时间:2022-05-25 23:33:28
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水文地质工程地质,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
矿区水文地质工程地质环境地质工作是矿产普查与勘探中一个重要的组成部分,水文地质工程地质环境地质资料是正确评价矿床开采技术条件不可缺少的。因此,矿区水文地质工程地质环境地质工作的程度和精度,势必影响到整个矿区的评价和矿床的合理开发利用及规划,同时还影响到矿床开发利用过程中可能发生的突发性地质灾害或安全事故的处理决策问题及矿山地质环境恢复治理方案的制定和实施。根据《矿区水文地质工程勘查规范》(GB12719―91)、《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908―2002)和各类矿种的矿产地质勘查规范等要求,矿区在开展地质勘查工作的同时,水文地质工程地质环境地质工作也应同时并进。本人从事水文地质工程地质环境地质工作二十五年来,曾负责过多个矿区的水文地质工程地质环境地质工,取得了一些实践经验,现就矿区水文地质工程地质环境地质工作的内容和要求进行总结和概括,供同行工作者参考和借鉴。
二、工作内容
矿区水文地质工程地质环境地质工作内容,应根据矿区勘查阶段和矿床类型的不同按《矿区水文地质工程勘查规范》(GB12719―91)、《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908―2002)和各类矿种的矿产地质勘查规范等要求结合矿区实际因地制宜综合确定。主要有区域和矿区水文地质工程地质环境地质测绘、静止水位观测、抽水试验、钻孔简易水文观测、钻孔岩心水文工程地质编录、坑道水文工程地质编录、地(表)下水长期观测、取样分析测试等。
三、工作方法及技术要求
(一)区域和矿区水文地质工程地质环境地质测绘
区域水文地质工程地质环境地质测绘比例尺一般采用1:50000―1:10000,测绘范围应包括一个完整的补、径、排在内的水文地质单元。在充分收集已有水文地质、社会自然地理、水文、气象、地震、环境污染、地质灾害等相关资料的基础上,要求基本查明区域地形地貌、地层岩性、构造及其富水性,地下水补给、径流、排泄条件,最低侵蚀基准面位置、地表水和地下水的污染现状、第四系松散层分布和厚度、岩体风化程度、构造破碎带和软弱结构面(夹层)特征、节理裂隙发育情况、岩石坚硬完整程度、各岩土体物理力学性质特征、岩溶发育情况、自然和人工边坡的稳定现状、采空区、不良地质现象分布和特征等水文地质工程地质环境地质条件。
矿区水文地质工程地质环境地质测绘比例尺一般采用1:10000―1:2000,测绘范围应包括矿床开采和疏干可能造成矿山地质环境和生态环境改变和能造影响到的范围。要求重点查明与矿床开采有关的水文地质工程地质环境地质条件―开采技术条件。
水文地质工程地质环境地质测绘观测路线采用穿越法和追索法相结合,一般垂直岩层、构造线走向和沿地貌变化显著方向,对重要地质体、接触带、断层带、软弱夹层、地质灾害和不良地质现象发育地带、河谷、沟谷和地下水露头多的地方进行追索、观察、详细记录和描述,并描绘信手剖面图和进行拍照。对造成地质环境污染和破坏的地带进行重点调查和观测。原则上1:50000测绘观测路线间距500―1000米,观测点密度30―50个/平方千米;1:10000测绘观测路线间距250―500米,观测点密度3―5个/平方千米;1:2000测绘观测路线间距100―200米,观测点密度30―50个/平方千米。野外调查内容和要求为:
1、水文地质调查内容和要求
(1)泉水调查:查明出露地貌位置和地质条件(地层、岩性、构造、产状)、成因类型、补给来源、流量、水质(颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物、悬浮物)、水温、访问其动态变化情况。选择部分代表性强的泉取样,进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。
(2)老硐调查:查明硐口地貌位置和地质条件(地层、岩性、构造、产状)、老硐形状、断面、长度、揭穿层位和岩性、出水量、水质(颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物、悬浮物)、水温、访问其动态变化情况。选择有代表性的取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。
(3)地表水体调查:查明河流、溪沟点的地貌位置和地质条件(地层、岩性、构造、产状)、水位、流量、水质(颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物、悬浮物)、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况。水塘、湖泊的地貌位置和地质条件(地层、岩性、构造、产状)、水位、水质(颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物)、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况;选择有代表性的取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。
2、工程地质调查内容和要求
(1)地形地貌调查:调查基本地貌形态特征(海拔高程、水系平面分布特征、分水岭的高度及破坏情况、地形高差、切割深度、地形坡度)、成因类型和展布情况,划分地貌单元。河谷地貌应调查谷底和纵向坡度的变化情况、断面形态、河床宽度、植被发育程度等;河流阶地应调查阶地的级数及高程、形态特征、长宽、高及坡度、地质结构、纵横方向上的变化、阶地的性质及组合形式;冲沟应调查其地貌位置、岸坡地层岩性、地质构造、风化程度、植被发育情况、沟底和沟口堆积物的特征等。
(2)土体调查:松散碎屑土应详细观察颜色、结构、颗粒大小、形状、均一性、磨圆度、分选性、孔隙度、干湿度、透水性、颗粒成分、颗粒含量、固结物成分、含量和固结状态、密实度;粘性土应详细观察颜色、结构、干湿度、压缩性、透水性、可塑性、矿物成分等。
(3)岩体调查:应详细观察颜色、结构、构造、风化程度、全至强风化带厚度、岩石坚硬程度、节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽、深度、充填情况、充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度%)、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状,编制节理玫瑰花图或极射赤平投影图。按《工程岩体分级标准》(GB50218―94)进行分级。
(4)地质构造调查:附近地层岩性、岩层产状、各种构造形式的分布、形态、产状、规模、软弱结构面的产状、性质、断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度、成分、充填胶结情况、工程地质特征、挽近期构造活动的形迹、特点、与地震活动的关系。节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽深度、充填情况、充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度%)、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状。
3、环境地质调查内容和要求
