水利工程地球物理探測技術(shù)發(fā)展與展望

水利工程地球物理探測技術(shù)發(fā)展與展望摘要：常見的水利工程包括水庫、河岸、運河、引水隧洞等。這些工程的隱患包括裂縫、空洞、洞窟、動物巢穴、巖溶滲漏通道、飽和線增加、水庫底部土膜斷裂、灌漿泥分布不理想、水庫底部溝體施工不理想。對這些隱患形成規(guī)律的研究，以及對其地球物理異常機制的進一步澄清，將大大有助于地球物理勘探和搜索的應(yīng)用。本文對水利工程地球物理探測技術(shù)發(fā)展與展望進行分析，以供參考。關(guān)鍵詞：水利工程；地球物理探測；技術(shù)發(fā)展引言地球物理方法的創(chuàng)新、技術(shù)的發(fā)展和新型商業(yè)儀器的不斷出現(xiàn)，為城市地下管線的檢測創(chuàng)造了有利條件，檢測效率和質(zhì)量也得到了顯著提高。對于不同的勘探任務(wù)以及不同的地表環(huán)境、地質(zhì)條件和地下喪葬環(huán)境，我們應(yīng)采用不同的淺表地球物理方法和技術(shù)，選擇最佳的采集方案和采集裝置來完成相應(yīng)的任務(wù)，并嘗試采用綜合地球物理方法和技術(shù)。1全面認識城市工程地球物理探測相關(guān)內(nèi)容地球物理勘探一般是指“利用物體與周圍介質(zhì)之間的物理性質(zhì)差異，利用適當(dāng)?shù)牡厍蛭锢碓砑跋鄳?yīng)的儀器和設(shè)備，或利用試驗方法確定地質(zhì)物體或地下人工埋藏物體的物理性質(zhì)或技術(shù)性質(zhì)，通過分析和研究觀測到的物理場，探索地質(zhì)邊界、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和其他物體或目標的勘探方法。"我國城市規(guī)劃、建設(shè)和城市管理的物探技術(shù)是必要的。與其他傳統(tǒng)方法相比，該技術(shù)具有更獨特的優(yōu)勢和適應(yīng)性。此技術(shù)相對簡單、快速、全面、方便地獲取信息，不會對發(fā)現(xiàn)造成損害，從而大大節(jié)約成本。但是，在應(yīng)用這項技術(shù)時，我們應(yīng)該充分了解和掌握其性能和特點，以及在使用過程中可能出現(xiàn)的問題等。例如，影響該技術(shù)的主要因素是檢測深度低、精度要求高、干擾因素多等。其特點是時間緊，任務(wù)繁重。由于這項任務(wù)不能影響建設(shè)區(qū)居民的正常生活，還必須確保交通狀況不受影響。本文詳細介紹了這項技術(shù)的一些顯著特點。1.檢測精度高，城市物探技術(shù)要求檢測精度高，誤差不應(yīng)超過0.1厘米。因此，如此高的要求也是城市物探的一大挑戰(zhàn)。3.影響檢測的干擾因素很多。城市環(huán)境中，人流量和車輛流量都比較大，干擾因素很多，這些干擾因素都是不確定和未確定的。城市建筑比較密集，給處理這些干擾因素帶來很大困難。2.施工現(xiàn)場的限制。由于該技術(shù)多用于交通條件復(fù)雜多變、城市建設(shè)密集的地方，地球物理勘查工作場所將受到嚴重限制，這在一定程度上也影響到地球物理勘查工作。2水利工程隱患探查的地球物理新技術(shù)2.1探地雷達法探地雷達(gpr)是一種利用超高頻脈沖電磁波檢測地下介質(zhì)分布的物探方法。高頻電磁波高達106Hz至109Hz，通過發(fā)送天線以寬帶短脈沖的形式發(fā)送到地面，在數(shù)日內(nèi)通過各種電氣介質(zhì)的接口返回，并從接收天線接收，從而產(chǎn)生雷達反射模式。由于電磁波在傳播到具有不同電氣特性和形狀的介質(zhì)時，其途徑、強度和波形發(fā)生變化，因此可以根據(jù)測量波的傳播時間、振幅和波形來分析和判斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和深度。該圖用脈沖反射波形表示，正負尖端用黑白區(qū)分，波形相位軸生動地表示地下目標的反射表面。所選天線中頻應(yīng)考慮目標的最小尺寸和深度。該方法在探測范圍內(nèi)具有分辨率高、效率高的優(yōu)點。成功地認識到了大壩核心墻的隱患，閘道底部空洞的隱患，以及供水隧道襯砌層鋼筋的分布等。2.2高密度地震映象法高密度地震測繪法是一種等偏移反射法，可在地面或水面的小偏移處激勵和維持地下地層和目標的連續(xù)掃描。其工作模式與地面雷達相似，但其探測深度遠遠大于地面雷達。應(yīng)用于陸地時，波域窗口會根據(jù)偏移距離而有所不同。