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[关键词]工程地质；水文地质；勘察
[中图分类号]K826.16 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0290-01
在勘察工作实践过程中，由地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计、增加投资、导致工期延误，重则造成工程事故给人民生命财产带来重大损失。
1 工程地质与水文地质勘察的目的
1.1 工程地质勘察目的
工程地质勘察的目的是查明工程建筑物地区的工程地质条件，分析预测可能出现的工程地质问题，并充分利用有利的地质条件，避开或改造不利的地质因素，为工程的规划、设计、施工、运用和管理提供可靠的地质资料。工程地质勘察工作一般分为规划、可行性研究、初步设计和技施设计4个阶段
①规划勘察：规划勘察的目的是为工程选点提供初步的工程地质资料和地质依据，该阶段的主要任务为搜集、整编区域地质、地形地貌和地震资料；了解工程建设地点的基本地质条件和主要工程地质问题；分析工程建设的可能性；了解各规划方案所需天然建筑材料的概况，进行建筑材料的普查。
②可行性研究勘察：可行性研究勘察是在河流或河段规划方案选定的基础上进行的勘察。其目的是为选定坝址、基本坝型、引水线路和枢纽布置方案进行地质论证，根据建设条件，进行技术经济论证，提出设计比较方案，对拟建场址的稳定性和适宜性作出评价，并提供工程地质资料。
③初步设计勘察：初步设计勘察是在可行性研究阶段选定的坝址和建筑场地上进行的勘察。其目的是对场地内建筑物地段的稳定性做出评价，为确定建筑物总体布置、选择主要建筑物地基基础方案和不良地质现象防治对策进行论证，查明。水库区及建筑物地区的工程地质条件，为选定坝型、枢纽布置进行地质论证，并为建筑物设计提供地质资料。
④技施设计勘察：技施设计勘察是在初步设计阶段选定的枢纽建筑物场地上进行的勘察，结合施工图设计，按不同建筑物（群）提出详细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数，对建筑地基作出岩土工程分析和评价，为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出结论和建议。其目的是检验前期勘察的地质资料与结论，为优化建筑物设计提供地质资料。
1.2 水文地质勘察目的
水文地质勘察是研究水文地质条件的主要手段。水文地质勘察的目的是为了查明地下水的形成、分布规律，并在此基础上对地下水资源做出水量与水质评价，从而为国民经济建设提供水文地质依据。水文地质勘察工作的任务是运用各种不同的测绘、勘探、试验、观测方法，经过一定的勘察程序，查明基本的水文地质条件和解决专门性的水文地质问题。
2 工程地质与水文地质测绘
2.1 工程地质测绘
工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。在同一设计阶段内，比例尺的选择又取决于建筑物的类型、规模和工程地质条件的复杂程度。工程地质测绘的比例尺分为：小比例尺（1：10万～1：5万）测绘、中比例尺（1：2.5万～1：1万）测绘和大比例尺（1：5000～1：1000）测绘。
2.2 水文地质测绘
水文地质测绘是水文地质勘察工作的基础与先行工作，是认识和掌握区域地质构造、地貌、水文地质条件的重要调查研究方法。水文地质测绘基本任务是查明：①与地下水形成有关的区域水文、气象因素；②区域地质、地貌及第四纪地质特征；③地下水的补给、径流、排泄条件；④含水层的埋藏条件及其分布。
最后，结合其他工作对地下水资源及其开采条件进行初步评价，为工农业生产建设部门合理开发利用地下水资源提供完整的水文地质资料。
3 工程地质与水文地质勘探
勘探工作是工程地质勘察的重要工作方法之一。对任何工程地质条件及工程地质问题，从地表到地下的研究，从定性到定量的评价，都离不开勘探工作。
3.1 物探工作
岩层有不同的物理性质，如导电性、弹性、磁性、放射性和密度等。利用专门仪器测定岩层物理参数，通过分析地球物理场的异常特征，再结合地质资料，便可了解地下深处地质体的情况。工程地质勘察中常用的是电法勘探和弹性波勘探。
电法勘探是利用仪器测定人工或天然电场中岩土导电性的差异来识别地下地质情况的一组物探方法。电法勘探以岩石的电学性质为基础，不同岩石电性差异的大小、相同岩石的孔隙大小以及富水程度的强弱等，对电法勘探结果都会产生影响。这就要求配合一定数量的试坑或钻孔进行校验，才能较准确地判别资料的可靠性。电法勘探受地形条件限制较大，要求工作范围内地形起伏差小，所以在平原和河谷区使用较普遍。
3.2 钻探工作
钻探是利用一定的设备和工具，在人力或动力的带动下旋转切割或冲击凿碎岩石，形成一个直径较小而深度较大的圆形钻孔。通过取出岩芯可直观地确定地层岩性、地质构造、岩体风华特征等。从钻孔中取出岩样、水样可进行室内试验，利用钻孔可进行工程地质、水文地、质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。与物探相比，钻探的优点是可以在各种环境下进行，能直接观察岩芯和取样，勘探精度高。
4 工程地质与水文地质野外试验
野外试验是在工程地质和水文地质勘察中经常进行的一种重要的勘察方法，是获得工程地质与水文地质问题定量评价、工程设计、施工和认识区域水文地质条件、评价地下水资源所需参数的主要手段。
4.1 钻孔压水试验
钻孔压水试验是用专门的止水设备。把一定长度的钻孔段隔离开，然后用固定的水头向该段钻孔压水，使水从孔壁裂隙向周围渗透，最终渗透水量会趋向一稳定值。根据压水水头、试段长度和渗压入水量，便可确定裂隙岩石的渗透性能。
4.2 抽水试验
抽水试验是利用一定的抽水设备在钻孔、各类井以及某些流量较大的上升泉、深潭式地下暗河、截潜流工程和方塘等上进行，用以测定含水层的水文地质参数，从而判断地下水运动性质，了解地下水与地表水以及不同含水层之间的水力联系。
5 长期观测
在工程地质与水文地质勘察中，长期观测是一项很重要的工作例如，有些动力地质现象及地质应力随时。间推移将不断地变化，尤其在工程活动影响下的某些因素和现象将发生显著变化，严重影响工程的安全稳定、和正常使用。在这种情况下，仅靠工程地质测绘、勘探、试验等工作，很难准确预测和判断各种动力地质作用的规律性及其对工程使用年限的影响。
6 结束语
通过上述主要手段和方法的实施及在实际中的灵活运用，能准确地抓住工程地质与水文地质勘察工作中的主要问题，通过周密的经济、技术评价分析，为工程设计、施工提供合理的和优化的地质依据。
参考文献
[关键词] 商业生态系统 水电勘测 战略模式
一、前言
随着经济全球化和网络信息经济的迅猛发展，新技术以及消费者行为的改变在不断开启着新的竞争领域，原有的行业界限在不断模糊甚至消失，“行业”的概念已很难准确描绘出企业所处的动荡环境。于是出现了用生态视角看待企业的发展和其所栖息的生态系统间的互动关系，以扩大企业的战略管理的新理念。
在日益全球化和网络化的现代商业中，企业仅凭单打独斗是无法立足的。任何一家企业的产品从最初的构思、生产到最终交付，都要与多家企业发生千丝万缕的联系。相辅相成、互为依赖的各类企业编织成庞大的商业网络――商业生态系统。如今，商业竞争已经从单个企业之间的竞争转变为供应链之争，逐渐地，这个转变还在继续――企业的成败越来越依赖于它们所在的商业生态系统，企业之间的竞争演变为生态系统之争。
水电勘测设计企业是一些以水电勘测设计研究院的形式存在，主要负责水利水电规划、设计、科研试验、咨询、环境评价、地质勘探、测绘、水文测验，基础工程施工的企业。水电勘测设计企业与水电开发企业之间的关系是相辅相成，互不相离的：水电开发企业在开发建设水利发电站之前，必需要经过水电勘测设计企业的勘测、规划和设计，而水电勘测设计企业的主要服务对象是水电开发企业，两者是共生的。
本文探讨了商业生态系统的基础理论思想，总结了在一个商业生态系统中的六种基本互动关系：共生、共栖、偏害、互利共生、竞争、捕食，并研究了水电勘测设计企业依附于水电开发企业这样一种共生关系，从而得出水电勘测设计企业发展战略应该选择缝隙型企业的战略定位。
二、商业生态系统理论
商业生态系统超越了传统价值链，也不局限于行业部门，而是涉及供应商、分销商、外包服务公司、融资机构、关键技术提供商、互补产品制造商，甚至包括竞争对手、客户和监管机构与媒体等对公司经营产生直接或间接影响的诸多因素。
商业生态系统（Business Ecosystem）概念的提出最早源于对企业之间过度竞争的反思。这一理论的代表人物James F. Moore（1999）指出，商业生态系统是由个体、组织和子系统组成，以组织和个体的相互作用为基础的经济联合体，组织和个体是商业生态系统中的有机体。它是客户、供应商、主要生产厂家以及其他有关人员组成的群体，它们相互配合，共同生产商品和服务。那些提供资金的人以及有关的行业协会、掌管标准的组织、工会、政府和半政府组织以及其他有关主体也包括在商业生态系统中。这些群体在一定程度上是有意识建立的、在很大程度上是自行组织的、甚至是由于某种原因而偶然形成的。但结果却是其成员作出的贡献能够相互完善、相互补充。
由此可见，商业生态系统企业战略思维有以下一些主要特征:(1)在商业环境日趋融合的情况下，竞争来源于企业所属的商业生态系统之间的竞争，单个企业是特定商业生态系统中的一个成员;(2)商业生态系统以相互作用的组织和个体为基础的经济群落，随着时间的推移，他们共同发展自身能力和作用，并倾向于按一个或多个中心企业指引的方向发展自己;(3)商业生态系统具有大量的松散联结的参与者，每个参与者都依靠其他的参与者，以取得各自的生存能力和效果。生态系统中的各参与者彼此命运攸关：如果生态系统健康，那么所有参与者都能够繁衍生息；如果它不健康，所有参与者都会深受其害。
判断一个商业生态系统的健康状况有三个标准:(1)生产率，一般以投资收益率来衡量;(2)生命力，即系统抵抗各种干扰和破坏的能力，可以根据系统中企业数量的多寡来判定;(3)缝隙市场的创造能力，即能否不断创造更多的细分市场。
三、商业生态系统中企业的互动关系
在商业生态系统中，企业为了获取生产要素市场上的稀缺资源或是为了占领产品市场空间以求得生存和发展，必然和其他企业及生存环境存在着互动关系。根据企业间的仿生联系，将这种互动关系分为企业共生、企业共栖、企业偏害、企业互利共生、企业竞争、企业捕食六种关系：
企业共生:共生是物种之间一种相依为命的一种互利关系，如果失去一方，另一方便不能生存。企业共生是指在两个企业之间，其中一个企业的生存水平直接受到另一个企业的影响。企业共生关系又可以分为正连接关系和负连接关系两种。在商业生态系统的进化过程中，企业之间的负连接关系不断减弱，而正连接关系会趋向增强，这是因为在企业长期的博弈中，符合缓和企业的生存压力和双赢的需要。通过企业间功能的互补，企业间的相互调节会逐渐恢复和提高，适应环境的整体水平。
企业共栖:共栖是指两种物种在一起生存，对一方有利，对另一方无利也无害的一种种间关系。企业共栖是指一个企业（A）对另一个企业（B）有正连接关系，而另一个企业（B）不影响其所依赖的企业（A）的生存水平。
企业偏害：偏害是指两种物种在一起生存，对一方有利，而对另一方有害的一种种间关系。企业偏害是指一个企业（A）对另一个企业（B）有负连接关系，即A企业的生存水平提高，则B企业的生存水平下降，但是B企业不影响A企业的生存水平。
