銅陵市冬瓜山銅礦水工環(huán)條件勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估分析

[摘要]水工環(huán)條件勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估是了解地區(qū)地質(zhì)水文情況的關(guān)鍵，結(jié)合水工環(huán)條件與地質(zhì)災(zāi)害的實際情況，能夠在一定程度上優(yōu)化地區(qū)環(huán)境，避免地區(qū)環(huán)境在各種因素的影響下進(jìn)一步惡化。本文對銅陵市冬瓜山銅礦區(qū)域的水工環(huán)條件勘察以及地質(zhì)災(zāi)害評估提出個人看法，希望為關(guān)注水工環(huán)條件勘察以及地質(zhì)災(zāi)害評估的人群帶來參考。

[關(guān)鍵詞]銅陵市；冬瓜山銅礦；水工環(huán)條件；地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害是自然演變與人為介入所帶來的結(jié)果，當(dāng)?shù)貐^(qū)生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重污染破壞時，就容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害并對地區(qū)內(nèi)的人身財產(chǎn)以及環(huán)境安全性造成影響。通過分析銅陵市冬瓜山銅礦水工環(huán)條件并對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評估，可以有針對性地實現(xiàn)對地方環(huán)境的優(yōu)化，進(jìn)而避免嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。因此，有必要對銅陵市冬瓜山銅礦水工環(huán)條件勘察以及地質(zhì)災(zāi)害評估進(jìn)行研究。

銅礦尾礦資源化項目的開展將會在一定程度優(yōu)化尾礦資源化市場，并顯著增加尾礦循環(huán)利用率，讓大量富余尾礦實現(xiàn)變廢為寶，資源化處理能在治理污染的同時美化環(huán)境。為了真正實現(xiàn)尾礦處理，就必須從水工環(huán)條件入手，通過加強(qiáng)水工環(huán)勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估，以此來找出優(yōu)化銅陵市冬瓜山銅礦地質(zhì)條件的對策。

1.工程概況

冬瓜山銅礦礦區(qū)始建于1958年，最初礦區(qū)的生產(chǎn)量為500t/d，截至至今，如今的生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了13000t/d。隨著尾砂堆積尾礦庫量的飽和，尾礦庫堆積將會對礦區(qū)的土壤、水體等環(huán)境要素造成污染，而且在污染的同時還有可能引發(fā)山體崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。為了實現(xiàn)對冬瓜山銅礦尾礦區(qū)域的優(yōu)化，應(yīng)該適當(dāng)結(jié)合銅陵市無廢建設(shè)要求來針對富余尾砂進(jìn)行減量化、資源化處理，以此來達(dá)到降低冬瓜山礦選礦尾砂堆積所帶來的環(huán)境問題。在2022年9月，安徽省地勘局受到相關(guān)委托，全方位開展了銅陵市冬瓜山銅礦地質(zhì)災(zāi)害評估工作。

2.銅陵市冬瓜山銅礦水工環(huán)勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估

2.1目的

地質(zhì)災(zāi)害是自然演變與人為介入所帶來的結(jié)果，當(dāng)?shù)貐^(qū)生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重污染破壞時，就容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害并對地區(qū)內(nèi)的人身財產(chǎn)以及環(huán)境安全性造成影響?，F(xiàn)階段，為了切實保證當(dāng)?shù)厝罕姷纳敭a(chǎn)安全，有針對性地實現(xiàn)對地方環(huán)境的優(yōu)化，利用水工環(huán)條件勘察技術(shù)，對銅陵市冬瓜山銅礦地質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的勘察，然后以勘查結(jié)果為基礎(chǔ)，對施工活動可能造成的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評估，并制定具有針對性的地質(zhì)災(zāi)害防治策略，成為了避免嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害問題發(fā)生、保證工程項目順利推進(jìn)的重要舉措。

