礦山工程中地下水地質(zhì)勘查的重要性研究

李菊紅，孫彥良

（河南省地礦局第四地質(zhì)調(diào)查院，河南 商丘 476000）

目前我國(guó)雖然有明確的相關(guān)法律法規(guī)明確規(guī)定，在礦山工程建設(shè)實(shí)施前期但要對(duì)工程地下水的總體水質(zhì)凈化參數(shù)、地下水的凈化作用等各個(gè)方面都要進(jìn)行實(shí)地勘察與水質(zhì)評(píng)價(jià)。但是在進(jìn)行礦山工程調(diào)查勘察的工作過(guò)程中，工作人員往往常常會(huì)故意忽視一些水文地質(zhì)的工程勘察勘查工作。通常它們只是作為象征性質(zhì)的進(jìn)行地質(zhì)勘察，并沒(méi)有對(duì)地區(qū)水文地質(zhì)的基本情況現(xiàn)狀進(jìn)行全面性質(zhì)的勘察。但是地下水文地質(zhì)的好壞情況與建筑工程的整體質(zhì)量要求是密切息息相關(guān)的，其次是礦山地下水在建筑工程施工處理過(guò)程中不僅可能會(huì)直接影響水文礦體的地質(zhì)特性、地基的硬化施工.還可能會(huì)直接影響整個(gè)工程或者整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以為了保證整個(gè)礦山工程建設(shè)能夠順利投入實(shí)施與有效提高整個(gè)工程的地層勘察處理質(zhì)量，必須一定要高度重視工程地下水的地質(zhì)勘察處理工作。

1 礦山工程地下水對(duì)基礎(chǔ)工程造成的危害

1.1 地下水升降對(duì)基礎(chǔ)工程的危害

地下水面積的增加通常會(huì)導(dǎo)致同時(shí)發(fā)生不利的地質(zhì)侵蝕生態(tài)現(xiàn)象，例如滑坡和雪崩。此外，潛水區(qū)速度的提高也增加了地質(zhì)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重情況下地下水對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展的抗腐蝕能力也會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生不利影響。當(dāng)前，由于未知的地質(zhì)原因（主要是由于人為因素）引起的各種地質(zhì)自然災(zāi)害繼續(xù)發(fā)生，例如塌陷和巖石塌陷。地下水的惡化通常伴隨著水資源的減少，這也可能引起諸如水質(zhì)惡化的問(wèn)題。

1.2 地下水動(dòng)壓力對(duì)基礎(chǔ)工程的危害

在自然條件下，地下水的水動(dòng)力壓力相對(duì)較低，在正常條件下，這不會(huì)造成特別的危險(xiǎn)。但是，人類活動(dòng)改變了地下水的自然動(dòng)態(tài)平衡，基礎(chǔ)工作受流動(dòng)力的影響。

1.3 地下水對(duì)礦山地表樁基工程的危害

由于礦山開擦工程中的地下水會(huì)腐蝕工程地基，因此，在礦山開采過(guò)程中，要對(duì)樁基進(jìn)行承載力設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要分成多種類型，這可以對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量的工作人員提出了更高的要求，但是要特別注意礦山工程地下水的水體分布情況，水體的運(yùn)行狀態(tài)，這位礦井的基坑選擇給出合理的數(shù)據(jù)。在流量較高，水量較大的礦井地下水系統(tǒng)中，巖土層較軟，水土流失很容易影響樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致樁體的流失。 另外，還必須考慮樁基本身是否不受地下水侵蝕的影響。 一些樁式起重機(jī)項(xiàng)目沉降得太快，并且項(xiàng)目的總摩擦力太低，因此樁式起重機(jī)的承載能力很低。