企业互利共生：互利共生是指对双方都有利的一种种间关系，同时这种关系是一种相依为命关系，如果解除这种关系，双方都不能正常生存。企业互利共生是指两个企业之间互相具有正连接关系，即一个企业（A）的生存水平提高会使另一个企业（B）的生存水平提高，而B企业的生存水平提高也能影响A企业的生存水平提高。
企业竞争：当两个物种利用同一确定短缺资源时，就会发生竞争，竞争的结果是一个物种战胜另一物种，甚至导致一种物种完全被排除。企业间的竞争关系是指两个企业间互为负连接关系，即一个企业（A）的生存水平提高会使另一个企业（B）的生存水平降低，而B企业的生存水平提高也能使A企业的生存水平降低。
企业捕食:捕食是指一个物种吃掉一个物种的关系，也是生物相互关系中最基本的现象之一，企业捕食是指企业A基于企业B的生存而生存，但是企业A的发展会导致企业B的消失。
针对水电勘测设计企业来说，水电勘测设计和水电开发是水资源开发利用的两个不可或缺的关键步骤，没有水电勘测设计企业前期的地质勘测、规划设计，则水电开发企业的开发建设工作就没有基础和依据，而水电开发企业的工程建设和电力开发工作是水电勘测设计企业具体商业价值实现的最终体现。从外部环境层面、业务层面以及资本层面等多角度来看，水电勘测设计企业与水电开发企业之间的关系都是互利共生的，是不可分割的。因此，可以说水电勘测设计企业的生存和发展离不开水电开发企业，而水电开发企业的发展也需要水电勘测设计企业的支撑。
四、基于商业生态系统理论的水电勘测设计企业发展战略模式选择
与自然生态系统中的物种一样，商业生态系统中的每一家企业最终都要与整个商业生态系统共命运。因此，在制定公司战略时，不能只着眼于公司本身，还应从全局考虑，了解整个生态系统的健康状况，以及公司在系统中扮演的角色。基于生态系统的战略不仅使公司自身得利，而且使所有系统成员共同受益，从而形成商业上的良性循环，使公司得以持续发展。
采取什么样的战略来促进商业生态系统的健康和稳定，同时也保障自己的生存与发展，取决于企业在生态系统中的定位。企业一般在商业生态系统中担任三种角色：
1.骨干型企业（Keystone）：如微软和eBay等，在系统中占据中枢位置，为系统成员提供共享资产，找到行之有效的创造价值的方法，并与其他成员分享价值。骨干型企业创造的价值对整个系统至关重要。
2.主宰型企业（Dominator）：这类企业往往在系统中拥有关键位置，不论是否控制系统中的资产，它们都力图最大限度地从中攫取价值。实物资产主宰型企业（如早期的IBM）除了榨取价值，至少还创造价值；而价值主宰型企业（如安然公司）为系统创造的价值极其有限，却不断地从系统中拼命榨取价值。主宰型企业最终将导致整个生态系统的崩溃，从而也断送自己的命运。
3.缝隙型企业（Niche Player）：这类企业构成了系统的主体。为数众多的缝隙型企业采取的是高度专业化的战略，对其他企业有一种天然的依赖。只有依靠别的企业提供的资源，才可能有能力专注于某一特定的细分市场，以差异化求得生存和发展。
水电勘测设计企业的发展战略应该向缝隙型企业发展，通过高度专业化、差异化的战略获得良好的生存环境，原因有三：
(1)水电勘测设计企业的规模较小，无法成为生态系统中的骨干型或主宰型企业。一些比较大的水电勘测设计企业一般都是以设计研究院的形态存在，如长江水利委员会长江勘测规划设计院、国家电力公司成都勘测设计研究院等，既然是研究院，顾名思义应该是水电开发主体公司的研发单位的研发机构，它是附属于主体水电开发单位而存在的，因此这类企业的主要服务对象就是其所对应的水电开发企业。在水电开发系统中，水电开发企业在生态系统中处于主导地位，是骨干型企业或主宰型企业，而水电勘测设计企业则没有能力和实力成为骨干型或主宰型企业，因此在一个商业生态系统中，水电勘测设计企业只能成为缝隙型企业。
(2)水电勘测设计企业的业务来源主要是水电开发企业，在生态系统中不可能成为业务的主要发起源，因此不可能成为骨干型或主宰型企业。一般而言，骨干型或主宰型企业通过控制价值链上的关键客户，从而掌握价值链的主导权，这类企业总是最贴近客户的企业，他们了解客户的需求，从而能够提出业务的需求。而从水电开发的价值链实现过程来看，水电勘测企业主要完成的工作是水电开发企业水电建设前期的工作，水电规划能否正确地反映客观规律，将直接影响到水电建设布局的合理性和科学性。而水电开发企业能直接将电力投入市场，实现最终的商业价值，可以说水电勘测设计企业的工作价值是通过水电开发企业的运作实现的。因此，水电勘测设计企业本身在价值链的后端，不掌控直接的客户，不具备成为骨干型或主宰型企业的条件。
水电开发的价值链实现过程示意图
(3)水电勘测设计企业属于咨询类的企业，其本身具有差异化的条件。咨询类企业的关键资源是人才资源，不同的人对某一问题的解决方案是不同的，因此，凭借人才这一关键资源可以使水电勘测设计企业提供的设计方案和咨询结果具有差异化，从而使水电勘测设计企业在商业生态系统中找到自己的细分市场，从而得以不断发展。
五、结论
在水电开发商业生态系统中，由水电勘测设计企业、水电开发企业等一系列与水电开发相关的企业组成，在这个系统中，水电勘测设计企业是水资源开发利用过程中一个不可或缺环节，没有水电勘测设计企业前期的地质勘测、规划设计，则水电开发企业的开发建设工作就没有基础和依据。然而，受到水电勘测设计企业本身的规模、业务以及企业类型等因素的影响，水电勘测设计企业在商业生态系统中的战略选择只能选择缝隙型企业的战略发展路径。
参考文献:
[1]Marco Iansiti，Keystones and Dominators: Framing Operating and Technology Strategy in a Business Ecosystem，Harvard Business School；Roy Levien，NERA
[2]马可・扬西蒂罗伊・莱温:制定战略:从商业生态系统出发.哈佛商业评论，2004（4）：236～264
[3]梁运文谭力文:商业生态系统价值结构、企业角色与战略选择.南开管理评论，2005年第8卷第1期:57～63
[4]潘军 黄昕:一种新的视角――商业生态系统观.生态经济，2004（8）:172～176
地球物理勘探是通过物理场研究地质构造变化，从而探测地下异常体的一种技术方法。物探仪器是主要的测试设备，物探仪器运用物理学、电子学、系统科学、材料科学、计算机技术等学科的综合方法、技术和理论，来探测地球的各种物理信息。物探仪器应用也是非常广泛的，主要应用在建筑工程、水电、交通、煤炭、石油、地质等众多的领域，在资源与能源的发掘和探测、监测地球的环境污染、预测地质灾害等方面也发挥了重要的作用。
1 地球物理探测技术的主要方法
传统的地球物理探测技术的主要方法有：
（1）电法勘探：较为普遍运用的方法。是通过对地层电磁场、电学性质变化规律的研究，根据不同的电性差异，研究测量电场分布规律，以了解地质的状况。（2）磁法勘探：利用磁力仪监测不同地质体的磁性差异，研究地下磁异常及分布规律，从而解决各类地质问题。（3）重力勘探：依据各地质体存在一定密度差异，运用重力测量仪器观测出重力异常，了解地下地层的岩性和起伏变化情况。（4）地震勘探：地震勘探是发展最快的方法之一，它利用人工激发地震波，根据不同地层、岩石的地震波传播规律勘探地质的性质，达到预测地震、减少灾害及勘探和透析地球内部构造的目的。
随着科技技术的不断发展，地球物理探测仪器设备引进了现代电子技术，从而进一步压制干扰，提高分辨能力。
从探测深度上分别，物探主要分为四种类型：超浅层、浅层、中深层、深层[1]，其分别应用的探测方法为：（1）对于超浅层，主要用于地质雷达技术与浅层地震技术两个探测方法；（2）在浅层上，有高密度电阻率和高频电磁成像两种方法；（3）对于中深层，主要应用可控源电磁测深和高精度重力测量两种方法；（4）对于深层，主要应用天然大地电磁测探、高精度磁力测量、深层地震，三种探测方法。
2 地球物理勘探中应用的新算法、新理论
（1）小波理论：是根据傅立叶理论分析逐渐发展起来的一个新的理论分支，适用于信号中差分方程数值解、数据压缩、子波算法、成像的处理，以提高数据的分辨率和信噪比。（2）神经网络理论：仿人脑思维的模拟计算。是通过样本资料的分析研究、学习，从而获得重要的参考数据，对未经处理的资料进行判断的理论。（3）几何分形：主要是对自然界中不规则、不稳定和较常见现象的进行研究，揭示自然界中不同尺度的物体和现象之间存在的相似性，以及整体和局部的相似性。由此，可以通过局部信息对整体信息进行预测[2]。（4）混沌理论：主要应用于描述非线性系统，它与几何分形理论联系很密切，他们都是分层次的基干尺度，揭示不同尺度之间存在的相似性、标度律、差异性等。（5）地理信息系统：一种计算机系统，利用计算机硬件和软件的支持，对时空的数据进行采集、存储、管理、查询、输出，通过地球物理勘探数据处理技术方法，能够快速地分析、输出和查询数据。
3 地球物理勘探技术的基本应用
（1）能源物理勘探。主要是对石油、天然气地区进行综合能源勘探。前期普查依赖于地震勘探。详查过程中，要运用大地电磁、高精度磁力、高精度重力等一些测探技术，对油气地区进行区块评价和构造研究，找出油气储藏构造，从而解决油气勘探中的疑难问题。（2）固体矿产物理勘探。尤其是金属矿产勘探，主要使用电法和磁法。电法主要是根据矿体与围岩的电性差异为基础，研究人工稳定的电流场在地下传导的分布规律。磁法勘探主要是根据矿体或其赋存构造与围岩的磁性差异，在地表或一定高空中测量磁场强度变化的规律。（3）工程物理勘探。工程建设迅速发展，工程物理勘探需求也日益增长，主要应用在建筑、公路、铁路、管道、水利等工程的检测，运用浅层地震、探地雷达、电法等探测方法对工程进行物理勘探。（4）对环境保护、灾害防治的物理勘探。地球物理勘探可以从电、热、光等物理变化进行监测，从而认识环境变化的过程，为环境保护提供背景资料。自然灾害的突然发生严重危害人们的生命安全和经济损失，地球物理监测技术的应用对自然灾害起到了有效的预测、防治的作用。
4 地球物理勘探技术发展的趋势
综合物理、数学、计算机等科学的应用，探测技术越来越成熟，地球物理勘探技术发展的趋势主要表现可以分为以下几个方面。
（1）应用计算机和数据采集技术，使得物理勘探技术向着自动化、数字化、轻便化和多功能化发展。目前在核电站、水电站、矿山等一些重大工程建设上，需要查明较大的危害，关键性的地质构造等[3]。同时，世界很多发达国家面临着浅层矿资源枯竭的问题，工作人员已经向沼泽、海洋、沙漠的方向进行资源勘探。对于这些工作开展就需应用新技术、新仪器，使难以到达的地区得以勘探实施。（2）总线技术进一步发展，逐步形成积木式、模块化、插卡式的球物理勘探仪器关键技术，这些技术的运用可以实现多功能和多参数的自动测量，使物理探测仪器系统模块式的组成结构更加紧凑，也代表新一代技术的发展方向。（3）应用功能较强的应用型软件和集成化的计算机辅助测试技术，使测试技术和测量仪器的发展更上一层。使物探仪器具有更强的功能性，可以更方便地满足勘探的各种需要。（4）高速单版数字信息处理器将误差修复、信号处理、数据处理的功能增强，对一些高档仪器更新、扩展的功能不再只单依靠增强硬件的功能和制造工艺的精细。（5）超导新技术于磁力仪、重力仪的运用，大大增强了探测仪器的功能。（6）应用RS、GPS与GIS技术，提高了地震勘探的分辨率和解释精度。
关键词：工程勘察新技术工程建设
