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关键词:取样钻探装备 复合钻进工艺岩土测试仪器设备
超硬研磨材料与钻进工艺
中图分类号: P2 文献标识码: A
一、工程地质勘查装备概况
我国工程地质勘察装备,是上个世纪六十年代从前苏联引进、并发展起来的。至今某些装备至今还在沿用。设备仪器技术水准相对比较落后,比较简陋。比较突出的特点是:取样勘查钻机的功能还比较单一,操作不方便,运输搬运困难,工人劳动强度较大。勘察原位测试仪器设备比较落后,技术性能和精度较低,结构需要优化、创新。与现代科学技术、尤其是计算机技术的开发应用,还需进一步发展研究。才能跟上时展的步伐,满足各行各业工程建设的需要。
二、取样钻探设备
工程勘察取样设备,尤其是工程地质取样钻机,发展到今天,系列化,专业化不强。几十年来,所用的钻探设备结构、性能,发展较慢,改进创新较少,跟不上工程建设的发展需要。工程地质取样钻机的功能还比较单一;操作不便;搬运困难;劳动强度大,配套装备有机组合性差。例如:我国现在使用的浅孔取样钻机主要与、有:SH10型系列取样钻机;SH30型系列取样钻机;SH50型系列取样钻机;(SH系列钻机的钻进工艺为冲击钻进工艺)。SB型系列立轴式手把给进取样钻机;XU型系列立轴式液压给进取样钻机;XY型系列立轴式液压给进取样钻机;DDP-100型至DDP-300型车载立轴式液压给进取样钻机系列等,(SB型系列,XU型系列,XY型系列和DDP型系列钻机的钻进工艺为回转钻进工艺)。它们共同的特点是钻进功能单一,不能满足各类地层(土砂层,岩石层)不同岩性的钻进技术要求和工程地质技术要求。
在工程地质勘察取样钻探工艺中,取样钻机所钻探的地层,几乎涵盖了地层表面的所有地层。第四系地层(Q4)主要有:粘土类地层;砂砾卵石类地层等。第三纪(Q3),白垩纪,侏罗纪的砂质、泥质类岩层;以及其他地质年代的风化、微风化岩层。第四系地层到第三纪(Q3),白垩纪,侏罗纪的砂质、泥质类岩层;风化软质岩类,一般可采用冲击钻进工艺。强风化--微风化岩层类地层,一般采用采用回转钻进工艺。在实际工程地质取样钻探中,特别是在丘陵、半山区、山区工程地质取样钻探,在同一个取样钻孔内,所钻的地层涵盖了从第四系到第三系以及其他地质年代的地层;软质岩、硬质岩都有,冲击钻进工艺和回转钻进工艺两者都得用。我国现有的取样钻机,冲击钻进工艺和回转钻进工艺是分开的。往往在实际地质取样钻探中,
还得配备两种型号的取样钻机。无论长途运输,还是钻探施工现场,都要准备多种运载工具。给取样钻探施工带来诸多不便。浪费人力物力,增大了钻探成本。在工程建设地质勘探中,钻探设备发展到今天,也存在钻探设备功能单一;不能适用各种地层。钻探设备和运载工具分离,运载钻探装备,费时费力,在台时利用率中,占有比例较高。
我国取样钻探设备,随着科学技术的发展,与国外同行业的差距在缩小。地质勘探钻机已向多功能、全液压、自动化、相关装备有机组合方向发展。针对地质勘探不同领域的需求,研制出适合不同领域的多功能、全液压、自动化系列地质勘探钻机。
(一)取样地质钻机结构改进
现有工程地质钻探设备,无论SH10型系列取样钻机;SH30型系列取样钻机;SH50型系列取样钻机;(SH系列钻机的钻进工艺为冲击钻进工艺)。SB型系列立轴式手把给进取样钻机;XU型系列立轴式液压给进取样钻机;XY型系列立轴式液压给进取样钻机;DDP-100型至DDP-300型车载立轴式液压给进取样钻机系列等,(SB型系列,XU型系列,XY型系列立轴式液压给进取样钻机为回转钻进工艺)。冲击钻进和回转钻进功能是分开的,是两种型号的钻机。如果把这两种钻进工艺的功能组合在一种型号钻机上,不但减少设备的投入,还可满足各类地层的需要。取样质量好,满足地质需要;提高钻探效率,降低钻探成本。如果将XY型系列立轴式液压给进取样钻机、DDP型系列车载立轴式液压给进取样钻机的回转钻进功能和SH型系列取样钻机的冲击钻进功能在钻机的结构上组合起来,即可冲击,又可回转。可成倍地提高在第四纪(Q4)地层钻进效率和取样质量。因第四纪地层(Q4)是比较复杂的。单一的冲击或者回转,往往钻探效果不理想。钻孔质量低;取样质量差;钻探效率低。成本高。在实际钻探取样中,经常出现孔内事故,同时具备冲击、回转功能,对处理孔内事故效果好;缩短处理事故时间。
例如2012年在黑龙江省牡丹江海林某大桥勘察项目中,地层为卵砾岩,粒径较大,地层上部全风化―强风化,采用了SH3--2型取样钻机;小时效率较低,进尺较慢。地层下部强风化―中风化,采用XY-1A型回转取样钻机,同样小时效率低,进尺慢,取样效果不好。根据这种状况,我们又采用了YD-1型大口径金刚石(Φ75mm)液动潜孔锤,把他安在取芯钻具(粗径钻具)上部,在回转钻进的基础上增加了冲击功能,小时效率明显提高,进尺较快。但是液动潜孔锤的液压元件经常出故障,质量不过关。给野外工程地质取样钻探维修维护带来了不便,难以推广使用。
根据几十年地质取样钻探生产实践,地质取样钻探设备发展到今天,迫切需要能对我国地质钻探取样设备和钻进工艺进行改进。打破单一功能,复合在一起,设计生产出多功能复合型地质取样钻机和复合钻进工艺。建议把SH系列钻机的冲击钻进功能和XY型系列立轴式液压给进取样钻机回转钻进功能有机的结合在一台取样钻机上,同时在取芯钻具上部装有高性能、质量可靠的YD系列液动潜孔锤,在液压给进回转钻进工艺上,给孔底钻头辅助增加一个冲击功能,组合成“冲击―回转”钻进工艺,能适合各类地层对钻探的技术要求。尤其是能成倍提高在卵砾石岩层和坚硬岩层的钻进效率。使之能提高小时效率,进尺快,取样效果好。可成倍地降低地质取样钻探成本。
(二)改进运输工具
往往在地质取样钻探勘察场地,一直采用其他运输设备进行运输搬迁;因地质勘察现场地形变化多样,钻探设备无法运进或运进困难,增加了外业钻探施工工期和成本。可以考虑将地质取样钻探设备设计装在小型履带机上;改成自走式。既解决了钻探施工场地的运输,又适应各种钻探施工环境场地;提高搬迁效率。在固体矿产地质勘探,(特别是中、深孔800米―2000米)已设计有履带式自行钻机。可以考虑将其设计装配地质取样钻机上(100米以内浅孔)。改进为自走式履带钻机。
(三)改进塔机一体的钻塔
在地质取样钻探中,给钻机配套使用的钻塔,是分体式的。使用、运输都不方便。浪费人力物力。建议设计改进成塔、机一体;增加液压起落;液压调平钻机钻塔。可节省辅助生产时间;减轻劳动强度。如果能将XY--1型系列钻机,设计改进为具有冲击、回转功能,塔、机一体;钻塔液压起落;钻机钻塔液压调平。履带式自走。将带来一场地质取样钻探设备的革新;实现钻机、钻塔、钻探施工现场运输工具一体化。极大地提高钻探效率,减少辅助时间,减轻劳动强度。
三、岩土测试仪器设备
我国现有的岩土测试仪器设备,从上世纪50―60年代引进前苏联的到现在我国自己研制生产,走过了几十年,并无较大的进步。以上海土壤仪器厂和国内其他厂家,生产的仪器设备功能比较单一,以机械式为主,例如室内土工试验的常用的WG型系列固结仪、ZJ型、TSZ型系列剪切仪、WE―100B型至1000B型系列、WA―100C型至WA―1000C型系列、TYA―300型至TYA―2000型万能试验压力机等。外业常用的动力触探试验;63.5KG标准贯入试验设备;WSY型、WJCL型等静力触探机、地震波速测试、载荷试验、现场剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、岩体原位测试、地基土动力参数测试等,在实际应用中存在着试验误差和计算操作不便。
计算机技术发展到今天,已深入到各个领域,将计算机技术引入并研发相关的计算软件和传感器,实现机电一体化,可提高试验精度,使试验结果减小误差,提高工作效率,减少劳动强度。外业的岩土测试仪器设备,应向组合便携化、试验现场操作使用简便化、轮式车载或履带车载运输便捷化、数据计算统计电算化方向发展。
四、超硬研磨材料与钻进工艺