(1)区域稳定性调查:收集勘查区及附近历史地震资料,调查新构造活动情况、分析是否有活动性断裂的存在。
(2)社会和自然环境调查:调查居民及其它建筑物的类型、密度、旅游区、文物保护区、自然保护区的分布及范围、破坏程度等。
(3)地质灾害和不良地质现象调查:调查滑坡、崩塌、泥石流的分布的地貌位置、地层岩性及构造条件、分布范围、规模、形成时间、现状稳定性、发展趋势等;调查斜坡、人工边坡的变形破坏及其稳定性;地面塌陷、地裂缝、不良冲沟的发育与分布范围、形态特征、发育程度、形成原因、现状稳定性、发展趋势等。
(4)地质环境污染调查:调查收集地表水、地下水的环境背景值(污染起始值);调查由于原生地质环境引起的地方病的原因;由于人类活动造成的地表、地下水水质污染的形成条件、污染源、污染物质成分、污染途径、污染程度、分布范围;放射性污染的种类和范围等。
(二)钻孔静止水位测量
钻孔停工后开始进行水位观测,观测时间间隔为开始后的第5、10、15、20、30、45、60分钟各观测记录一次,以后每60分钟观测记录一次直至稳定,稳定标准为4小时内水位波动范围不超过5厘米。
(三)钻孔抽水试验
抽水试验一般采用稳定流抽水试验方法,试验前先测量静止水位。水位降深应根据试验目的和含水层富水程度而定,应尽设备能力作一次最大降深(S≥10米),水量大时应作三次降深。稳定时段延续时间最低不少于8小时,稳定时段内水位波动相对误差不大于1%;涌水量波动相对误差:当单位涌水量大于0.1L/s.m时,不大于其平均值的3%;当单位涌水量小于或等于0.1L/s.m时,不大于其平均值的5%。[波动相对误差(%)=(最大或最小值-平均值)/平均值%]。抽水试验趋于稳定时采集化学全分析水样1件。
抽水试验过程中应连续准确观测和记录水位下降、流量、水温、气温和恢复水位,水位下降、流量的观测时间间隔为抽水开始后的第5、10、15、20、25、30分钟各观测记录一次,以后每30或60分钟观测记录一次;水温、气温的观测时间间隔为每2―4小时同步观测记录一次;抽水达稳定标准停抽后,恢复水位观测时间间隔为停抽开始后的第5、10、15、20、25、30分钟各观测记录一次,以后每30或60分钟观测记录一次直至稳定,稳定标准为8小时内水位波动范围不超过10厘米。
(四)钻孔简易水文工程地质观测
所有的施工钻孔均要求进行。由钻孔施工单位对施工的所有钻孔均进行观测和详细记录钻进过程中的涌水、漏水、掉块、塌孔、缩径、扩径、卡钻、埋钻、掉钻、涌沙、逸气等现象发生的位置深度,测量涌(漏)水量和涌水水头高度。观测记录钻进过程中每一回次的起、下钻动水位和冲洗液消耗量,并记录起、下钻动水位观测的间隔时间。遇休假、交接班或处理事故等停钻时间较长时,开钻前必须测量孔内水位。要求使用钻孔岩心鉴定记录表、岩心统计表、钻孔简易水文地质观测记录表、钻孔止水记录表、钻孔止水检查记录表等专门表格进行观测记录。
(五)钻孔岩心水文工程地质编录
要求详细观察和描述岩芯的岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度和深度、划分各风化带界线深度、裂隙性质、密度、充填情况、发育深度、统计裂隙率;地下水活动情况;岩芯形状、完整破碎程度、统计描述岩芯块度、绘制岩芯块度柱状图、计算回次岩芯采取率、按钻进回次测定岩石质量指标(RQD=Lp/Lt%,式中Lp―某岩组大于10厘米完整岩芯长度之和;Lt―某岩组钻探总进尺),确定不同岩组RQD值的范围和平均值。
(六)坑道水文工程地质编录
要求与地质编录同时进行,自坑道口开始分别按层位、岩性详细观察和描述岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度、节理裂隙性质、密度、充填情况、统计裂隙率、岩体完整破碎程度、岩石块度形状、大小、顶壁稳定程度、变形破坏情况及地下水活动情况。绘制老硐水文工程地质素描图。
(七)地表水地下水动态长期观测
河溪、泉水和坑道等进行流量、水温、气温的观测;钻孔进行水位和气温的观测。一般每间隔10天观测一次(即每月观测3次),雨季加密观测,取得当年的流量和水位峰值。水质按枯、雨季取样分析。连续观测时间不少于一个水文年。
(八)岩石物理力学性质试验
要求每一工程地质岩组均应有样品控制,样品可直接由钻孔岩芯(或老硐)采取,采样规格要求岩芯直径≥8厘米,长度10―30厘米,每组样品数量为20块左右。采样时需用油漆箭头标明顶面方向(),并按顺序进行编号(如A组样取到20块岩芯,其编号为A-1、A-2、…….A-20),样品取好后用石蜡密封,按组装箱运送到试验室。岩(矿)石的物理力学性质试验项目有:风干含水量、风干容重、饱和容重、比重、普通吸水率、饱和吸水率、风干抗压强度、饱和抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊桑比、抗剪强度(凝聚力、内摩擦角)等。
(九)水质全分析
选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水钻孔进行采样,其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采样。盛水容器采用2千克塑料瓶,在采样点用所取之水冲洗瓶和盖三次以上后再采取水样,水样取好后,立即用石蜡封好瓶口,标明取样位置、水点编号、填写水样标签粘贴在样瓶上,24小时内送到化验室进行化学全分析。同一水点位置另取1千米水样加入2―3克大理石粉(标明)24小时内送到化验室进行侵蚀性CO2分析。化学全分析项目有:水的物理性质(水温、色、口味、气味、透明度)、HCO3―、SO42―、Cl―、NO2―、NO3―、CO32―、F―、Br―、I―、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、 游离CO2、 侵蚀CO2、H2S、可溶性SiO2、PH值、耗氧量、总硬度、暂时硬度、永久硬度、焙干残渣、灼热残渣等。
(十)水质专项分析
选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道进行采样。按生活饮用水水质标准进行分析和放射性检验。生活饮用水水质标准分析项目有:色、浑浊度、嗅、味、肉眼可见物、PH值、总硬度、铁、锰、铜、铅、锌、挥发酚类、硝酸盐氮、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬(六价)、细菌总数、大肠菌类;放射性检验项目主要为水中的 Ra、总β和总α。以上样品的采集具有专门的和特殊的要求,取样前需与有关卫生防疫部门取得联系,采用其提供的样瓶和添加药剂,并按其规定进行采样或聘请相关卫生防疫部门人员到现场进行采样。
(十一)岩矿石放射性测量
选择部分坑道和钻孔分别按层位和岩性分层采用γ仪进行γ值测量。
(十二)气象资料收集
到当地气象部门收集历年统计的年、月、日的最大、最小、平均温度、降雨量、蒸发量、湿度成果数据和勘查期间的每日气象观测数据资料。
四、结语
本文基本上涵盖了矿区所有水文地质工程地质环境地质的工作内容,对从事矿区水文地质工程地质环境地质的人员具有一定的指导和参考作用,文中不足之处敬请给予批评指正。
参考文献:
[1]《矿区水文地质工程勘查规范》(GB12719―91).
[2]《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908―2002).
[3]《区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范》(GB/T 14158―93).
[4]《水文地质手册》(地质出版社,1983年8月).
[5]《工程地质手册》(第四版)(中国建筑工业出版社,2007年2月).