工程勘察是调查研究拟建工程场地的地形、地质环境特征及其与工程建设相关关系的综合应用的活动。它为工程建筑物的规划、设计、施工和使用提供地质资料和依据,是设计的基础环节。工程勘察技术包括工程地质勘察、工程物探检测、工程勘探、工程测绘、水文勘测及试验与监测技术等。随着国家“西部大开发”及“西电东送”战略的实施,工程勘察工作面临前所未有的大好形势,对工程勘察工作的要求也不断提高。各专业由于技术装备逐步改善,注重引进、开发和推广应用新技术和新工艺,并不断开拓市场,除了常规的水电河流规划、前期工程勘察及施工地质工作以外,还不断向市政工程、公路工程、工业与民用建筑、水利工程、新能源工程及国外工程拓展,技术手段也趋于多样化,勘察技术水平得到了较大提高。
1.勘察专业新技术在实践中的具体应用：
随着建设项目规模的增大,面对的工程地质问题越来越复杂且极具挑战性。经过不断探索、实践和提高,我们在诸多领域具备了很强的技术实力,如:工程岩质高边坡的工程地质勘察研究、高坝大库场地的工程地质勘察研究、大型地下洞室群的工程地质勘察研究、喀斯特地区水文地质勘察研究、高地震烈度地区高坝大库水库诱发地震监测预警系统研究等领域。地质分析的手段和方法也得到不断发展。
1.1.我国工程地质研究部门引进和开发实用软件。引进边坡稳定计算程序用于滑坡、塌岸稳定分析,提高勘察成果的定量化判识水平;引进开发了勘探图件、地质剖面制作程序及三维成像技术,开发并进一步完善“工程地质软件包程序”,较好地解决了钻孔成图中的很多难题,也为地质平面及剖面图的绘制起到了较好的辅助设计作用,取得了较好的效果。
1.2.结合工程实践研究和开发新技术。我国工程地质研究部门开发边坡斜面摄影成像技术用于工程实践,提高了地质编录工作效率,获得了大量的工程地质数字信息;开发水电站枢纽区工程地质三维可视化建模与分析研究系统,已应用于生产之中。
1.3.积极引进并应用新的地质勘察和分析手段。在水电站勘察过程中,根据地质分析的需要,在右岸构造软弱岩带勘察中,使用了地震波CT测试技术;采用模型洞原位变形观测分析地下洞室稳定性;在右岸构造软弱岩带稳定性分析、左岸地下洞室围岩稳定性分析及溢洪道边坡稳定性分析均采用了目前比较先进的三维弹塑性有限法分析和三维流形元分析方法,为稳定性评价和工程施工设计提供了可靠的基础资料和参考依据。
1.4.其他新方法新技术的引进和应用。地下洞室围岩分类、坝基岩体质量分类、边坡岩体质量分类、边坡稳定分析、岩体弹塑性理论、地质力学模型、岩(土)体物理力学性试验方法的发展应用;电脑与工程地质软件包的开发应用;勘测手段及钻进取芯技术的提高、物探各种测试手段的广泛应用强有力地促进了工程地质勘察中获取工程地质资料周期的缩短和工程地质条件快速分析评价;充分利用网络技术,进一步提高了地质专业劳动生产率。
近几年,我国从生产需要出发,新技术新工艺得到很好地推广应用：选取适合各类地层(的金刚石钻头,提高钻进效率,降低生产成本;继续完善大坝灌浆变形观测和抬动观测技术,确保坝体安全和工程质量满足要求;在河床冲积层勘探中,采用了SM胶取芯技术,保证了试验样品的原始状态,为冲积层特性研究提供了真实可靠的材料。.5水文勘测开发的电波流速仪,在电站简易测流中投入使用,达到了预期的效果。近年,又开发出水情自动测报系统,现已逐步应用于大型水电站的测报中;为改善以往在水情测报中一直采用的点测量及测流时间过长等问题,水文勘测技术人员正着手对声学“多普勒剖面流速仪(简称ADCD)”技术进行论证和调研,并逐步将此技术运用在对西部山区性河流的水情预报中,计划通过不断实践和探索,最终实现水情的“瞬时”测量预报。
1.6工程物探在水电站开展了大范围的河床冲积层地震波探测;应用声波垂直反射波法、声波CT法及红外线热成像三种相结合的方法,准确地探测到了坝体面板脱空等工程质量问题;在多项水利工程和多个水电站勘察中,应用高密度电法勘探方法,解决了水库漏水问题和断层构造发育范围及深厚覆盖层地质问题,且成效显著。研究并应用“隧洞施工监控量测一体化”,“坝基岩体质量测试的空间分析”,“数字式全景钻孔摄像系统”,“堆积体的综合物理探测技术”,“大坝面板脱空综合物理探测技术”,“小波变换在水电工程地球物理中的应用”等新方法新技术,拓展了物探的应用领域,提高了物探的探测精度。
2.勘察专题研究成果应用
2.1大型水库库岸稳定工程地质勘察成果应用20世纪80年代以来,采用了航空遥感技术与实地验证相结合的方法,相继对一批大型水电站进行了库岸稳定性研究,为快速、高质量地评价库岸稳定性及其他水库工程地质问题发挥了良好的作用。形成了一套较完整的勘察、研究、评价、预测水库区天然状况和蓄水运行条件下库岸稳定性问题的思路和工作方法,包括岸坡类型划分及其变形破坏机制、库岸再造及滑坡稳定性分析评价及预测、岸坡失稳及水库诱发地震灾害调查与分析预测、移民安置选点与处理措施建议等。该项目成果在后来开工建设的大、中型水电工程水库库岸稳定性地质调查中得到广泛应用,提高了水库库岸稳定与移(居)民点调查地质工作效率及成果质量。
2.2大坝面板脱空无损探测研究与应用“大坝面板脱空无损探测研究与应用”是通过试验比较论证提出了采用3种物探方法(声波垂直反射法、远红外热成像法、地质雷达法)进行综合评价的方法。为消除大坝病害,采取相应的处理措施,提高大坝的安全性提供了重要的依据。与传统的单一物探方法相比,本项研究成果具有多种方法互为验证、利用了不同的物性差异特征﹑探测成果准确可靠的优点。大坝面板脱空的处理质量,节约了处理成本,而且具有广阔的推广应用前景,具有较高的经济效益和社会效益。
2.3采用EH4进行深厚堆积体厚度探测应用该方法测量深度大,野外劳动强度小,生产效率高,现场测量直接成像,能十分清楚地辨别地下二度体的异常。该项新技术即EH4电导率成像探测非常实用。而该方法不受这些因素影响,较准确地探测出了堆积体厚度。研究成果及时运用于工程中,减少了工程量,节约了工程投资,节省了时间,经济效益显著。
2.4软弱岩带的工程地质特性研究成果应用：对坝址右岸构造软弱岩带的分布范围和工程地质特性进行了大量有针对性的勘探以及室内和现场试验工作,并完成了现场高压固结灌浆试验和现场渗透变形试验,针对软弱岩带的工程特性、成因进行了系统的分析论证,对工程适宜性进行了分析评价,并提出了切实可行的基础处理措施。该专题成果为可行性研究的经济技术分析论证提供了坚实的基础,对国内外同类工程的地质勘察和设计工作具有很好的参考价值.5“深挖高边坡快速地质编录成图技术”在高陡边坡地质资料收集应用中取得了较好的效果。引进该项技术用于水电站具有针对性强、收效高、安全快速等良好作用。该技术运用摄影测量的原理,通过计算机软件技术,完成高陡边坡影像的正射、线画图的生成,从而完成了地质编录工作。其技术特点:①在地质编录生产中高效、实时;②减少现场工作量,提高工作效率;③利用无站标测量技术和手段可完成传统方法无法完成的任务;④高边坡计算机快速编录成图还可以不断地积累边坡数字化的编录数据,为以后建立工程地质数据库提供良好的数据源。该技术在小湾主体工程边坡及坝基开挖中均有应用,可实现安全、高效、准确地进行地质编录,通过软件功能还可在图像上对地质现象进行较精确的定位,这是传统的地质编录所难以做到的。
3.今后工程勘察技术在实践中应用的总体思路
关键词：岩土工程；勘察；应用
Abstract: This paper through a systematic analysis of geotechnical engineering, discussed the geotechnical engineering development process of China, and geotechnical engineering investigation method, purpose and contents. Instance on this basis and geotechnical engineering investigation further evidence of the importance of geotechnical engineering survey, there are certain positive significance of geotechnical engineering investigation in China.Key words: geotechnical engineering; investigation; application
中图分类号：P258 文献标识码：A文章编号：
岩土工程源于20世纪60年代的欧美，主要用于土木工程。岩土工程以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。
岩土工程勘察是根据建设工程的要求，查明并评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘查文件的活动。任何土木工程建设之初均需进行建筑物场地及环境地质条件的评价。根据勘察对象的不同，可分为：水利水电工程（主要指水电站、水工构造物的勘察）、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。
1我国岩土工程勘察发展过程
在我国建国之初，由于国民经济建设的需要，因此沿用前苏联的模式，建立了地质工程勘察体系，在城建、铁路、公路、港口、水利以及电力等方面展开了地质工程勘察工作，为工程规划、设计和施工提供了大量的地质资料。但是我国岩土工程勘察工作很不统一，各行业对岩土工程的勘察均有各自的标准，而这些标准或多或少都有一定的缺陷，主要表现在：专业分工过细，勘查工作的范围仅限于查清条件，提供参数，而对如何设计和处理很少过问，再加上行业分割和地方保护严重，知识面越来越窄，活动空间越来越小，影响了勘查工作的社会地位和经济效益的提高，从而不能适应社会主义市场经济的需要。
针对以上问题，我国自1980年开始进行建设工程勘察、设计专业体制的改革，从而引进了岩土工程体制。这一体制要求勘查与设计、施工、监测密切结合；要求服务于工程建设的全过程；要求在获得资料的基础上，对岩土工程进一步进行分析论证，并提出合理的建议。20世纪90年代以来，高层建筑以及各项大型工程越来越多，对天然地基稳定性计算与评价、桩基计算与评价、基沟开挖与支护、岩土加固与改良等方面均要求对勘探、取样、原味测试和监测的仪器设备、操作技术和工艺流程等进行不断的创新，并且随着我国城市化建设的快速进行要求也在逐渐的增长。
为了使岩土工程能够适应社会主义市场经济的需要，我国有关部门制定了《岩土工程勘察规范》，并于1995年3月1日正式实施。该规范的实行标志着岩土工程勘察体制的正式实施。
2 岩土工程勘察方法
岩土工程勘察的技术手段主要包括以下几个方面：
2.1工程地质测绘与调查
此手段为岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行，是认识场地工程地质条件最经济有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确的推断地下地质情况，起到有效指导其他勘察手段的作用。
2.2岩土工程勘探与取样
此技术手段包括物探、钻探和坑探等方法，是用来调查地下地质情况并可利用勘探工程取样或进行原位测试或监测。在实际操作中可根据勘察目的及岩土的特性选用上述勘察手段。
2.3原位测试与室内试验
