礦山工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的重要性分析

萬祥輝，胡志文

（江西有色地質(zhì)勘查四隊，江西 景德鎮(zhèn) 333001）

伴隨著對礦產(chǎn)資源勘探和開采力度的逐漸提升，如何切實確保開采施工中的安全成為了備受關注的問題之一。為了實現(xiàn)該目標，在開展開采相關工程之前，對礦山的水文地質(zhì)進行全面分析是十分必要的。通常情況下，水文地質(zhì)的勘查主要是指在目標施工范圍內(nèi)所有與水文條件相關的因素，涉及地表以及地下水資源儲備、自然降雨量等諸多因素。雖然對于工程地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)重視程度已經(jīng)得到了一定程度的提升，但仍存在部分開采施工方缺乏對水文地質(zhì)勘查重要性的了解。

為此，本文提出礦山工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的重要性分析，在明確了工程勘查中水文地質(zhì)勘查內(nèi)容的基礎上，分析了其重要性。通過本文的研究，以期幫助相關部門或單位對水文地質(zhì)勘查的價值建立更加深刻的認識，對其予以更高的重視，充分利用水文地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)成果，為實際的開采項目施工安全提供保障[1]。

1 工程勘查中水文地質(zhì)勘查內(nèi)容

1.1 自然地理條件勘查

水文地質(zhì)勘查不僅僅是對目標區(qū)域水資源相關數(shù)據(jù)進行采集中，還包括直接或間接影響水文環(huán)境的地質(zhì)因素，這其中就包括自然地理條件。作為水資源分布以及其循環(huán)周期的重要組成之一，原有的水文基礎狀態(tài)以及地形地貌等都是水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容。其中，關于地形地貌，勘查內(nèi)容主要以開采工程施工區(qū)域地勢以及特殊構造的分布狀態(tài)為主，以及與水系相關資源的存在形式、規(guī)模、受影響因素的作用強度等。相對地，對地貌的勘查主要是地表的狀態(tài)為主，包括地表巖性是否被侵蝕的情況，如果存在，侵蝕的程度如何以及侵蝕后的巖性在硬度、穩(wěn)定性方面的情況，除此之外，還包括目標施工區(qū)域的地形是否開闊，斷裂等構造是夠明顯。對于水文特征，其勘查的內(nèi)容主要有目標工程施工范圍及周邊地區(qū)的天氣氣候、平均空氣濕度、年均降雨量、季節(jié)性降雨特征以及溫度等[2-4]。

1.2 地質(zhì)條件勘查

礦山工程地質(zhì)勘查中的巖土水文地質(zhì)勘查，是關系到后期施工設計的重要因素，特別是對工程基礎設計，其對應的數(shù)據(jù)結果與建設施工質(zhì)量密切相關。眾所周知，工程的基部建設是工程的重要基礎，上部結構的安全性、穩(wěn)定性、耐久性都直接受其影響，因此，可以理解為水文地質(zhì)勘查對整個工程的影響是十分重要的。

按照當前的數(shù)據(jù)需求，在實施水文地質(zhì)勘查時，需要對目標施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構造特征、地層巖性屬性進行全面分析，并將其作為工程設計的主要支撐數(shù)據(jù)。

1.3 地下水位勘查

礦山工程在施工過程中，極容易受到地下水位變化的影響，從而出現(xiàn)質(zhì)量安全問題。最為明顯的是，一旦地下水位出現(xiàn)下降，對直接引起工程地基下沉，而當?shù)叵滤怀霈F(xiàn)上升時，也會導致工程地基變形。因此，在水文地質(zhì)勘查中，對地下水位的勘查工作也是十分重要的。圖1為具體的地質(zhì)條件勘查方式。

圖1 地質(zhì)環(huán)境勘查方法

需要注意的是，僅對當時的地下水位狀態(tài)進行勘查是遠遠不夠的，由于水源是以動態(tài)的形式存在，因此，可以觀察到其在一定時間內(nèi)所形成的規(guī)律性。在具體研究的地下水勘查工作過程中，需要對近3-5 年內(nèi)的地下水數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計，包括最高水位、最低水位、水位變化幅度等，以此為基礎分析地下水位的變化特征和主要趨勢。除此之外，地下水位的高度還會受到外界環(huán)境的影響，從而產(chǎn)生一定的變化，這就要求在進行勘查過程中對地表水的存在形式、存在規(guī)模，以及其與地下水補排水關系以及地下水的行運條件等逐個進行分析，以期確保地下水狀態(tài)的勘查結果更加可靠。

