環(huán)境地質(zhì)問題在地質(zhì)勘察中的重要性

祝方宸，王佳楠，王 松

(1.黑龍江省龍礦建設(shè)工程有限公司，哈爾濱 150027； 2.黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150040)

我國工程活動質(zhì)量不斷提升，這些工程活動雖然給人們帶來了經(jīng)濟利益，但也造成了不同的環(huán)境地質(zhì)問題，對生活環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。針對環(huán)境地質(zhì)問題如由地下工程排水而引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及因地下水污染導(dǎo)致的供水安全等方面進行分析，探究地質(zhì)勘察存在的環(huán)境地質(zhì)問題及相應(yīng)的防治措施。應(yīng)全面掌握地質(zhì)災(zāi)害底數(shù)，對災(zāi)害地質(zhì)進行科學(xué)合理分類，必要時增加補充勘察，為科學(xué)保護地質(zhì)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

1 環(huán)境地質(zhì)問題研究及現(xiàn)狀

環(huán)境地質(zhì)這一概念起源于20世紀(jì)60年代末、70年代初的一些西方發(fā)達國家，隨后這些國家意識到經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境地質(zhì)產(chǎn)生破壞,易形成環(huán)境地質(zhì)問題，因此將泥石流、水污染和地質(zhì)沉降等問題劃為環(huán)境地質(zhì)問題。目前，環(huán)境地質(zhì)問題主要分為兩個方面：一是人類活動改變了地質(zhì)環(huán)境而導(dǎo)致的環(huán)境問題，如水污染、地面沉降、地面塌陷、資源衰竭及固體廢物處置不得當(dāng)?shù)?。二是地質(zhì)作用引起的環(huán)境問題，如火山爆發(fā)、地震、洪水、滑坡及地質(zhì)環(huán)境化學(xué)元素分布不均引起的生物效應(yīng)。

近年來，我國主要城市區(qū)域地質(zhì)環(huán)境狀況總體良好，城市地質(zhì)安全性總體較高，我國城市化進程的跨越式發(fā)展對地質(zhì)工程勘察提出了很高的要求。我國地質(zhì)條件復(fù)雜，在地質(zhì)工程勘察過程中會遇到很多環(huán)境地質(zhì)方面的問題。工程建設(shè)活動的正常開展會對這些問題產(chǎn)生不同程度的影響，施工和勘察過程中若沒有詳細記錄施工現(xiàn)場環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)，也可能會導(dǎo)致工程建設(shè)活動質(zhì)量存在隱患。為了滿足人類發(fā)展需求，科學(xué)合理地開展工程建設(shè)活動，應(yīng)在工程建設(shè)前做好勘察和預(yù)防工作，保護地質(zhì)環(huán)境，使人類工程建設(shè)活動與環(huán)境之間保持良好的協(xié)調(diào)性，以有利于人類與自然和諧相處，因此進行工程建設(shè)地質(zhì)勘察時，對環(huán)境地質(zhì)問題的排查就顯得尤為重要[1]。

1.1 地下工程排水導(dǎo)致的地面沉降引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

由外部環(huán)境因素引起的地表沉降、地下工程開挖而影響地層、開挖過程中可能引起的地層應(yīng)力變化，稱為二次應(yīng)力場。地表沉降的主要原因是開挖面的應(yīng)力釋放和附加應(yīng)力，包括工程開挖引起的附加應(yīng)力，地下工程施工過程中對地層的破壞，地下水滲流引起的地下水位變化[2]。

因過量汲取地下水可能導(dǎo)致區(qū)域性水位下降，還可造成地面沉降。采掘固體礦產(chǎn)、開采石油與天然氣等人類工程活動也是導(dǎo)致地面沉降的主要原因。地面塌陷的主要原因是水動力條件改變引起環(huán)境效應(yīng)作用下失去平衡發(fā)生的下沉或突然坍塌的現(xiàn)象?；谝陨锨闆r對地質(zhì)造成的影響，不利于項目工程的正常實施及生產(chǎn)需要。因地質(zhì)沉降而導(dǎo)致的崩塌、滑坡、泥石流等威脅到上百萬城市居民。2001—2010年，我國有236個城市發(fā)生了崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，共計14 700余處，導(dǎo)致規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)3 702人傷亡、毀壞房屋23萬余間，大量基礎(chǔ)設(shè)施受到影響。災(zāi)害隱患點11 000余處，威脅到140多萬人的生命財產(chǎn)安全。這類災(zāi)害嚴(yán)重的城市主要分布在丘陵、山地地區(qū)，如重慶、蘭州、 西寧、天水、隴南、攀枝花等。城市地區(qū)人類活動誘發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流數(shù)量超過70%。