本手段的主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数。
2.4现场检验与监测
现场检测与检测是构成岩土工程系统的重要环节，大量的工作在施工和运营期间进行，其主要目地在于保证工程质量和安全，提高工程效益。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。
随着科学技术的发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高技术。“3S”（遥感技术、地理信息系统和全球卫星定位系统）技术的引进以及地球物理层成像技术(CT)等的应用对岩土工程勘察有着积极的作用。
3 岩土工程勘测的主要内容
岩土工程勘察的基本工作包括工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测等内容，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
岩土工程勘测的主要目的是为工程建设的规划选址、进行可行性研究、设计、施工以及工程建后的运营监测提供技术成果与技术服务。岩土工程勘测主要内容如下：
3.1可行性研究勘察
可行性研究勘察又叫选址勘察，其目的以获取拟选场址的主要地质资料，对拟选场地进行岩土工程评价，选取最优建筑场地。此次勘察的方法主要是在搜集并分析已有资料的基础上，进行现场勘查，了解场地的基本工程地质条件。如果现有资料不足以说明问题是，进行工程地质测绘，并对场址的稳定性和适宜性做出岩土工程评价，从而进行技术经济论证和方案比较。
3.2初步勘察
其目的是密切结合工程初步设计的要求，提供可靠的工程地质资料，对场地内拟建建筑地段的稳定性进行评价，提出岩土工程方案设计和论证。基本方法为：在分析已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘，并以勘探、物探或原位测试为主，在此过程中根据具体的地形地貌、地层和地址结构条件，布置勘探点、线、网，原则上要求每一岩土层均应取样。
3.3详细勘察
其目的是对岩土工程设计、岩土体处理与加固、不良地质现象的防治工程进行计算与评价，以满足施工图设计的要求。此阶段的任务应按不同建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土工程评价，并对建筑物地基基础的设计、施工和使用提出具体的建议。本阶段的勘察方法以勘探和原位测试为主。为了与后续的施工监理衔接，此阶段应适当布置监测工作。详细勘察要求勘察工作提供详细的工程地质资料，对建筑物遇到的岩土工程问题进行充分的论证，为施工图的设计提供足够的依据。
3.4施工勘察
不作为一个检测阶段，可根据实际情况，对条件复杂或有特殊施工需要的重大工程地基进行施工勘察，包括施工阶段的勘察和竣工运营工程中的一些必要的勘察工作，主要是检验与监测工作、施工地质编录和施工前地质预报、检验地基加固效果等。
4岩土工程勘察在我国的应用
4.1滨海低洼地区勘察
某小区位于滨海洼地，在对小区的岩土工程勘测时主要采用了钻探并结合原位测试手段进行。揭露主要地层为:素填土、粉细沙、淤泥质粘土、中细沙、淤泥质粉质粘土和片麻岩。
按照设计程序，本工程分别进行了可行性研究、初步设计及施工图三个阶段的勘测, 技术要求因设计阶段的不同而变化。勘探点的布置以全面掌握地基土在水平和垂直方向的变化为原则, 同时顾及地基土工程性质的变化。在进行取样时由于该地区第2和4层均为沙质土壤，且厚度较大，因此经过分析对比，最后选择了钻孔压浆桩作为钻孔方式。以该小区1-4号楼勘测为例，该阶段按建筑物柱列线及轮廓线共布置了42 个勘探点, 完成标准贯入试验260 次, 采取原状土30 件, 取得了全面的原始资料。通过此成功实例可以证明在冲积海积层为主的场地进行岩土工程勘测时, 采用合适的勘测手段和土工试验方法, 对地层的划分、地基土工程性质的确定、饱和砂土地震液化的判断及桩基的设计都具有一定的指导作用。
4.2沿江冲击砂层岩土工程勘察
某工厂位于长江中下游，地处长江北岸之河漫滩。厂址区地层主要由长江漫滩相冲积物构成, 从上至下依次为粘土、粉土、粉砂、细砂、粗砂, 底部为卵石层, 最下层为白垩系泥质砂岩。对该电厂的岩土工程勘测主要采用了钻探并结合静力触探等原位测试手段进行。
按照设计程序, 本工程分别进行了可行性研究、初步设计和施工图三个阶段的勘测, 其技术要求因设计阶段的不同而变化。勘探点的布置以全面掌握地基土在水平和垂直方向的变化及分布规律为原则, 同时顾及地基土工程性质的变化, 以适应建筑物位置的变化, 避免了因建筑物位置的变动而引起的反复勘测。以主厂房部分施工图阶段岩土工程勘测为例, 该阶段按建筑物的柱列线及轮廓线共布置36个探孔、30个钻孔, 30个钻孔中进行标准贯入试验280 段次, 取得了全面的原始资料，为该工厂的顺利建设奠定了基础。
5 总结
岩土工程勘察最重要的3方面内容为：理论分析、室内外测试和工程实践。岩土工程中的许多理论是建立在试验基础上的，如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的，剑桥模型是建立在正常固结粘土和微超固结粘土压缩试验和等向三轴压缩试验基础上的。勘察技术也是保证岩土工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段
本论文通过对岩土工程勘察技术进行系统的分析，对我国岩土工程发展过程、岩土工程勘察方法、目的以及内容进行了逐一的描述。在此基础上并以我国岩土工程勘察的实例为依据，进一步证明了岩土工程中勘察的重要性，对我国岩土工程勘察有一定的积极意义。
参考文献
[1]郭超英,凌浩美,段鸿海.岩土工程勘察[M].北京:地址出版社,2007:3-5.
软土地勘察就是对软土地埋藏的的条件和具体的存在范围等方面进行掌握，为了实现这一目标，必须用调查数据作为工程性质评价的依据，提出相关的措施进行有效的处理，钻探、坑探、物探等方式在勘察设计的过程中是经常使用到的，可以使勘探的资料进行相互之间的验证。
1.1地质测绘
地标测绘和洞穴调查是地质测绘的两个方面。地标测绘的主要目的是弄明白其中所包含的各种地质要素，检查明白一定的区域内岩溶现象如何分布，探测清楚该区域地下水如何分布及流向情况：（1）所勘察的区域岩溶和非岩溶在三维方向上的组成，如何分布和相隔的规律；（2）还需要切实落实测绘岩溶底层内部之间的各种力的相互作用及在相互影响下的力学性质产物，对不同的水理性质进行区分。（3）根据区域内水点的分布和流向，对明和和暗河进行区分并分析及之间的关系，查明洞穴形态以及地质构造关系，弄清楚地面水的情况。
1.2地球物理勘探
不同形态、体态的物质是具有不同的物理性质的，所以不同的物体可以采用不同个勘探方法，勘测方法的不同可以对各个物体更加具有针对性，有助于提高勘测的准确性。而这些主要的勘测方法主要有：自然电位法，视电阻率法，电阻率法和探地雷达法。1.2.1高密度电阻率法。高密度电阻法在1980年被研究点球的物理学者提出来，当时提出来的初衷是用于山地物的探测，高密度电阻率法其实就是在常规电阻率法上面的一个升级，只是其在测量的过程中设置了非常高密度的测点，在进行测量的过程中，全部的电极都会被布置在一定间隔的测点上面，这种测量方法的主要的参考依据就是这个系统的自动控制理论，在大规模使用电极的情况下，各个电极间会组合成各种不同的组合，这就可以在这个系统里面得到非常有利的信息。1.2.2自然电位法。自然电位法即在电法进行岩溶勘探时，利用天然电场进行勘探。自然电法是直流电场，与地下水运动和岩石或者矿石的电化学活动性密切相关，为了解决岩溶勘探和水文工程地质问题，必须对这种电场的分布进行观测和研究。1.2.3视电阻率法。以岩层电阻率为基础，依据电流场分布规律来研究地下不同深度上地质构造的电阻率差异的方法就是视电阻率法。通过改变供电电极的距离可以获得不同深度的地质土体的电阻率，然后利用软件处理所探测到的不同测点以及深度的大量数据，绘出图样，结合当地的相关资料进行综合分析，这样就可以准确确定覆盖层的厚度，地质基岩起伏，构造破碎带的位置和其他的相关情形。
2公路软土地基沉降动态控制
2.1最终沉降量的推算
实际施工过程中，加载试验通常采用的是多级加载，各级荷载的加载时间之间往往相差很大，另外，由于软土层的埋深有区别，软土地基的沉降曲线大多是呈现出多折式，根据这种特点，我们一般采用双曲线法或者是指数法推算最终的沉降量。
2.2动态控制最终沉降量法
这种方法主要的技术难点就是，在软土路基上修筑公路的时候，不论是哪个阶段，都要对其沉降量和速率进行一定范围的控制。比如说在天柱路基的时候就需要对填筑的速率进行控制，以便于让软土和地基固结速率相互适应，减少附加沉降量。当处于堆，等载预压期，在地面观测连续两个月的沉降速率要控制在3mm/月-5mm/月；当处于超载预压时，实测沉降速率要控制在小于8mm/月。
3公路软土地基勘察的内容以及存在的问题
3.1公路软土地基勘察的内容
软土地基勘察的工作内容主要有：（1）对软土地基形成原因的勘察，以及对软土层条件、薄层纹理、含砂特征和分布规律等的探索，同时还要对垂直和水平方向上的均匀性、地表硬壳层的分布和厚度、低下硬土层等进行分析。（2）软土地基勘察还要了解固结历史和应力水平结构，要明确结构破坏给强度和变性等带来的可能影响。（3）还要对微地貌进行研究，了解埋深和填土的性质。（4）要提前做好准备，了解开挖回填等施工措施对软土应力状态和压缩性的影响。
3.2公路软土地基勘察过程中有时会出现的问题
3.2.1建设过程中有时出现沉降不均匀，结构开裂的现象。有时，在公路前期的勘察过程中，地质勘察工作并没有达到足够的勘察深度，勘察人员对软土的厚度和相关土层分布的了解不够全面，从而使得在工程建设过程中不可避免的产生结构开裂和地基沉降不均匀等现象，严重威胁着公路的施工进度和使用情况。
3.2.2地质勘探所得信息和资料的可靠性不高。地质勘探工作中对软土地基进行深度勘察可以更加全面的获得地质资料，但是由于勘察的技术限制或者是勘察方案设计的不够合理，使得软土地基的勘察深度不够，所获得的地址资料不够全面和详细，精确度较低，这样就直接导致地质勘察所获取的信息和资料的可靠性不高，也就会使得后期的设计人员在进行勘察决策时没有可靠的地质信息作为理论基础，决策时容易出现失误，进而影响到公路工程的质量。3.2.3施工时容易发生质量事故。由于软土地基的特殊性使得软土地基的承载能力较差，负荷承载量较低，这些不良的物理性质直接使得软土地基的稳定性。在公路的施工过程中剪切破坏现象时有发生，从而使得地基会不均匀沉降，给上部结构带来一定的损害，这样就会直接影响到工程的整体质量，增加了质量事故的发生率，这就间接或者直接给公路施工建设单位带来经济效益的损失，不利于施工单位的长远发展。
4结语
施工单位在公路的建设过程中要重视对软土地基的勘探工作的重要性，要采用科学的方法对软土地基进行必要的勘察，同时要对勘察设计方案的合理性进行评估，详细了解不同的勘察设计方案给公路施工工程质量带来的影响。软土地基的勘察人员要十分谨慎的了解软土地质的特性，要及时发现在设计勘察方案时出现的问题并要根据相应的问题采取积极有效的措施，从而保证公路建设的施工质量，提高公路建设的使用效率和使用寿命。
作者:谢建锋 单位:山东省鲁南地质工程勘察院
参考文献
[1]王翔：软土地基处理技术在高速公路中的应用[J].西部探矿工程，2006，（3）：117-119.