1.4 地下水位對(duì)巖土物理性質(zhì)的危害

地下水位的變化將導(dǎo)致巖體膨脹和收縮。如果地下水位變化很大，甚至?xí)?dǎo)致土壤開裂，從而會(huì)影響工程地基的穩(wěn)定性，導(dǎo)致工程礦井出現(xiàn)塌陷的現(xiàn)象。為了增加地基的穩(wěn)定性，確保礦山工程的可靠性與安全性，工作人員就要對(duì)巖體工程區(qū)域進(jìn)行水文地質(zhì)工程勘查，所得到的勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果地下水中水位的分布頻繁波動(dòng)（快速上升或快速下降），則將直接影響整個(gè)項(xiàng)目整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)苯佑绊懙秸麄€(gè)工程的質(zhì)量。造成嚴(yán)重的與安全有關(guān)的事故，要對(duì)事故原因進(jìn)行詳細(xì)分析，測(cè)量工程地下水位的具體分布情況，分析得到，在整個(gè)工程項(xiàng)目中，地下水流方向主要分為三類：在流動(dòng)的地下水上方，流動(dòng)的地下水水位變化的區(qū)域以及在流動(dòng)的地下水水位以下的區(qū)域。地下10m深度處高于水位的硬殼區(qū)域?qū)⒅饾u產(chǎn)生大量的氧化鐵和硫酸鋁，因?yàn)橥寥缹娱L(zhǎng)時(shí)間持續(xù)暴露于海水浸出劑中。這些鐵礦物不僅可以有效地實(shí)現(xiàn)巖石的硬殼與土壤之間的聯(lián)系，而且在巖石與土壤之間填充裂縫的復(fù)雜作用還將改善巖石層與土壤層之間的裂縫的聯(lián)合性能。新的硬殼巖土層將逐漸形成。地下水位變動(dòng)區(qū)域內(nèi)的水流經(jīng)常發(fā)生交替變化，這意味著巖石和土壤層中鐵和鋁的含量較低，就這一點(diǎn)而言，該區(qū)域的土壤層相對(duì)較差含水量和承載能力。

2 地下水在礦山工程地質(zhì)勘察中的重要性

2.1 預(yù)測(cè)地下固體水位的平均升降速度變化，預(yù)防突發(fā)地質(zhì)自然災(zāi)害

在一般情況下，同一個(gè)區(qū)域的地下水會(huì)隨著地殼的變化而變化，在雨季來(lái)臨時(shí)，地下水位會(huì)出現(xiàn)上升的趨勢(shì)，因此，在這個(gè)特殊時(shí)期，地下水的水位會(huì)隨著降雨的大小產(chǎn)生一定的變化。礦山工程地下水位突然出現(xiàn)辯護(hù)，會(huì)影響到周圍人們的正常生活，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到礦山工程的進(jìn)度發(fā)展。從礦山區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查來(lái)看，許多自然資源會(huì)導(dǎo)致礦山地下水位的變化。 對(duì)礦山地下水進(jìn)行勘查的過(guò)程當(dāng)中，地下水的詳細(xì)分布情況可以影響到下游水域的高度變化。在此情況下，可通過(guò)對(duì)排水層的巖性進(jìn)行分析，其中包括巖體排水層的過(guò)濾性，包含排水層的水體。濾流動(dòng)特性將相對(duì)較低，地下水體的流動(dòng)性將相對(duì)較低，這很容易導(dǎo)致水的不滲透性問(wèn)題。

2.2 提升礦山工程質(zhì)量

在進(jìn)行礦山開采工程時(shí)，首先要進(jìn)行地質(zhì)勘查，但是在勘查過(guò)程中，仍然出現(xiàn)許多要解決的問(wèn)題，例如，很多礦山工程企業(yè)部門都不關(guān)注礦山地下水的變化情況，在不斷調(diào)查的過(guò)程中的， 沒(méi)有對(duì)礦山地下水位進(jìn)行明確標(biāo)注，因此，在很多情況下會(huì)影響礦山工程的開采過(guò)程，使檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)不夠精準(zhǔn)。在實(shí)際工程施工情況來(lái)看，在進(jìn)行礦山地下水測(cè)量過(guò)程中，勘查測(cè)量人員，要對(duì)實(shí)際水流情況進(jìn)行跟蹤測(cè)量，同時(shí)要經(jīng)過(guò)公示計(jì)算，來(lái)準(zhǔn)確算出該地區(qū)水流量的大小。在撰寫地質(zhì)報(bào)告時(shí)，許多地方的調(diào)查結(jié)果仍然含糊不清，這使得無(wú)法在工程勘察中澄清地質(zhì)問(wèn)題的規(guī)模，并導(dǎo)致許多關(guān)鍵問(wèn)題的遺漏。另外，一些工程調(diào)查報(bào)告沒(méi)有根據(jù)可靠的調(diào)查結(jié)果得出適當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。

2.3 提高礦山工程施工的安全性

工程勘察的主要內(nèi)容包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，水位和地下水分布以及地質(zhì)層的組成。 在制定和選擇處理方案的過(guò)程中，地下水的勘測(cè)和地質(zhì)組成會(huì)影響工程勘察的結(jié)果，其中土的功率指數(shù)會(huì)嚴(yán)重影響礦山工程的成本。此外，工程勘察人員應(yīng)更加重視勘測(cè)，充分考慮地下水分布對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的影響，有效提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，確保工程勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。采礦工程公司選擇地下水測(cè)量公司時(shí)，應(yīng)選擇更專業(yè)，規(guī)范的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以確保準(zhǔn)確的地下水位測(cè)量結(jié)果，提高施工安全性。

