金属矿山岩土工程勘察中水文地质问题及注意事项

2019-01-03陈华伟

中国金属通报 2019年5期

陈华伟

（广东省地质局第九地质大队，四川达州 523063）

水文地质在工程勘察中扮演着重要的角色，它是决定一个工程成果的主要条件，它所研究的方向是地下水的变化和运动，地下水的变化和运动又有着许多不同的形态，根据实际的工程条件以及勘察地区的环境进行针对性分析，发现其中可能存在的问题，并以现有的条件提出解决措施，来完成水文地质在工程勘测中发挥的作用，使得勘测工程能够完善，顺利进行下去。

1 金属矿山岩土工程勘察中水文地质主要问题

1.1 岩土的渗透性对金属矿山岩土工程的影响

水文地质中对勘察地区岩土渗透压的研究是不可小视的工程问题，渗透压的稳定性决定着工程中基础地质的埋置深度以及基坑开挖等工作是否会出现问题，不好的情况将直接对整个工程后期的顺利进行造成了阻碍[1]。岩土的渗透性会导致矿山地基的坡度产生不平衡，出现坡体稳定性失衡的问题，增大了工程勘察的难度。还可能因为水的渗透产生岩土变形、塌陷的情况，保证这些渗透问题的全面勘察是对工程勘察中水文地质问题的重视与保障。在关于渗透的研究中，勘察人员不可忽视的方面还包括一些岩石本身具有的渗透特性，组成矿山的各种岩石具有其特殊的属性，有一部分岩石因为自然演变，其岩石上存在着许多小的孔隙，地下水能够通过这些孔隙而慢慢渗透，使岩土原本承受的平衡的水压在渗透出一部分后产生压力差，相当于对岩土施加了一个外力的作用，导致了组成地基的岩土产生松动，软化和变形。这就是岩土和地下水之间出现渗透产生渗透压后进一步导致的对工程勘测的不利影响，因此，对渗透的研究和相应对应措施的实行是重要的工作步骤。

1.2 地下水的腐蚀性对金属矿山岩土工程的不利影响

水文地质中对地下水腐蚀性的研究也是工程勘察中的重点，而地下水因其化学成分特点对混凝土材料有着非常大的破坏力，它往往通过水中所含的化学离子与混凝土的化学组成成分进行反应，导致混凝土的结构发生变化，从而改变混凝土的使用寿命。地下水中普遍含有硫酸根离子，但根据不同地区不同渠道所产生的地下水，它所含硫酸根离子的多少是不同的，当硫酸根离子大于正常范围时，它就会与存在于混凝土材料中的氢氧化钙相遇产生反应，产生一种新的物质，这种物质能够改变混凝土内部结构的受力，对混凝土产生不利影响，从而对工程勘察产生影响。而地下水的腐蚀性对工程产生的不利影响的不确定性也是工程勘察的难度所在，因为不同地区，包括不同地形的地下水物质含量大有不同，大气降水是地下水的补给来源之一，在降水丰富的地区，地下水能够经过地表大量地渗入进行补给，这些地区的地下水含量就较为充足。还有平原等地形，普遍地下水储量都比较丰富。所以，在进行工程设计和施工前，对目标地区的地下水含量要进行全面的勘察和分析，评估地下水腐蚀性的危害，尽量避免在水中含有对混凝土和钢铁产生破坏的地区进行工程项目的有效运行，最大程度防止地下水的腐蚀情况出现，使工程能够长期进行。

1.3 地下水的水位变化对金属矿山岩土工程的不利影响

地下水水位的变化能够直接决定着整个金属矿山岩土工程的安全性，一般来说，工程在设计方案初期，对地基有一个明确的规划，在实际的工程操作中，需要根据地基所设计的数据来进行工程的实施，地基工作的完成程度也直接决定着后续工程能否顺利进行[2]。但是地下水的水位升降变化却不是我们能够人为进行掌控的，如果地下水在方案标准数据上有点沉降，但变化程度仍然在安全范围内的话，整个工程面临的问题就不太大，但还是会产生工程建筑自重增大的问题，这对地基的稳固性是一个严重的威胁。如果地下水在诸多因素的影响下产生了水位升高的的变化，就会使地基以下部分土层和岩石的坚固程度变差，土质结构变得稀疏，在这样的情况下，水位升高变化过大的时候，整个工程就会面临平衡失去控制的问题。在不同土质变化的地基下工程建筑的受力就会不同，整体失衡直接导致安全问题的出现，或者会影响工程建筑的结构，使其出现变形等情况。因此，地下水的水位变化对金属矿山岩土工程的顺利进行产生着不可小觑的不利影响，决定着工程中一系列重要的安全问题。

2 金属矿山岩土工程勘察中的注意事项

2.1 对渗透稳定性的研究

为了防止工程中岩石渗透的现象出现，在工程进行前期，进行方案设计和工程规划的人员要和现场勘察人员进行全面的岩石、土质化学性质分析，对金属矿山岩土的各部分数据进行收集，如果是岩石的渗透性不大，对工程的进行不会产生太多负面的影响，或者产生的影响在工程可以接受的偏差范围之内，那么就可以继续进行工程的实施[3]。

如果是勘察当地的水文地质不太适合开展工程，那么就及时改变计划和调整方案，以免浪费了时间和精力，却面临着后期工程的叫停。

除此以外，还能够采取一些措施来应对岩土的渗透性，比如在渗透较为严重的情况下，可以进行抽水、适当降低水位和排水等应对措施，减小工程中地下水的渗透带来的不利影响，还能够进行灌浆处理对渗透较为严重的区域进行密封，切断地下水渗透的途径，达到保护工程的目的，这些方法都能够在一定程度上减小渗透带来的问题。

2.2 对地下水腐蚀性的分析

地下水的腐蚀性是工程中不可避免的问题，那么针对不同工程也有着不同的防腐蚀措施。比如在沿海地区，因为气候潮湿，并且常年伴有降雨，因此面临的问题就是如何在潮湿常伴有水侵蚀的情况下最有效防止工程受到腐蚀。一般可以使用环氧涂层钢筋在工程中，它可以有效防止地下水对钢筋和对混凝土的破坏，防腐蚀能力很好[4]。

还能够在易受到腐蚀的区域刷上一层防腐漆，这层防腐漆隔绝了地下水与工程所用钢筋材料和混凝土材料的接触，阻止了地下水中的离子与混凝土中的物质发生化学反应，从而保护好了混凝土的内部结构，保障了工程的顺利进行。

除此以外，还可以通过增加沥青垫层的方法进行全面防腐蚀保护，如果具体工程中，地下水的腐蚀强度较大，就可以多刷几遍沥青，延长混凝土的使用寿命。

2.3 对地下水水位变化的监测

地下水水位的变化不受人为控制，主要决定因素在于自然降水量对地下水的补给，因此保证生态系统的稳定性能够间接保证自然降水量的正常标准，从而使地下水的水位长期达到一个平衡，不会出现突然的骤升骤降变化。所以，我们要避免水位的变化对工程产生意外影响就必须从保护环境做起，使自然生态稳定进行良性循环，同时，政府也可以加大宣传保护自然环境的力度，使人们能够意识到保护环境迫在眉睫。

更重要的是在平时的生活中，无论是工业用水还是生活用水都应该做到节约水资源，循环利用水资源。长此以往，自然生态系统达到了一个相对平衡的状态，那么水位的升降自然在一个有规律可循的范围之内，并且在工程可以接受的变化程度中，从而避免了水位变化带来的安全问题。