試論綜礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作的方法及技術(shù)要求

張道陽

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)工作越來越受到工程部門的重視與關(guān)注。本文闡述了礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作的方法及技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞： 礦區(qū)；水工環(huán)地質(zhì)；地質(zhì)勘測(cè)

一、前言

水工環(huán)地質(zhì)就是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)。礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作是礦產(chǎn)普查與勘探中一個(gè)重要的組成部分，水工環(huán)地質(zhì)資料是正確評(píng)價(jià)礦床開采技術(shù)條件不可缺少的。因此礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作的程度和精度，勢(shì)必影響到整個(gè)礦區(qū)的評(píng)價(jià)和礦床的合理開發(fā)利用及規(guī)劃，同時(shí)還影響到礦床開發(fā)利用過程中可能發(fā)生的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害或安全事故的處理決策問題及礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案的制訂和實(shí)施。礦區(qū)在開展地質(zhì)勘查工作同時(shí)，水工環(huán)地質(zhì)工作也應(yīng)同時(shí)并進(jìn)?，F(xiàn)就礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作的內(nèi)容和技術(shù)要求淺述如下：

二、工作內(nèi)容

礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)勘查階段和礦床類型的不同按《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查規(guī)范》（gb1271991）、《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》（gb/t13908 2002）和各類礦種的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范等要求結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況因地制宜綜合確實(shí)。主要有區(qū)域和礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)測(cè)繪、靜止水位觀測(cè)、抽水試驗(yàn)、鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測(cè)、鉆孔水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄、坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄、地（表）下水長期觀測(cè)、取樣分析測(cè)試等。

三、工作方法及技術(shù)要求

（一）區(qū)域和礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)測(cè)繪

區(qū)域水工環(huán)地質(zhì)測(cè)繪比例尺一般采用1：50000～1：10000，測(cè)繪范圍應(yīng)包括一個(gè)完整的補(bǔ)、徑、排在內(nèi)的水文地質(zhì)單元。在充分收集已有水文地質(zhì)、社會(huì)自然地理、水文、氣象、地震、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害等相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，要求基本查明區(qū)域地形地貌、地層巖性、構(gòu)造及其富水性，地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件，最低侵蝕基準(zhǔn)面位置、地表水和地下水的污染現(xiàn)狀、第四系松散層分布和厚度、巖體風(fēng)化程度、構(gòu)造破碎帶和軟弱結(jié)構(gòu)面（夾層）特征、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、巖石堅(jiān)硬完整程度、各巖土體物理力學(xué)性質(zhì)特征、巖容發(fā)育情況、自然和人工邊坡的穩(wěn)定現(xiàn)狀、采空區(qū)、不良地質(zhì)現(xiàn)象分布和特征等水工環(huán)地質(zhì)條件。

水工環(huán)地質(zhì)測(cè)繪觀測(cè)路線采用穿越法和追索法相結(jié)合，一般垂直巖層、構(gòu)造線走向和沿地貌變化顯著方向，對(duì)重要地質(zhì)體、接觸帶、斷層帶、軟弱夾層、地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地帶、河谷、溝谷和地下水露頭多的地方進(jìn)行追索、觀察、詳細(xì)記錄和描述，并描繪仿信手剖面圖和進(jìn)行拍照。對(duì)造成地質(zhì)環(huán)境污染和破壞的地帶進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查和觀測(cè)。原則上1：50000測(cè)繪觀觀測(cè)線路間距500～1000米，觀測(cè)點(diǎn)密度30～50個(gè)/平方千米；1：10000測(cè)繪觀觀測(cè)線路間距250～500米，觀測(cè)點(diǎn)密度30～50個(gè)/平方千米；1：2000測(cè)繪觀觀測(cè)線路間距100～200米，觀測(cè)點(diǎn)密度30～50個(gè)/平方千米。

（二）鉆孔靜止水位測(cè)量

鉆孔停工后開始進(jìn)行水位觀測(cè)、觀測(cè)時(shí)間間隔為開始后的第5、10、15、20、30、45、60分鐘各觀測(cè)記錄一次，以后每60分鐘觀測(cè)記錄一次直至穩(wěn)定，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為4小時(shí)內(nèi)水位波動(dòng)范圍不超過5 厘米。

（三）鉆孔抽水試驗(yàn)

抽水試驗(yàn)一般采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)法，試驗(yàn)前先測(cè)量靚止水位。水位降深應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮秃畬痈凰潭榷?，?yīng)盡設(shè)備能力作一次最大降深（≧10米），水量大時(shí)應(yīng)作三次降深。穩(wěn)定時(shí)段延續(xù)時(shí)間最低不少于8小時(shí)，穩(wěn)定水位波動(dòng)相對(duì)誤差不大于1%；涌水量波動(dòng)相對(duì)誤差：當(dāng)單位涌水量大于0.1l/s.m 時(shí)，不大于其平均值的3%；當(dāng)單位涌水量小于或等于0.1l/s.m 時(shí)，不大于其平均值的5%。{波動(dòng)相對(duì)誤差（%）=（最大或最小值平均值）/平均值%}。抽水試驗(yàn)趨于穩(wěn)定時(shí)采集化學(xué)全分析水樣一件。

抽水試驗(yàn)過程中應(yīng)連續(xù)準(zhǔn)確觀測(cè)和記錄水位下降、流量、水溫、氣溫和恢復(fù)水位，水位下降、流量的觀測(cè)時(shí)間間隔為抽水開始后的第5、10、15、20、25、30分鐘各觀測(cè)記錄一次，以后每30或60分鐘觀測(cè)記錄一次；水溫、氣溫的觀測(cè)時(shí)間間隔為每2～4小時(shí)同步觀測(cè)記錄一次；抽水試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)停抽后，恢復(fù)水位觀測(cè)時(shí)間間隔為停抽開始后第5、10、15、20、25、30分鐘各觀測(cè)記錄一次，以后每30 或60分鐘觀測(cè)記錄一次直至穩(wěn)定，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為8小時(shí)內(nèi)水位波動(dòng)范圍不超過10厘米。