超硬研磨材料发展到今天,依然以天然金刚石和人造金刚石作为研磨材料为主。因金刚石这种材料是地球上至今发现的最硬的矿物。在工程地质勘察取样钻探中,在卵砾岩到坚硬岩地层钻探中,往往大量使用人造金刚石孕镶钻头。在单一的回转钻进工艺中,靠静压回转磨削岩石,小时效率和台月效率至今都比较低,成本居高,经济效益较低。人造孕镶金刚石钻头的发明,改变了钻探工艺。经过几十年的发展,已经系列化,标准化。但在卵砾岩到坚硬岩地层,小时效率不高,这是至今困扰着钻探人的一个难题。今后还有许多难题需要研究改进。例如:人造金刚石的目数、浓度、胎体的材料及硬度、唇部形状及烧结镶嵌的方式。根据岩石种类的研磨性、硬度、破碎程度,对人造金刚石钻头的这些参数细分,使之适应各类岩层。这样,可有效地提高小时效率和台月效率,降低取样钻探的成本。
在上个世纪七十年代开始,国内外开始研究冲击钻进和回转钻进的组合。根据水锤原理,发明了液动冲击器。(即现在的液动潜孔锤)在回转钻进基础上增加一个冲击功,由单一的静压回转,改为复合式静压冲击回转。使碎岩机理发生改变,由磨削碎岩改为体积破碎碎岩。小时效率和台月效率成倍的增加。有效地降低了成本。
液动潜孔锤发展到今天,在工程地质和固体矿产地质找矿取芯钻探中还没有大量推广使用。其原因是:液动潜孔锤的结构有待改进,零部件的材质和加工工艺有待提高。在实际应用中,零部件易损坏,经常失灵。例如;在黑龙江省某大理岩矿区取样钻探中,我们采用了YZ―1型液动冲击器,经常出现零部件损坏和失灵状态,性能不稳定。
钻探工人不愿使用。但是,它改变了传统的单一静压回转钻进工艺,是钻进工艺向冲击-静压回转复合钻进工艺的转变。小时效率和台月效率成倍的增加,在未来的工程地质取样钻探和固体矿产地质找矿取芯钻探中,具有广阔的发展前景。
五、结论与建议
1、地质勘探取样钻机已向多功能、全液压、自动化、相关装备有机组合方向发展。针对地质勘探不同领域的需求,研制出适合不同领域不同钻进深度的多功能(冲击-回转复合)、全液压、行走自动化、操作电脑化系列地质勘探钻机。
2、岩土仪器设备,研发相关的计算软件和传感器,实现机电一体化,可提高试验精度,使试验结果减小误差,提高工作效率,减少劳动强度。外业的岩土测试仪器设备,应向组合便携化、试验现场操作使用简便化、轮式车载或履带车载运输便捷化、数据计算统计电算化方向发展。
3、继续研发小时效率高,钻头使用寿命长的冲击-回转、适应各类地层的人造金刚石钻头。人造金刚石的目数、浓度、胎体的材料及硬度、唇部形状及烧结镶嵌的方式。根据岩石种类的研磨性、硬度、破碎程度,对人造金刚石钻头的这些参数细分,使之适应各类岩层。这样,可有效地提高小时效率和台月效率,降低取样钻探的成本。
4、改进提高液动潜孔锤的性能、结构,使之耐使用,不易损坏,长寿命,操作比较简便方向发展。是钻进工艺向冲击-静压回转复合钻进工艺的转变。小时效率和台月效率成倍的增加,在未来的工程地质取样钻探和固体矿产地质找矿取芯钻探中,具有广阔的发展前景。
5、在未来工程地质取样钻探中,多功能(冲击-回转两用)取样钻机,冲击-回转钻进工艺(即在粗径钻具上部装有液动潜孔锤),适应各类岩层的(适合冲击-回转)人造孕镶金刚石“冲击-回转”钻头(人造金刚石的目数、浓度、胎体的材料及硬度、唇部形状及烧结镶嵌的方式。根据岩石种类的研磨性、硬度、破碎程度),改变碎岩机理,是取样钻探的有效组合。
参考文献:
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[2]王友年等绳索取芯钻探技术新发展------三合一组合钻具探矿工程2007.(9)
[3]苏长寿等系列高效液动锤的研究与应用探矿工程2010.(3)
作者简历
崔红梅女1972年出生工程师1997年07月毕业于哈尔滨理工大学
1994年09月--- 1997年07月, 在哈尔滨理工大学机械专业学习。
关键词:钻探装备;钻机工艺;现状;发展方向
中图分类号:P634 文献标识码:A
时代在进步,科技在发展,在这种背景下,我国的钻探装备也得到了全面进步,逐渐跟上了国外同行业的发展脚步。现阶段,我国对钻探设备的要求越来越高,要求地质勘探钻机实现自动化,使用功能也要比以往多。所处不同领域,对地质勘探钻机自然也有不同要求。
我国地质勘查钻探装备现状
(一)地质勘查钻探装备功能单一
我国的地质勘察钻探装备还存在很多问题,这些问题集中表现在地质勘探钻机上。我国的地质勘探钻机不具备多功能的特点,这很难适应现代化社会发展的需要,并且它操作起来难度大,不方便对其搬运,同时,劳动强度比其它钻探设备要大,配套装备的组合也不合理,不符合不同地层对地质技术以及钻进技术的要求。
一般而言,工程地质勘查钻探的地层是粘土层、砂砾地层、Q4(第四系底层)以及少量的硬质岩地层,在Q4到软质岩的勘查钻探过程中,通常会采取冲击钻进的方式,对于硬质岩底层,则使用回转钻进的方法。不过我国在实际的勘探操作过程中,无论是软质岩还是硬质岩,这两种方法都有使用。
虽然我国的地质勘查钻探装备得到了一定发展,但是它仍然无法适应不同的地层环境,运载工具与钻探装备之间出现了分离现象,另外,钻探装备的运载难度很大,既耗费时间,又消耗精力。
(二)工具材料存在质量问题
我国地质勘查钻探装备的组成材料存在严重的质量问题,例如钢管材料在加工制作上效果很不理想,容易被折断,柔韧性非常差,并且也不具备良好的耐磨性,这些问题一直都没有得到解决,给地质勘探工作带来了很多麻烦。
在20世纪60年代之前,我国勘探装备的钻头还没有以金刚石为原材料,在那以后,金刚石钻头被研发出来,使用度非常高,一直延续至今,不过经过这么多年的发展和技术革新,金刚石钻头仍旧无法适应各种不同的地层环境,由此可见我国在钻头技术的研究上并没有很大进展。
我国的生产部门必须加大生产力度,尤其要注重加工工艺技术和管材材质的质量,研制出高质量的管材,增强管材的韧性及其耐磨性,提高加工工艺技术。我国对地质寻矿的研究将会更加深入,这就要求加强钻孔技术的发展,增加钻孔深度。从实际情况来看,我国的金刚石钻头效率较低,使用寿命也不长,无法实现深孔钻探。
地质勘查钻探装备的改进措施
我国地质勘查钻探装备存在很多问题,不过只需要在细节之处加以改进,它还是能够得到更好的发展。
(一)实现运输工具自动化
通常情况下,地质勘查施工现场的技术设备运输都是靠人力以及履带式或胶轮拖拉机来实现,采取这种方式虽然可以达到目的,但是所花费的时间太长,人工耗力也很大,如果现场条件不足,就必须再次雇人,这也加大了施工成本。不过只要将XY—1型取样钻机安装在履带式拖拉机上,不仅让场地运输问题得到解决,而且使搬迁效率得到很大提升,最重要的是,无论钻探施工场地现场有多复杂,它都很适用。
(二)加强地质钻探钻机的钻探效果
我国的地质钻探钻机取样质量不高,钻孔效果也不理想,而且成本过高,在施工现场还常常出现钻孔故障。如果一种型号的钻探钻机既具备回转钻进功能,又具备冲击钻进功能,那么设备的成本投入将大大减少,并且取样质量也会得到提高,钻孔效率也将得到加强,除此之外,它还能够满足不同地层之间的需要。以往钻孔效果不理想的原因主要是钻探钻机功能过于单一,在经过改进之后,它具备回转与冲击的双重功能,能够有效处理孔内事故。
(三)实现塔、机一体
钻探所采用的钻塔与钻机有很大区别,它是分体的,安装起来很不方便,需要耗费大量时间和精力,在使用与运输上也有很大难度,如果能够实现塔、机一体,则液压起伏会变大,有利于节约时间,同时劳动强度大大降低。
三、地质勘查钻探装备的发展
我国使用的地质钻探取样钻机大多数都是液压立轴式钻机,钻机的研究始于20世纪60年代,经过半个世纪之后,出现了多种型号的钻机,之后我国又对全液压动力头式钻机做了研究与探索,并且成功制作了钻机样品,不过当时的液压技术比较落后,这种钻机并没有得到广泛使用。
现在,液压技术得到了进一步发展,我国也已经研制出了新型的全液压动头式取样钻机,并且得到了广泛使用,YDX—3型钻机已经拥有1000米的钻进能力,由此可见,地质钻探装备在未来能够得到更好的发展。
我国的勘探装备很齐全,并且还在不断研制出新型产品,研制水平与以往相比已经得到了很大提升,近几十年来,我国的地质勘查钻探装备取得了很大成果。另外,钻探工艺也得到了很大发展,在钻探的生产过程中,应用最广泛,技术最成熟的便是绳索取芯,由于液动冲击技术性能上存在一些问题,结构设计也不合理,导致其无法应用于地质勘探工作中。
我国地质勘查钻探装备在未来的发展方向
装备实现全液压化
在未来的发展汇总,我国地质勘查钻探装备要实现全液压化,同时,还要保证其模块化、轻便化以及智能化,以金刚石绳索取心技术为核心,实现新型钻机质量和效率的提升,让钻探装备适用于各种地理环境,抛弃传统的人工搬迁,实现直升机搬迁效果,钻探设备的拆分与组装设计要简单,钻探工艺也要得到相应提升。