1.2 地下工程建設(shè)造成的地下水污染影響供水安全

較高的地下水位在地下工程施工時很容易引起突水問題。不僅如此，地下工程施工排放的污水也很容易影響地下水資源，嚴(yán)重時會改變整個施工區(qū)域的水環(huán)境。

地下工程施工過程中，應(yīng)重視水資源污染問題，因為地下水的局部污染較嚴(yán)重，密切關(guān)系著城市供水安全。我國城市地區(qū)地下水質(zhì)量總體較好，但局部地下水污染現(xiàn)象較為普遍。調(diào)查的306個城市中，有269個城市面臨地下水污染問題。其中，珠三角、長三角、東北、華北平原城市的地下水污染較重，低山丘陵地區(qū)城市的地下水污染較輕。

污水的不斷排放會使地下局部地區(qū)的水動力環(huán)境受到影響，這也加劇了地下水資源污染。工程開發(fā)過程中，因為一些因素的影響，很容易使地下水出現(xiàn)徑流現(xiàn)象，之后導(dǎo)致水位上升，對工程施工進度造成影響，同時威脅工程質(zhì)量。

2 工程地質(zhì)勘察的基本流程

工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進行的地質(zhì)調(diào)查研究。查明工程地質(zhì)條件后，需根據(jù)設(shè)計建筑物的結(jié)構(gòu)和運行特點，作出正確的評價，為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護措施提供依據(jù)[3]。工程勘察工作流程是依據(jù)步驟、程序所要完成的工作環(huán)節(jié)。工程勘察作為一項龐大的系統(tǒng)工程，需從各個層面來分析工作流程。主要分析了工程勘察的具體實施流程，如圖1所示。

圖1 工程勘察流程Fig.1 Engineering investigation process

為滿足工程建設(shè)各方面要求，工程勘察需要進行可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察三個步驟。一是可行性研究勘察。主要服務(wù)于項目的可行性研究階段。本階段的主要任務(wù)是對擬建場地巖土體的穩(wěn)定性和適宜性進行巖土工程評估，并評估技術(shù)手段、勘測計劃和經(jīng)濟投資，以滿足施工場地的需要。二是初步勘察。初步調(diào)查是為滿足項目初步設(shè)計要求而開展的活動。主要目的是在可行性研究的基礎(chǔ)上，對項目施工現(xiàn)場主要施工段的巖土工程穩(wěn)定性進行相應(yīng)的評價，進一步確定項目施工總平面布置圖，對現(xiàn)場主要建(構(gòu))筑物及不良地質(zhì)條件的巖土工程方案進行設(shè)計論證，以滿足初步設(shè)計要求，并完成進一步擴建設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作。三是詳細勘察。主要分析研究前兩次勘察的數(shù)據(jù)并對目標(biāo)場地進行工程設(shè)計、處理防治較差地質(zhì)所帶來的影響及勘察巖土的穩(wěn)定性等，以滿足施工圖的設(shè)計要求。工程階段需要根據(jù)不同的建筑物和構(gòu)筑物提供詳細的巖土工程技術(shù)參數(shù)，所需的技術(shù)結(jié)果應(yīng)準(zhǔn)確可靠，且許多任務(wù)需與大量計算相結(jié)合。

3 環(huán)境地質(zhì)問題在地質(zhì)勘察中的重要性

地質(zhì)調(diào)查工作中，很容易忽略周邊環(huán)境地質(zhì)問題及污染問題，這是當(dāng)前工作的弊端。環(huán)境地質(zhì)問題的排查是地質(zhì)勘察中的重要組成部分，過去受到各種因素的影響，地質(zhì)勘察對環(huán)境地質(zhì)問題的排查嚴(yán)重缺失，導(dǎo)致勘測工作不足。對環(huán)境地質(zhì)問題的排查不僅重要，也是地質(zhì)勘察工作中的首要任務(wù)，應(yīng)引起勘察人員的重視。