1.4 含水層及隔水層勘查

礦山水文勘查的目標絕不是對水文狀態(tài)定值的采集，而是通過表觀的數(shù)據(jù)對其特征及性質(zhì)進行分析，通過準確預測預計工期內(nèi)水文環(huán)境的變化幅度實現(xiàn)對工程設計的有效指導。這就需要對目標施工區(qū)域的含水層、隔水層進行有效勘查，與地下水位的勘查不同，含水層及隔水層的數(shù)據(jù)變化趨勢相對明顯，因此勘查內(nèi)容主要針對地下水類型、水流流向，含水層所謂位置的深度、水層的厚度以及在地下的分布情況開展。

2 水文地質(zhì)的重要性分析

在上文中已經(jīng)全面研究了礦山工程勘查中水文地質(zhì)勘查內(nèi)容，以此為基礎，本文分析了其在工程施工中的重要性。

2.1 影響工程基礎的埋深

礦山水文地質(zhì)勘查結果之間關系到工程地基的埋深程度，二者之間密不可分的關系決定了水文勘查的重要性。一般情況下，地基在地層中打入的深度設計主要是根據(jù)前期的水文地質(zhì)勘查的參數(shù)結果進行的，通過合理地對地基深度進行推斷，最終選擇出符合工程使用需求的地基埋深。這也是在對水文地質(zhì)勘查中要對動態(tài)數(shù)據(jù)進行采集的原因。以此為基礎，結合實際的施工現(xiàn)場環(huán)境狀況，確保設計的礦山工程地下埋深距離能夠為工程的穩(wěn)態(tài)運行提供保障。圖2為具體埋深設計的示意圖。

圖2 工程基礎埋深設計示意圖

除此之外，礦山工程地基設計過程中對靜態(tài)地下水位具有較強的依賴性。只有當?shù)V山工程的埋深位于地下水位以上時，工程的穩(wěn)定性才不會受到地下水位的變化而出現(xiàn)下降。值得關注的是，礦山工程本身就是個性化程度較高的工程類型，在具體的施工過程中要結合實際情況對施工要求作出相應調(diào)整，當目標施工區(qū)域內(nèi)地下水位較高時，地基基礎埋深需要處于低于水位的位置，為了降低施工的難度和成本，需要結合水文地質(zhì)勘查結果對地下水進行降位處理。地下水對工程的影響不僅于此，在地下水流長期的沖刷作用下，工程地基的硬度也會產(chǎn)生負面發(fā)展趨勢，逐漸衍生出軟化濕陷的特性，處于該狀態(tài)的地層一旦出現(xiàn)失水情況，極易出現(xiàn)大規(guī)模的干裂，導致礦山工程原本的地基埋深無法實現(xiàn)原有的支撐強度。由此可以看出，水文地質(zhì)的勘查是保障礦山工程埋深的重要基礎。

2.2 影響礦山工程的質(zhì)量

在多種因素的作用下，礦山地下水位會在一定時間段內(nèi)出現(xiàn)高低起伏波動的現(xiàn)象。而無論是高水位還是低水位，都在某種程度上制約著礦山工程的良性發(fā)展。以工程施工位置的土壤性質(zhì)為例，只有當其處于酸堿平衡狀態(tài)時土壤的穩(wěn)定性和堅硬度才更高，表1為不同酸堿下地質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。

表1 不同酸堿環(huán)境下地質(zhì)狀態(tài)參數(shù)

從表1中可以看出，巖石和土壤的狀態(tài)都會受到pH值的明顯影響。而當水位升高時，這種平衡會被破壞，地下水的可溶性物質(zhì)會對地質(zhì)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，造成工程基礎承載力降低。除此之外，當水位降低時，地下水承載的礦山工程壓力減弱，極易造成地基下沉，出現(xiàn)礦山工程凹陷事故，對礦山工程的安全性造成巨大的威脅[5,6]。

3 結束語

礦山工程的施工與其他類型的礦山施工相比，施工環(huán)境更加復雜，施工難度更高，也正因如此，施工前的地質(zhì)勘查工作更顯得尤為重要。在地質(zhì)勘查中，水文地質(zhì)是重中之重，其直接關系到工程的穩(wěn)定性，本文就礦山工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的重要性進行研究。通過本文的研究，以期提高相關工作人員對水文地質(zhì)勘查工作的重視程度，為礦山施工安全保駕護航。