研制新能源勘探设备
我国目前的能源勘探设备比较单一,随着高新科技技术的发展,其他能源(地热、煤层气等)勘探技术装备也会相继研发出来。
勘探新技术的开发
我国西部有很多干旱地区严重缺水,因此,我国必须要开发出勘探新技术,例如节水钻探等。
改变地质勘查钻探装备的模式
装备行业应该要有合理的布局,不能沿袭传统的结构模式,只有这样才能研制出先进的地质勘探装备,让地质钻探技术得到更好发展。
结束语:
地质勘查钻探装备对地质勘探技术的发展有着重要意义,良好的装备才能保证勘探工作的正常进行,同时让勘探技术在实践中得到提升。本文首先分析了我国地质勘查钻探装备的现状,从中了解其存在的问题,然后提出了地质勘查钻探装备的改进措施,最后对我国钻探装备的发展状况以及其在未来的发展方向做出了总结。关于地质勘查钻探装备的探讨对社会发展是很有必要的,它能够有效促进我国矿产资源的发展。
参考文献:
[1]万道含,黄卫东.西北地区中新生代盆地沉积岩地层复杂条件钻探工艺技术组合研究[J].探矿工程-岩土钻掘工程,2009(5)
[2]孙天学,文孝贵,刘宝川.浅谈TRT及钻探综合地质超前预报技术在矿山的应用[J].地质装备,2013(1)
【关键词】地质勘查;找矿技术;现状;对策
地质勘查工作中,找矿技术是重要组成部分,科学合理的找矿技术是地质勘查工作的重要保障,只有依靠良好的找矿技术,才能为矿业的后备储备做好准备,从而真正实现勘探目的,而矿业找寻也是为了能够保障勘探资源的源源不断,实现资源转换成,因此想要提高地勘效率,对找矿工作的探讨则是首要,结合多年实践经验,本文从地质勘探和找矿工作的现状进行分析,从而寻找解决办法。
1.当前国内地质勘探与找矿工作的现状及问题
随着工业化、城镇化步伐的加快,矿量需求逐渐增大,矿产的市场满足度低,能源的短缺,成为社会经济发展的绊脚石。我国幅员辽阔,矿产资源分布相对广泛,但矿产的开采利用率低下,就当前地勘工作效果上分析,与储藏量相比,已探矿区仅仅占1/3左右,地质勘探在找矿中作用重大。日常勘探工作中,国内地质勘探历史悠久,工作基础扎实,资源丰富,实力强,具备成为一个较强的矿业国家。若能够在矿源寻找上有所突破,勘探事业必将上一个新台阶。从现今勘探行业的资源配备上看,地勘队员的队伍逐渐精炼,正向着先进部队迈进,在逐渐适应社会主义市场经济的发展,但是也应看到,我国勘探作业深度在300m~500m之间,与世界同行业相比还属于浅源开采,国际上的勘探深度在800m左右,这也表明,我国矿业的深度开采还处于幼稚时期,在今后的工作中,加深开采度必然成为主要发展方向。从整体上分析,地质勘探与找矿工作还存在着一些问题,有待改进。
1.1市场机制难以在矿业发展中起到主导作用
当前国内,勘探工作主要是由地质勘探单位负责进行调查,而市场竞争中的企业仍然没有进入到勘探中,目前国有地勘单位处于转型时期,从过去的事业转向企业,进入市场竞争,但是现今转型结果尚不成熟,不能成为一个合格的市场主体,在地质勘查中的投资者容易受到不公平的竞争,政府投资占据的市场份额过大,往往让很多投资者望而却步,资金不能得到有效的保护,没有健全的建立于公平分配机制上的风险承担机制,没有形成良好的经济规律,多数投资者出于本能的规避风险心态,不愿投资,也阻碍了市场的有序发展。能否建立完善的找矿与地勘收益共享机制,以及均衡的风险承担机制,关系着地勘事业的健康发展,社会投资的失衡制约着矿业勘探与找矿工作的进行,资金投入是勘探事业的保障,只有让市场成为矿业的主导,才能促使资金投入的源源不断,新兴技术的投入加大,保障勘探的效率。
1.2基础地质勘探工作的资金投入不足,地质资料的缺乏制约找矿
近年来,我国在基础地质勘探工作中,资金缺少,主要依靠国家项目经费的匹配,自主性差,一旦中央经费较少则常常捉襟见肘,尤其是事业转型后,如何顺利的参与市场竞争更是一道难题,经费的缺乏导致地质勘探工作停滞不前,资料缺乏,而众所周知,找矿工作都需依赖大量的地质资料,而近年的找矿工作却还在依赖多年前的地质资料,地质资料库的更新缺乏,严重的制约找矿工作的前进。与此相反,地方财政资金雄厚,市场中基金和投入丰盈,能够积极投入大量的人力物力在找矿工作上,但是却缺乏前期的基础地质勘探工作资料信息,显得举步维艰,浪费了大量的后期资金,显得盲目缺乏效率。
2.提高地勘的效率措施
2.1紧抓勘探重点,扩宽找矿领域
我国的地质勘探工作,应放眼未来,立足于国内丰富的资源基础,工程基础,有重点的抓落实各种矿种和矿带的寻找与勘查,努力实现资源合理匹配,做出成效,不断提高地质勘探技术,有深度、有广度的进行勘探。并着力配合市场,提高勘探成效。
2.2围绕找矿机制的核心思想,加强矿源找寻
在新形势下的地质勘探工作必须要围绕“公益先行、商业跟进、基金衔接、整装勘查、快速突破”这个中心,要切实贯彻落实各新机制,不是单单从字面上进行理解,应是针对当前的形势,进行分析,做好深刻解析。从转型开始,勘探的新机制的核心则是,构建市场导向下的平衡制度,将社会上的各种资金引入破产勘探市场,加大市场投入,形成勘探突破,共同开发的局面,要实现这一核心,首先是思路的转变,在这一转变过程中,必然牵涉利益交织,对整个勘探机构的运行模式进行转变,一个新的机制必然带来新的制度的革新,而在转型过后,需要将财政出资勘探重点转向商业性勘探上,这一问题的解决,需要领导者和员工从思想上转变,以市场经济规律角度来处理勘探工作。
根据地质勘探原则,不难分析出,当前地质勘探中的找矿工作面临着巨大的改变,这些改变主要是由当前的形势与市场经济环境带来的,所以找矿工作的复杂程度加强,因此在找矿技术上的革新显得势在必行。
2.2.1同现代化技术精密结合
当前常用的找矿技术繁多,具体选择需要根据矿藏的地理环境及其他综合条件进行合理的选择,顺应时代的发展,我们的找矿思路也需要紧跟时代步伐向着深处发展,找矿工作的负责性也需要更多找矿技术的运用,需要结合更先进的科学技术,借助其他行业先进技术,形成复杂的完备的找矿体系,在实践中,不少勘探已经试图在这样的环境中寻求突破口。首先,可以借助物理学,从岩石的物理性质差异来分析地表的深度,并借用计算机进行综合分析,可以对矿产资源的存在加以推测;还能借助现代化的机械设备以及找矿体系,更精确的寻找矿源;构建健全的信息处理系统,对获取信息进行处理,获得更多的地质信息。
2.2.2 GPS感应系统在采集信息中的使用
GPS是当前社会常用的全球定位系统,能够通过卫星进行定位,也可以使用我国的北斗卫星定位系统,提高地勘的三维定位数据,可以借助于这项技术,结合定位系统构建一个集信号监控、接受、转换以及分析的综合定位体系。而该系统形成的原来主要是,根据岩石中较稳定的物理结构和化学元素成分,而不同的成分又有不同的光谱吸收力,也是辐射源,可以使用波谱仪对矿样进行测量,根据得出的光谱曲线,对比不同物种的曲线进行分析,能够判断出是由那几种物种组成,从科学上为矿石寻找提供科学依据,促进地质勘探工作的进行。
2.3建立适应市场经济多元化的投资平台
以地质勘探为中心,构建一个统一的、有竞争力的、市场公平的、诚信的有序矿业市场,促进企业在的矿业勘探达到主体地位,控制市场投资结构,自由、均衡的分配机制。
3.结语
综上所述;本文阐述了我国的地质勘查工作进度慢,投入少,尚未建立完整的市场机制,缺乏市场主导的找矿模式,市场很难发挥其主体作用,与此同时,地质科技创新投入不足,人才紧缺,资源配备不合理,使得地质勘查与找矿工作停滞不前,难以将丰富的物质资源转化为经济效益。 [科]
【参考文献】
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关键词:地质工作;水工环勘察技术;遥感技术
引言
随着现代经济以及工业的发展,资源的匮乏问题已经成为了一个世界性的问题。伴随着地质勘察技术的进步,越来越多的自然资源被发现、应用。所谓的水工环地质勘察工作,综合了水文以及岩土工程两门地质勘察学科的知识。水工环地质勘察工作不仅要对勘察地区地下水的起源位置、汇集形式以及地下水的分布进行探讨,并且要对当地的岩土工程以及工程动力的地质进行探讨。以下文章首先概述我国水工环地质勘察技术的现状,并进一步探讨现阶段地质工作中应用较广的GPS以及RTK技术。