勘察要求与方法
风电场场址勘察包括宏观的区域构造稳定性分析评价、微观具体建(构)筑物(风机位、换流站、道路、输电线路)工程地质条件勘察、天然建筑材料勘察、施工和生活用水水源调查。
1区域构造稳定性分析评价
对区域构造稳定性、区域性断裂稳定性作出评价，提出工程区地震动参数。主要工作方法包括:收集分析工程区附近一定范围内区域构造背景资料和区域性断裂资料(一般收集1∶20万区域地质图和区域构造图及相应测区报告)，辅以现场踏勘和调查，对区域构造稳定性和区域性断裂稳定性作出评价;根据《建筑抗震设计规范》GB50011－2010、《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001图A1、图B1)及修改单等资料提取工程区地震动参数。
2微观建(构)筑物基础地质勘察
要求查明场址区的地形地貌形态、其成因类型及特征，地层的成因类型、地质年代、岩性、岩层产状、风化程度及分带、岩土层接触面特性等;土的成因类型、物质组成、层次结构、分布规律、水平向和垂直向的均匀性及其物理力学性质等;软土层、粉细砂层、膨胀性土层、显陷性黄土层、易崩解性土层、红黏土、盐渍土层、填土层、冻土层等特殊性土层的分布范围以及分层厚度、结构、天然密实度和物理力学性质等;断层破碎带的产状、规模、性质、延伸情况、充填和胶结情况，节理裂隙的发育程度、产状和分布规律;不良地质作用下的发育程度、成因类型、分布范围和规模;地下水类型，埋藏条件，地下水位，地下水与地表水、大气降水的关系;提出岩土体的物理力学性质参数和地基承载力。工程地质勘察中，首先应对场地进行工程地质测绘，测绘比例尺宜采用1∶10000～1∶5000地形图作为工作底图，有实测1∶2000～1∶1000地形图更佳。(1)风机位勘察。风电场具有范围广、风机位分散的特点，各风机位之间的水平直线距离一般大于300m，机位中心坐标放样精度误差一般要求在10m左右，可用手持GPS进行现场放样，同时结合现场地形地貌进行调整(调整至适合风机位建设为宜)。在风机位中心位置确定后，以中心坐标为圆心，15～20m为半径范围内，实测1∶200～1∶100地形图。根据具体地形、地质情况进行勘探布置，勘探点应布置在地质条件较差的部位。每个风机位一般布置2个钻孔和2～5个视电阻率测试点。地质条件简单的场地可布置1个钻孔或采用坑(槽)探，地质条件条件复杂的场地布置3～5个钻孔。钻孔深度以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对布置有土壤视电阻率测试点部位，可利用土壤视电阻率测试成果，对岩土层结构辅以分析和论证。场地岩性为细粒土，且地层厚度较大的风机位，应多做标贯(动探)试验。钻孔完成后，开始进行终孔水位和稳定水位观测。(2)换流站勘察。换流站一般设置有变电室、办公室、生活区为一体的综合性大楼及附属设施。综合楼层数一般为3层左右，与房屋勘察相似(仅多场地岩土视电阻率测试)，勘察时可参照《岩土勘察规范》GB50021－2001(2009年版)规定的相应阶段勘察精度进行勘察。(3)道路勘察。道路分为进场道路和场内道路。场内道路勘察主要涉及山区和高原地区，平原地区一般不用作专门勘察。道路勘察可按照《公路工程地质勘察规范》JTGC20－2011执行。在踏勘时，首先应注意观察沿线的地质灾害发育和地形情况，初步判断拟选线路修建道路的难易程度，对于部分地区，修建道路(特别是进场公路线路长、工程量大、难于协调)困难，投资过大，应踏勘后向业主单位说明初步勘察情况，计算投资的必要性(有的地区可能因交通运输情况，否定和延迟风电场开发)。拟选线路确定后，道路勘察主要采用地质测绘办法，用1∶10000～1∶1000地形图作为工作底图，在地质情况比较复杂地段，投入少量的现场勘探工作量，以补充完善图上作业的缺点。(4)输电线路。输电线路包括场内和场外线路，按设计形式一般分为地埋电缆和架空线路两种。地埋线缆(多为场内输电线路)一般为顺道路走，可不作专门的地质勘察。架空线路，则需沿线路对经过的地物、地貌进行调查，并对地基地质情况进行调查，必要时对塔(杆)基础进行勘探，并提出物理力学参数供设计使用。架空线路勘察时可按照《500kV架空送电线路勘测技术规程》DL/T5122－2000和《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》DL/T5076－2008执行。
3天然建材
风电场建设所需天然建材主要为混凝土粗细骨料。风电场每个风机位的混凝土需求量较小，且分散，对于规模小(或风机数量少)且距城市商品混凝土站较近的风电场，建议采用商品混凝土。对于混凝土需求量大的风电场，且料源、水源等条件较好的场地，建议参照《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251－2000进行勘察。4施工和生活用水水源调查水源调查主要为地表水源状况调查和访问，可在场地工程地质测绘时同时进行。
勘察报告
勘察报告是对工程项目整个勘察工作的归纳总结，是勘察成果的一个主要表现形式，是开展设计和指导现场施工的基本资料之一。依据《风电场场址工程地质勘察技术规定》规定:预可行性研究阶段，风电场场址工程地质勘察报告应包括正文、附图和附件。正文应包括绪言、区域构造稳定性、场地基本地质条件、场地工程地质评价、结论与建议。附图包括工程地质平面图、工程地质纵、横剖面图。附件根据实际情况及设计与施工需求提供。对其他阶段勘察成果未作明确要求的，按照相关规范规程结合成果审查意见以及提交设计、施工单位使用情况确定。初步设计阶段勘察提交的成果及具体内容包括报告、附图和附件。报告正文包括前言、区域构造稳定与地震、场地基本地质条件、岩土物理力学参数、场地土和水对建筑材料腐蚀性、场地工程地质评价及处理措施建议、具体建筑工程地质条件及评价、天然建筑材料、施工和生活用水水源、结论和建议(对所有风机位中工程地质条件较复杂的部分应作为重点，放在前面单独论述，对工程地质条件较好，不需特殊处理的风机位可列成简单的图表形式附列于后;换流站、道路、输电线路勘察可采取分项专题报告形式单独成篇)，其中，也可采取工点报告的形式按风机位评价的格式要求融合于风电场场址勘察报告中，这需要根据委托单位要求和场地地质条件复杂程度而定。附图包括整个场地综合工程地质平面图、具体建筑物工程地质平面图和纵、横剖面图、钻孔柱状图、视电阻率测试剖面图(未提供岩土视电阻率测试报告时)。附件包括室内试验报告、岩土视电阻率测试报告、测量报告及其他统计数据等。
一般地，勘测工作都要经过查勘、角杆测量、拉线测量、河谷宽度测量、高度测量等，为初步设计奠定基础。线路工程设计是按照建设项目的需要，利用查勘、测量所取得的基础资料和技术标准，以及现阶段提供的材料等，进行系统综合设计的过程。对技术的准确应用，对现场情况的准确处理，是设计方案质量高低的标准之一。
2.GNSS与GIS在电力线路前期规划中的应用
2.1传统电力线路测量存在的弊端
(1)测区一般分布呈带状，并且较长。传统测量仪器视距较长，可达1km或更长。为了保证精度，需要长距后视，因目标较小，不易于寻找。一条线路往往很难通过一次勘测就可以完全合格，需要经过反复修改路线走向，勘测人员体力付出较大。(2)勘测中存在的问题以往的电力工程测量均采用人工测量，需要带上百米绳、标杆、铅笔等工具。受勘测人员自身能力限制及地形因素的影响，往往需要的时间较长。在测量过程中，经纬仪是通过点与点之间的直接观测而获取测量数据的，如出现不通视的情况，将造成测量困难。
2.2GNSS高精度测量系统的主要特点
应用GNSS卫星定位测量系统，通过卫星传送和接收信息，可以准确获取所有相关现场的测量信息及数据。GNSS测量能使测量误差减小，测量精度更高，能进一步提高工程设计质量。鉴于输配电线路勘测工作的特点以及GNSS测量设备的特点，使其应用于线路勘测成为必然。高精度GNSS测量设备的使用，提高了输电线路勘测的质量和效率。GNSSPTK测量设备的主要特点如下：(1)观测站之间无需通视。观测站相互通视一直是测量学的难题，GNSS这一特点，使得选点更加方便，但观测站上空必须开阔，保证GNSS接收卫星信号不受干扰。(2)定位精度高。随着距离的增长，GNSS测量的优越性愈加突出。(3)观测时间短。(4)提供三维坐标。GNSS在精确测定观测站平面位置的同时，可测量观测站的大地高程。(5)操作简便。GNSS测量仪器的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装开关仪和监视仪器的工作状态，而其他观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。(6)全天候作业。GNSS观测可在任何地点、任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。
2.3GNSS在电力线技改前期规划中的实际应用
以一条10KV供电系统进行重新规划，新架一条供电线路为例。首先通过电力生产地理信息系统对该地区配电线路供电半径、地理分布、负荷状况等进行前期分析，并在辅助设计层进行负荷切改的模拟规划，提出线路规划初步方案，然后按照初步方案进行现场勘察。测区位于半山区，线路所经地区树林、房屋较多，地势起伏较大，采用传统方法进行测量，难度很大。采用GNSS卫星定位系统，进行杆塔定位、距离测量、路径选取，仅用两天时间就完成了以往需一周时间的勘测量，完成全部线路的切改规划，并完成了杆塔的挖坑定位工作。GNSS卫星定位系统在输配电线路中的应用主要用于定线、定位、直线桩位及塔位的放样，另外还可进行平断面的测量。GNSS能直接提供点位的地理坐标，具有实时测图和工程放样功能。常用的放样功能，能一次性完成线路规划、杆塔基础位置定位等各项工作。通过GNSS卫星定位系统现场实时采集杆塔精确坐标数据，并将其导入生产管理地理信息系统，能非常方便地为电网规划、线路设计提供参考。通过图上规划，能立即获得规划后负荷变化情况和线路长度等信息，这使电网前期规划和设计能够更加合理、正确，避免人为失误，提高了工作质量和效率。利用地理信息系统和完备的数据信息可以对工程施工开展前期规划，并跟踪工程进度，使工程管理工作规范化、标准化、科学化、可视化，从而提高企业工程管理的效率和水平。
3.GNSS与RS技术在电力工程中的应用
RS遥感是指从卫星或飞机上对地面进行观测，通过电磁波的传播与接收，感知目标的某些特性并加以进行分析的技术。全球导航卫星系统GNSS技术能够为遥感传感设备提供瞬时的三维坐标，特别是GNSS/IMU组合导航定位技术的应用能够高频率、高精度地提供传感器的位置与姿态信息，能够减少甚至不需要野外控制点、连结点的测量工作，大大减少了外业工作，提高了线路勘查工作的效率。跨入新世纪以来，国内电力勘测设计单位愈来愈关注该项技术的发展和应用，并努力将其应用于电网建设项目的前期规划设计中。特别是三维航空遥感数据获取系统，系统的数据处理流程如下图所示，该系统的关键技术实现了设计人员在室内微型机上进行路径的多方案比较、确定最佳方案，并完成线路平面测量和纵横断面测量。此外，还可以利用卫星遥感影像图进行输电线路选线，卫星遥感影像较飞机航拍影像成本少，但分辨率比较低。全数字影像测量系统的应用彻底改变了电力勘测设计传统的作业模式，不仅极大地减轻了勘测设计人员的外业劳动强度，更重要的是能够最大限度地优化线路路径，减少线路长度和跨越屋顶的数量，大幅降低了国家投资电网建设的成本以及工程对资源环境的破坏。以“500kV恩施-水布垭送电线路工程”为例，利用数字摄影测量技术处理航测影像进行预选线，优化后方案路径与规划选线方案综合技术经济指标比较如表1所示。航空遥感设计优化方案较规划选线方案有如下优点：优化线路较原线路长度缩短了3.2km；房屋拆迁量减少了5520平方米；走线海拔高度有所降低，经过高山大岭地形比例降低了6%；优化路径交通条件较好，有利于今后施工运行；避开了30mm重冰区，且重冰区线路长度缩短了5.5km；静态投资节省7255.4万元。由此可见，优化方案较规划选线方案有明显的技术经济优势，能够优化路径、降低工程造价、节约资源、提高工效、节约勘测设计成本。
4.结束语
关键词：重力与磁法勘探；生产教学实习；勘查技术与工程