當(dāng)在p波反射窗口中選擇時，即具有相似偏移的單點反射方法；如果在表面波域窗口中選中，則應(yīng)接收表面波平面?zhèn)鞑ミ^程中介質(zhì)引起的表面波分解和轉(zhuǎn)換波。在水中使用時，應(yīng)配備水下地質(zhì)艙(水聽器)和連續(xù)沖擊震源船，偏移距離應(yīng)確定。當(dāng)工作船同時吸引地震源船和水聽器時，進行檢測采集，采用動態(tài)GPS測量系統(tǒng)進行定位。由于水中無剪切波干擾，其探測深度和效果較好。2.3地質(zhì)雷達和自然電位綜合探測水庫滲漏水庫的所有壩都是殘留瀝青混凝土心墻存在嚴重滲漏問題的巖石回填壩。為了找出泄漏地點，采用了隨機潛在地面雷達組合檢測水庫大壩的方法。準確找出泄漏零件并存的問題，為技術(shù)處理和安全評價提供依據(jù)。3物探技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用3.1混凝土質(zhì)量高精度檢測技術(shù)水利工程中涉及的混凝土結(jié)構(gòu)眾多，包括地下廠房、輸水隧洞、渡槽、倒虹吸、箱涵、閘室、混凝土面板等，混凝土施工質(zhì)量直接關(guān)系到水利工程的整體施工質(zhì)量，一旦混凝土存在結(jié)構(gòu)缺陷，包括裂縫、脫空、不密實、強度不足、鋼筋分布不符合設(shè)計要求、保護層厚度不足等，將嚴重威脅水利工程的運行安全。目前，常用的混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)包括探地雷達法、脈沖回波法、聲波法以及超聲橫波反射成像技術(shù)等。超聲橫波反射成像技術(shù)是一項近年來新發(fā)展的混凝土質(zhì)量高精度檢測技術(shù)，具有干耦合、陣列發(fā)射、超聲橫波反射、合成孔徑聚焦成像四大特點，能夠用于混凝土質(zhì)量檢測，精度可達毫米級。3.2數(shù)字鉆孔技術(shù)在水利工程勘察與檢測過程中，需要進行大量的地質(zhì)鉆孔或混凝土取芯，但是由于實物巖心存在取樣、運輸、存儲以及管理等方面的不便，數(shù)字鉆孔技術(shù)顯得尤為重要。數(shù)字鉆孔技術(shù)利用鉆孔高清錄像、聲波等技術(shù)獲取鉆孔巖體信息，利用孔壁圖像與實物巖芯的耦合原理，形成數(shù)字巖芯代替實物巖芯，能夠有效解決上述問題，成果形象、直觀。4水利工程地球物理探測技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢4.1地球物理方法應(yīng)用實例高密度電阻率法的應(yīng)用測量區(qū)位于松花江中游南岸一省中部。本文旨在找出本節(jié)壩基松散保護層厚度、巖性、基巖深度和巖性，確定各層的表觀阻力值及其地質(zhì)層斷層。地基松散層在混凝土強度上與基巖不同，接地情況良好，經(jīng)孔證明是滲流控制點。地質(zhì)雷達和自發(fā)電位綜合檢測水庫滲漏西溝水庫位于某省貢比拉河中游。水庫的所有壩都是殘留瀝青混凝土芯石壩，存在嚴重滲漏問題。為了找出泄漏地點，采用地質(zhì)雷達與自發(fā)潛力相結(jié)合的方法，檢測西溝水庫大壩。準確找出泄漏零件并存的問題，為技術(shù)處理和安全評價奠定基礎(chǔ)。4.2三維探測與建模分析技術(shù)三維設(shè)計是水利行業(yè)發(fā)展的主流方向與必然趨勢，但是目前由于技術(shù)所限，水利工程物探工作還是以一維和二維探測為主，探測成果也是以一維波形與二維剖面展示為主，三維探測技術(shù)還處于起步與發(fā)展階段，大多數(shù)技術(shù)尚未實現(xiàn)真三維探測，不符合水利行業(yè)未來發(fā)展趨勢。同時，目前的物探成果展示也只是以工作布置圖加二維成果剖面的展示為主，不便于成果的理解與分析，缺少對探測目標或者區(qū)域的建模分析。因此，地球物理探測技術(shù)的三維探測與建模分析是未來發(fā)展的主流方向。結(jié)束語綜上所述，考慮到國家的需要、科技的發(fā)展和時代的發(fā)展，比較國內(nèi)外海洋地球物理勘探的進展和差距，分析存在的問題及其原因，中國海洋地球物理勘探技術(shù)和方法的發(fā)展不僅應(yīng)該繼承，而且應(yīng)該創(chuàng)新。參考文獻[1]鄧娜.西南地區(qū)高壩水電站地球物理探測技術(shù)應(yīng)用研究[D].成都理工大學(xué),2017.[2]C城市工程地球物理探測規(guī)范[S].JJ7-2017,[3]袁江華,謝向文,薛云峰.小浪底水庫庫區(qū)煤礦采空區(qū)的地球物理探測[J].勘察科學(xué)技術(shù),