电力工程岩土勘察意义与新技术应用论文_李飞鸥

电力工程岩土勘察意义与新技术应用论文_李飞鸥

浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂设备管理部

【摘 要】岩土勘察可以为电力工程设计、施工提供依据,同时探明不良地质因素,减少后期处理费用,所以在电力工程建设中发挥着重要作用。随着科学技术的迅猛发展以及电力工程建设的巨大需求,勘察新技术也在电力工程建设中得到广泛应用,本文对此进行了分析。

【关键词】电力工程;岩土勘察;意义;新技术

岩土勘察是为了探明建设场地工程地质条件、岩土体性态特征,进行技术评价并为工程设计、施工提出相关建议。电力工程建设也需要了解场地工程地质条件和岩土体性态特征,例如变电站建设要了解地形地貌、地层组成、各地层的承载性能、地层变形特性以及不良地质作用等,这些内容都需要通过岩土勘察得到。可见,岩土勘察与电力工程建设的关系非常密切,因此本文对电力工程岩土勘察的意义与新技术应用进行了探讨。

1 电力工程开展岩土勘察工作的意义

1.1 岩土勘察为电力工程设计、施工提供依据

以电缆隧道的设计、施工为例。在城市建设电缆隧道面临复杂的形势,各类型地下管线错综复杂,隧道走向、埋深对设计、施工有很大影响。如果缺乏可靠的勘察数据作为支撑,盲目施工就可能带来周边建筑物沉降、煤气泄漏、通讯中断的重大事故,给城市正常的社会秩序、人民群众生命财产安全带来严重威胁[1]。隧道沿线各地层岩土特性、变形特征、地下管线分布等数据,都需要通过岩土勘察的手段来获得,如钻探、物探技术的应用。电缆隧道施工一般采用明挖法、顶管法、盾构法、矿山法等方法,哪一种方法对工期、造价、环境保护等要求更有利,除了方法本身的特点,地质条件、周边环境因素起着决定性作用,而要探明地质条件、周边环境因素也有赖于岩土勘察。因此,岩土勘察为电力工程设计、施工提供可靠的依据,为电力工程建设的顺利的开展发挥“前哨”的作用。

1.2 岩土勘察可以查明不良地质因素,减少电力工程后期处理费用

在电力工程建设区域可能存在不良地质因素,例如地下岩溶、采空区、有滑坡倾向的山体等,若不能将这些危险因素探查清楚,即使工程顺利完工,也留下来隐患,当满足一定条件时这些潜在的危险因素就会造成灾害和事故。例如某火电厂建于岩溶发育地区,除尘厂房场地施工过程中发现开挖情况与勘察报告不完全相符,地下有土洞、岩洞等不良地质因素,经探地雷达探测发现了若干钻探未探明溶蚀、溶洞。然后对溶蚀、溶洞进行了填充处理,避免了事故隐患,保证了地基的稳定性和安全。

2 电力工程岩土勘察新技术的应用

2.1 地质测绘新技术的应用

地质测绘是岩土勘察中的一个重要项目,是为研究建设场地的地层、岩性、构造、地形、地貌、水文地质、不良地质等作用而进行的测绘工作。传统测绘方法效率低、累积误差大,而现代新技术的应用为改进传统测绘方法的不足提供了强有力的帮助。目前、遥感技术、GPS定位、GIS技术、数字摄影技术等[2]。例如某500kV输电线路项目地形条件复杂,山险林茂,通视条件差,常规测绘显然困难很大,经采用航空摄影结合GPS定位技术,高效率地完成1:10000比例的全线测绘任务。首先,在1:50000地形图上初设一条路径。然后结合重点区域的踏勘结果,委托航空摄影公司开展1:10000比例航摄。同时布设GPS像控点、基站点。再通过外业RTK测量确定这些点位的精确坐标,识别航摄片中的地物。经过内业处理,解算基线,平网差,得到测绘成果。