一、水工环地质勘察技术的概述
现阶段,我国的地质勘察工作存在着许许多多问题。这些问题的存在,破坏了原有的生态平衡,使能源不断地开采出来,严重影响了我国可持续发展的目标。这些问题的存在,也严重影响了我国地质勘察的发展。面对资源日益枯竭的现状,政府部门应该重视地质勘察工作的水平,完善我国地质勘察制度,培养高技术水平的勘察人员,积极研发并购买先进的地质勘察仪器设备,从而促进我国地质勘察工作的发展。重视水工环地质勘察工作的进展,加快我国现阶段水工环勘察技术的进步。
现阶段,我国水工环地质勘察技术的应用范围较广。一方面,随着我国经济的不断进步,我国的城市化进程不断加快。随着我国城市化进程的加快,我国城市发展面临着许许多多的问题,比如城市的环境的污染问题,立即填埋场的选址问题,地质灾害的危险性评估问题以及土地利用的问题。利用水工环地质勘察技术,可以对以上问题提出有效的解决措施。通过地质勘察工作的进行,改善了城市污染现状,并且对垃圾的填埋场进行合理有效的选址,极大的降低了垃圾的污染程度。在地质灾害的评估工作中,地质勘察同样发挥着重要的作用。另一方面,我国自上世纪八十年代以来,经济的发展严重破坏了生态环境的平衡。随着人们环保意识的提高,人与自然的可持续发展越来越受到了人们的关注。利用水工环地质勘察技术,可以在保护环境的前提下,加快我国经济的发展。现阶段,我国水工环地质勘察技术的应用越来越广,比如环境对人体健康的影响问题,生态可持续发展与土地利用率的问题等。通过应用水工环地质勘察技术,极大的提高了环境保护的力度,提高了人们的生活水平。
二、现阶段我国地质勘察工作中GPS以及RTK技术的应用
现阶段,我国在实际的地质勘察工作中应用较广的技术有GPS以及RTK技术,通过这两种技术的应用,可以极大的提高定位的精确度,保证地质勘察工作的顺利进行。下面结合自身经验,谈谈现阶段我国地质勘察工作中应用较广的这两种技术,并对其工作原理以及有关的优点进行阐述。
(一)GPS技术的应用现状及其作用
GPS技术的工作原理较为简单,就是将原有的无线电信号的发射装置搬到了太空中的卫星上。这样一来,不仅可以利用地面上的三个已知位置确定出卫星的位置,同样,也可以利用三个已知卫星的位置确定出地面的未知的位置。GPS用户利用接收仪器,同时接受来自三个不同卫星的信号,通过计算测点到三颗卫星不同的距离,可以精确的确定出站点的位置。实时的动态定位原理是首先要建立一个基准站,并安装一台接收装置,该装置要对可见的卫星进行不间断的测量,同时把测量数据发送到流动站。流动站里的无线电接收仪器在接收卫星信号的同时,将数据与基准站传过来的数据进行对比,然后应用GPS定位的相关原理就可以计算出基准站的位置。通过GPS定位系统相关技术的应用,可以极大的提高定位的精度。随着我国自主研发的定位系统的应用,我国的地质勘察工作水平得到了极大的提高,也为我国以后的地质勘察技术的发展奠定了基础。
(二)RTK技术的应用现状及其作用
现阶段,我国应用RTK技术的一个重要的目的就是降低卫星数据里载波相位测量的有关误差。一般情况下,运用这种技术可以将载波相位测量值的误差控制在十毫米之内。应用RTK技术进行定位通常采用三种相位差分。然而,这三种相位差分本质上存在着一个共同的特点:对于已经更改好的数据,由基准站发送,流动站负责接收。这种技术的工作原理也相对简单,就是基准站里要有一台接收装置,同时,流动站里也要有接收装置,与基准站不同的是,流动站里的接收装置要有多台。基准站与流动站里的接收装置同时对卫星发射的信号进行接收。工作人员通过对接收的数据进行处理,同时应用GPS相关技术对更正后的数据通过无线传输的方式传到流动站,最后获得流动站的位置。利用这种方法得到的位置较为精确,具有较大的参考价值。现阶段,这项技术在我国得到了广泛的应用。在城镇环境污染的防治和检测方面以及地质灾害的调查方面均有应用,同时,RTK技术在水工环地质勘察工作中也有较多的应用。通过该种技术的应用,极大的提高了我国地质勘察的水平,对我国以后的地质勘察工作的进步具有重要意义。
结语
随着现代科学技术的不断发展,我国水工环地质勘察技术水平得到了显著的提高。GPS以及RTK等遥感技术的应用,极大的提高了我国地质勘察技术的水平。随着水工环地质勘察技术的应用,极大的节省了地质勘察人员的时间,减少了工作人员的工作量,提高了工作效率并且极大的缩短了测量过程的时间,对我国地质勘察工作有着极其重要的作用。但是,我们也应该正视我国地质勘察工作中存在的问题,积极寻求相关方法,对问题进行合理解决,保证我国地质勘察工作的进步。
参考文献
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当前,社会经济快速发展进步,水利工程建设也迎来了良好发展。地质勘察的质量以及效果,将对水利工程的顺利建设产生十分重要的影响。当前还存在着由于地质问题而造成的水利工程事故,需要重新进行施工设计,导致工期延误,严重的甚至还会给人民群众的生命以及财产安全造成影响,因此需要努力做好地质勘察工作,促进水利工程建设效果的顺利实现。
一、水利工程地质勘察的现状
当前,水利工程建设的数量逐渐增多,规模逐渐扩大,工程建设的形式日渐多样化,给水利工程的规划设计、管理以及地质勘察等方面都带来了一定的难度。工程建设中不遵循规章制度的现象时有发生,工程建设资料不够完整,甚至个别设计人员也不重视地质资料,这些不负责任的做法使得水利工程建设以及管理带来了一定的难度和风险。水利工程主要是建设水库大坝、拦河闸、泵站、堤防等[1],这些建筑物如建在不良地基上,将会大大影响建筑物的使用,有可能是毁灭性,将产生不可估量的影响。
当前,在一些水利工程建设中不重视地质,没有进行相应的地质勘察,使得项目规划设计不合理,导致施工建设的失败。而且在水利工程建设中还花费了大量的人力财物,留下安全隐患,使得国家或水利工程建设企业的经济效益受到损失。一些已建成的水利工程发生突况,由于平时没有对地质资料进行完整的保存,因此在救援工作中没有科学的一手资料,严重影响处理的时间和效果。因此在水利工程建设前,就需要进行地质勘察工作,保证水利工程建设完毕后能够安全、高效的运行。当有险情时能够以详细的地质资料作为重要的依据,制定科学的抢险方案,保证水利工程的安全。
二、水利工程地质勘察的内容
水利工程地质勘察的内容为区域地质勘察及查明工程区建筑物的工程地质条件。
由于水利工程分布范围较大,需要了解区域地质,进行区域构造稳定性分析。对工程场地可能出现地震的危险性进行分析和评价[1],对水利工程建设区域进行科学的规划,确保不会存在安全隐患,减少工程投资。区域勘察内容即区域地形地貌、地层岩性、地质构造与地震、物理地质现象及水文地质条件。这些资料是分析水利水电工程地质条件的基础,并可以指导建筑物的地质勘察过程及注意事项。例如可溶岩地区,重点应放在喀斯特发育情况和水文地质条件上;在地震活动性较强的地区,要特别注意地质构造和断裂活动情况。
查明工程区建筑物的地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件等工程地质条件。对水利工程建筑物的影响,主要有建筑物地基的承载力、抗滑性、不均匀沉降、渗透稳定性等。水利工程建设中,地基是基础性工程,地基位置选择需要考虑稳定性、承载能力以及沉降变形等问题,确定地震过程中的渗透破坏力[2]。根据查明的建筑物基础工程地质条件,从而确定建筑物的形式及尺寸,或采取相应的工程措施,提高地基的强度、抗渗性和耐久性等。
三、水利工程地质勘察的方法
水利工程的地质勘察工作需要经过规划、可研、初设及技施等阶段,不同阶段的地质勘察工作需要与该阶段的设计工作相适应,根据地质勘察的合同以及任务书开展地质勘察工作,明确设计的意图,了解设计各项技术指标,熟知施工设计图纸,在野外进行勘察时,需要收集相关的资料,做好准备工作,并编制出总的地质勘察纲领。
1、地质勘察的要求
水利工程地质勘察的首要工作是进行地质测绘,然后根据地质测绘的比例尺等在工程测绘过程中标识勘探点。水利工程地质测绘时可以借助与卫星、航空检测以及地面遥感等资料对地质进行科学的解译,根据解译成果到野外进行的复核。水利工程地质勘察中,需要选择合适的物探方法和技术,保证岩土的物性以及地形。勘探工作中需要科学的利用常见的洞、坑、井等。施工前应对钻孔的施工程序经常科学的设计,保证施工的科学顺进行。