2.2方法

2.2.1任務(wù)要求

在水工環(huán)勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估時，主要任務(wù)要求大致如下：第一，收集并分析區(qū)域范圍內(nèi)的氣象、水文、環(huán)境等資料，并借助野外現(xiàn)場調(diào)查來進(jìn)一步明確地質(zhì)環(huán)境條件。第二，針對評估區(qū)域內(nèi)歷史地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析，并從危險性與危害程度兩個維度來開展評估。第三，針對礦區(qū)評估區(qū)域內(nèi)，由工程施工與正式運行后可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析，并初步預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害危害程度。第四，在現(xiàn)狀分析與危害預(yù)測評估的同時，需要結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害危險程度，進(jìn)一步劃分各個區(qū)域的危險性等級，并在劃分等級的同時明確說明不同工程區(qū)段需要面對的主要地質(zhì)災(zāi)害種類以及危害程度[1]。除此之外，還需要通過開展建設(shè)用地適宜性評估，來提出避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的相關(guān)建議。圖1為銅陵市冬瓜山銅礦評估區(qū)域。

2.2.2勘察方法

在接受委托后，勘察院專門組建了評估項目組，搜集、分析相關(guān)資料，并進(jìn)入銅陵市冬瓜山銅礦區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場踏勘。評估工作的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)包括：第一，資料搜集與整理。由評估項目組搜集評估區(qū)域與周圍地區(qū)的歷史遙感影像等基礎(chǔ)性資料，并針對基礎(chǔ)性資料進(jìn)行整理與歸納，以此來為后續(xù)工作提供更多幫助。第二，現(xiàn)場踏勘。在資料收集整理結(jié)束后，需要適當(dāng)結(jié)合新建工程特點，以此來組織人員深入評估區(qū)域開展野外調(diào)查。在冬瓜山銅礦項目中，野外調(diào)查隊伍將1∶1000地形圖作為手圖，在利用GPS技術(shù)與地物進(jìn)行定點的同時輔以拍照等方式來綜合收集了評估區(qū)域的現(xiàn)場資料。第三，報告編寫。在野外調(diào)查結(jié)束后，需要針對收集、調(diào)查資料來實現(xiàn)對區(qū)域資料的綜合整理，并借助數(shù)字化成圖的方式來直觀表明周邊地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，以及各種地質(zhì)災(zāi)害的實際形成條件等內(nèi)容，所有內(nèi)容都需要編制成果報告。圖2為利用水工環(huán)條件勘查技術(shù)，分析施工區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險性的評估流程圖。

2.3結(jié)果

2.3.1水工環(huán)條件勘察結(jié)果分析

勘察院在水工環(huán)條件勘察期間，所采用的勘察技術(shù)是由多種技術(shù)共同組成的綜合勘察技術(shù)，如物探、RTK等技術(shù)均有使用。在勘察期間發(fā)現(xiàn)，冬瓜山銅礦的評估區(qū)域地形相對比較平坦，其地面高程在21.84～27.13m范圍之間，區(qū)域整體地勢由西南向東北傾斜。評估區(qū)域的地貌類型非常單一，地貌屬于堆積-侵蝕剝蝕波狀平原，而微地貌則屬于坡積洪積群。通過巖性分析可以發(fā)現(xiàn)，評估區(qū)域為第四系松散層覆蓋，覆蓋層厚度大約在22.50～35.80m。從地質(zhì)構(gòu)造的角度出發(fā)，評估區(qū)域的整體地質(zhì)構(gòu)造相對比較簡單，而且評估區(qū)域內(nèi)并沒有呈現(xiàn)出褶皺、裂隙等發(fā)育狀態(tài)[2]。

在水文地質(zhì)勘察中發(fā)現(xiàn)，評估區(qū)域地下大致可以劃分為2個地下含水層，兩含水層分別賦于第四系、古近系地層。其中第一含水層賦于第四系中更系統(tǒng)戚家磯組（Q2q），第二含水層賦于古近系古新統(tǒng)大通組（E1d），兩個含水層的單井涌水量分別為<10m3/d、<100m3/d且地下水富水性均較差。

結(jié)合含水介質(zhì)以及空隙類型、賦存條件等多種因素對地下水類型進(jìn)行劃分，可以將地下水類型大致劃分兩類，第一類為松散巖類孔隙水，一類地下水以第一含水層為主，水位埋深在1.0～9.0m之間，HCO3--Ca2+·Mg2+型水質(zhì)，溶解總固體不足1g/l且PH值為7.5。第二類屬于紅層孔隙裂隙水，這一類水在整個評估區(qū)均有分布，因為水體內(nèi)的泥質(zhì)含量相對較高且?guī)r性抗風(fēng)化能力不足，所以裂隙多數(shù)均被充填，二類地下水的水位埋深在5.0～15.0m范圍內(nèi)，溶解性總固體為0.30～0.50g/l，PH值7.3～7.5。圖3為銅陵市歷史月均降水量。

