水工環(huán)地質(zhì)在礦山地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)中的應(yīng)用

劉燕燕

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

1 常見礦山地質(zhì)災(zāi)害及其特點(diǎn)分析

1.1 崩塌、滑坡災(zāi)害

此類地質(zhì)災(zāi)害主要是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化造成地表受力情況突然出現(xiàn)變化而引發(fā)的，當(dāng)山坡地表的土壤過于疏松以至于不能承受相應(yīng)的應(yīng)力或是被雨水沖刷時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致滑坡等災(zāi)害的出現(xiàn)[1]。降雨引發(fā)斜坡變形破壞的作用機(jī)理是降雨滲流導(dǎo)致斜坡巖土體重度增加、巖土軟化、滑帶巖土強(qiáng)度降低、裂縫注水水楔作用、斜坡內(nèi)地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡體內(nèi)水力梯度形成的滲透壓力或承壓水形成之孔隙水壓力作用等[2]。大型滑坡的發(fā)生一般滯后于主降雨過程3～5天，甚至更長(zhǎng)，主要取決于巖土的滲透能力。巖土體的破壞模式主要表現(xiàn)為塑性流動(dòng)、平推式滑移、楔形沖出或巖體結(jié)構(gòu)崩潰破壞等[3]。

1.2 泥石流災(zāi)害成因

1.2.1 坡地液化

坡地液化型(坡面型)泥石流主要是指區(qū)域臺(tái)風(fēng)暴雨或持續(xù)的局地暴雨在陡峻山地丘陵區(qū)引發(fā)的斜坡巖土因快速飽水液化而突然向下流動(dòng)傾瀉的現(xiàn)象。坡面泥石流的特點(diǎn)是:①規(guī)模小但多點(diǎn)成群成帶出現(xiàn)；②一般在數(shù)百至數(shù)千平方千米區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)；③斜坡上部松散堆積層逐漸飽水軟化，下部堅(jiān)硬基巖表面隔水，二者接觸帶處形成滲流滑移帶；④同一地點(diǎn)可能出現(xiàn)崩塌—滑坡—泥石流次第快速轉(zhuǎn)化的“鏈?zhǔn)健狈磻?yīng)現(xiàn)象；⑤單點(diǎn)損害小，群發(fā)區(qū)域總體危害大。

1.2.2 堆積體滑塌侵蝕

堆積體滑塌侵蝕型泥石流是指自然或人為新生的崩塌滑坡或松散巖土堆積體因急劇降雨，斜坡表層因滲透飽水首先產(chǎn)生液化，形成塑流式滑坡或滑塌，繼而沿滑坡洼地多次沖刷侵蝕，形成進(jìn)行性溝道塑造和溝道侵蝕型泥石流。地震引發(fā)的崩塌滑坡碎屑流堆積體或自然/人為堆積的巖土體處于松散欠壓密、欠固結(jié)狀態(tài)，在持續(xù)強(qiáng)降雨條件下會(huì)孕育形成此類泥石流，實(shí)質(zhì)上是一種新斜坡的沖溝塑造問題。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)研究

2.1 GPS技術(shù)

GPS就是常說的全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用十分廣泛，與人工勘測(cè)相比，GPS技術(shù)加大提升了勘查工作效率，降低了勘查工作難度。全球定位系統(tǒng)需要應(yīng)用三個(gè)人造衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)全球范圍的地質(zhì)勘查。在應(yīng)用過程中，先要在待勘測(cè)地區(qū)建立無線信號(hào)發(fā)射裝置，將GPS接收器安裝在基準(zhǔn)站，這樣就能接收到衛(wèi)星發(fā)送出來的信號(hào)，接收機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并通過信號(hào)模擬對(duì)其新型數(shù)字化轉(zhuǎn)化，由基準(zhǔn)站可以給出所需的實(shí)際坐標(biāo)。

2.2 GPR技術(shù)

GPR技術(shù)即地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，該技術(shù)通過電磁波對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。GPR技術(shù)的應(yīng)用需要在地面設(shè)置發(fā)射天線，通過天線向地面進(jìn)行電磁波發(fā)射，在利用聲吶原理實(shí)現(xiàn)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的勘測(cè)。與GPS技術(shù)相比，GPR技術(shù)的自動(dòng)化程度更高，其采集的圖像信息也更加清晰，其在地下覆蓋層厚度探測(cè)和基巖面起伏情況勘測(cè)中的應(yīng)用十分廣泛。

