水文地质资源勘查对矿山地质工程的影响分析
2020-12-09
(山东省第四地质矿产勘查院,山东 潍坊 261021)
矿山工程建设的基础工作内容之一,是对矿山施工区域进行地质勘查,通过这些具体的勘查工作,包括水文地质情况等,形成对工程设计和施工的基础条件。水文地质问题对于整个矿山工程施工建设的发展而言,有着极为重要的影响,因此,要对水文地质灾害进行有效确定,并结合所出现的危害问题进行具有针对性的解决措施,为整个矿山工程的施工建设打下坚实基础[1]。本文水文地质资源勘查为基础对矿山地质工程的影响进行分析,同时,工程水文地质勘查已经成为工程设计和施工单位非常关注的内容,并且相关研究的现实价值也可以得到充分体现。
1 工程水文地质勘察概述
水文地质情况是所有矿山工程施工和工程地质勘查的重要内容,不可或缺,水文地质文件不仅表明了地质地表和地质结构深部水等自然情况,同时还有基于这些矿山地质结构水体与地质构成造成的地质影响等一系列问题。这些问题的存在,使得矿山工程项目的整体性能都会受到影响,尤其是一些规模自重较大的工程,在水文地质影响上,必须充分考虑各方面影响因素。从当前矿山工程建设的实际情况来看,工程建设还需要与环境实现一定的兼容性融合关系,而这都对水文地质勘查有非常高的要求。对于地下部分的水文地质环境并非单一的矿体构成体,而是整个矿山工程项目的基础环境,对工程的地质结构矿体性质形成一定影响,包括工程耐久性以及稳定性等,都可能因为水文危害造成工程质量和性能方面的损失。从目前的工程地质勘查情况看,很多时候更注重的是矿体结构和受力条件等方面,而忽略了对水文地质进行更为详尽的勘查。造成这一问题的原因主要在于两个方面:一是当前的很多矿山工程地质勘探文件和报告中没有将水文地质参数涵盖在内,使得相关地质勘查工作在相关单位看来是不必要的工作内容。二是对工程水文地质勘查方法流于形式,使得实际的勘查只是满足国家和行业的一些规范和标准要求,其目的就是获得可以让工程获批的简单评价,因此其实效性难以得到应有的重视。要纠正上述这些错误的观念和做法,从设计到矿山施工单位,都应该加强对相关地质勘查内容的管理,尤其是国家相关监督部门,必须突出对水文地质勘查得到重视,加强水文地质危害问题的深入研究,强化矿山工程水文地质勘查的细节管理。严格按照工程水文地质勘查的一些程序和细节规定,不但将矿山工程有密切关系的水文地质情况充分明确,更要针对各种矿山周围水体环境对工程地质结构矿体及工程施工的有害影响进行科学合理的评价,对潜在地质危害进行有效防治。
2 矿山工程地质勘查中水文地质问题的危害分析
对工程项目的地质勘查工作,需要将与矿山工程建设的各个方面地质影响因素信息进行全面系统的收集和整理,形成对工程项目施工的更有力保障。为此,需要充分认识水文地质问题对工程项目造成的影响,将这些问题的情况进行具体分析和研判,不但可以帮助矿山工程施工单位摆正心态,对此有充分认识,更有助于调整相关施工设计和技术选择,为工程建设质量和应用质量提供应有的保障作用。
(1)矿山工程地质勘查中水文地质评价内容。在矿山工程地质勘查中,对于水文地质勘查内容需要有非常明确的内容、标准和程序上的要求,只有这些基本的影响被有效落实,才能最终确保整个矿山工程建设质量和水文勘查质量。就目前的工程勘查报告来看,其在水文地质勘查中存在一些典型的缺陷问题,其具体表现就是无法有效将工程施工现场、项目设计以及建设需求联系起来,对地下水的危害影响不能进行全面系统的评估。对此,在矿山工程地质勘察中需要吸取这些经验和教训,应该在实际工程水文勘查中,强化对整个水文地质问题进行预先评估。预先评估主要包括以下几个内容:一是按照矿山工程项目的建设需要将施工现场在特定水文地质条件的情况,要基于工程项目的地质结构特性对地表水与地下水的情况进行分析,重点是水文条件对矿山工程地质结构的危害影响进行评估,对可能存在的矿山工程灾害进行预测,并做出防治预案等应急对策。二是在实际的地质勘查中对工程施工基础对地质条件的具体需求和要求,同时对水文地质条件进行评价,并研究能够满足这些要求的水文地质施工材料。分析包括地下水以及相关地质结构对整个工程项目的危害性影响,基于矿山工程施工的要求给出各种条件下要的水文地质情况进行重点评估。研究工程基础所直接接触的承压地质环境的含水层条件,对矿山基坑所实施的开挖工序可能出现突涌等情况的可能性,并针对这些问题及隐患进行更为精确的评估计算,最终确保这些危害的控制限定在最低程度,并可以有更充分的应对措施。