2、地质勘察程序的编制
地质勘察工作要保证原始资料的真实、准确,地质勘察工作结束后需要编制水利工程地质勘察的报告。在做好施工现场的放点、测量、钻探、取样、地质编录以及测试等工作时,就需要对这些资料进行整理和分析,并编写地质勘察报告。编写水利工程勘察报告需要按照一定的程序,保证编制报告中的内容之间不会存在矛盾和问题,影响工作的效率以及质量。
首先需要对外业以及试验资料进行统计,保证各项资料的齐全,编制勘察的工作量统计表,勘探地点的平面图。然后对照原来的位置以及资料对地质编录进行校对,这项工作通常被人们忽视,使得原本的资料与试验的资料存在矛盾。对于这种问题需要找出问题存在的原因,及时进行改正,保证数据资料的准确性。
然后对钻孔工程地质柱状图进行绘制[3]。根据岩土地质的情况,进行分层统计表的编制,对数据进行统计。科学的地基岩土分层将影响到评价的效果。因此需要根据地质的年代、类型、状态等情况进行综合分析,将微地貌单元的岩土层进行科学的划分。编制分层统计表,明确各层的承载力。绘制工程地质剖面图,再进行文字报告的编写,提高工作效率和质量,避免存在差错,对于地质比较复杂的位置进行地质勘察需要划分区域进行科学的评价。
水利工程地质勘察报告需要由正文、附图、附表插表以及附件附照构成,保证地质勘察报告的完整,能够突出地质勘察的具体情况,保证内容的齐全、完整,能够为水利工程的施工建设提供科学的依据。
3、工程地质勘察技术
水利工程地质勘察技术主要有工程钻探、坑探以及遥感技术等,工程钻探能够通过钻孔不同深度的岩芯对地层岩性、地质构造等地质条件进行反映。坑探是通过挖坑的方式对地质情况进行分析,是使用比较广泛的辅助勘察手段。遥感技术的感测范围大,技术先进,获取信息的速度比较快,应用也比较广泛。
关键词: 勘察,现状,对策,信息化
Abstract: along with the further improvement of China's economic system, especially to join WTO since, our country geotechnical engineering market preliminary form, engineering survey industry gradually becomes rapid and healthy development. Because at present our country geotechnical engineering market have not very standard, there are still some industry is worth thinking and the problems faced. The paper analyzes the present situation of engineering investigation of industry, and puts forward the development ideas and countermeasures.
Keywords: survey, present situation, the countermeasures, information
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
1 岩土工程勘察行业发展的三个阶段
第一个阶段为建国初期至上世纪70年代末,称为起步阶段。建国初期,我国参照前苏联模式,在国务院各部门、各地区陆续建立了勘察单位,有一部分是独立的,但更多的是附属在设计院内,作为设计院下属的二级单位。其主要业务是为设计配套服务,提供设计需要的勘察资料。
第二个阶段为上世纪80年代初至本世纪初,称为快速发展阶段。改革开放后,特别是上世纪80年代中期以后,我国的工程勘察行业无论是在体制改革、业务领域,还是在技术进步上,都有了显著的发展。在体制改革方面,绝大多数勘察单位逐步脱离设计院,并由事业单位改制为企业单位,工程勘察市场初步形成。在业务领域方面,从以工程勘察为主要专业的工程地质勘察向岩土工程转化,从原来单一的工程勘察扩展到包括岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程监测检测、岩土工程治理、岩土工程监理与岩土工程咨询五个方面;业务范围有了很大拓展,对工程建设起到的作用也越来越大,工程勘察得到了国家建设主管部门和建筑行业的公认。在技术进步方面,计算机技术在工程勘察中的应用程度越来越高,计算机辅助制图也广泛应用于工程勘察成果制作。
本世纪初至今为工程勘察行业发展的第三阶段。随着工程勘察行业进一步发展,为适应我国加入WTO后与国际接轨的需要,以及国家建设主管部门的政策要求,工程勘察行业面临着一个新的发展阶段,其发展方向和趋势也将面临新的调整,以适应社会市场发展的需要。
2 工程勘察行业现状与面临的挑战
2.1工程勘察行业现状
(1)勘察行业发展态势良好,经济效益、社会效益显著提高
通过多年的发展,工程勘察单位逐步由过去的由国家统管、缺乏活力的事业单位转变为适应市场经济的自主经营、自负盈亏的企业法人和市场主体。许多勘察单位在激烈的市场竞争中,以市场为主体、以顾客为中心,以优质服务赢得发展,经济效益、社会效益显著提高。
(2)科学进步推动行业发展,工程勘察单位逐步向技术密集型、科技型企业转变
1999年,国务院转发建设部等部门/关于工程勘察设计单位体制改革若干意见的通知(国发办[1999]101号文),要求勘察设计单位由事业性质改为科技型企业,使之成为适应市场要求的法人实体和市场主体。按照国务院、行业管理部门的要求,工程勘察单位逐步实行了劳技分离,改制成为知识密集型、技术密集型企业。部分勘察单位向现代科技型企业转变,研发费用投入逐年提高,取得一批具有自主知识产权的科技成果,有的单位获得了高新技术企业认定。
(3)拓宽了服务领域,初步形成了岩土工程勘察、设计、施工、检测监测、监理与咨询全过程岩土工程服务体系
在行业主管部门的政策引导下,工程勘察单位通过多年的努力,从单一的工程地质勘察,逐步发展成为具有岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程检测监测、岩土工程监理与咨询等全过程、全方位服务体系的综合性勘察单位,服务领域、服务对象、服务能力有了明显的提升和增强。部分勘察单位结合市场需要,以及行业发展的要求,逐步开展地质灾害和环境影响评价等业务,并取得了市场准入资格。
2.2工程勘察行业面临的挑战
(1)部分工程勘察单位体制改革不彻底,市场竞争力不强
工程勘察单位体制改革是一项系统工程。虽然一些单位在体制转换过程中进行了有益的探索,有的改成了股份制公司,但是总体而言,我国的工程勘察体制还不完善,大多数单位依然停留在/一院两制0阶段,这种体制结构与西方发达国家普遍采用的私有或股份制有较大的差异。在经营模式上,绝大部分工程勘察单位还是大而全、小而全的综合院,专业院所寥寥无几。在管理模式上,还是呈松散管理型,管理效率不高。在服务功能上,大多数还是局限在工程勘察这个主业上,与国外公司从前期策划、可行性研究、招投标、造价咨询到工程勘察及后期服务,可提供全过程、全方位服务的项目管理服务有较大差距。
(2)工程勘察市场尚不健全,市场行为有待进一步规范
目前,我国工程勘察市场发育水平还不高,市场体制尚需进一步健全,市场行为有待进一步规范,主要表现在以下几个方面:
一是市场竞争日趋激烈,导致工程勘察收费偏低。目前很多地区除了少数政府重点工程、市政工程的勘察收费能达到2002版工程勘察收费标准的50%~70%,其他绝大多数勘察项目仍然执行1992版收费标准。新版收费标准难以实施,制约了工程勘察单位科技开发和新技术推广应用,不利于优秀人才的培养和引进,在很大程度上影响了整个工程勘察行业的可持续发展。二是工程勘察招投标有待进一步规范,主要表现在评标方法不合适,评审质量不高;招投标成本过大,与项目收益不匹配;招投标过程无法实施全程监控;设计方案知识产权得不到有效保护,挫伤了投标单位的积极性等等。三是建设单位的市场行为得不到有效控制。
(3)工程勘察行业信息化发展的现状
一是工程勘察单位每年在信息化建设上的累计投入,占总体经营收入比例较小,这表明目前工程勘察单位对信息化建设的推进力度不大。
