矿山地质勘察中水文地质问题的研究

2016-04-14黄颖光

地球 2016年5期

关键词：工程地质水文地质岩土

■黄颖光

（广西壮族自治区二七二地质队广西南宁530023）

矿山地质勘察中水文地质问题的研究

■黄颖光

（广西壮族自治区二七二地质队广西南宁530023）

随着社会不断的发展，人类生活品质需求的不断提高，矿山的建设与生产对人类的影响日趋突出，特别是矿山水文地质问题受到了人们的普遍关注。为保证矿山建设生产工作顺利实施和矿山安全运行，减少矿山建设开采对人类生产生活的影响，矿山建设开采需要开展矿山水文地质勘察。为提高勘察质量，确保工程的安全性，水文地质勘察是矿山地质勘察中非常重要的方面。

矿山地质水文地质勘察影响

0 前言

近几年随着社会经济的不断发展，矿山生产和建设日益突显，其一个重要的前提就是对矿山水文地质勘察的研究，这对矿山生产和建设起到了重要的作用，而且熟悉掌握矿山水文地质的实际情况，对采矿作业和矿山安全防治工作也是不可缺少的。由于矿山勘察中对水文地质条件调查、研究的不深入以及没有足够的重视，导致地下水引起的各种岩土矿山危害时有发生。为此，要正确评价地下水对岩土工程和建筑物的影响，避免其对矿山造成不必要的损失和危害。

1 水文地质勘察的内容

在以往常规的岩土矿山勘察中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已发生多起因地下水造成的矿山工程的质量事故。针对过去的经验和教训，在以后的水文地质勘察中应主要考虑岩土的水理性质对矿山工程施工地区的水文地质问题做出客观评价。与岩土的物理性质相类似，岩土的水理性质也是岩土工程地质性质的重要标志。岩土水理性质指的是岩土与地下水之间相互作用而显现出来的一些性质，会直接影响到岩土的强度，进而影响到矿山工程的稳定性。过去的勘察工作往往比较重视岩土的物理力学性质，而水文地质勘察往往被当做一种象征性的工作，继而忽略了对岩土水理性质的重要性，所以对岩土工程地质性质的评价不够全面。

2 水文地质勘察的重要性

水文地质勘察是矿山工程地质中一个非常重要的方面，对地下水正确的分析和评价，不仅关系到矿山工程的顺利施工和正常使用，而且关系到人民群众的生命财产安全。它可以分析地下水对矿山工程地区岩土工程地质性质的影响，作出客观的评价和预测。在建筑施工过程中，应避免地下水对岩土工程造成危害。水文地质勘察的重要性体现在以下几方面。

2.1 地下水位变化引起的岩土工程危害

地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。在天然条件下地下水位一般是季节性变化，雨季水位上升，旱季水位下降。这种天然变化是区域性的，渐变的，而且变化幅度较小。但是，人为因素引起的局部性地下水位升降变化往往比自然变化的幅度大，导致的岩土工程危害也更加严重。地下水位的升降超过一定程度有可能引起粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等现象；也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物；一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化；地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳；地裂、地面沉降、地面塌陷等灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大的威胁。

2.2 地下水动水压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，但是在矿山工程活动当中，由于改变了地下水天然动力平衡条件，在一定的动水压力作用下，也会导致一些后果严重的岩土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等，造成安全隐患，并影响工程质量，所以需要及时做好这方面的水文地质勘察工作。当建议采用桩基时，应评价采用桩的适宜性；对桩的类型、平面布置、直径、长度和桩基持力层，提出建议；对桩尖持力层的选择进行论证；提出桩的侧摩阻力和端阻力；提出单桩承载力的建议；在大面积堆载及欠压密地区，尚应分析桩周土对桩的负摩阻力；对预制桩或沉管桩的沉桩可能性，进行论证；挖孔桩、钻孔桩、冲孔桩的成孔工艺，成孔过程可能出现的问题及施工技术措施，桩的施工质量控制方法和要求；

2.3 地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此，在膨胀性岩土地区进行岩土矿山工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别是地下水在升降变化中的高度和变化规律，这对地基基础深度的选择（宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内）有主要的参考价值。

在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下，具有明显的变化规律土体从上到下，有天然含水量、孔隙比由小一大一小，压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位，经长期淋滤作用，铁铝富集，并对土颗粒起胶结和充填作用，增大了土粒间粘接力，往往形成“硬壳层”，因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高，而位于地下水位变动带的土层，由于地下水积极交替，土中的铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大，压缩模量、承载力降低。位于地下水位以下的土层，由于地下水交替缓慢，氧化、水解作用减弱，加之上部土层的自重压力作用，土质比较密实，因而含水量、孔隙比减小，压缩模、承载力增高。

岩土物理力学性质的与地下水位之间有着非常密切的联系，尤其是那些风化残积土、软质岩石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重视地下水位对岩土物理力学变化的影响，做好预测和指导工作，避免建筑工程出现因工程地质问题而导致的质量安全事故。