1、利于矿藏的寻找
在某些原生金矿床中悬浮状态的金和溶液状态的金,其实际含量都远高于淡水中金的克拉克值数。因此,如在测定中寻找到包裹体水中含有较高异常含量的金,则由可能指示出矿体的具置。但在实际运用中,由于这种方法受到测试精度等方面的限制,仍处于试验阶段。但可以预见在不久的将来,随着测试技术的不断进步,这种方法在寻找隐伏性金矿床中会得到广泛的应用和普及。
2、利于科学的采矿
通过对水文地质条件的勘察,从而作出地质工程条件的评价,并预测出矿井的涌水量,对后续的矿产资源的安全和科学的开采工作,将起到重要的作用。如忽视了水文地质工作,则容易导致矿山实际开采工作的技术条件复杂化,并进一步加大了开采的难度。甚至因缺乏足够的水文地质资料,导致措施采取不力或不到位,进而出现地下水淹没坑道等严重安全事故。
在矿产开发过程中,容易导致水文地质环境发生变化,并使矿山附近环境受到破坏。通过对矿山水文地质的详细勘查,不仅可尽量避免对环境的破坏和污染,还能有效的加强对地下水的综合性利用,变废为宝,将水害转化为水利。
二、金属矿产勘查中水文地质工作所存在的问题
1、重视程度不够
金属矿产勘查中的主要工作对象是金属矿产,水文地质工作只是作为了开采技术条件中的其中一项,没有设置专业的水文地质报告。因此导致了在金属矿产勘查过程中的重点都放在了矿床研究和控制方面,却忽视了水文地质工作对后续矿山建设和开发的重要性。当对矿石和矿床的特征研究达到了一定的程度,并估算了相应资源储量以后,勘查者就会急于将报告进行提交,而对于水文地质工作,有的对矿床充水因素和矿山水文地质没有完全查明,给实际开采工作带来了困难;而有的水文地质工作程度较低,甚至连基本的金属矿产勘查工作的要求都没有满足。以上工作的不足,都给未来矿山开发和建设留下了严重的安全隐患。
2、勘查的简单化
当前由于商业性地质勘查普遍,导致野外地质工作往往存在着简单化的现象,在水文地质工作方面更是突出。对矿区的水文地质勘查,很多只是简单的在水文地质的测绘阶段下功夫,而没有实际的去勘查清楚矿床的充水途径、充水水量和充分水源。甚至存在着部分勘查人员,因缺乏工作责任心,在野外水文地质的勘查过程中出现了数据记录错误、粗糙,调查过程不仔细等情况,无法为日后矿山建设和开采过程中对水害的规避提供有效和准确的基础依据。
三、在金属矿产勘查中如何提高水文地质工作
1、加强规范的执行力度
金属矿产勘查中的水文地质调查主要行业标准规范有《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-1991)和《金属矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002)等等,这些规范标准都是为加强矿产和地下水的管理,而统一设置的勘查技术要求,也是水文地质调查工作实际开展所必须遵循的依据。
在实际勘查工作中,应加强规范的执行力度,并根据矿区的实际情况,结合试验、化探、钻探和物探等技术手段,进而综合分析预测出在日后开采过程中,矿坑抽排水和充水所可能引发的环境地质方面的问题,并提出科学合理的防治思路和建议。同时,应从有利于环境和社会的角度出发,进行矿区开采技术条件方面的综合性勘查,既要研究将矿山排水等不利因素转化为有利的因素,还需研究如何有效的保证矿山连续和安全的生产。在一些地下水相对较为严重的矿区,应着重考虑如何将地下水作为矿山的日常供水使用,真正做到化水害为水利。
2、在勘查过程中明确标准和要求
在实际金属矿产勘查过程中,因勘查者的工作经历和专业的不同,有的勘查者甚至对水文地质工作的标准和规范都没有明确,更无法使水文地质工作真正得到提高。为此,应注意以下两方面问题:(1)切实以规范为依据,明确标准和要求。金属矿产勘查中水文地质工作必须以规范作为依据,根据统一的金属矿产行业标准规范要求进行工作。目前常用的规范主要有三种,即《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-1991)、《金属矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002)和《各矿种勘查规范》。前两者是各矿种勘查工程地质、水文地质和环境地质调查评价工作的基本要求和准则,属于国家标准;后者则属于国家地震矿产行业的标准规范,是根据各矿种的特点,进行配套使用的规范要求。
(2)客观科学的应用规范。在实际金属矿产勘查中,各个矿区的水文地质条件大不相同,在勘查过程中需结合实际情况以客观科学的应用规范。因规范是一个时期段矿产勘查工作的技术经验的总结,但随着新方法和新技术在勘查工作中的不断应用,规范也需要根据新的经验进行不断的修订与完善。在勘查工作中,应不断总结当前的技术经验教训,并引进和推广水文地质工作的新技术,以切实提高整体金属矿产勘查工作的质量。
关键词 查干哈达;矿床开采;技术条件
中图分类号TD8 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)109-0115-02
1 水文地质
1.1 区域水文地质条件
1.1.1 地形地貌
矿区位于内蒙地轴中的白云鄂博台缘坳陷东缘,由此构造控制形成了低缓丘陵及丘间盆地等地貌形态,赋存了不同类型的地下水。本区域的地下水,总体循环条件处于阴山北麓的内陆径流系统中。本地貌单元的地下水则处于局部循环带上。地下水的形成、分布、运动规律严格地受到地质构造、地貌、岩性、古地理和气候条件诸因素的综合控制。
本区位于阴山北麓波状高平原之上,处于干旱气候带中,地表水系极不发育,对地下水的补给量极少,稀少的降雨量是地下水的主要补给来源。区域地下水循环恰处于阴山北麓内陆迳流带上。潜水分布不均匀,且无统一的归宿地,乘压水的循环又受着构造的控制。
1.1.2 矿区水文地质
勘探区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个矿段,主要矿体分布于Ⅲ矿段中,其次为Ⅰ矿段,Ⅰ、Ⅲ矿段均位于基岩风化裂隙水补给径流区。Ⅰ矿段在矿区北部,静止水位标高1378.88m~1382.66m,Ⅲ矿段静止水位标高1364.36~1382.68m ,矿区西南的沟谷洼地,地形最低,高程1355.50m,为矿区最低侵蚀基准面。
1.2 充水因素分析
2 工程地质条件
矿区结合水文地质工作,较系统地对矿区及进行了裂隙统计,对探槽进行了工程地质调查,并对多个地质钻孔进行了详细的工程地质编录,在水文地质工程地质钻孔中采集岩样进行了物理力学性质试验,通过上述工作,查明了矿区工程地质条件和其它开采技术条件,为矿山开采设计提供了资料依据。
2.1 矿石和围岩的物理力学性质
2.1.1 矿石
剧、强风化矿石,已风化呈粉末状及碎块状,颜色受氧化作用变为黄褐色,结构松散,为碎块、碎屑状,弱微风化矿石和新鲜未风化矿石的力学性质特征,Ⅲ矿段根据ZK1-1水文地质工程地质钻孔中编录及采样试验,抗压强度87.64MPa~102.93MPa,抗剪强度凝聚力33.02MPa,内摩擦角30.37抗拉强度0.97MPa~1.43MPa,软化系数0.86~0.94,岩石质量指标25%~98.81%,平均68.05%,在根据SZK9-6水文地质工程地质钻孔中采样试验,抗压强度13.43MPa,抗剪强度凝聚力2.62MPa,内摩擦角44.8,抗拉强度2.76MPa,软化系数0.40,岩石质量指标5%~65.%,由于矿石位于蚀变闪长岩内,结构面及裂隙不甚发育,所以总体完整性较好。部分由于蚀变强烈,强度降低,岩石呈碎块状和粉末状。
2.1.2 围岩