2.3 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，該技術(shù)的勘測(cè)精度較高，可以達(dá)到厘米級(jí)別，可以有效降低衛(wèi)星數(shù)據(jù)中載波相位的誤差和殘余誤差。該技術(shù)的工作原理是將接受設(shè)備設(shè)置在基準(zhǔn)站中，并將多個(gè)相同的接收設(shè)備安置在流動(dòng)站，然后實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的同步接收，工作人員結(jié)合GPS技術(shù)對(duì)這些同步信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析并將校正的數(shù)據(jù)傳輸至流動(dòng)基站，以獲取流動(dòng)基站的準(zhǔn)確位置。

3 水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用策略

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)勘查

水工環(huán)地質(zhì)主要應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估中，通過水工環(huán)地質(zhì)勘查工作，可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性做出正確評(píng)估，這對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警與防治具有重要作用。為了給地質(zhì)災(zāi)害的治理工作提供科學(xué)依據(jù)，勘查部門要做災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的水工環(huán)勘查工作，對(duì)災(zāi)害地區(qū)的水文地質(zhì)變化進(jìn)行調(diào)查，對(duì)其發(fā)生的破壞情況進(jìn)行了解。

3.2 強(qiáng)化地質(zhì)環(huán)境勘查

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，其破壞的不僅僅體現(xiàn)在對(duì)建筑的破壞，其對(duì)于災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的整體環(huán)境也會(huì)造成一定影響。例如，地震可能會(huì)使地下水的流向發(fā)生改變，泥石流和滑坡可能造成堰塞湖等現(xiàn)象。所以，水工環(huán)地質(zhì)工作要注重對(duì)災(zāi)害區(qū)域整體環(huán)境的勘查，勘查水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的同時(shí)，還要勘查人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境造成的影響，將其納入影響地質(zhì)自害治理的因素之內(nèi)，并根據(jù)相關(guān)勘查結(jié)果制定災(zāi)害防治工作方法。

3.3 加強(qiáng)水工環(huán)勘查結(jié)果的應(yīng)用

礦山地質(zhì)災(zāi)害治理方案的確定要參考水工環(huán)地質(zhì)的勘查結(jié)果，所以相關(guān)部門要不斷強(qiáng)化對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘查結(jié)果的整理與應(yīng)用，勘查部門可以通過優(yōu)化數(shù)據(jù)分析與轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水工環(huán)地質(zhì)勘查和監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)最大程度地轉(zhuǎn)化為有助于礦山地質(zhì)災(zāi)害治理的有效數(shù)據(jù)。

3.4 加強(qiáng)基層勘查隊(duì)伍的建設(shè)

工作人員是水工環(huán)勘查工作的主體，所以，勘查隊(duì)伍的整體素養(yǎng)對(duì)于工作質(zhì)量有著直接的影響。相關(guān)勘查部門應(yīng)注重對(duì)勘查人員隊(duì)伍的建設(shè)，首先，要強(qiáng)化對(duì)水工環(huán)勘查工作的重視，并充分制定出專業(yè)人才的招聘與培訓(xùn)計(jì)劃，使勘查機(jī)構(gòu)擁有一直技術(shù)過硬的高水平隊(duì)伍，從而提升勘查工作的準(zhǔn)確性；第二，在日常的勘查工作中，相關(guān)部門應(yīng)定去對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，通過培訓(xùn)使勘查人員的職業(yè)技術(shù)水平和職業(yè)道德素養(yǎng)得到提升，使其在工作中始終堅(jiān)持認(rèn)真對(duì)待、一絲不茍的工作原則；第三，政府部門應(yīng)加大對(duì)水工環(huán)勘查工作的投入力度，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)，并使工作人員及時(shí)對(duì)新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行了解并應(yīng)用，通過多種途徑提升勘查工作人員的綜合素養(yǎng)，提升勘查工作整體質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)全文的總結(jié)可以得出結(jié)論，由于我國(guó)疆域遼闊且地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，加上人為因素的影響，導(dǎo)致我國(guó)的礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率也相對(duì)較高，為了有效預(yù)防和治理自然災(zāi)害，勘查機(jī)構(gòu)應(yīng)強(qiáng)化水工環(huán)地質(zhì)勘查工作質(zhì)量，通過采用通過水工環(huán)地質(zhì)勘查來了解不同區(qū)域的地質(zhì)發(fā)展?fàn)顩r，加強(qiáng)水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，做好地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)防和針對(duì)性整理。