（四）鉆孔簡易水文地質(zhì)工程地質(zhì)觀測(cè)

所有的施工鉆孔均要求進(jìn)行。由鉆孔施工單位對(duì)施工的所有鉆孔均進(jìn)行觀測(cè)和詳細(xì)記錄鉆進(jìn)過程中的涌水、漏水、掉塊、塌孔、縮徑、擴(kuò)徑、卡鉆、埋鉆、掉鉆、涌沙、逸氣等現(xiàn)象發(fā)生的位置深度，測(cè)量涌（漏）水量和涌水水頭高度。觀測(cè)記錄鉆進(jìn)過程中每一回次的起、下鉆動(dòng)水位和沖洗液消耗量，并記錄起、下鉆動(dòng)水位觀測(cè)的間隔時(shí)間。要求使用鉆孔巖心鑒定記錄表、巖心統(tǒng)計(jì)表、鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測(cè)記錄表、鉆孔止水記錄表、鉆孔止水檢查記錄表等專門表格進(jìn)行記錄。

（五）鉆孔巖芯工程地質(zhì)編錄

要求詳細(xì)觀察和描述巖芯的巖性名稱、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、硬度、巖石風(fēng)化程度和深度、劃分各風(fēng)化帶線深度、裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、發(fā)育深度、統(tǒng)計(jì)裂隙率；地下水活動(dòng)情況；巖芯形狀、完整破碎程度、統(tǒng)計(jì)描述巖芯塊度、繪制巖芯塊度柱狀圖、計(jì)算回次巖芯采取率、按鉆進(jìn)回次測(cè)定巖石質(zhì)量指標(biāo)（rqd=lp/lt%，式中l(wèi)p-某巖組大于10厘米完整巖芯長度之和；lt-某巖組鉆探總進(jìn)尺），確定不同巖組rqd值的范圍和平均值。

（六）坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄

要求與地質(zhì)編錄同時(shí)進(jìn)行，自坑道口開始分別按層位、巖性詳細(xì)觀察和描述巖性名稱、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、硬度、巖石風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、統(tǒng)計(jì)裂隙率、巖體完整破碎程度、巖石塊度形狀、大小、頂壁穩(wěn)定程度、變形破壞情況及地下水活動(dòng)情況。繪制老窿水文地質(zhì)工程地質(zhì)素描圖。

（七）地表水地下水動(dòng)態(tài)長期觀測(cè)

河溪、泉水和坑道等進(jìn)行流量、水溫、氣溫的觀測(cè)；鉆孔進(jìn)行水位和氣溫的觀測(cè)。一般每間隔10天觀測(cè)一次（即每月觀測(cè)3次），雨季加密觀測(cè)，取得當(dāng)年的流量和水位峰值。水質(zhì)按枯、雨季取樣分析。 連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不少于一個(gè)水文年。

（八）巖石物理力學(xué)性格試驗(yàn)要求每一工程地質(zhì)巖組均應(yīng)有樣品控制，樣品可直接由鉆孔巖芯（或老窿）采取，采樣規(guī)格要求芯直徑大于等于8厘米，長度10～30厘米，每組樣品數(shù)量為20塊左右。采樣時(shí)需用油漆箭頭標(biāo)明頂面方向（↑）并按順序進(jìn)行編號(hào)（如a組樣取到20塊巖芯，其編號(hào)為a-1、a-2、……、a-20），樣品取好后用石蠟密封，按組裝箱運(yùn)送到試驗(yàn)室。巖（礦）石的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目有：風(fēng)干含水量、風(fēng)干容重、飽和容重、比重、普通吸水率、飽和吸水率、風(fēng)干抗壓強(qiáng)度、飽和抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊桑比、抗剪強(qiáng)度（凝聚力、內(nèi)摩擦角）等。

（九）水質(zhì)全分析

選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水鉆孔進(jìn)行采樣，其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采樣。盛水容器采用2千克塑料瓶，在采樣點(diǎn)用所取之水沖洗瓶和蓋三次以上后再采取水樣，水樣取好后，立即用石蠟封好瓶口，標(biāo)明取樣位置、水點(diǎn)編號(hào)、填寫水樣標(biāo)簽粘貼在樣瓶上，24小時(shí)水送到化驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)合分析。同一水點(diǎn)位置另取1千克水樣加入2-3克大理石粉（標(biāo)明）24小時(shí)內(nèi)送到化驗(yàn)室進(jìn)行侵蝕性co2分析。

（十）水質(zhì)專項(xiàng)分析

選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水鉆孔進(jìn)行采樣。按生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和放射性檢驗(yàn)。生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分析項(xiàng)目有：色、渾濁度、嗅、味、肉眼可見物、ph值、總硬度、鐵、錳、銅、鉛、鋅、揮發(fā)酚類、硝酸鹽氮、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、鎘、鉻（六價(jià)）、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌類；放射性檢驗(yàn)項(xiàng)目主要為水中的ra、總β和總α。以上樣品的采集具有專門的和特殊的要求，取樣前需與有關(guān)衛(wèi)生防疫部門取得聯(lián)系，采用其提供的樣瓶和添加藥劑，并按其規(guī)定進(jìn)行采樣或聘請(qǐng)相關(guān)衛(wèi)生防疫部門人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采樣。