矿体围岩主要为蚀变闪长岩等,岩石在剧、强风化带中强度极低,裂隙很发育,大多呈碎块状,弱风化带中强度也相应降低一些,裂隙较发育,微风化及未风化带力学性质相近,干燥状态下,抗压强度为94.78MPa~133.5MPa,饱和状态下,抗压强度为91.72MPa~122.29MPa,抗剪强度凝聚力36.03~40.43,内磨擦角29.9~31.42,抗拉强度1.32MPa~1.73Mpa,真密度2842kg/m3~2843kg/m3,视密度2714kg/m3~2786kg/m3,吸水率0.06~0.11。微、未风化带的风化裂隙局部较发育,岩石较完整,局部破碎,为构造裂隙,岩石质量指标36%~94.94%,属坚硬、半坚硬类,岩体结构为块状结构,碎裂结构次之。部分蚀变强烈段还有绿泥石化、绿帘石化现象,岩石较酥松,属软弱泥化夹层,所以部分为工程地质不稳定地段。
2.2 矿体和顶底板及主要井巷围岩稳定性
顶底板及主要井巷围岩岩性为蚀变闪长岩等。其工程地质特征差异不大,岩石物理力学性质及裂隙发育情况相近,影响稳定性的主要因素是风化程度。
2.2.1 矿体稳定性
据Ⅲ矿段各勘探线冲沟以南的钻孔,经水文地质、工程地质编录发现岩心破碎程度较高,规模较大,层数较多。与矿区主要矿体开采直接有关,其稳定性与片理化破碎带关系密切,破碎带内裂隙发育,岩石蚀变强烈,且次一级结构面发育。因此,其总体较破碎,多以碎裂结构岩体为主,稳定性较差。特别是出现与破碎带相交的断层时,稳定性更差。如果沿脉、坑道出现相交的另一条断层,容易片帮冒顶,需采取原木接榫支护。
2.2.2 井巷围岩岩体质量评价
本次勘查工作中,为了解矿体顶底板围岩的力学性质,在Ⅰ矿段及Ⅲ矿段水文地质工程地质钻孔中的矿体和顶底板部位采取了6组岩石物理力学试验样,结合以往水文地质工程地质钻孔三组岩石物理力学试验样。结果显示:Ⅰ矿段矿体及顶底板岩体质量从差到中等,Ⅲ矿段部分矿体顶底板岩体质量较好,围岩大多岩芯完整,抗压抗剪强度均较高,总体质量属中等-好的。综上所述,矿区岩体质量多数良好。多属坚硬、半坚硬岩,局部为软弱岩,大多为抗软化性的岩石,局部为软化性的岩石。
2.3 工程地质勘探类型划分
各矿段产于蚀变闪长岩中,属坚硬、半坚硬岩类。近矿部分属软弱岩类,Ⅲ级以下结构面发育,Ⅱ级结构面存在,部分岩体由于蚀变强烈稳定性影响较大,Ⅰ矿段、Ⅲ矿段部分矿体及顶底板由于受片理化破碎带及蚀变带影响,稳定性较差,其它均属岩体质量中等-好。工程地质勘探类型属于块状岩类,工程地质条件简单-中等,即第二类第一~二型。
3 环境地质
原生地质环境:本区所在大地构造位于内蒙地轴和内蒙华力西期褶皱带,矿区多为第四系和第三系覆盖,地貌形态以剥蚀堆积地貌为主,地形起伏不大,没有崩塌、滑坡、泥石流等不良物理地质现象。地表水系不发育,植被稀少,气候干旱,少雨多风,生态环境十分脆弱。河谷仅为雨季排洪通道,蒸发是地下水排泄的主要方式。区内无重大污染源,地下水水质较好,无其它环境地质隐患。
地层的放射性伽玛强度随时代、岩性而不同,根据邻区三合明铁矿资料,本地区的地层岩性主要由一些低伽玛值的磁铁片岩和磁铁石英岩组成,伽玛值幅度变化比较稳定,是放射性本底值较低的地区。矿区原生地质环境良好。
4 矿床开采环境地质防治意见
本区地表植被单一,气候干燥、生态环境比较脆弱。矿山开采必须注意防治,在合理有序开采铜金矿资源的同时,建议树立环保思想,保护十分珍贵的土地资源、水资源及植被资源,做到科学预防,有效治理,最大可能地降低环境地质污染的范围和程度。
关键词:水工环;地质工作;见解
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
1前言
改革开放以来,我国的经济突飞猛进的发展,各行各业都得到了长足的发展,我国的地质事业也在不断前进着,水工环地质就是水文地质、工程地质和环境地质。矿区水工环地质工作是矿产普查与勘探中一个重要的组成部分,水工环地质资料是正确评价矿床开采技术条件不可缺少的。因此矿区水工环地质工作的程度和精度,势必影响到整个矿区的评价和矿床的合理开发利用及规划,同时还影响到矿床开发利用过程中可能发生的突发性地质灾害或安全事故的处理决策问题及矿山地质环境恢复治理方案的制订和实施。矿区在开展地质勘查工作同时,水工环地质工作也应同时并进。本文阐述矿区水工环地质工作的内容和技术要求。
2工作内容
矿区水工环地质工作内容,应根据矿区勘查阶段和矿床类型的不同按《矿区水文地质工程地质勘查规范》(G B 1 2 7 1 991)、《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908 2002)和各类矿种的矿产地质勘查规范等要求结合矿区实际情况因地制宜综合确实。主要有区域和矿区水工环地质测绘、静止水位观测、抽水试验、钻孔简易水文地质观测、钻孔水文地质工程地质编录、坑道水文地质工程地质编录、地(表)下水长期观测、取样分析测试等。
3工作方法及技术要求
3.1区域和矿区水工环地质测绘
区域水工环地质测绘比例尺一般采用1:50000~1:10000,测绘范围应包括一个完整的补、径、排在内的水文地质单元。在充分收集已有水文地质、社会自然地理、水文、气象、地震、环境污染、地质灾害等相关资料的基础上,要求基本查明区域地形地貌、地层岩性、构造及其富水性,地下水补给、径流、排泄条件,最低侵蚀基准面位置、地表水和地下水的污染现状、第四系松散层分布和厚度、岩体风化程度、构造破碎带和软弱结构面(夹层)特征、节理裂隙发育情况、岩石坚硬完整程度、各岩土体物理力学性质特征、岩容发育情况、自然和人工边坡的稳定现状、采空区、不良地质现象分布和特征等水工环地质条件。
3.2钻孔静止水位测量
钻孔停工后开始进行水位观测、观测时间间隔为开始后的第5、10、15、20、30、45、60分钟各观测记录一次,以后每60分钟观测记录一次直至稳定,稳定标准为 4小时内水位波动范围不超过5 厘米。
3.3钻孔抽水试验
抽水试验一般采用稳定流抽水试验法,试验前先测量靓止水位。水位降深应根据试验目的和含水层富水程度而定,应尽设备能力作一次最大降深(≧10米),水量大时应作三次降深。稳定时段延续时间最低不少于8 小时,稳定水位波动相对误差不大于1%;涌水量波动相对误差:当单位涌水量大于 0.1L/s.m 时,不大于其平均值的 3%;当单位涌水量小于或等于 0.1L/s.m 时,不大于其平均值的 5%。{波动相对误差(%)=(最大或最小值平均值)/平均值%}。抽水试验趋于稳定时采集化学全分析水样一件。
3.4钻孔简易水文地质工程地质观测
所有的施工钻孔均要求进行。由钻孔施工单位对施工的所有钻孔均进行观测和详细记录钻进过程中的涌水、漏水、掉块、塌孔、缩径、扩径、卡钻、埋钻、掉钻、涌沙、逸气等现象发生的位置深度,测量涌(漏)水量和涌水水头高度。观测记录钻进过程中每一回次的起、下钻动水位和冲洗液消耗量,并记录起、下钻动水位观测的间隔时间。遇到休假、交接班或处理事故等停钻时间较长时,开钻前必须测量孔内水位。要求使用钻孔岩心鉴定记录表、岩心统计表、钻孔简易水文地质观测记录表、钻孔止水记录表、钻孔止水检查记录表等专门表格进行记录。
3.5钻孔岩芯工程地质编录
要求详细观察和描述岩芯的岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度和深度、划分各风化带线深度、裂隙性质、密度、充填情况、发育深度、统计裂隙率;地下水活动情况;岩芯形状、完整破碎程度、统计描述岩芯块度、绘制岩芯块度柱状图、计算回次岩芯采取率、按钻进回次测定岩石质量指标(RQD=Lp/Lt%,式中Lp- 某岩组大于10 厘米完整岩芯长度之和;Lt-某岩组钻探总进尺),确定不同岩组 RQD 值的范围和平均值。
3.6坑道水文地质工程地质编录
要求与地质编录同时进行,自坑道口开始分别按层位、岩性详细观察和描述岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度、节理裂隙性质、密度、充填情况、统计裂隙率、岩体完整破碎程度、岩石块度形状、大小、顶壁稳定程度、变形破坏情况及地下水活动情况。绘制老窿水文地质工程地质素描图。
3.7地表水地下水动态长期观测
