发育分布）的目的。
2.4 超前钻孔探测
超前水平岩芯钻探可根据需要探测和了解水电工程开挖前方几米、几十米乃至上百米范围内围岩的工程地质情况；通过钻孔了解和释放影响工程施工的地下水；通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不稳定地质进行准确定位；直接采取岩芯样进行各种抗压强度试验，获取岩石物理力学性质参数。同时在地质勘探过程中，为了有效地节约施工时间和减少经费，对地质情况稳定、岩性坚硬完整且变化小的地段可酌情减少超前水平岩芯钻探工作量，在钻进过程中，尽可能避免钻头偏移，导致探测结果发生误差。根据地质的坚硬程度，调整钻机转速和钻压，对于坚硬地质可采用较低钻压。采用RPD-150C地质钻机进行超前深孔钻探，钻探深度可达150m，孔径90～120mm。
超前钻探地质勘探技术是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定工程地质的规模和产状。实际勘探过程中用喷距代替射速进行预报，施作程序如下：暂时封闭水量较小的探孔，只留一个喷距最远的测量其喷距离(如完全封闭有困难，可尽量堵塞，减小其流量)；把实测喷距换算成标准条件下的喷距。即高出水平面1m(y=1)时的喷距；根据换算后的喷距，对涌水量进行预报。一般喷距小于5m，流量小于100～400m3/h为小型突水，可加大探孔长度，试挖前进；喷距9～12m，流量400m3/h以上为中型突水，应停止施工，探明情况；喷距12m以上，为大型突水，应立即停止施工，探明情况，从速处理。
2.5 红外线探水仪探测
红外线地下水探测系统系采用红外测温原理探测局部地温异常现象，判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置。目前所所采用的HY-303红外线探水仪通过接收地质的红外辐射强度，根据地质红外辐射场的变化，分析判断地质开挖面前方30m范围内是否存在含水体。将含水裂隙、含水构造、含水体作为寻找对象场源时，场源所形成的场要远远大于场源本身，当由远而近接近场源时，仪器显示屏上的读数值会发生明显变化。当掌子面前方存在含水构造时，含水构造产生的异常场会迭加到掌子面后方的正常场上，产生场的畸变，距场源的距离不同，畸变后的场强亦不同，在数据曲线上表现为突变。
3.地质勘探质量控制措施以及资料交附
3.1 质量控制措施
鉴于地质勘探对于水电工程施工的重要性，在勘探中为了有效地确保地质测试与超前预报质量，成立QC小组，实行全面质量管理，按ISO9000质量体系的要求，建立内部管理机制，制定岗位责任制，保证测试预报工作按计划（实施细则）运行，全部地质资料实行计算机管理，保证资料的完整性和连续性。测试预报人员要根据现场实际每天或经常、主动地深入施工现场，及时了解施工动态，进行地质测绘与编录，同时对一些地质条件复杂的地段，设置质量控制点，进行重点测试预报，确保地质测试与超前预报工作的质量。
为了地质测试与超前预报和施工的顺利进行，实行定期会议制度，每天进行一次调度会，每周召开周例会，每月进行一次汇总和分析，若遇特殊情况，根据需要随时召开，适时邀请业主和设计单位参加，及时协调解决存在的问题，
3.2 资料交付
地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。每天将现场采集的资料进行分析和汇总，并向施工和技术负责人进行汇报；每周进行一次归纳汇总。对地质条件与设计变化较大、影响工程施工安全，可能产生地质灾害的重点地段所做的地质超前预报，及时报业主、设计单位；情况紧急时，先采取防范措施，再以书面形式报告业主、设计单位，以保证施工安全。
4.结论
文章通过结合水电工程地质勘探情况，提出可采取的地质勘探方法以及各种勘探技术原理，为工程勘探操作提供依据，同时简要地总结了地质勘探控制技术措施，为同类工程参考。
参考文献
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