二是工程勘察单位的计算机辅助工程勘察的开发能力不强;室内外测试和试验数据的自动采集和处理应用不广;仅有15%的工程勘察单位建立了工程勘察信息系统;只有极少数单位建立了地基基础与上部结构协同分析计算系统和地下结构浮力分析系统等大型数值分析系统。
3 工程勘察行业发展对策
3.1工程勘察单位发展对策
(1)立足服务领域,开展城市基础勘察工作
工程勘察单位要紧紧围绕工程建设和城市发展,开展工程勘察基础研究工作。目前勘察行业已步入市场化轨道,工程勘察单位的发展与市场紧密相连。我们在做好为工程建设服务的市场化工程勘察项目的同时,还有为城市规划、建设和发展服务的基础性、前期性勘察工作需要开展。因此,我们要立足服务领域,在多年积累的工程勘察资料的基础上,开展主城区以外的城市基础勘察工作,为城市规划、大型项目选址、工程可行性研究、地质灾害防治、城市防灾减灾等提供基础资料和决策依据。
(2)加快工程勘察信息化建设步伐,增强工程勘察单位核心竞争力
工程勘察信息系统是工程勘察专业信息化建设的主要内容,是计算机技术在工程勘察专业应用的重要表现。工程勘察单位几十年以来积累了丰富的勘察资料,建立工程勘察信息系统对这些信息进行科学管理,必将产生巨大的经济效益和社会效益。工程勘察信息系统可以为城市规划、工程可行性研究、重大项目选址、地质灾害防治、城市防灾减灾、工程勘察招投标提供基础资料,可为不同阶段勘察工作提供参考资料,可提高工作效率、有效节约资金。
(3)拓展业务范围,开展地质灾害勘查与评估等工作
工程勘察单位应立足于工程勘察业,扩大岩土工程设计、治理、检测监测、监理与咨询业,拓展地质灾害危险性评估,地质灾害治理工程勘查、设计、治理等领域。2003年国务院颁布的5地质灾害防治条例6(国务院令第394号)规定,在地质灾害易发区内进行工程建设,应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估;编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄、集镇规划时,应当对规划区域内进行地质灾害危险性评估。
(4)加强人才管理,提高市场竞争力
市场的竞争,其实质就是人才的竞争、科技的竞争。要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就要重视科技、重视人才,就要加强科技开发与研究。只有这样,才能把握工程勘察的主动权,增强市场竞争力,推动工程勘察技术进步、促进社会生产力发展。
3.2行业管理部门需加强的工作
(1)严格资质管理,把好行业准入关
一是严格资质审批,合理控制工程勘察单位数量。二是严格市场准入清出制度,进一步加大监督和查处的力度,建立不良企业名单,实行动态管理。
(2)加大监督力度,规范建设单位市场行为
对建设单位的监督和规范,首先要强化对建设单位执行法定程序的监督;依法规范建设单位的招投标行为,严肃查处规避招标和不执行招投标程序的行为;建立完善建设单位的市场信用约束机制,解决建设单位恶性压价、拖欠工程款等行为。
(3)发挥有形市场作用,规范工程勘察招投标
工程勘察招投标应严格按照工程勘察招投标管理办法执行,注重考察投标方技术实力、工程业绩,审查投标人资格、资质,限制入围单位数量。
1.水文地质勘察工作重点
水是人类赖以生存的基础,现今社会人口不断增加,水资源的需求量也跟随者急剧上涨,一旦水文地质遭到破坏。将会对人们的生活带来不可磨灭的影响,为此,因加强水文地质的勘察工作力度,仔细的勘察出地下水的分布情况,认真的计算和评估水文地质勘察工作对当地的地质环境所带来的影响程度,做到全方位观察、预测。
2.环境地质勘察工作重点
环境地质学是现代地质学发展的基础,由此可见环境地质勘察工作的重要性,特别是近年来全球生态环境日益恶化,各种自然灾害频繁发生,在进行勘察工程时,必须要对可能引起的环境地质问题作出综合性分析、评价,正确的预估到其开发前景,特别是对于重点防护地区,要客观的做好其环境地质调查及相关评估工作。
3.工程地质勘察工作重点
工程地质勘察工作一般都是在比较隐蔽的地方进行的,这必然使得该工作的危险性较强,诸如滑坡、泥石流、地震等自然灾害都会对工程的建设与使用带来重大的影响,而工程地质勘察工作就是为了降低危险性,因此工程地质勘察工作对于工程的建设来说具有重要的意义。对于工程地质问题要依据预防为主、防治结合、综合整治的原则,因地制宜。
二、当前水工环地质研究现状
1.水文地质研究现状
水文地质工作涉及的内容十分广泛,从如何寻找地下水和提供供水水源,到评价地下水资源和如何合理利用地下水资源,再到开采利用地下水资源引起的环境地质问题,亦即从研究地下水系统与自然环境的相互关系,扩大到研究地下水系统与社会经济系统的关系。从基本概念和基本理论,到模型与模拟研究,再到成果展示的数字化,使水文地质工作从定性分析发展到定量研究的新阶段。野外探测和室内测试技术的提高,现代科学的新理论与水文地质学的结合以及新技术、新方法在水文地质领域的应用,都极大地促进了水文地质学的发展。
2.工程地质研究现状
工程地质学是20世纪20年代从地质学中脱胎而出的,经过90年的发展,而今已成为一门理论基础坚实、研究内容丰富、与工程建设及人类环境密切相关、且具有各分支学科、应用性很强的地学学科。在大量吸取国外先进理论和技术方法的同时,创立了自己新的理论,形成了具有中国特色的工程地质学理论体系。在能源和矿产资源开发、城市化建设、交通线路和地质灾害预测防治等方面,开展了广泛而深人的研究。将系统论、信息论、耗散结构等现代科学方法论渗透到学科领域中。从岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立,到区域工程地质和区域地壳稳定性研究,再到特殊土结构和工程特性的研究及工程地质勘察的理论和技术方法研究,扩展到环境工程地质和地质灾害研究。现代科学的新技术、新方法在工程地质领域的应用,都极大地促进了工程地质学的发展。
3.环境地质研究现状
环境地质工作在自然环境的开发利用与保护、地质矿产勘查开发及对环境综合影响等研究领域的重要性愈发突出。世界和社会在不断的发展变化,地质学科以及其子学科已经不仅仅是研究地质矿产资源的勘探与开发,而且更加重视资源勘探与开发带来的环境问题以及资源的综合利用问题。在中国的可持续发展战略中,环境地质的战略地位逐渐加强,它已经成为了国家环境质量评估与预测、自然灾害预警与防治等重大社会问题的基础支持性工作。
三、水工环研究的薄弱环节
1.地质人才梯队建设不完善
由于水工地质调查工作的艰苦性和专业性很强,人才队伍的缺乏、水工地质调查队伍主要还是以老一代的专家和学者为骨干力量,年轻的新生力量由于经验能够胜任这一工作的越来越少,随着上一代年龄的不断老化,新的人才梯队建设不健全,非常不利于我国水工环地质调查工作的深入开展。
2.科技创新力度不够
经济社会的不断发展,给新时期的水工环地质调查工作提出了新的要求。不少地质队由于历史原因,采用勘察手段还是原有的三件宝(地质锤、罗盘、放大镜),采用常规勘察手段,利用70、80年代的区域调查资料,对现阶段的地灾排查也只是实地校核。高新技术在水工环工作中的应用很差。不论是野外调查、室内实验,缺乏系统的先进的技术和设备,大大的制约了水平的提高,成为创新的阻力。
三、水工环问题的防治对策
1.水文地质问题的防治对策
随着人口的快速增长以及工业活动的日趋频繁,使用水量不断上升的同时也在不断遭受污染,水质恶化的后果不仅会影响到人们的身体健康,而且还会破坏地下水的平衡,从而引发一系列水文地质问题,所以必须做好防治工作。对于水源极度匮乏的地区,无法保证人们的生活用水,需要查明地下水的埋藏条件以及各类含水层的富水程度,并圈出具有集中供水前景的富水区范围。计算与评价地下水资源,地下附属区范围内,根据法律规定地下水可开采量的计算精度应该达ND 级以上的储量要求,并且论证开发利用的条件以及开采后对地质环境的影响预测,在开发利用是还要进行科学合理的规划,在开采的过程中时刻了解地下水含量变化以及空间变化规律,并且坚持可持续发展的原则,防止过度开采底下水,造成水位下降导致含水层变千形成降落漏斗,对于已经形成降落漏斗的区域应该及时采取人工回灌等补救措施。
2.工程地质问题的防治对策