河溪、泉水和坑道等进行流量、水温、气温的观测;钻孔进行水位和气温的观测。一般每间隔10天观测一次(即每月观测3次),雨季加密观测,取得当年的流量和水位峰值。水质按枯、雨季取样分析。连续观测时间不少于一个水文年。
3.8岩石物理力学性格试验
要求每一工程地质岩组均应有样品控制,样品可直接由钻孔岩芯(或老窿)采取,采样规格要求芯直径大于等于8厘米,长度10~30 厘米,每组样品数量为20 块左右。采样时需用油漆箭头标明顶面方向()并按顺序进行编号(如A组样取到20块岩芯,其编号为A-1、A-2、……、A-20),样品取好后用石蜡密封,按组装箱运送到试验室。岩(矿)石的物理力学性质试验项目有:风干含水量、风干容重、饱和容重、比重、普通吸水率、饱和吸水率、风干抗压强度、饱和抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊桑比、抗剪强度(凝聚力、内摩擦角)等。
3.9水质全分析
选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水钻孔进行采样,其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采样。盛水容器采用2 千克塑料瓶,在采样点用所取之水
冲洗瓶和盖三次以上后再采取水样,水样取好后,立即用石蜡封好瓶口,标明取样位置、水点编号、填写水样标签粘贴在样瓶上,24 小时水送到化验室进行化学合分析。
3.10水质专项分析
选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水钻孔进行采样。按生活饮用水水质标准进行分析和放射性检验。生活饮用水水质标准分析项目有:色、浑浊度、嗅、味、肉眼可见物、PH值、总硬度、铁、锰、铜、铅、锌、挥发酚类、硝酸盐氮、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬(六价)、细菌总数、大肠菌类;放射性检验项目主要为水中的Ra、总β和总α。以上样品的采集具有专门的和特殊的要求,取样前需与有关卫生防疫部门取得联系,采用其提供的样瓶和添加药剂,并按其规定进行采样或聘请相关卫生防疫部门人员到现场进行采样。
3.11岩矿石放射性测量
选择部分坑道和钻孔分别按层位和岩性分层采用γ仪进行γ值测量。
3.12气象资料收集
到当地气象部门收集历年统计的年、月、日的最大、最小、平均温度、降雨量、蒸发量、湿度成果数据和勘查期间的每日气象观测数据资料。
结语
随着我国经济的进一步发展,对矿产资源的需求也会越来越多,由于矿区水工环地质工作的程度和精度,势必影响到整个矿区的评价和矿床的合理开发利用及规划,同时还影响到可能发生的突发性地质灾害或安全事故。因此,一定要严格按照矿区水工环地质工作的技术要求,确保矿区水工环地质工作的程度和精度,进而保证矿区的生产安全。
参考文献:
[1]矿区水文地质工程地质勘查规范.GB12719-91
[2]固体矿产地质勘查规范总则.GB/T13908-2002
关键词 水工环地质;岩土工程;核心理论;理论体系;发展与应用;分析
中图分类号:TU195 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0113-01
在岩土工程学领域中,水工环地质以及岩土工程学理论的形成,最早是从相对比较分散的水文地质和工程理论中结合发展与延伸形成的。近年来,随着我国生产技术的不断发展与日益成熟,水工环地质与岩土工程的理论也得到了很大的发展,并且相关的理论技术也越来越成熟,逐渐形成了相对完善的水工环地质与岩土工程的理论体系,在岩土工程施工与建设中发挥着巨大指导性作用和意义。根据目前已经形成的水工环地质与岩土工程理论体系来看,完整的水工环地质与岩土工程理论体系形成过程中所包含的理论内容主要有,水文与工程地质理论、环境水文与环境工程地质理论、岩土工程地质理论、生态水文与工程地质理论、生态岩土工程地质理论等,水工环地质与岩土工程理论体系中的各种理论技术,在岩土工程施工建设中具有相对广泛的应用实现,并且各理论技术的相互结合应用现象也比较突出。本文将对于水工环地质与岩土工程理论体系应用与发展进行分析论述。
1 水工环地质与岩土工程核心理论的形成分析
1.1 水工环地质核心理论的形成分析
对于水工环地质核心理论的形成分析,要从世界性的水工环地质核心理论形成和我国水工环地质核心理论形成两个方面,分别进行分析概述。而世界性和我国的水工环地质核心理论包括水文地质核心理论、工程地质核心理论、环境地质核心理论。首先,世界上水文地质理论的出现和形成,是以19世纪50年代中期达西定律的建立为标志,发展至今,水文地质理论的形成建立已经有100多年的悠久历史。而在我国水文地质核心理论的形成,在解放之前水文地质与工程地质方面都是空白,后来随着解放后20世纪50年代初期北京地质学院的成立,水文地质与工程地质系别才在我国首次进行建立和实现,并且在水文地质与工程地质系建立初期使用的教材是前苏联教材,直到20世纪60年代以后才有了自己的水文地质与工程地质教材,并逐渐的发展成熟起来。其中,在20世纪70年代,我国水文地质的核心理论是科学技术找水理论,到80年代逐渐转移到地下水开采上,后来随着地下水开采技术的不断发展提高,在面临国家经济发展与地下水资源消耗过大的情况下,伴随着社会经济发展中环境问题的产生,我国水文地质的核心理论正式进入到了生态环境水文地质阶段中,当代的水文地质理论应用也全面的进入到了水资源科学调配以及管理、利用发展时期,并且形成了水文系统和生态环境系统的技术量化以及社会的以人为本良性循环理论系统。其次,世界工程地质核心理论形成于20世纪30年代的前苏联,并且形成了一门独立的学科,而我国工程地质学理论随着大型工程建设需求逐渐发展起来,尤其是工程地质的勘查,随着重大工程项目建设与发展需求,得到飞快发展,并且在工程地质理论与实践水平上,逐渐进入到世界前列。最后,环境地质核心理论的形成,世界上是在20世纪80年代,与中国环境地质同步。
1.2 岩土工程地质核心理论形成分析
世界岩土工程的发展主要经历了四次发展大浪潮。其中,第一次发展浪潮是岩土工程的出现,它的时间比较早,达到数十万年;第二次发展浪潮发生于19世纪60年代的英国;第三次浪潮则是以太沙基土力学名著的发表为标志;最后,第四次浪潮是在世界科学技术发展推动下出现的。我国岩土工程地质核心理论形成最早以改革开放后为起始,主要将岩土工程与工程地质环境相互结合,实现生态岩土工程形成基础上,与水文地质学以及工程地质学、岩体力学、土力学等结合学科理论结合起来,形成一门独立的学科理论。
2 水工环地质及岩土工程理论体系应用与发展
1)水工环地质理论体系中,水文地质理论体系最早形成是在20世纪70年代初期,主要是以地下水资源寻找技术为核心理论,并且在这一时期的国家工农业发展以及现代建设、重点工程项目服务中发挥了较大的作用和贡献。目前,我国的水文地质基础理论比应用技术发展要快,整个理论体系分为三大类型,即标准规范和手册类、标准教材、行业学术理论的研究刊物等。并且随着科学技术发展,水文地质学理论与技术也在领域中取得了一定的开创与发展成果。在水工环地质理论体系中,工程地质理论体系最早是应用在环境地质研究中,而环境地质学理论成果是以适应工程地质为主。
2)岩土工程地质理论体系的发展与应用,与其核心理论形成几乎同步,也是在改革开放以后,它是工程地质学与水文地质学的一个分支,实际应用主要是以工程地质和水文地质基本原理与技术、方法应用到工程建设的各个领域为主,随着理论研究不断深入,技术应用也取得了一定的发展。
3 结束语
总之,水工环地质与岩土工程理论体系对于工程建设尤其是岩土工程施工建设具有极大的影响与作用,进行其应用与发展分析,有利于促进在岩土施工建设中进行应用,对于岩土工程建设发展有积极作用。
参考文献
[1]杨新强,牛振波.论当前我国水工环的现状及实现水工环地质新突破的办法[J].魅力中国,2009(29).