在評估區(qū)域內(nèi)，紅層孔隙裂隙水同樣會主要接受大氣降水所帶來的地下水補(bǔ)給，地下水的排泄方式主要為下降泉形式排泄，蒸發(fā)以及地下徑流就近排泄同樣是相對較為常見的排泄方法。

在水工環(huán)條件勘察中，結(jié)合巖土體巖性、物理力學(xué)性質(zhì)等因素可以將評估區(qū)域內(nèi)的巖土體劃分為巖體、土體兩類。其中區(qū)域內(nèi)的巖體主要為碎屑巖建造，從巖性角度可以劃分為較堅硬-軟弱厚層砂礫巖、礫巖巖組（E）。這部分巖體主要由古近系古新統(tǒng)大通（E1d）形成，整體強(qiáng)度偏低且?guī)r體易風(fēng)化。

土體勘察可以結(jié)合2020年6月提交的初步勘察資料，將評估區(qū)域內(nèi)的土體劃分為4層并自上而下進(jìn)行逐層描述。其中第一層土體屬于素填土，此類土體將會呈現(xiàn)出雜色、松散等特征，土體主要為粉質(zhì)粘土，局部土體內(nèi)帶有碎石，素填土層厚度在1.60～14.80m以內(nèi)且層底標(biāo)高為12.33～24.48m。第二層土體為粉質(zhì)粘土（Q2al）。土體顏色以灰褐、黃褐色偏多，并呈現(xiàn)出硬塑、中等壓縮性等特征。層厚1.60～2.80m，層底標(biāo)高14.05～15.15m。第三層土體同樣為粉質(zhì)粘土（Q2al），其特性與第二層土體基本相同，層厚與標(biāo)高分別為0.70～7.00m與11.28～19.98m。第四層土體為粉質(zhì)粘土夾卵石（Q2al）。除黏土之外，礫石核心成分屬于石英巖、硅質(zhì)巖等，層厚與層底標(biāo)高分別為6.40～15.20m與-4.32～2.62m[3]。

2.3.2冬瓜山銅礦地質(zhì)災(zāi)害評估

地質(zhì)災(zāi)害評估區(qū)域的整體地質(zhì)構(gòu)造相對較為簡單，地震基本烈度為Ⅶ度，地震動峰值加速度為0.10g。由于地貌類型單一且工程地質(zhì)、水文條件良好，所以評估區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等?？辈煸和ㄟ^野外調(diào)查與資料分析發(fā)現(xiàn)，評估區(qū)域本身并沒有形成崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的條件，而且通過對附近建筑物、道路等工程項目進(jìn)行調(diào)查，并沒有發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害帶來的開裂等情況，因此可以判斷評估區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。除此之外，通過對評估區(qū)域以及周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合分析，還可以結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況，預(yù)測評估工程建設(shè)將有可能引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

從工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害評估的角度看，銅陵市冬瓜山銅礦尾礦資源化利用項目，其工程內(nèi)容包括建筑物、道路、管線等工程項目。通過對工程項目規(guī)模以及工程布局等因素進(jìn)行綜合分析，可以初步預(yù)測基坑開挖等工程造成的不穩(wěn)定斜坡將有可能導(dǎo)致基坑崩塌的災(zāi)害情況發(fā)生。因為基坑開挖將會產(chǎn)生不穩(wěn)定斜坡，斜坡將會留下地質(zhì)災(zāi)害隱患。在針對斜坡進(jìn)行危害性分析時，可以結(jié)合建筑邊坡技術(shù)規(guī)范來進(jìn)行計算。