(2)工程水文地质勘查中的危害分析。分析矿山工程项目建设和使用过程中水文地质问题造成的危害,其最直接和主要的原因就是地下水位发生变化导致的,同时,地下水流动导致的动压力也会一定程度上导致程度不一的危害性问题。因此,对矿山工程水文地质勘查角度确定其实际的危害,可以从这两个角度进行分析,只要将这两个方面的内容予以充分明确,就可以将其危害情况充分掌握。下面分别对这两种情况进行分析。①地下水位变化对矿山工程项目造成的危害问题。地下水位的变化是最普遍和严重的水文地质危害问题,地下水的水位变化主要体现在水位下降,这将直接造成比较严重的危害,还有可能导致潜水位提高形成其他损害问题。地下水的水位出现下降等问题的原因是多方面的,但其结果有很大的相似性,很可能导致地面严重沉降甚至塌陷崩裂等地质灾害问题,同时也可能造成地下水的水质恶化和地下水枯竭等与生态环境相关的问题。一旦这些问题发生,将给施工单位和建筑使用者造成生命财产安全方面的危害,从地质影响上可能形成矿体和工程稳定性的严重安全风险。当潜水水位一直处于提高的趋势中,或灌溉工程中的引水渠等,地下排水所在的管道产生渗漏等要素的影响,造成潜水水位持续上升,从而导致矿山安全生产的危险性提高,也加大了矿山工程的施工安全。②地下水动压力作用对矿山工程项目造成的危害。地下水动压力是地下水因为流动导致对矿山周围的矿体造成了不同的压力差,这就使得各方向和位置的地质稳定性受到影响。而这种不稳定就是导致工程基础难以达到应有的支撑作用,未能得到有效治理,因此形成一定的安全隐患,导致矿山工程基础发生歪斜和开裂等严重的问题。这些危害作用对于工程项目造成的危害没有水位的变化造成的危害严重,但其治理同样重要和必要。工程施工建设活动会造成地下水原有的动力体系天然平衡条件被破坏,而移动水压的持续作用常常造成比较严重危害性问题,这种危害都会对于工程施工带来严重的安全隐患,需要通过有效的治理措施进行防护,而其前提条件就是在工程水文地质勘查时将其危害情况进行充分明确。
(3)水文地质条件对矿山工程造成危害的主要因素。水文地质条件的变化会使矿山工程出现不同程度的危害,主要原因是地下水动水压力和地下水位的原因两个方面的变化。一旦达到临界值,将使矿山工程遭受灾害。研究表明,地下水的变化对工程造成的危害的因素主要有三种情况:经济的快速发展,人类因素成为地下水位下降的主要原因。例如,利用地下水过度排水、矿床拦截地下水等等,这些因素往往导致一系列的问题。矿山施工安全与稳定受地下水位上升的影响,它的影响主要有以下几个方面:一是软化的矿山基础影响施工建设安全。地下水位上升促使增加压缩性,降低强度和粘性土的含水率;二是导致矿山地基隆起或侧向地下水位上升,导致工程施工倾斜或地基破裂;三是地下水位上升将导致砂土达到饱和,通常会引起管涌现象,也带来了砂土液化等问题;四是上升的地下水位使工程地基淹水,使其丧失使用价值;五是改变矿山工程地质结构化学性质,如淹没腐蚀。水文地质研究发现气候、空气压力、地球和月球的引力的变化等等,也会导致附近地质区域的水位的反复升降,这将改变更大的区域范围内的水文地质条件,带来一系列的工程水文地质灾害。
(4)矿山工程勘查中水文地质问题的应对措施。对于水文地质工程勘查中存在的问题可以采取以下措施:加强矿山工程地质调查和研究规则或条例。经过几十年的发展,目前我国工程地质勘探工作完整的法规体系、规范性文件,对勘探工作的目的、任务作出了具体、可行的评价规则,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须高度重视规章制度,了解和熟悉其要求,以便进行矿山工程地质调查时按质按量完成工作布置。通过阅读规范、文件等有关规定后,相关工作人员可以不断充实和提高理论水平和实际操作能力;高度重视地下水状况调查。创建具体调查指标体系,制定必要的调查方法,找出地下水的补给和排泄条件、地下水位变化幅度,在此基础上,评价地下水腐蚀的工程施工材料,涉及到矿山工程基坑也应该做水压试验。对地下水可能导致突涌,流沙或管涌和其他潜在威胁,制定一个可行的和有效的预防和控制措施建议。
3 结束语
综上所述,工程地质勘查是进行工程施工建设的基础工作内容,也是确保工程施工建设能够取得预期效果的重要保障。在实际的地质勘察中,经常发生因为不够重视导致水文地质危害发生的情况,并造成了严重的工程危害和隐患。为此,需要通过切实有效的勘查管理强化对水文地质危害问题的控制,进而确保整个工程的建设质量和使用安全。这些具体的工作内容不但需要在地质勘查技术上进行突破和创新,同时更需要参与水文地质勘查的相关部门和单位能够认真负责,将各项工作细节充分落实到位,从根本上保证矿山工程施工质量。