全面的地質(zhì)勘察對城市地下工程建設(shè)、礦山資源開發(fā)等工程建設(shè)中的環(huán)境問題和地質(zhì)問題防治具有一定的意義。工程建設(shè)之前，相關(guān)施工單位應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，對施工現(xiàn)場的周邊環(huán)境及相關(guān)情況進行勘察，科學(xué)記錄勘察資料，保證資料的完整性和真實性，勘察資料可以作為工程建設(shè)的重要依據(jù)。工程開發(fā)過程中，可以結(jié)合四周地質(zhì)環(huán)境采取不同的開發(fā)策略，盡可能將對土層的破壞降到最低?？辈旃ぷ鲗こ探ㄔO(shè)至關(guān)重要，應(yīng)保證勘察數(shù)據(jù)的完整性，降低工程項目的施工風(fēng)險，減少工程對環(huán)境造成的不利影響，防止出現(xiàn)地質(zhì)問題[4]。

4 提升地質(zhì)勘察質(zhì)量的措施

4.1 全面掌握地質(zhì)災(zāi)害底數(shù)，對災(zāi)害地質(zhì)進行科學(xué)合理分類

地質(zhì)災(zāi)害不僅會直接或間接危害人類生命財產(chǎn)、生活與經(jīng)濟活動，還會破壞人類賴以生存與發(fā)展的資源及環(huán)境。地質(zhì)災(zāi)害分布廣、危害大，應(yīng)全面掌握地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險底數(shù)，客觀認(rèn)識各地區(qū)災(zāi)害綜合風(fēng)險水平，為國家和地方各級政府有效開展自然災(zāi)害防治和應(yīng)急管理、切實保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供權(quán)威的災(zāi)害風(fēng)險信息和科學(xué)決策依據(jù)。

應(yīng)對全國開展地質(zhì)災(zāi)害及隱患調(diào)查，評估地質(zhì)災(zāi)害隱患的風(fēng)險等級，對災(zāi)區(qū)地質(zhì)進行科學(xué)合理分類。在調(diào)查基礎(chǔ)上，將區(qū)域按照極高、高、中和低4個等級劃分地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)；在風(fēng)險區(qū)劃的基礎(chǔ)上綜合考慮地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)需求，依據(jù)防治工作的輕重緩急，將區(qū)域可劃分為一般防治區(qū)、次重點防治區(qū)和重點防治區(qū)，并針對性地提出防治措施建議，形成全國-省-市-縣四級動態(tài)更新的崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，編制四級地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃和防治區(qū)劃，為各級政府開展地質(zhì)災(zāi)害防治提供地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險信息和科學(xué)決策依據(jù)[5]。

4.2 解決地下水污染問題

應(yīng)將地下水污染放在首位，制定勘察標(biāo)準(zhǔn)，明確勘察目標(biāo)，調(diào)查地下水分布和運移規(guī)律，制定有效的防治措施。著重治理地下水污染問題。地表以下的地層十分復(fù)雜，地下水流動也極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點。地下水被污染后，將會對工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，修復(fù)時間也十分漫長?？辈烊藛T應(yīng)將地下水污染嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)，滿足人們的正常用水需求。工程地質(zhì)勘察人員要增強全面熟悉地質(zhì)勘察有關(guān)規(guī)范的綜合能力，嚴(yán)格遵守各項操作規(guī)程，提高勘察質(zhì)量，為保護地質(zhì)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

4.3 增加補充勘察

工程地質(zhì)勘察過程中，工程活動、工程設(shè)計、地質(zhì)勘察會相互影響。因人為原因而出現(xiàn)與地質(zhì)勘察報告不符時，或出現(xiàn)比地質(zhì)勘察報告更嚴(yán)重的工程地質(zhì)問題時，可進行施工補充勘察，以解決實際問題。其主要是巖石工程勘探，為了避免出現(xiàn)易坍塌的巖層或因地下水不穩(wěn)定而帶來沉降等嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。在設(shè)計礦山開發(fā)利用方案前，一般要進行專項工程地質(zhì)勘察，為礦山設(shè)計提供依據(jù)。要進行一些補充勘探，對勘探區(qū)域內(nèi)的巖石工程進行更詳細的勘探，并將巖層中有松散土壤的區(qū)域或?qū)訕?biāo)記為單獨處理、預(yù)防和控制。進行環(huán)境調(diào)整，加強補充勘察，以有效減少人為因素對環(huán)境的破壞。

5 結(jié)語

我國越來越重視生態(tài)文明建設(shè)，已將其作為可持續(xù)發(fā)展的大計，環(huán)境地質(zhì)問題成為了生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展中的重要工作。人類工程活動可能導(dǎo)致地震、地面沉降和邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害問題。在地質(zhì)勘察中開展環(huán)境地質(zhì)研究是為了分析人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響，在保證地質(zhì)環(huán)境與工程建設(shè)和諧發(fā)展的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決辦法，為我國更好更快發(fā)展提供有利條件。