[2]姜志良,韩晓敏.切实提高水工环技术水平使其更好服务于矿产勘查[J].中国科技信息,2011(9).
[3]谢万兵,肖刚.关于矿区水工环地质工作对地方产业发展作用的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).
[4]杨亲民.太原市1:5万水工环地质综合空间数据库的建设与应用[J].华北国土资源,2009(1).
[5]陈梦雄.“八五”水文地质 工程地质 环境地质研究的主要成就与进展(连载V)[J].国土资源科技管理,1998(06).
[关键词]工程地质勘察 岩土 水文地质 特点
[中图分类号] P641.72 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-119-1
岩土工程地质勘察工作经常是在野外进行的,受外界环境和地质影响比较大,特别是施工现场的水文地质情况,因地下水位变化多端,若不了解其运动规律,会影响到工程建设的稳定性和安全性。所以一定要结合工程地质勘察中岩土水文地质的特点,有效开展当地水文的调查研究工作,保证工程建设的质量。
1岩土工程地质勘察简介
岩土工程勘察主要是指在建设之前,按照相关技术规范规程,搜集工程所在区域的地质情况,进而准确评价区域岩土地质条件和地质的稳定性,编制可供设计与施工使用的各种勘察文件的一项工作。岩土工程勘察是集工程地质调查和测绘、勘探及取样、分析、评价于一体的活动,是工程建设的基础性工作。
岩土工程勘察的任务和目的:①岩土工程勘察是按照《岩土工程勘察规范》来操作的,它采用先进的勘探技术手段和测试方法,收集区域地质资料、水文资料,为规划、设计和施工提供岩土技术参考数据,确保工程区域的稳定性。②分析工程所在区域地质条件和水文地质对工程的影响,结合拟建工程要求,对建筑物地基基础应采取的设计与施工方案,如岩土体的加固处理、不良地质现象的整治、施工中的保护措施和可行性等作出论证和建议,提出包含解决问题的方法与预防措施在内的勘察报告。
岩土工程勘察中涉及到的方法或技术手段主要有:
①工程地质的调查和测绘:是工程勘察的初始阶段,也是重要阶段,对后期工作起着决定性作用。主要是在地形地质图上填绘出测区的工程地质条件,作为工程地质勘探、取样、试验及监测的依据。根据不同阶段和工程地质条件,合理选用测绘所用的地形图比例尺,确保实际工程的地质界线、地点测绘与图上标示的精确度控制在规定范围内。
②勘探与取样:主要是为调查地下地质情况提取样本。勘探常用的有坑探、钻探和物探三种方法。坑探顾名思义就是挖个坑来直接观察地质情况;钻探是借助人工和机器进行取样;物探是依据物理方法来取样,如电法勘探和地震波速法勘探等。具体采用何种方法取样应根据岩土特性和实际情况进行选择。
③原位测试与室内试验:主要是为了获取分析和评价岩土工程问题所需的技术参数,如岩土的强度参数、物理指标、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等,用以确定地基承载力的特征值。
④现场检验与监测:主要是针对施工阶段而言,通过对施工现场的实际情况的检验和监测,及时补充和修正勘察结果,达到控制施工安全、提高工程质量的目的。
2工程地质勘察中岩土水文地质的特性及施工
岩土工程地质勘察在设计和正式施工之前,为确保工程的顺利进行,都会调查施工区域水文地质状况,分析当地地下水的运动和变化规律,以便后期施工时凭借这个为参考依据,正常进行岩土工程的勘察工作。具体岩土勘察中水文地质的特征是:
(1)一般岩层的含水性能:岩层可分为单纯石英砂岩层、泥质的页岩、夹板状页岩、不纯的灰岩、块状体的白云岩、层度较厚的纯灰岩、砾石层等几种,具体这几种岩层的含水性能比如下:
①单纯石英砂岩层:这种岩石结构过于紧密,具有较强的抗风性能,其化学性质相对来说也很稳定,质地硬度方面是属于中等往上的,所以一般情况下是强不含水类型的,但当它的自身构造遭受到强大冲击或发生外在的节理裂隙问题时,岩层容易形成一种断层的状态,这时的石英砂岩层可形成一定量的含水现象。
石英砂岩的熔点比较高,又含有丰富的硅物质,所以日常生活中一般是用于玻璃、陶瓷、冶金和铸造工业等领域。
②泥质页岩:它是分布最多、含有丰富的固结状态粘土矿物质的一种岩层,也可以说是沉积岩。因泥质页岩中也含有小颗粒多含量的细碎屑,其岩层结构也比较致密,具有一定的节理性,又是粘土质地的,所以也是不易含水和透水型的。结合以上,可以看出泥质页岩中所含矿物的成分比较复杂,当然所占据成分最大的是粘土矿物质,一般它的比例是58%左右,其它的还有一些石英、长石和盐矿物之类的物质。
③不纯的灰岩:同以上两种类似,岩层几乎没有孔隙,虽然组成的形状结构稍有差异,可属于不能含水型。但不同之处在于,灰岩若在一定水位下,可能会存储些地下水。
④块状体的白云岩:此岩层是一种沉积的碳酸盐岩类型,它抗化学侵蚀能力强,抗风化能力比灰岩稍强些,但其岩层的孔隙较大,形成一定量的地下水储藏层。
⑤层度较厚的纯灰岩:此类岩层厚度大,质地却不是很坚固,比较脆弱,易被外来水冲蚀、破坏,所以通常被认为是含水相当丰富的岩层。
⑥砾石层:河床相互冲撞形成了具有一定厚度和数量的岩层,即称为砾层,它的分布量不是很大且又分散,一般不含水,这是由于自身条件所影响的。
(2)断层的含水性能:断层的含水性能与其自身的特征、物质结构和两侧岩层的组成和性质有关,具体含水量的多少还要针对实际岩层的情况,如:粘土成分多的页岩,其断层带也多为粘土,所以还是属于不含水系列的;如石灰岩、白云岩的断层结构,因受不同地质作用和外界环境的影响,其间会形成大小不一的溶洞,这时则属于含水丰富的类型。
3总结
水文地质不仅只是一门科学性强的理论探讨学科,还与工程地质的勘测工作有着莫大的关系,它在很大程度上影响着岩土工程地质勘察的设计、施工、质量、地质、灾害预防等方面。具体工程中,一定要结合施工现场,详细勘测当地的水文地质技术,分析区域地质和含水岩层、含水构造的情况和特征,提前做好预防措施,保证工程的安全和质量。
参考文献
[1]邵益生.水文地质勘察技术发展状况与展望.工程勘察,2008.