勘察院在公式計算中發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)開挖能夠引發(fā)的單體基坑崩塌最大值為127m3，而且崩塌方量全部地域500m3，作為小型崩塌，這種地質(zhì)災(zāi)害的核心威脅對象為基坑內(nèi)的施工設(shè)備與人員，因此可以在評估中認(rèn)定工程項目能夠造成的基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害的危害程度小。從危害角度出發(fā)，評估區(qū)域在工程建設(shè)的影響下，將有可能出現(xiàn)基坑崩塌的地質(zhì)災(zāi)害。結(jié)合相關(guān)規(guī)范表對地質(zhì)災(zāi)害的危害性進(jìn)行分析，可以預(yù)測地質(zhì)崩塌發(fā)育程度為弱，而導(dǎo)致基坑崩塌的主要誘發(fā)因素為工程項目中的人為開挖所帶來的擾動，整體危害程度偏小，并不具備較高的危險性。

從建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測的角度看，由于評估區(qū)域地貌類型屬于淺丘狀平原且相對高差不足50m，因此在初始狀態(tài)下，在沒有外部因素的干擾下并不會出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。而且根據(jù)勘察院以往收集到的資料以及現(xiàn)場調(diào)查的資料進(jìn)行分析，還可以發(fā)現(xiàn)評估區(qū)域內(nèi)并沒有出現(xiàn)過崩塌、滑坡、沉降等地質(zhì)災(zāi)害。因此評估區(qū)域的整體地質(zhì)條件非常穩(wěn)定，在沒有外力介入的情況下，無須過于擔(dān)心地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。通過對歷史降雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以發(fā)現(xiàn)評估區(qū)域近些年的平均降雨量能夠達(dá)到1375.9mm，較好的水文地質(zhì)條件與穩(wěn)定的地殼情況能夠在一定程度上保證當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的穩(wěn)定性。所以勘察院預(yù)測工程項目并不會直接遭受崩塌、砂土液化等地質(zhì)災(zāi)害所帶來的威脅[4]。

2.3.3地質(zhì)災(zāi)害防治策略

在以水工環(huán)條件勘察結(jié)果分析結(jié)果為基礎(chǔ)，得出冬瓜山銅礦地質(zhì)災(zāi)害評估報告后，可以了解到相較于評估區(qū)域本身的地質(zhì)災(zāi)害，預(yù)測評估區(qū)域更有可能遭受由工程建設(shè)所引發(fā)的基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害，而且因為基坑崩塌的整體發(fā)育程度偏弱，危險性小。除此之外，勘察院預(yù)測建設(shè)工程并不會受到已存在地質(zhì)災(zāi)害所帶來的威脅。在此背景下，為了避免基坑開挖所帶來的地質(zhì)災(zāi)害，首先，在區(qū)域優(yōu)化工程項目開展過程中，必須保證開挖施工活動的工作情況，始終遵循相關(guān)施工規(guī)范，同時，為了避免在開挖施工過程中，因人為因素帶來的擾動，導(dǎo)致基坑崩塌情況的出現(xiàn)，在開挖施工過程中，可以通過邊坡支護(hù)的方式，降低安全風(fēng)險。其次，考慮到趨于優(yōu)化施工活動持續(xù)的時間相對較長，為了降低預(yù)計施工給趨于優(yōu)化工程造成不利影響，則應(yīng)該重點加強(qiáng)施工區(qū)域的防水處理。同時，施工期間可以通過沿基坑加設(shè)集水井與明溝的方式，快速排除坑底的積水。最后，考慮到區(qū)域優(yōu)化工作是一項施工范圍相對較大的工程項目，在實際施工過程中，需要將信息技術(shù)與施工活動結(jié)合到一起，實現(xiàn)施工情況的動態(tài)控制。在實際施工過程中，工作人員可以通過實時檢測施工區(qū)域是否存在崩塌滑坡、沉降等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險，并及時調(diào)整施工策略的方式，避免因為施工問題而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

3.結(jié)論

總而言之，水工環(huán)條件勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估是分析地質(zhì)條件的關(guān)鍵，將其應(yīng)用到冬瓜山銅礦區(qū)域進(jìn)行勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估，可以為評估區(qū)域尾礦資源化利用項目奠定基礎(chǔ)。相信隨著更多人意識到水工環(huán)條件勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估的價值，水工環(huán)條件勘察與地質(zhì)災(zāi)害評估結(jié)果精確度將會變得更高。

[參考文獻(xiàn)]

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