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0019-03
重力与磁法勘探是历史悠久的物探方法，广泛地应用于金属、非金属固体矿产、石油和天然气的勘查。另外，在工程地质、地震预报、水文、考古等领域，这两种勘探方法也有诸多应用。它们具有勘探效率高、成本低、横向分辨率高的特点[1-2]。作为一门课程，其又是地球物理学、勘查技术与工程等专业本科生的必修课程。其理论教学改革一直是高校相关领域教师关注的重点[3-7]。勘查技术与工程等专业对地球物理课程的要求是理论与实践教学同等重要。其中，生产教学实习是衔接理论教学与生产实践之间的重要环节，是多数学生走向生产单位之前的最后一次野外实地教学演练。如何利用这一次机会培养学生发现问题、解决问题的能力也是值得物探方法实习指导教师思索和探究的问题。结合近年来吉林大学地球探测科学与技术学院在辽宁省兴城市夹山工区以及吉林大学兴城教学实习基地开展的重力与磁法勘探生产教学实习活动，对我们取得的一些经验进行了总结。
一、大胆使用新仪器
长期以来，吉林大学地球探测科学与技术学院的重力与磁法勘探生产教学实习都是使用国产仪器。其原因是参与实习的学生人数众多，只有国产仪器的台套数才能满足生产教学的需求。另外，因学生对仪器操作不当或保护不到位等原因造成仪器故障的情况也偶尔发生。相比之下，进口物探仪器非常昂贵，例如：加拿大生产的石英弹簧重力仪（CG-5）一台仪器售价超过一百万人民币，其售价高、维修成本高和维修周期长的特点阻碍了它在野外生产教学活动中的应用。
近年来，学校在物探教学仪器与设备上的投入有所增加，新购进了CG-5以及GSM-19T、GSM-19TG等重力与磁法勘探进口仪器，为我们将先进的仪器设备应用于生产教学实习提供了条件。尽管进口仪器的数量有限，还不能完全满足教学的需求，但也为开拓学生视野、激发学生学习兴趣、培养学生实际动手操作能力打下了基础。在实际教学中，为了让更多的学生接触到先进的仪器设备，我们将学生分成多个小组，每个小组在保障国产仪器配给的前提下，轮流使用进口仪器。以CG-5为例，每个小组只使用它完成1条测线的重力测量。多个小组的测量结果综合到一起可以实现测区（多条测线）的全覆盖。
引进了贵重的新仪器，还需要有相应的配套措施才能让参加实习的师生放心使用。为此，我们在以下几个方面采取了措施：加强对师生规范操作的培训，严格按照用户手册的要求执行；与厂家商密切联系，了解其他用户在使用该类仪器时的常见故障，并制定相应的防范措施；加强仪器的日常保养与维护；培训教师掌握处理一些小的硬件、软件问题的技能，例如：焊接GSM-19T断裂的探头缆线；自制CG-5背包，便于在陡峭山地运输；及时升级仪器的系统软件；对于使用CG-5的学生小组，教师在野外实习过程中全程陪同，帮助学生选择安全的上、下山路线，及时制止学生不规范的操作或危险的搬运动作，降低重力仪发生故障的风险等等。
针对岩石密度测量，我们引进了台湾产的MH-600Z密度仪。与我们学校以前自制的电子密度仪相比，尽管同样是使用排水法测量岩石标本密度，但是新仪器在小型化和自动化方面有很大的优势。自制的电子密度仪外包装有行李箱大小，使用时需要配备一个水桶作为盛水容器，而且只能外接交流电源；相比之下，进口仪器的体积只有自制仪器的四分之一左右，自带小型水箱及防风罩。新仪器不仅可以在室内使用交流电供电，还可以依靠其内置电池，在野外岩石标本采集现场也可以工作。经过岩石标本的对比测试，新仪器具有方便快捷、精度高、重复性好的优点，因此我们用它替换了自制的仪器。
磁化率测量方面，我们引进了捷克产的SM-30磁化率仪。这种仪器只有普通手机大小，采用纽扣电池供电。其优势是方便携带，可以直接在野外测量岩石的磁性参数（磁化率），而且测量效率高。缺陷是有效测试深度很有限，一般不超过30 cm。但是它可以作为地表磁化率填图的工具使用。在野外的每个测点，学生在不到一分钟的时间内就可以完成磁化率测量，其结果还可以辅助GSM-19T的测量结果进行地球物理――地质解释[8]。所以，在磁法勘探生产教学实习中，我们也尝试将它列入了实习内容。
关于定向标本的磁性参数测量，我们既有本学院教师自制的纯塑料以及纯铜的岩石标本测量架，也有新购置的铝合金测量架；有的适用于高斯第一位置测量，有的适用于高斯第二位置测量。为了拓展学生的知识面，两套装置都用于实践教学，使学生掌握不同的测量方法。通过不同测量装置、不同测量方式的对比，学生可以体会到磁性参数测量过程中的误差大小，理解标本统计分析的必要性。
经过这几年的探索与实践，在师生的爱惜使用和精心维护下，新仪器（包括进口仪器）的返厂率为零。它们凭借其高精度、高可靠性，获得了师生们的一致好评。它们在野外生产教学实习中发挥了重要作用。
二、巧妙设计勘探任务
我们的重力与磁法生产教学实习的主场地位于辽宁省兴城市的夹山，工区布设有范围为400m×400m的测网，网度为40m×20m。测区最高海拔为133m，地形起伏高达80m。在夹山山脚有一条北西向的深沟横切多条重、磁测线，山顶还有走向呈“L”形的含铁石英砂岩岩脉出露。重力与磁法勘探任务是查明断层性质、走向；查明含铁石英砂岩岩脉的展布情况，并估算其埋深。
教师通过设置以上的地质问题，的确能锻炼学生学习和掌握多种重、磁数据处理方法的能力。但是由于物探领域中广泛存在的多解性，学生对他们的数据处理和解释成果并没有信心。特别是对勘探目标在地下埋藏深度的估算，不同学生的计算结果出入较大。我们也没有条件在夹山布设钻孔来逐一验证。然而转换一下思路，我们可以通过巧妙设计其他勘探任务来验证我们数据处理方法的有效性。
例如：在杨家杖子镇上黑鱼沟地质剖面下方有一处铅锌矿的矿洞，它的走向与地质剖面的方位正交。矿洞入口的上顶到地质剖面所在的那条小路路面的距离大约4m，矿洞的中心深度约5.5m。我们在矿洞上方的路面上，以矿洞为中心布设长60m的重力精测剖面，点距1m。利用CG-5进行高精度重力测量，以路边基岩为重力基点，获得相对布格重力异常。学生根据这条剖面的重力数据估算出矿洞的中心埋深，这样就能将他们的解释成果与测量到的矿洞中心埋深进行直观的对照，从而验证所采用数据处理、解释方法的有效性。
再例如异常分离的问题。在重磁勘探领域中，由于位场天然的叠加性，观测到的异常是不同尺度不同深度场源的综合反映。因此通常需要先在总的观测异常中分离出代表埋藏浅、规模小的地质体引起的局部异常和代表埋藏深、规模大的地质体引起的区域异常。然后，再根据不同的勘探目标，选取分离后的异常数据进行后期处理和解释。而传统教学活动中都是通过理论模型进行讲解演示，学生并没有对实际勘探工作中不同规模、不同深度的场源产生异常的感性认识。在夹山工区，根据实测重、磁异常进行区域与局部异常分离也会出现多种结果。为了让学生直观地了解区域异常与局部异常，我们在吉林大学兴城教学实习基地院内的一片小树林里，用测绳布设了一个范围为2.1m×2.1m的磁法勘探小工区，网度为0.3m×0.3m。勘探目标是一把学生随意扔在测区中央内的斧头。由于斧头的磁性较弱，采用四节探杆的质子旋进磁力仪已经无法观测到斧头引起的磁异常。因此，我们只用一节探杆，以增强有效信号的强度。我们先测试一遍包含斧头在内的总磁异常，以此作为区域异常和局部异常的叠加场。然后将斧头从工区内移走，再测试一次不含斧头的磁异常，这就是区域背景场。最后叠加场减去区域背景场，即可获得仅由斧头引起的局部磁异常。通过这个实验，学生对区域与局部异常的不同幅值、不同规模及不同形态有了深刻的认识。
理论课上已经学习过重力或磁异常的垂直梯度具有突出浅部异常、压制深部异常的作用，即对背景场的干扰有抑制作用。学生们也知道实测的梯度数据与通过实测的总场转换而成的梯度数据之间会有差异。这些理论知识在实际勘探过程中也是可以得到验证的。因此，我们依托加拿大GEM公司生产的质子梯度仪GSM-19TG，设计了相应的验证试验。同样利用“寻找斧头”的磁法工作测网，在前一次利用质子磁力仪GSM-19T进行总场测量的基础上，再用磁梯度仪进行一次测量。将实际观测到的磁梯度（垂直梯度）数据与通过将总场数据求垂向一阶导数计算而得到的数据进行对比，可以加深学生对二者差异的印象。此外，将测量的磁梯度数据与通过异常分离获得的剩余异常的形态进行对比，也可以突出梯度测量的优势。借此“显而易见”的勘探试验，我们引导学生去分析这些实验数据相似或存在差异的原因，从理论和实践两方面去深化认识。
诸如以上的新的实践教学内容，不但巩固了学生对理论知识的理解，还加深了他们对重磁勘探方法解决实际问题的效果的认识。重磁的近地表勘探任务和夹山工区的地质勘探任务，使学生体会到重磁方法在解决不同规模、不同尺度的工程和地质问题中发挥的作用。
三、鼓励应用新技术
随着时代的发展，重磁领域也不断有新技术涌现。以重磁成果的图件表达为例，我们最开始是采用手工绘制剖面图、平面剖面图和平面等值线图。现在随着计算机技术的发展，绘制三维图形已经不再困难。应用学院购买的Oasis montaj教学软件，不但可以快速绘制出彩色的平面等值线图，还可以绘制立体阴影图等。当然，部分图件的手工绘制仍然是我们教学的内容。因为它可以加深学生对成图过程的理解，体会到在绘制图件过程中需要考虑的各种因素。坚持手工与计算机绘制图件相结合，既可以巩固学生绘图的基础知识，也可以使重磁测量成果的表现形式满足现代勘探行业的需求。在编制图件的过程中，我们也注意到了多种行业规范以及不同项目的要求，鼓励学生用MapGIS或ArcGIS专业软件绘制规范图件。
同样以地质体埋深的计算为例，鼓励学生们在掌握基本方法（切线法、特征点法、欧拉反褶积法）的前提下，应用更多的方法进行实践。部分同学经过大学生创新计划或开放性实验的训练，已经掌握了一些新的算法，例如各种成像技术、反演方法等。我们鼓励学生用自己亲自测量到的数据对新的算法加以验证。通过新旧方法的对比，学生才能对各个方法的优劣进行综合评判。
物探数据采集精度的提升是一个相对漫长的过程，它依赖于软、硬件技术的发展。因此，在比较长的一段时期内，数据本身的精度是不会过时的。学生们在野外生产教学实习中采集到的数据是一笔宝贵财富，它不仅可以用于实习报告的编写，还可以用于后续的学习当中。但是，不同的数据处理方法和解释技术从相同的数据中获取到的有用信息却大有不同。在大四的重力与磁法相关的专业选修课中，甚至是一些毕业设计中，我们也要求学生用实习的实测数据去验证新的方法技术、或者对数据进行重新加工再利用，从而获得新的信息。
四、坚持进行综合解释
我们在夹山工区开展的野外测量项目有地形、重力、磁法和电法测量。对于同一个地质目标，如果满足开展多种物探工作的勘探条件，那么进行多种物探方法的综合解释是减少多解性的有效手段。
例如：夹山工区的含铁石英岩脉的磁异常和电性异常都非常明显，而且它们在两幅异常图上的空间展布形态是一致的；测区西南角的断裂构造在布格异常图和高精度磁异常图上都有显著的特征，呈北西向的异常梯级带等等。所以，在兴城生产教学实习中，不仅要求学生对每一种物探方法单独编写实习报告，还要求提交一份综合解释报告。针对特定的勘探目标，要求学生综合分析它的重力异常、磁异常和电性异常。根据其重、磁、电的物性参数，分析其理论异常与实测异常的对应关系，从而训练学生利用综合物探来降低多解性、提高解释成果可靠性的能力，以及培养学生对问题进行综合分析、结合地质与地球物理进行解释的能力。
尽管学生对工区的地质认识相同，他们以小组为单位开展测量，而这一小组获得的地球物理数据也是完全相同，但是每个学生对同一套数据的处理方法和解释方法各不相同。因此，综合解释之后的成果也存在着差异。由于每一项实习内容的勘探目标是客观存在的，基于地球物理勘探方法本身的局限性以及学生对知识的掌握程度不同，学生之间不同的解释成果反映的是它们对这一客观事实的逼近程度不同。所以，我们也教育学生正确看待这些差异，在报告编写过程中切忌弄虚作假，要实事求是。
教学活动是一个逐步积累经验的过程，也是持续完善的过程。伴随着重磁勘探领域的软件和硬件的发展，工业界对本专业学生能力的期望以及当代学生自身的特点，重力与磁法勘探生产教学实习内容也应该有相应的调整。其根本目的是让学生完成从理论知识到生产实践的顺利过渡，为走向工作岗位打好基础。此外，教学本身也是富有创造性的活动，需要师生共同努力持续不断地探索和总结一些更好的经验与方法，推动教育事业向前发展。
参考文献：
[1]焦新华，吴燕冈.重力与磁法勘探[M].北京：地质出版
社，2009.