3 進(jìn)行地下水勘察的相關(guān)技術(shù)

3.1 遙感地質(zhì)勘察技術(shù)

針對(duì)這種遙感地質(zhì)調(diào)查勘察施工技術(shù)而言，其本身可以融合多種地質(zhì)調(diào)查勘察探測(cè)功能和施工技術(shù)，是一種具備較高綜合性的遙感地質(zhì)探測(cè)勘察施工技術(shù)，并被廣泛應(yīng)用到各種高層建筑工程施工中。在實(shí)際勘測(cè)應(yīng)用中，遙感立體地質(zhì)環(huán)境勘察探測(cè)技術(shù)其實(shí)際應(yīng)用工作原理相對(duì)復(fù)雜，是基于利用相關(guān)探測(cè)設(shè)備所實(shí)時(shí)接收發(fā)射到的地質(zhì)勘察對(duì)象信息，進(jìn)行遙感地質(zhì)環(huán)境勘察勘查目標(biāo)的明確和對(duì)象識(shí)別，再通過(guò)對(duì)相關(guān)設(shè)備所接收發(fā)射出的電磁波中是否蘊(yùn)含勘察信息的邏輯進(jìn)行研究，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地質(zhì)勘察條件的遙感勘察。針對(duì)該勘測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，具備開發(fā)成本低、勘察應(yīng)用面積廣泛、信息數(shù)據(jù)獲取處理速度快等幾大特點(diǎn)。

3.2 全球定位地質(zhì)勘察技術(shù)

全球精確定位系統(tǒng)技術(shù)又被業(yè)界稱之為全球GPS定位技術(shù)，該定位技術(shù)的主要應(yīng)用范圍適用于我國(guó)礦山工程施工現(xiàn)場(chǎng)的全球精確定位。在實(shí)際工程建設(shè)工作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)該放線技術(shù)的有效綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電施工現(xiàn)場(chǎng)放線位置的精確，為機(jī)電放線工程測(cè)量試驗(yàn)工作的順利開展進(jìn)行提供有力保障，并同時(shí)結(jié)合對(duì)實(shí)際工程施工現(xiàn)場(chǎng)需求的綜合分析，對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的自然水文氣象條件、地形物理地勢(shì)、地質(zhì)物理?xiàng)l件可以進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)測(cè)量和精確定位，進(jìn)而為礦山工程施工的前期開展工作提供數(shù)據(jù)分析支撐。

3.3 數(shù)字?jǐn)z影勘察技術(shù)

針對(duì)數(shù)字勘察攝影工程勘察測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其實(shí)就是數(shù)字?jǐn)z影勘察測(cè)量的一種重要分支技術(shù)學(xué)科，在攝影測(cè)量中，通過(guò)對(duì)圖像影響因素匹配分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)分析技術(shù)以及影像數(shù)據(jù)庫(kù)和影像分析處理等多種技術(shù)的進(jìn)行綜合分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種礦山建筑施工現(xiàn)場(chǎng)情況開展各種高質(zhì)量、高效率的數(shù)字勘察攝影測(cè)量。該探測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用范圍需要實(shí)地勘察人員與項(xiàng)目施工人員的工作緊密配合，結(jié)合對(duì)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)勘察測(cè)繪技術(shù)條件、實(shí)際施工情況的深入研究分析論證研究，制定出了符合該工程項(xiàng)目進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪勘察設(shè)計(jì)作業(yè)的地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)方案。而進(jìn)行針對(duì)地質(zhì)勘察測(cè)量方案的具體制定，必須需要具備以下幾點(diǎn)：其一明確該工程項(xiàng)目勘察工程中地質(zhì)勘察地質(zhì)測(cè)量專業(yè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用發(fā)展要點(diǎn)；其二，具體明確項(xiàng)目地質(zhì)調(diào)查勘察測(cè)量范圍，結(jié)合實(shí)際勘察情況可以進(jìn)行地質(zhì)勘查測(cè)量思路的明確；其三，基于對(duì)實(shí)際勘察情況的綜合分析，選擇合適地質(zhì)勘察測(cè)量方法可以開展地質(zhì)勘察測(cè)量作業(yè)[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)勘察工作對(duì)于工程的建設(shè)十分重要，相關(guān)的檢測(cè)數(shù)值是礦山工程施工的重要依據(jù)。在進(jìn)行地下水的勘察工作中，要確保工作人員的嚴(yán)謹(jǐn)，加強(qiáng)數(shù)值檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為礦山工程施工過(guò)程中的安全施工創(chuàng)建環(huán)境。