工程地质问题具有隐蔽性强,危害性大等特点例如泥石流、地震、滑坡、岩溶以及崩塌等,这些都会对工程的安全和使用起到不同程度的影响,所以防治工作的关键就是要事先做好地质勘探工作。调查工作区域地质构造,特别是活动构造,地震活动等,对区域地壳的稳定性作出客观评价。查明地貌形态特征以及外力地质现象的分布规律,发育程度与规模,对区域地标稳定性机械能评价。查明各岩土体岩性、成因类型、地质时代、空间分布规律以及工程地质特征,划分岩土体工程地质类型,分别对地基稳定性进行评价。主要的防治对策要围绕预防为主,防治结合,综合整治的原则,然后再根据不同的工程地质问题采取适宜的防治方法。
3.环境地质问题的防治对策
初步调查天然建筑材料,旅游景观资源的分布,对开发前景作出正确估价。对适宜于生活和工业固体废物处置场地的地质条件进性客观评价。另外对区域环境质量作出综合评价与趋势预测,对重点防护地区要进行环境地质调查以及脆弱性评价。例如河北曹妃旬滨海地区海岸带环境地质调查评价,收集相关资料进行基础性图件编制,初步掌握地面沉降现状速率以及成因,简称曹妃旬岛区地面沉降分层标,补充完善已有的地面沉降监测网,并且与中科院航遥中心合作开展地面沉降记录研究,从区域上开展近岸潮流场、悬浮泥沙、海床冲淤等水动力环境数值模型,开展曹妃旬工业区建设工程布局与海洋水动力环境的影响评价,为保障重大供餐诠释视以及曹妃旬的生态保护提供了重要依据。
关键词:水工环地质勘察;存在的问题;防治对策
引 言
一直以来,水工环地质勘察都是和人类的生存密不可分的,特别是在目前全球环境问题严重以及社会经济可持续发展的大背景下,各国都把其带入了更加广阔的空间。伴随着全球环境、资源、经济的不断变化和快速发展,各个国家都开始调整本国水工环地质勘察工作的方向和具体部署,随之,水工环地质勘察研究的内容也发生了非常大的变化,对水工环一体化的研究就成为了发展的趋势。
1 水工环地质勘察概述
一直以来,水工环地质勘察工作的调查和研究都与人类的生存和发展密不可分,尤其是在进入新世纪后,全球经济一体化的趋势不断加快以及社会经济环境可持续发展的理念被提出,世界各个国家在本国社会的发展中都开始不断地引入新概念、新理论,并对其进行改革、更新和优化,从而把其引入到新平台、新领域。在目前社会的发展中,各国的水工环工作已经成功的转变成一套比较全面、系统的发展模式。传统的水工环地质勘察工作主要是为了分析地质数据,以环境地质、工程地质和水文地质独自经营的模式,但是,随着社会经济的不断发展,这种界限基本上已经被磨灭了,而演变成了一种水工环一体化的工作模式,而且在这种水工环地质勘察工作中,应用范围非常广、探索和分析技术较为全面,水工环一体化模式已经逐渐趋向功能全面、信息量大的态势。
2 水工环地质勘察工作中存在的问题
水工环地质勘察工作,对于我国经济的发展与社会建设有着非常重要的意义。但是,就我国目前的水工环地质勘察工作中还存在非常多的问题,需要及时的防治,避免影响我国水工环四肢勘察工作的进行。总的来讲,水工环地质勘察工作中存在的问题主要可以表现在以下几个方面:
2.1 水工环地质勘察工作缺少专业的勘察人员
目前,为了能进一步地做好我国的水工环地质勘察工作,并能实现我国地质勘察工作的转变即向资源和环境型方向的转变,我国不断扩大水工环地质勘察工作的队伍,此外,还创建了水工环地质部门,加大对水工环地质勘察的管理能力。但是,就目前而言,水工环地质勘察的队伍不管是在数量方面还是在质量方面,都不能满足目前我国水工环地质勘察工作的需要,并且水工环地质勘察的队伍素质非常低、水平较差,管理能力不足,缺少专业性的人才,严重地影响到了我国水工环地质勘察工作的顺利进行。
2.2 国家层次的地调项目不足
就目前我国的水工环地质勘察的工作进行程度来看,其所涉及的项目还是非常多的,几乎所有的领域和项目都可能会涉及,但是,我国在水工环地质勘察工作方面的物力和资金的投入力度极其不足,国家层次的地调项目不足。比如,近些年的“某市周边地下水”、“400多个市县地质灾害的调查和区划”等多个项目都缺少公益性、战略性、基础性,而在就在某些方面严重的制约了我国水工环地质勘察工作的顺利进行。
2.3 亟需加强其成果转化
为了能提高我国目前的水工环地质勘察工作的效益和质量,我国举行了一系列的水资源与地质勘察工作,比如“黄河中下游地质环境勘察”、“塔里木盆地地下水勘察”等多个项目。经过调查发现,我国各个地区的水工环地质勘察工作的结果还是非常明显的。有关部门不仅要把其水工环地质勘察的结果向全社会公布,并且还要把区域性的地质勘察结果引入到我国区域经济和社会的发展中。但是,在实际的水工环地质勘察工作成果的转化过程中,因为存在种种原因,其成果的转化效率非常低,严重地阻碍了我国水工环地质勘察工作的效益。
3 水工环地勘察问题的防治对策
3.1 水文地质环境问题的防治对策
近几年来,随着我国人口的快速增加,城市工业化进程的不断加快,由此致使我国城市的水资源受到了严重的污染。而水质的恶化不仅威胁到了人们的身体健康,同时影响到了我国地下水的平衡问题,致使出现了许多的水文地质环境问题,因此,需要加强我国水文地质的管理工作。对于水资源严重不足的地方,需要调查地下水条件,并建设集中供水设备。此外,在勘察过程中,要以为日后的安全规划提供科学、合理的勘察结果为目的,从而保障水工环地质勘察工作的进行。
3.2 工程地质环境问题的防治对策
由于工程地质环境问题有一定的隐蔽性,并且因为工程地质环境问题而引起的事故有非常大的危害,比如山崩、泥石流、地震等现象,因此,防治工程地质环境问题对水工环工程的安全开展有着非常重要的作用。在水工环地质勘察工作中,一定要对所勘察区域的地质环境、构造、形态以及对应的地震活动等做出客观的、科学的评价。并针对工程地质环境问题提出较为完善的防治对策,还要依据不同的问题采取不一样的防治方法,从而保证水工环地质勘察工作的安全开展。
4 水工环地质勘察工作中新方法、新技术的应用
4.1 地理信息系统(GIS)
GIS即为地理信息系统,是一种以处理空间数据为基础的应用技术,而且地质信息的特证就决定了GIS技术所特有的优越性,从而使得地理信息系统在地质学的每个领域得到了较为广泛的应用。
4.2 遥感技术(RS)
遥感技术已经在工程地质、水文地质和新出现的环境地质学中有了近30年的应用,走过由定性式评价到半定量式、定量式的评价,从指示要素的分析到计算机模型的模拟,从单一方法的解析到综合方法互补的阶段,其都充分地显示了信息量较大、节省经费、快速、多时动态监测等特点,广泛应用在水文地质勘察、大型工程的选址、区域稳定性的评价、地质环境评价与预测等多个领域。
4.3 物探技术
因为物探技术可以提供多种用于描述地质条件的物理参数,还具有成本低、速度快、不影响地质环境等优势,所以,在水工环地质勘察工作中得到了非常广泛的应用。近些年来,在时空领域内使用高分辨率技术勘察地质目标取得了成功,使得物探技术在水工环地质勘察工作中取得了非常好的发展。
4.4 水质测试技术
目前就国内外现有的水质测试技术分析而言,从原理划分,可以分为两种:物理分析法和化学分析法。但是这两种分析方法并不是相互对立的,并且在实际的分析工作中,应该依据具体的要求和情况,并综合地考虑化学分析和物理分析特点,从而选择合适的分析方法。目前在水工环地质勘察工作中主要使用以下几种方法:光谱分析法、荧光光谱法、电化学分析法、原子光谱分析法、同位素测试、色谱法等。
5 结束语
总之,在社会经济快速发展的前提下,水工环地质勘察工作的进行为我国社会经济的不断发展做出了非常突出的贡献,同时,水工环地质勘察工作的开展,不仅满足了我国目前经济发展的客观要求,也为完成可持续发展提供了充足的跟据和实践的基础。我国政府有关部门应该及时的总结在进行水工环地质勘察工作中存在的问题,并及时的制定对应的防治对策,比便保障水工环地质勘察工作的顺利进行。
参考文献
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Abstract: This paper analyzes difficulties in geological investigation, provides some clear solutions on the basis of analyzing the reasons for reference.