[2]孟令顺，杜晓娟.勘探重力学与地磁学[M].北京：地质出
版社，2008.
[3]李淑林，姚长利，孟小红.“应用地磁学”课程建设与改革
[J].中国地质教育，2009，（1）.
[4]张恒磊，胡祥云，张世晖.“磁法勘探”理论与实践相结合
的教学方法研究[J].教育教学论坛，2014，（51）.
[5]崔燕丽.《重磁勘探》课程教学改革的探索与实践[J].长
沙铁道学院学报：社会科学版，2010，（1）.
[6]梁锦文.能力培养初探――改进磁法勘探教学的几点尝
试[J].有色金属高教研究，1986，（1）.
[7]陈载林，王建飞，于秋莲.基于“项目引领、任务驱动”的
“磁法勘探”教学模式研究[J].中国地质教育，2013，（1）.
关键词：风电厂；地质勘查；工程地质
当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式，具有可再生、零排放等诸多优点，是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能，即风力发电，是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富，陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2，技术可开发量约为2680GW；离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2，技术可开发量约为180GW，具有极大的商业化资源条件。[1，2]
随着风力发电项目的大力推广，关于风力发电方面的诸多问题也突现出来，如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际，探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。
一、风电厂场址地质勘探的主要任务
风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上，为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作，即：对场区的风能资源进行评估；绘制选址所需的区域地形图；评价场区的区域构造稳定性；查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估；根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。
地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议，其中对于场区的地质条件主要有：地形地貌特征、形状、类型和特征；地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度；土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况；断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况；不良地质作用的情况及可能的影响；地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。
二、风电厂场址的地质条件分类及勘测
依据风电厂场址地质条件的复杂程度，可将场地划分为三类，即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地；或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地；或者地下水埋藏较深，对地基可能产生不良影响的场地；地震动峰值加速度为0.1g～0.3g的场地。复杂场地的判定标准为：地层层次较多，岩性不均且岩相变化大，地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主；地质结构复杂，断层和节理裂隙发育，不良地质作用发育；地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响；地震动峰值加速度≥0.4g，满足上述条件之一即为复杂场地。[3，4]
对于不同复杂程度的场地，采用的地质勘探方法也不相同，以勘探点的深度为例来说明。勘探点的深度一般以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对于一般场地的勘探深度对比如表1所示，对于基岩场地的勘探深度对比见表2
从表1、表2可知，对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外，对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小，以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点，且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。
三、勘测报告
勘测报告对勘测工作进行总结，并对工程的施工建设提出建议和要求，应予以特别重视。《风电场场址工程地质勘查技术规定》的要求是：“在预可行性研究阶段，风电场场址工程地质勘察报告应包括正文、附图和附件。正文应包括绪言、区域构造稳定性、场地基本地质条件、场地工程地质评价、结论与建议。附图包括工程地质平面图、工程地质纵、横剖面图。”
勘测报告的编制应包含对项目规划审定的结论以及预可行性研究成果。与地质勘测有关的项目主要有：体现长期测站气象资料、灾害情况，其中包含长期测站自身的基本情况，近30年历年各月平均风速、历年最大风速和极大风速以及与整年逐时风速、风向资料；场址处收集到的至少连续一年的现场实测数据和已有的风能资源评估资料，有效数据完整率大于90%；风电厂边界及其外延10km范围内1∶50000地形图、风电场边界及其外延1～2km范围内1∶10000或1∶5000地形图，如有可能还应包含风电场范围内1∶2000地形图；场址区工程地质勘察成果及资料；风电场所在地的地区社会经济现状及发展规划、电力概况及发展规划、电网地理接线图和土地利用规划等。[5]
风能资源的勘察结果应在勘测报告中细致体现出来，首先应说明风电厂所在地区内的区域风能资源概况，其次应说明所收集的长期测站和风电场同期完成年逐时风速、风向等风能资料。对于风能资料，应按照文献[6][7]的要求，将验证后的风电场各测量站各个高度所测数据修订为一套反映风电场长期水平的代表性数据，计算后表征为各测站不同高度平均风速、平均风功率密度值。将数据处理成评估风电场风能资源所需要的各种参数，参数应包括不同时段的平均风速、风功率密度，以及风速、风能、风向、风能密度方向分布等，并将处理好的各种参数绘制成便于查看的图形材料。
对场址的工程地质评价是报告的重要部分，又是地质工作者应予以重点关注的部分。对于工程地质的评价应包含：对场址区域的承载能力、不均匀沉降、湿陷性、抗滑稳定、地震液化以及场地边坡稳定、地下水对基础的影响等主要工程地质问题进行评价；对建设工程场地遭受地质灾害危害的可能性、工程建设期间以及建成后风电场运行期间发生地质灾害的可能性进行评价，并在必要时提出相应的预防治理措施。
四、总结
对于风电厂场址的工程地质勘测，不应仅限于对地质情况的考察，还应充分考虑到风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行阶段的影响。对于工程地质条件不同复杂的场地需要采用不同的勘探方法。对于勘测报告，应当严格按照相关规定执行，保证材料的真实、细致，保证结果和建议的准确性，为工程的顺利实施做好准备工作。
参考文献：
[1]李俊峰.世界风力发电发展现状概述[EB/OL]..
[2]中国可再生能源发展战略研究项目组.中国可再生能源发展战略研究丛书:风能卷[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]林敏.风电勘测设计中的水文气象工作[J].电力勘探,1998,(3).
[4]王民浩.中国风电场工程建设标准与成果汇编[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
[5]电力工业部水利水电规划设计总院.DC/T5067-1996风力发电厂项目可行性研究报告编制规程[S].
关键词：工程地质；水文地质；勘察方法
Abstract: Engineering construction, which is a very important work to carry out inspections of engineering geological and hydrogeological conditions. Based on this, the paper mainly discusses methods of engineering geological and hydrogeological investigation.
Keywords: Engineering geology; hydrogeology; survey method
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
在整个地质勘察过程中，主要包括工程地质勘察以及水文地质勘察两个部分，勘察工作的质量优劣会直接影响到工程方案的各项决策安排以及工程建设的顺利开展。在实际的地质勘察工作里，常常会发生由于地质问题而造成的工程事故，在对工程设计进行修改的过程中难免会延误工程工期，情况严重的话甚至会给人民的财产以及人身安全带来威胁。由于地质问题引起的工程事故突显出了工程中的一些遗留问题，为了有效的解决这些问题，本文针对工程地质勘察过程中采用的主要方法进行剖析和介绍，作为相关的参考。
1工程地质勘察以及水文地质勘察的主要目的
1.1 工程地质勘察的主要目的
对工程的地质情况进行勘察的主要目的是为了明确建筑物区域内的地质情况，对可能发生的事故进行预测，并针对有利的地质条件进行开发和利用，尽量避开那些不利的地质，提供真实可靠的地质信息，确保工程能够顺利展开设计工作、施工操作以及管理工作等。通常工程地质勘察主要包括四个主要阶段，分别是：规划勘察、可行性研究勘察、初步设计勘察以及技施设计勘察。具体是指：(1)规划阶段：该阶段的主要目的是为工程项目的选点工作提供基础的地质资料以及依据等。需要完成的任务主要包括：广泛搜集该区域的地质资料、地形地貌特点以及地震信息等相关资料，并做好整编工作；对工程选点的地质情况以及地质问题等有初步的了解；对工程项目建设的可能性进行初步研究和分析；对所需建筑材料的情况进行普查。(2)可行性研究阶段：该阶段的勘察主要是在确定了河流规划方案之后进行进一步的工程建设勘察。主要目的是提供明确的地质情况论证以及资料，做好工程坝址的选定工作、工程坝型的确定工作以及工程引水线路的设计工作等。(3)初步设计阶段：该阶段是在前两个步骤完成之后展开的，主要目的是明确建筑物区域的具体地质条件，并为建筑物的设计工作提供准确的地质资料和依据。(4)技施设计阶段：该阶段主要是针对前一阶段选定的枢纽建筑物场地上展开的地质情况勘察，主要目的是对前几个勘察阶段提供的地质资料以及依据等进行进一步的检验，优化工程建筑物的设计工作。
1.2 水文地质勘察的主要目的
为了查明工程区域的水文地质条件，通常采用的手段就是对水文地质进行勘察。该方法的主要目的是确定工程区域地下水的形成规律以及具体的分布规律，并针对上述内容做出相应的水量评价以及水质评价，提供可靠的水文地质依据。开展水文地质勘察的主要任务包括：通过利用多种测绘方法、勘探措施以及试验手段等，按照相关的勘察程序，对水文地质情况进行基本的勘察和了解，并对专门性的地质问题进行有效的解决。