[2]李月华.如何做好水文地质勘察工作中.国新技术新产品,2010.
[3]李坚.岩土工程勘察中的水文地质问题分析[J].中国新技术新品,2012(04).
[关键词]水工环地质 现状 发展趋势
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-10-1
0前言
在21世纪信息技术迅速发展的今天,将现代科技融入到水工环地质工作中已成为其今后发展的必然趋势,除此之外,对当前水工环地质工作落驱动机制、完善工作体系,除了提高水工环地质工作的工作效率外,还能最大限度的实现水工环地质工作的意义。
1当代水工环地质现状
1.1工程地质现状
我国的工程地质学大量研究并吸取国外先进理论和技术方法的同时,创造形成了自己新的理论――具有中国特色的工程地质学理论体系。工程地质的发展十分迅速,研究领域也十分广泛:大至地质灾害的预警防治、矿产能源的开发利用,小到城市建设、交通路线的规划,都与之息息相关。改革开放以来,经过多年的探索和研究,工程地质在不断发展自身理论的同时,还博采众长,吸收融合了信息、系统理论以及热力学等物理理论的精华,衍变成为了一门涵盖了地质力学、环境工程力学、地质地壳结构特性等一门综合性的应用学科。
1.2注重城市地质研究
我国政治经济不断发展的同时,城镇化进程也在不断加快,人们不断的城镇化活动对于生态环境造成了不小的影响,尽管从政治发展的角度上也是人们的生活地区的改变,也是人们生活水平的进步,可是从生态环境的角度上来说,都是城区到生态区的转移,严重影响了生态区的生态多样性。在全国的重点城市中进行综合地质环境的评估不仅仅是各类资源的监控工作,更是水文地质工作的发展方向。中国城镇化进程需要的地质资料和环境资料都是需要勘探、监测和先进技术相结合。
1.3水文地质现状
近年来,生态环境状况越来越恶劣,人们也意识到自己周边的环境受到了破坏,也有了更多的思考,水资源在人们的心中地位越来越重要,水文地质也得到了快速的发展。人们在对水文地质中的研究中意识到了水资源匮乏问题的严重后果,研究重点从水资源的勘探和评估上转移到了水资源的合理利用以及水文环境的保护上。这一思想和方向上的转变也是人们意识上的提高,更是各类技术发展上的依据,包括GIS、RS、GPS等技术。
2新形势下水工环地质的发展趋势
2.1沿海地区地质环境综合调查
我国沿海地区一直是经济发展的前沿地带,也是中国经济发展的核心部分,这也就导致了经济活动影响下的地质环境的问题,随着近些年人们环境意识的提高,决沿海地区的地质环境问题备受关注。综合近些年的研究来看,沿海地区出现的环境问题主要包括了湖泊淤积、塌岸、水体污染,海岸侵蚀、水环境恶化、地面沉降等。以环渤海沿海地区为例,该地区的地质环境问题为海水入侵滨海含水层、海岸侵蚀、水环境恶化、地面沉降和水资源短缺等。因此,解决沿海地区经济发展瓶颈的关键,是制定有效的方案,重点要对地质工程环境进行综合性的勘察评估。
2.2加深行业改革、促进行业发展
我国为加强环境建设,存在着加深行业改革的重要任务。就我国的水木环境地质工作现在来说,在发展过程中出现的较大瓶颈为如何做好当前行业的改革工作,最大程度上深化,改变传统的工作模式,促使水工环地质工作能够和当前的市场相融合,借此来最终实现改革发展后的整体性提高。改革是一项任重而道远的工作,其过程的复杂性及长远性自然不言而喻,做好水工环地质工作不可在开始之初就盲目地进行照搬照抄,在二十一世纪初期,我们曾经对水工环地质工作进行了一次改革工作,在这次改革过后,我们在如今看到了改革所带来的益处。在如今,全球能源危机给我国的发展敲响了警钟,我国实行可持续发展的战略,在满足现阶段经济发展需求的基础之上,现阶段的基础设施建设、地质先行、申报国家地质公园以及打造重庆的“世界温泉之都”。相信随着水工环工作者的共同努力推进,这一目标将会更快实现。
2.3重视矿山环境研究
矿产资源的开发利用为人类生活和工农业发展提供了必要的物质基础,但也产生了严重的生态破坏和环境污染,给人类的生活和健康带来了极大的危害。世界各国都在努力寻找减轻矿业对环境影响的方法或途径。一个非常重要的趋势就是世界各国在矿山开发中设立了环境影响评度,这一制度的确立有效地保护了生态环境,同时也提高了矿产资源的开发成本。有些发达国家的矿业公司把投资向发展中国家转移,从某种意义上讲,可以说把矿业开发所产生的生态环境破坏向发展中国家转移。
3总结
综上所述,随着我国城镇化建设进程的不断加快,我国整体经济形式得到了显著改善,再加上我国相关战略方针的落实,都在很大程度上对水工环地质工作人员提出了更高的要求。此外,基于水工环地质工作的特殊性,面对经济的迅速发展,也对其工作重点、工作模式提出了要求,这就需要相关部门能够结合社会实际发展状况,在现有的基础上对整个工作模式进行完善,为我国社会的发展做出应有的贡献。
参考文献
Abstract: With the rapid development of China's social economy, natural environment problems are becoming more and more serious, and even affect people's life. In the process of engineering survey, in order to improve the quality of investigation, there are special requirements to understand the hydrogeology of the geotechnical engineering, to effectively determine the various parameters of the hydrogeological conditions, so as to provide the necessary hydrogeological data for the design and construction, in order to avoid the impact of hydrology on the construction quality. This paper briefly analyzes the importance and main contents of hydrogeology in engineering survey, and puts forward some constructive suggestions for reference.