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2.2 工程勘探新技术的应用

勘探包括钻探、井探、槽探、坑探、物探、触探等各种技术,钻探是应用最广泛的勘探技术。随着设备、技术、材料的发展,不断有新技术投入使用。例如岩芯随钻定向技术、随钻测量仪、大口径测斜技术、依托地层条件的金刚石钻头、新型复合胶无黏土冲洗液等。物探技术是近年来发展、应用很快的勘探技术,并形成以电法勘探、电磁法勘探、地震勘探、声波探测、层析成像、综合测井等多个类别,前述探地雷达即为电磁法中的一种,利用高频电磁波在不同介质的衰减系数来判别界面性质。除了火电厂,在高压输电线路、电缆隧道、风电场等勘探工程中也常采用探地雷达技术。其他物探技术,如高密度电法、EH4法、井-地超高密度电法等也在岩溶、湿陷穴、落水洞、断层、裂隙发育、滑坡等不良地质勘探中得到应用。例如高密度电法用于电缆隧道工程勘察,具有测点密度大、信息量丰富、勘察效率高的特点,利用不同介质视电阻率的差异判别地层界面、不良地质存在情况等。通常,单一物探技术有一定局限性,多种物探技术联合使用可以弥补各自的不足,并达到相互验证、提高物探解析精度的效果。同样,物探技术与钻探技术之间也存在相互补充的作用。

2.3 原位测试新技术的应用

原位测试可以在不破坏、不扰动(或少扰动)被检测地层情况下,测试和评价地层特性,主要包括载荷试验、静力触探、动力触探、标贯试验、剪切试验、旁压试验、波速试验等类型。不同类型的方法测试目的、适用地层不一样,如静力触探适用于较软的土层,对于碎石土、密实砂层等坚硬土层因为难以贯入而不易测试,并且一般来说也很难识别土层。目前,有一种孔压静力触探(CPTu)技术可以准确划分土类和评价土体工程性质[3]。CPTu与普通静力触探的区别是在圆锥探头中增加了一个透水过滤器和量测孔隙水压力的传感器。在将探头贯入土层时,通过记录孔隙水的压力变化实现土类划分的目标。到达一定深度停止贯入后,通过量测孔隙水压力的消散情况,还可以估算土体的固结系数、渗透性等指标。CPTu用于电力工程已在浅层土力学性质(如承载力、液化判别)、桩基参数、固结系数、基坑设计参数的确定方面获得应用。例如某东南沿海岛屿场地浅部土层为高压缩性、高含水量、低强度软土,采用排水固结法进行处理,而固结系数的确定就是通过CPTu完成的。虽然室内试验也可获得固结系数,但因为取样时会对原状土扰动而影响试验结果的准确性,CPTu则不存在这方面的问题。

2.4 计算机信息技术的应用

目前,很多勘察单位重视业务规模和数量,但却不太重视资料与经验的积累,尤其是勘察信息库的建设较为滞后。计算机在岩土勘察的应用并不陌生,但只有将信息资源集成才能发挥更大的作用。例如遥感技术在地质测绘中得到广泛应用,但单一遥感所获得的数据很难产生良好的效果,如果将多源遥感数据结合起来,从不同层次、多个尺度相互验证和补充,才能更好地满足工程勘察要求。而要集成不同来源的信息资源,信息库的建设就是基础。另外,可视化技术也是计算机应用的一个重要方向,它也要以勘察信息库作为基础,以工程或地理区域为单位,将覆盖该单位的图像、文字和其他相关数据进行汇总、存储并实现异构数据库的转化,再利用GIS(地理信息系统)进行整合,这样系统就能提供包含空间位置的可视化查询服务,提高勘察效率,减少重复性劳动。

3 结语

岩土工程勘察是工程建设的先行者,于工程建设的意义非常明显。创新才能发展,创新才能实现高效率,所以电力工程岩土勘察应坚持创新路线,不断吸收、借鉴和应用新技术,这样才能更好地发挥岩土勘察的积极作用,为提高电力工程建设水平“铺路搭桥”。

参考文献

[1]刘益平,葛海明,任亚群. 城市电缆隧道岩土勘察的几个主要问题探讨[J].电力勘察设计,2011(5):11-17.

[2]赵艳丽.浅析地质测绘中现代测绘技术的合理应用[J]. 华夏地理,2015(7):166-167.

[3]王庶懋.孔压静力触探(CPTu)在电力工程勘察中的应用[J]. 勘察科学技术,2014(S1):97-101.

论文作者:李飞鸥

论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第18期

论文发表时间:2016/11/18

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