礦山巖土工程勘查中的水文地質(zhì)問(wèn)題分析

(廣西機(jī)電工業(yè)學(xué)校，廣西 南寧 530022)

0 引言

在礦山巖土工程勘察的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水文地質(zhì)問(wèn)題，這些水文技術(shù)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響工程的整體施工效率和施工質(zhì)量，防治不當(dāng)還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失和安全性問(wèn)題。因此在工程施工之前，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)地貌進(jìn)行勘查并分析，對(duì)地下水進(jìn)行查明，從而結(jié)合相應(yīng)的水文地質(zhì)問(wèn)題提出相應(yīng)的改善策略，有效地指導(dǎo)礦區(qū)的工程施工，進(jìn)一步提升礦山巖土工程勘察的整體質(zhì)量。

1 水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)于礦山巖土工程的影響

1.1 地下水位的變化

在進(jìn)行巖土工程施工的過(guò)程中如果出現(xiàn)地下水位變化，無(wú)論是水位上升或者水位下降，都會(huì)對(duì)巖土工程造成嚴(yán)重的影響。造成水位變化的原因來(lái)自于兩方面的因素。

1)人為因素的影響，例如對(duì)于地下水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)和攫取，從而造成地下水位出現(xiàn)嚴(yán)重的變化，在人類(lèi)活動(dòng)下會(huì)使地下水天然動(dòng)力平衡條件遭到破壞，此時(shí)礦山巖石區(qū)域壓力出現(xiàn)變化便會(huì)危及到礦山巖土工程的安全性，同時(shí)地下水位的下降還會(huì)使施工場(chǎng)地出現(xiàn)沉降以及地裂地面崩塌等相關(guān)現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象會(huì)直接造成礦山巖土工程遭到損壞[1]。

2)受自然因素的影響，例如長(zhǎng)期天氣干旱的延續(xù)會(huì)造成地下水系出現(xiàn)變化?；蛘唛L(zhǎng)時(shí)期的降雨造成河流洪水泛濫，從而使地下水系發(fā)生變化，也會(huì)造成地下水位出現(xiàn)變化。此時(shí)地下水位不斷提高，會(huì)對(duì)巖土工程造成腐蝕作用，也會(huì)威脅到礦山巖土工程的安全性。基于水位變化對(duì)于礦山巖土工程的影響，在進(jìn)行水文地質(zhì)問(wèn)題勘測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)被勘測(cè)區(qū)域周?chē)畨旱那闆r進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害

礦山巖土工程區(qū)域水位出現(xiàn)下降或者變動(dòng)以后，會(huì)引起巖溶塌陷。例如在中國(guó)北方巖溶水水位下降而出現(xiàn)的熔巖塌陷達(dá)到114處，其他陷坑總共達(dá)到5 800多個(gè)，而這些都是因?yàn)閹r溶水的水位下降引起的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題[2]。在山區(qū)巖溶水的含水層會(huì)出現(xiàn)疏干，從而向平原松散的含水層進(jìn)行水量的補(bǔ)給量會(huì)逐漸減少，例如在北方地區(qū)由于山區(qū)的熔巖水出現(xiàn)疏干而向山西太原、天津?qū)氎娴认嚓P(guān)區(qū)域的熔巖水補(bǔ)給量不斷減少，從而使得該地區(qū)的地面出現(xiàn)了沉降和地裂，引起了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。再如山東棗莊因?yàn)榈叵氯蹘r水的變化從而在1986年出現(xiàn)了裂縫，該裂縫導(dǎo)致了大量的房屋開(kāi)裂坍塌，大量的礦山巖土工程出現(xiàn)塌陷，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

1.3 礦坑開(kāi)采突水

礦山巖土工程在進(jìn)行水文地質(zhì)問(wèn)題勘測(cè)的過(guò)程中，如果不能充分地針對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析，會(huì)造成礦山巖土工程受到嚴(yán)重的破壞。同樣由我國(guó)北方地區(qū)的煤礦開(kāi)采為例，在華北平原和魯中山區(qū)有非常豐富的熔巖水系統(tǒng)，然而在進(jìn)行礦山巖土工程勘測(cè)時(shí)沒(méi)有針對(duì)熔巖水系統(tǒng)進(jìn)行有效的研究和分析，從而導(dǎo)致大量的煤炭礦僅出現(xiàn)突水現(xiàn)象，邯鄲煤田、安陽(yáng)煤田、焦作煤田、平頂山煤田、永州煤田、肥城煤田、永固煤田、淮南礦區(qū)等，這些礦土工程均因?yàn)閹r溶水系而出現(xiàn)過(guò)突水事故，嚴(yán)重影響了工程的開(kāi)展進(jìn)度[4]。而且結(jié)合現(xiàn)階段的熔巖水與礦山巖土工程的發(fā)展關(guān)系進(jìn)行分析，在未來(lái)隨著更多的礦山工程不斷的被開(kāi)采，同時(shí)礦山工程的開(kāi)采深度越來(lái)越大，而巖溶水的壓力也會(huì)越來(lái)越大，在不斷的發(fā)展過(guò)程中巖溶水對(duì)于礦山工程的影響將會(huì)越來(lái)越大，尤其是在深層開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)了突水問(wèn)題，嚴(yán)重影響礦山工程的開(kāi)展。