2工程地质测绘的情况以及水文地质测绘的情况
2.1 工程地质测绘的具体情况
在进行工程地质勘察过程中，测绘属于一种最基本也是最重要的方法。它主要通过利用地质学当中的一些基本理论以及基本方法，采取野外调查的方式，对勘察区域的地貌、地质、水文等情况等进行勘察研究，并将勘察结果根据适当的比例尺缩放在地形图上，为下一阶段的勘察工作、试验工作以及后期的观测等奠定良好的基础。
工程地质测绘过程中选择的比例尺会根据设计阶段的不同而有所变化。在同一个设计阶段当中，主要是根据建筑物所属的类型、具体的建设规模以及工程地质情况等进行选择和确定。通常工程地质测绘过程中采用的比例尺主要包括三种，分别是：小比例尺测绘，大小为（1:10万～1:5万）；中比例尺测绘，大小为(1:2.5万～1:1万)；大比例尺测绘，大小为(1:5000～1:1000)。
2.2 水文地质测绘的具体情况
在整个水文地质勘察过程中，最基础的一项工作就是水文地质的测绘，能够对工程区域的地质构造、地貌条件以及水文条件等进行充分的了解和认识。水文地质测绘最主要的任务是进行基本情况的查明，主要包括：(1)地下水形成过程中的相关水文以及气象因素等；(2)建筑区域地质、地貌具有的主要特点；(3)地下水的具体补给以及排泄情况等；(4)含水层的主要分布情况。此外，还需要进一步对地下水资源的情况以及开采可行性进行评价，提供更多的关于该区域地下水资源开发利用的相关地质资料。
3工程地质勘探与水文地质勘探采用的具体方法
3.1钻探
这里所说的钻探主要是通过使用相应的设备，利用人力或者动力的方式对岩石进行旋转切割或者是凿碎等，以此来形成一个圆形的、具有较小直径、较大深度的钻孔。然后将岩芯取出来观察地层的岩石特性、地质的具体构造情况以及岩体的主要风化特点等。此外，还可以从钻孔当中取出岩样在室内进行相关的试验，以便于完成灌浆试验工作以及后期的观测测量等工作。该方法相对于物探来说，具有以下几个优点：能够在所有环境下展开工作，可以对岩芯进行直接观察，具有较高的勘探精确度。
3.2物探
通常岩层都包括各种不同的物理性质，不论是在导电性、放射性还是在密度、弹性等方面都有所区别。通过使用一些专门的探测仪器对岩层的各项物理参数进行测量和确定，对物理场出现的异常特征进行研究和分析，能够基本掌握位于地下较深位置处的地质条件。通常在地质勘察中选择的方法有两种，分别是电法勘探以及弹性波勘探。(1)利用电法勘探对地下地质情况进行分析和识别的过程中，主要是通过使用相关的仪器对岩土导电性具有的差异进行测定。该方法的基本依据为岩石具有的电学性质，对于不同的岩石其出现的电性差异大小、富水的强弱程度等各不相同，会对电法勘探的最终结果产生一定的影响。这就需要通过结合试坑等方法展开校验，得到更加准确的判定资料。但是该方法会在一定程度上受到地形条件的限制，只有在地形起伏差异较小的地区（例如平原）才能够发挥出更好的勘探效果。(2)弹性波勘探主要分为地震勘探以及声波和超声波勘探等。该方法主要是利用人工的方式激发震动，分析弹性波的传播规律，对岩体具有的特性等进行判断和分析。其中地震勘探主要是针对比较大范围内的岩层厚度以及起伏情况等进行探测，也可以对古河道的位置进行追踪，此外还能够测定风化层的实际厚度等。而对于小范围的岩体则可以通过利用声波勘探的方法，例如对一些地下洞室的围岩以及岩体的风华带所做的分类等。
4工程地质以及水文地质的野外试验情况
4.1野外抽水试验
该试验方法主要是针对一些流量比较大的上升泉以及方塘等进行的，通过使用相关的抽水设备来对水层的水文参数进行测定，以此来判断地下水具体的运行特性，掌握地下水跟地表水之间的水力联系。抽水试验可以划分为多种类型，主要是根据水文地质勘察的主要目的以及地质条件之间的差异等进行划分的，通常包括单孔抽水以及多种抽水、分层抽水以及混合抽水等。
4.2钻孔压水试验
该试验方法主要是利用止水设备有效的隔离钻孔段，然后向该段的钻孔进行压水试验，让水能够从孔壁的裂隙逐渐向四周进行渗透，最终让渗透水量稳定下来。通过钻孔压水试验能够对地下不同深度位置处的岩层透水性进行定性了解，为评价岩层具有的完整性、岩层的透水情况等提供相关的水文地质资料，此外还可以帮助制定相关的防渗处理方案。
5长期的观测工作
在对工程地质以及水文地质进行勘察的过程中，长期观测可以说是一个重要的工作内容。比如说，一些动力地质现象会不断的随着时间的推移而发生相关的变化，特别是受到工程活动的影响之后，一些现象会出现明显的改变，对工程项目的安全以及使用等产生一定的影响。基于这种情况，如果单纯的依靠地质的测绘工作、勘探手段以及试验操作等是无法对动力地质的规律性进行判断的，这就要求展开长期的观测工作。这一阶段的主要工作内容包括对工程地质以及水文地质的测绘以及勘探情况进行评价和检验，对工程地质可能出现的问题进行准确的预测，为了避免不良地质引起工程事故而采取相应的措施。
6 结语
通过本文叙述的主要内容以及勘探手段等在实际工程中的应用，可以对工程地质以及水文地质勘探过程中遇到的主要问题进行分析和处理，并经过合理的经济以及技术评价之后，为工程的施工提供科学的地质依据。
参考文献
[1]陈国明. 浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J]. 西部探矿工程, 2006,12(3):79-80.
[2]黄勇，周志芳，王锦国.低渗透性含水层水文地质参数确定方法及其应用［J］.河海大学学报，2006，34(6):672-675.
关键词：工程测量；电力工程设计；设计优化
1 引言
电力工程建设是一项巨大的系统工程，它涉及到工程规划、勘察设计、施工控制、环境保护和运营管理等诸多方面，而工程设计无疑是这项系统工程的灵魂。传统的勘测设计在很多方面都面临严重的漏洞，对我国电力工程的设计水平造成了严重的影响。不过随着科学技术的发展，比如计算机、卫星定位以及微电子技术的创新让电力勘测有了新的依靠，从本质上发生了蜕变。各种高新技术的出现和多学科间的相互作用，促使电力工程设计手段得到迅速地发展。
在科学技术的不断推动下，尤其是电子计算机、空间技术、激光技术以及微电子技术的推动下，工程测量已经成为工程设计中必不可少的环节，而且不仅仅是以前简单的测量、放样。而是通过深入的探究相关的施工状况，对空间和时间进行全方位的分析，在科学的理论基础上合理的规划设计。本文也是基于这些测量的内容对当下的电力工程设计进行优化，并在测量中探寻新的技术和方法。
2 电力工程测量工作需求分析？
我们所说的测量技术，包括测量技术、图形技术，是指以计算机技术、光学技术、网络通信技术、空间科学、信息科学为基础，GPS，RS，GIS技术为核心，在地面上的现有功能点和边界测量，结合测得的数据，使用相应的图形技术，地面形成以反映图形管理使用的规划、设计和建设的现状。在电力工程建设中，由于专业性强，有其自身的特殊性电力工程，需要有一个强大的专业技术人员来衡量该建设项目的指导工作。但是现在，许多电力项目在建设过程中，重视不够测量，结果由于缺乏测量，放线及其他工程作业造成频繁返工，不仅严重影响了工程的进度，该项目也造成了成本的增加。鉴于这种情况，在电力工程建设，需要结合工程，工程测量工作切实做好的特点，以保证测量的有效性和可靠性。在这个过程中，要针对电气工程勘察工作中的困难和问题，积极开发新的测量技术，工作，简化程序，降低难度来衡量和提高测量的质量，以测量确保电力建设的顺利进行。
3 工程测量在电力工程设计中的作用
目前，大多数的新技术和新方法，为电气工程设计技术支持：全球定位技术（GPS），数字摄影测量系y（DPS），地质遥感技术（RS）管理的有效整合，而这些新技术。一些国外著名的研发机构，正在利用这些新技术及其交叉，渗透，相互影响，又推出了一套新的功率测量技术，努力实现大规模调查的数据收集及自动化，工程设计和分析三维可视化，并通过这些新技术的集成，电力规划，勘察，设计，施工放样成果输出到现场集成技术的形成。
3.1 GPS技术在电力工程设计中的作用
全球定位系统（Global Positioning system，简称GPS）是目前世界上应用最广泛的卫星导航系统，具有定位速度快、精度高、观测不受气象条件影响、控制点间无需相互通视、对控制网的边长没有限制、待定点的定位精度相互独立等特点。利用GPS导航定位信号，能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态定位、米级甚至亚米级精度的动态定位、亚米级甚至厘米级精度的速度测量和毫微秒级的时间测量。因此，GPS在电力工程中的应用主要包括以下几个方向：电力控制测量、桥隧形变监测、电力测设和RTK-GPS三维放样测量、机载GPS辅助空中三角测量等方面。
上个世纪90年代中期，许多电力工程部门开始了GPS定位技术在电力控制测量中的应用和研究。目前国内己逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网。表1所示为某项目GPS建立高精度控制网自由设站的点位误差统计。
考虑到细部测量最大边长为100m，监测点相对测站点的纵向误差为1mm，测角误差按3.8’’估计，则横向误差为1.8mm，监测点相对于测站点的点位误差为2.1mm，故双站测的坐标较差限差就认为是3mm，符合相应的规范和要求。
3.2 数字摄影测量系统在电力工程设计中的作用
摄影测量学诞生于十九世纪中叶，历经模拟摄影测量和解析摄影测量两个阶段，现正在向数字摄影测量阶段发展。随着计算机技术的广泛应用，以及数字图像处理、模式识别、人工智能、专家系统和计算机视觉等学科的不断发展，世界上第一台可操作的数字摄影测量系统（DPS）应运而生。现代工程建设要求对工程的自动化流程、设计过程控制、施工质量检验与监控等进行快速、高精度的测量、定位，并给出运行轨迹或复杂形体的数字模型等。
DPS具有快速、高效和大规模地获取设计走廊带数字化地面信息，并对这种数字化信息在计算机中进行合理描述，使之能被计算机系统和设计人员接受和应用；通过数字元影像与数字元地面模型合成建立设计成果景观模型，产生设计结果的计算机视觉效果；通过自动化、数字化和摄影测量技术使电力勘察与设计作业协同化等作用。在电力规划阶段，DPS提供的是三维地面模型电子沙盘，可以方便地进行路线方案的设定。
3.3 遥感技术在电力工程设计中的作用
遥感（RS），一般是指到接地可见光、红外线或微波电磁辐射，特征信息被从卫星或飞行器摄像记录，以及各种初步图像处理。通过各种遥感图像分析来获取地质信息是已知的地质遥感技术。遥感技术能够提供逼真的图像，遥感和数据采集快速，并且具有很大的数据量。在测量过程中不受地形、交通等自然条件的，研究地质构造，区域地质调查，水文地质研究，环境动态监测，地震勘探等地质和地貌第四纪开辟了新的研究途径。由于航天遥感覆盖面是很大的，因此获得的内容非常的翔实，应用遥感技术，为电力线路选线、勘测等，更好地突出了这项技术的独特优势。因此，通过计算机图像处理和信息提取当前广泛使用的国外航空航天遥感数据，大量的遥感信息已进入自动识别和自动处理相图的规划和电力项目的设计，提供精确的从宏观和可靠的调查数据。
3.4 工程测量集成系统在电力工程设计中的作用
从上述的电力工程设计技术中，能够得知当下工程测量的技术已经有了前面的革新，这方面来说，通过网络技术和数据库技术的结合，实现数据的快捷使用，在模型的辅助下实现对设计方法和手段的优化，一体化技术的形成能够大大的方面整个设计的过程，这样对于电力工程的优化设计具有重要的维护作用，能够在施工之前对设计效果进行综合的预览。
4 结论
综上所述，在测绘技术从传统走向现代的过程中，电力工程设计正在发生着天翻覆地的变化，工程测量一体化系统逐渐完善，对于电力工程建设也具有非常重要的意义。尤其是在工程优化的方面发挥着重要的作用，不仅仅大大提高了工程测量管理的效率，又能保证大幅度的降低成本，这样来说，工程测量在实际的工程设计和工程施工中都发挥着不可替代的作用，具有非常好的发展前景。