关键词: 地质工程;勘察;相关问题;解决措施
Key words: geological engineering;investigation;related issues;solutions
中图分类号:TU412 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)17-0095-02
0 引言
地质工程勘察需要对岩石、水文等自然基础进行详细的检测分析,这些检测分析的结果对于将来建设工程是否可以顺利展开有着重要的影响。地质勘察的难度较大,在勘察过程中,工作人员难以避免地质本身存在的危险,容易遭受地貌和土质中地质问题的侵害,轻则经济遭损重则人员伤亡,这些客观存在的隐患不利于勘察的进一步发展,需要相关部门及时更正。
1 地质工程勘察概况
地质工程的勘查一般需要三个阶段,首先进行选点和选址的工程勘察,然后进行图纸的初步设计,最后实现施工图纸的完全设计。在地质工程勘察时,勘察设备会将勘察对象的工程地质条件绘制为按一定比例排序的工程地质图,用卫星、航空和陆地的测量系统制成像片,形成工程地质图的草图描绘,在草图确定之后实行实地勘察,对比像片反复检验,提高草图的精准度,在精准度达到最高点时,完成施工图纸的最后定量。
1.1 地质工程勘察岩石概况 岩石概况是地质工程勘察的重要内容之一,随着我国工程地质勘察技术水平的发展,岩石勘察已经逐渐形成了较为成熟的工程体系。岩石勘察的技术人员、精密仪器和工作方式相比于传统的作业方法已经发生了巨大的变化,但这些改变在复杂的岩石地形中还是有捉襟见肘之嫌,所以,需要相关人员坚持不懈的改进技术,使得现有的勘察手段可以有效地减少工作人员在地质勘察中遭遇未知危险的可能性,保证基础的生命安全。
岩石地质勘察的主要目的在于调查分析施工地带的基础地形,给工程建设提供原始资料,工作人员通过对勘察现场的钻探取样、室内试验和原位测试,可以比较清楚的了解勘察现场的地形、地貌、地层、地质构造、地下水、岩土性质和不良地质作用等问题,在对勘察现场的问题进行比较详尽的了解后,可以进行设计图纸的基础设计,参考精密仪器检测到的工程参数,设计成果会更具科学性,对于准确评估工程造价有建设性作用。岩石勘察工作关系到施工的基础地形,对于工程建设的安全性和可行性有着重要的作用。
1.2 地质工程勘察水文概况 水文地质条件对于工程的影响是不容忽视的,当地下水下沉速度过快时,一些比较罕见的地质灾害会被触发,当潜水位上升时,容易造成建筑物的腐蚀坍塌状况,严重危害人的生命安全。
由于经济的过快发展,地下水被过度使用,水源被水库拦截,易于触发水位的过大过快下降,这种水位的过大过快下降会对地面的陷落断裂,水质的污染和水源的枯竭产生消极的推进作用,甚至在降水量小的地方引起土质沙化的恶劣变化。在水利工程建造之际,水库的修建会造成潜水位的上升,潜水位上升时,会降低土的粘性,诱发地基的变形。建筑材料的变化导致整个建筑物的衰老,建筑变形、地基上浮,墙壁坍塌、水管堵塞和室内浸水等建筑物的缓慢侵蚀现象屡见不鲜。根据相关数据,地下水的使用情况不容乐观,特别是大型水利工程的建设,会降低地下水的水压动力,造成广大地区的水文失调状况,给地面的建筑物造成毁灭性的灾难。这些问题严重影响到地质工程勘察的进展,为了进一步减少水文勘察的难度,相关部门需要大力发挥自主性研发新的科学技术。
2 地质工程勘察中存在的问题
2.1 勘察周期不合理 在工程地质的勘察过程中,需要制定周密的计划确定每一步的工作。在勘察结束后,需要向相关部门提交一份精确的地质状况报告,但一份报告的形成不是一蹴而就的,勘察的过程也不是一次通过的,所以地质工程勘察应该是一份周期性的工作,在开工之际,对于勘察的各个阶段的资金分配都需要做出严谨细致的分析,避免公共资金投入的浪费现状,并减少再次开工的新一轮人力物力损耗。
2.2 勘察监管不当 建筑单位需要实现寻找勘察单位进行实地勘察,将勘察的数据收集进行整理和分析后方可进行图纸设计和定下最终的施工计划。事实上,勘察体系没有成熟到形成产业链的境地,建筑单位在寻找合适的勘察工程队时,对于标准的制定和相关条例的约束没有具体明确的标准,可能导致整个工程质量的下降。
2.3 勘察工程质量存在问题 由于缺少专门的监管部门监管勘察单位的工作进展,勘察部门形成了一家独大的局面,勘察的手段不规范、数据计算发生错误或者勘察重点发生偏差,这些工程质量的不良后果暂时难以解决,对工程的顺利开展造成了一定困难。
3 地质工程勘察中问题的解决措施
3.1 改善勘察的技术和分工 勘察水平的提高需要建设一支强大的人才队伍,进行技术、监管和指挥的分工。在勘察伊始,负责指挥的部门制定整个勘察计划,将人员进行细致的分工,保证每个环节都有专人负责,在追究责任时,可以落实到负责人,提高工作人员工作的认真程度和严谨性。在指挥部门统领整个体系后,技术部门需要进行技术的支持。监管部门的工作在前两个部门开展之际同时开始,首先严格审阅勘察单位和施工单位签订的施工协议,细致审查,确保每一条规则都是对己方合理的,然后监管部门还要加强对勘察现场的监督,对于技术人员的仪器操作进行严谨的记录,在数据形成报告之时,还要对报告的数据进行审查,对比之前在技术人员操作时的数据记录,防止有虚假的信息产生在最终报告里,对于报告的结论和理论分析还需检验其正确性和可行性。
勘察技术的改善不仅仅靠部门分工可以解决,还要对地质工程的勘察人员进行本质的提高教育,培养他们的道德素养和职业规范,定期实行考核检查,督促在业人员对于新知识的学习,以适应时展的要求 。
3.2 加强勘察的监管力度 勘察的监管只是靠勘察工程内部成员的监管难以保证其公正性,由于勘察工程是进入市场运行的,难免会遵守市场运行的规则,市场机制具有其固定的弊端,这需要政府部门及相关社会监管部门的强有力的监管。行管部门建立合理的管理机制,降低市场不良竞争带来的弊端,使得地质勘察的运行是真实科学的,这项工程关系着建筑对于经济的可持续性作用和人身安全,其重要性不言而喻。
3.3 加强勘察工程体系的规则制定和理念管理 虽然地质勘察体系已经进入市场化运行,但其发展的整体水平不是特别成熟。成熟的工程体系需要制定一套行业共同遵循的行业标准,且这套标准具有一定的法律约束力且被行业内部广泛遵循。所以,勘察工程的理念体系要与规则制度一同建立,形成强有力的制约机制,促进地质工程勘察的发展。
4 结束语
地质工程勘察是工程建设的重要组成部分,工程建设的好坏程度与勘察的科学性及真实性有着紧密的联系。这要求从业人员意识到工程体系发展的现状,形成良好的职业操守和道德习惯,以认真严谨的态度对待工作。鉴于工程地质勘察对于我国现代化建设的重要作用,监管部门要做好本职工作,毫不懈怠地推进该行业的进步。
参考文献:
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