2 礦山巖土工程勘查中的水文地質(zhì)問(wèn)題解決策略

2.1 地下水位變化問(wèn)題的解決策略

在進(jìn)行礦山巖土工程勘察的過(guò)程中要充分結(jié)合巖土體的地下水作用進(jìn)行分析，針對(duì)相關(guān)作用產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而防止可能發(fā)生的災(zāi)害，并針對(duì)相關(guān)危害提出相應(yīng)的解決措施。在勘察時(shí)勘察人員要結(jié)合地基類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，結(jié)合不同的地基分類(lèi)考察水文地質(zhì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提供詳細(xì)的水文地質(zhì)資料。例如有的礦山巖土工程開(kāi)采出現(xiàn)膨脹土區(qū)域，而相應(yīng)的軟質(zhì)巖石基礎(chǔ)持力層受力增加，當(dāng)?shù)叵滤蛔兓蛘呋顒?dòng)出現(xiàn)巖土體脹縮以后，就會(huì)嚴(yán)重影響礦山巖土工程安全性。此外結(jié)合礦山巖土工程區(qū)域的氣候環(huán)境進(jìn)行分析，很多地下水位的變化均是因?yàn)榻邓挠绊?，在地質(zhì)因素的影響下會(huì)使地下水的水位出現(xiàn)上升，直接影響含水層的性質(zhì)，從而影響到礦山地質(zhì)工程的安全。另一方面，還要充分考慮到人為因素對(duì)地下水位變化所產(chǎn)生的影響，如果地下水被人為開(kāi)采使用過(guò)量，就會(huì)造成礦山巖土工程的地下水位出現(xiàn)漏斗。因此可指派勘查人員采用有效的方法針對(duì)礦山巖土工程的實(shí)際情況進(jìn)行勘察，檢測(cè)地下水物理和化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)對(duì)地下水層以及巖土工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，防止礦山巖土工程在后期施工的過(guò)程中出現(xiàn)坍塌。

2.2 有效地防止水侵蝕

在礦山巖土工程水質(zhì)問(wèn)題勘查的過(guò)程中，結(jié)合水質(zhì)問(wèn)題可能對(duì)于礦山巖土工程帶來(lái)的侵蝕，應(yīng)結(jié)合礦山巖土工程的基本情況防止水侵蝕作用對(duì)工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成的損壞。對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析，結(jié)合地下水系特點(diǎn)和可能出現(xiàn)的水位變化情況，建立地下水的補(bǔ)給和排泄通道。然后結(jié)合地下水的成分進(jìn)行分析，探測(cè)地下水pH值，如果pH值大于6則具有侵蝕性作用，此時(shí)應(yīng)做好礦山巖土工程的防腐蝕工作[5]。例如在礦山巖土工程施工的過(guò)程中，混凝土中加入聚合物侵漬、外加劑、環(huán)氧樹(shù)枝等相關(guān)材料，提高混凝土的標(biāo)號(hào)，從而使混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性進(jìn)一步增強(qiáng)，防止地下水壓過(guò)大，侵襲而腐蝕工程基礎(chǔ)，從而達(dá)到防腐防滲的作用。此外還可以采用防水材料，改善施工技術(shù)，從而保障礦山巖土工程基礎(chǔ)混凝土工程結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和防滲漏性。

2.3 做好基坑支護(hù)和止水作用

在礦山巖土工程水文地質(zhì)勘測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)相應(yīng)的水文地質(zhì)問(wèn)題可能對(duì)礦山巖土工程造成損害時(shí)，應(yīng)做好基坑的支護(hù)和止水設(shè)計(jì)。例如熔巖水會(huì)造成基坑涌水，而這也是熔巖水區(qū)域常見(jiàn)的基坑安全施工重要課題和需要解決的重要問(wèn)題。因?yàn)樵谌蹘r區(qū)域進(jìn)行礦山巖土工程建設(shè)，會(huì)出現(xiàn)土洞和巖洞相互連通的現(xiàn)象，而這也是造成基坑涌水的重要原因。出現(xiàn)基坑涌水以后會(huì)造成基坑外土體瞬間流失，使基坑基礎(chǔ)層受到破壞而出現(xiàn)倒塌。因此針對(duì)熔巖水可能對(duì)礦山巖土工程造成的損害，我們應(yīng)做好有效的支護(hù)和防止水作用。

1)在進(jìn)行基坑支護(hù)之前應(yīng)針對(duì)礦山巖土工程區(qū)域出現(xiàn)的土洞、巖洞進(jìn)行有效的堵塞止水，堵塞時(shí)可采用水泥砂漿灌漿法和物料填充法，針對(duì)可能出現(xiàn)的熔巖水涌水通道進(jìn)行堵塞，從而防止基坑涌水。

2)在支護(hù)時(shí)所使用的鋼筋混凝土支撐應(yīng)該為第一道支撐工程。

3)在礦山巖土工程開(kāi)挖深度較大時(shí)，開(kāi)挖之前預(yù)先針對(duì)基坑底部進(jìn)行旋噴或攪拌加固處理，通過(guò)這種方法有效地提高基坑底部被動(dòng)土的壓力，既可以防止基坑變形，同時(shí)也可以防止基坑涌水。

4)在基坑外還可以針對(duì)溶洞進(jìn)行注漿堵漏，從巖層豎向形成止水帷幕。在進(jìn)行礦山巖土工程水文地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中對(duì)于可能出現(xiàn)的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，可以保障礦山巖土工程的順利施工。

3 結(jié)語(yǔ)

在礦山巖土工程水文地質(zhì)問(wèn)題勘測(cè)的過(guò)程中，影響礦山巖土工程施工和安全性的因素較多，應(yīng)結(jié)合礦山巖土工程的實(shí)際情況進(jìn)行水文地質(zhì)問(wèn)題的探測(cè)，從而為工程的施工和安全性保障提供有力的水文地質(zhì)參數(shù)和相應(yīng)的解決策略。