关键词:水文地质;勘察;基础;设计
Key words: hydrogeology;survey;foundation;design
中图分类号:P641.72 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)21-0217-02
0 引言
水文地质学是指地下水在自然界中的各种变化和运动。在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题是一个非常重要的问题,也是经常被忽视的问题,我们尤其需要提高重视。为了提高工程勘察质量,加强勘察中的水文地质问题研究,这是十分必要的。最终发现工程勘察中的水文地质问题,并在预防和控制方面提出了合理的设计和施工,以及必要的水文地质资料的措施,以减少或消除在工程建设质量的水文地质问题的危害。
1 现代工程地质勘察中水文地质勘察的重要性
水文地质勘察在现代工程地质勘察中发挥着重要的作用,本文主要从以下三个方面进行阐述:
①促进建筑工程施工的顺利进行依赖于水文地质勘察。
在水文地质调查的实际情况,操作过程主要包括揭示地质构造、土力学这两方面。这两方面在地基处理方案施工中发挥重要的作用,并与项目建设的施工进度和质量密切相关。在现实工作中,机械参数直接影响工程造价的合理性,而且关系到整体经济和社会效益的建设,更直接影响着水文地质的调查人员在开展地质勘查工作。地质勘查工作具有一定的特殊性,因为在地质勘探工作中,各种因素的影响钻井勘探掌握地质构造、水文地质调查结果。因此,为了保证实际的水文地质调查工作的施工质量,施工单位应进行多因素综合分析,从而影响施工进度,然后选择专业的技术、操作规范和调查的地勘单位的信誉,通过水文地质调查和有效促进建筑工程施工的顺利进行,打下坚实的基础工程质量控制。
②促进工程施工质量的提升借助于水文地质勘察。
中国的工程地质勘察工作有很多问题,包括水文地质勘探技术落后,水文地质勘察单位缺乏对认知的建设,不能够准确掌握工程地质勘探的重点以及水文地质勘察工作过于形式化,缺乏针对性,对水文地质勘察水文地质调查结果实际效果造成严重影响,甚至出现与实际情况差距较大,严重阻碍了建设的顺利进行,埋下了严重的安全隐患,不利于工程质量控制。而水文地质调查,是在对该方法的水文地质条件分析报告的过程理论,与时代的发展和需求进行匹配的工程。水文地质条件研究没有明确定义的应用程序的计算公式,但也严格强调影响的相关工程建设项目管理人员决策的科学性和合理性,对施工质量的控制极为重要。此外,根据水文地质调查人员以往的经验,首先解决水文地质调查工作开始后,应该调查违规行为造成的对工程建设的质量和安全的严重威胁,以免延缓发展时机。因此,在工程地质勘察施工、综合素质和加强相关的调查人员技能,严格按照标准程序进行水文地质勘察工作,促进建筑工程的整体质量。
③建筑地质构成与施工相吻合得益于水文地质勘察。
在施工过程中,水文地质调查工作规范提供了前提以及为工程地质调查提供了可靠的依据,并在实际调查的过程中,通过加强对水文地质调查人员调查的认知,从而确保施工地质结构与建筑高度一致,促进建筑工程施工的顺利进行。在存在特殊因素的水文地质调查,实际调查工作应指定专业地质勘查单位完成水文地质勘察工作,并加强在实际调查过程的监督和管理。才能在短时间内找到工作的缺陷的水文地质调查,积极调整准确确定力学参数,提高建筑施工的整体质量。
2 水文地质在工程地质勘察中的评价内容
在工程勘察报告,由于缺乏组合的基础设计和施工需要和岩土工程中地下水风险评估所以造成质量事故以及地下水的沉降,甚至于建筑物在某一地区发生了地基开裂也是由此引起的。我们应当总结经验和教训,注重工程后的调查,主要考虑给下面的水文地质问题的评价;注重对岩土和建筑岩土工程的作用和影响评价地下水预测可能产生的危害,尽快提出预防措施。工程勘察还应与建筑物基础类型紧密结合,找出相关水文地质问题,提供水文地质资料的选择。这样不仅影响了自然状态寻找地下水和自然条件,更重要的是,在地下水中的人类工程活动变化的预测分析,与岩土体和建筑物的反应。此外,从工程角度出发,根据地下水对工程的作用和影响,提出了应在不同条件下的地质问题的评价,如:地下水位埋在建筑物下面的钢筋混凝土和混凝土的腐蚀。选取软岩、风化岩和残积土和膨胀土和岩土作为地基承载层的施工场地,应侧重于软化评价,因为地下水活动可能对岩土体崩解、膨胀等影响。在松散层压缩范围、饱和粉砂土、粉质土、液化势侵蚀预测、流砂、管涌。对基础存在的可能性应该是承压含水层的可能性,在承压水基坑底开挖被毁在地下水位的计算和评价基坑开挖,应进行富水渗透试验和评价土壤沉降边坡稳定性的可能影响周边建筑用人工降雨引起的稳定性。
3 应用实例之煤拥装甯凰区的探测
华北地区大部分矿井发生大面积突水事故,绝大多数为石灰岩喀斯特含水层。这类含水层的突水特征是高水压,凶猛且产量稳定,不易流失,危害极大。在一个矿区的煤矿,从旧到新的寒武系、奥陶系地层叠,石炭系。而石炭系、二叠系、二叠系为含煤地层是华北地区主要煤层。该区主要含水层为第四系松散孔隙含水层;二叠系裂缝孔隙水含水层;石炭系和奥陶系喀斯特裂缝含水层主要由降水补给。而煤层底板瞬变电磁探测的地质任务是灰岩含水层。大型固定回路工作装置的施工,具有勘探深度大,施工效率高的优点,对其测试的主要参数为:频率2.5Hz电流;15A;整合时间60s;共计2.56km2抽样调查区域,共设置43条线,从8000基本路线均匀布置点。
由于沉积层是相对稳定的,在正常情况下,灰岩电阻率完整展现高电阻,当围岩破碎、喀斯特裂隙充水,电导率会明显增加,电阻率明显下降,低阻力水平异常地层电阻率剖面,瞬变电磁勘探任务转化在相对较低的电阻率分布目标层。由于横向电阻率的变化反映了相同强度的富水地层,也反映了该地区的结构,喀斯特或裂缝的发展。
在测量点1080~1200之间,多次测量反映了高压异常的局部道路曲线,电阻率剖面具有相对应的低电阻率异常区。结合三维地震剖面,异常是FS12故障引起的。有一个长孔测量点近1260(第3孔)。当有209.20m-140.89m地面标高时,煤底板高程通过低阻异常区断层附近的地球物理数据和三维地震数据的分析显示在断层裂隙,水很有力量。瞬变电磁勘探绘制煤层采空区底板灰岩富水块10、块11强富水区。
随着矿井的发展,勘探已逐步得到验证。在富水地区石灰石出现涌水现象,且在非富水区石灰石无水现象。在东北角的调查区,视电阻率值较低,反映了富水富区,矿区边界分析崔壮断层所造成的深部含水层导通。据调查,有两个小煤矿出现突水而停产。
然而,在实际当中,必须要因地制宜,结合工程所处的地理位置、地下地貌、水文地质条件等,制定出合理的施工方案与有效的防护对策,切实提高建筑工程质量。尽管岩土工程都有各自的特点,但是,影响工程计算的因素也有很多,特别是对计算参数不容易控制,由此看来,我们必须要认真做好水文地质勘察工作,掌握准确的水文地质资料,只有这样,才可以得出准确的实验结果。另外,还是因为地质勘察工作在建筑物设计、预防灾害等阶段都发挥了巨大的作用。
4 结束语
总而言之,水文地质工程地质水文地质工作的一个重要问题,探讨地下水位及其变化,以确保材料的可靠性、持力层、项目选择的基础设计,在地质灾害防治的一个非常重要的作用,因此,有关部门应重视在努力提高水文地质调查工程地质勘察水文地质勘察工作,为工程的安全施工和正常使用提供保障。为了提高工程勘察质量,加强勘察中的水文地质问题研究,以上这些都是十分必要的。
参考文献:
[1]王存钱,蔡金平.水文地质对工程地质勘察的意义探究[J]. 江西建材,2014(19):201.
[2]范文琦.工程地质勘探中水文地质问题探讨[J].硅谷,2008(20):84.
关键词:工程勘察 水文地质 岩土 危害
一、水文地质的定义
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
二、工程地质勘察中水文地质评价内容
在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
1.应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
2.工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
3.应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
3.1对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。
3.2对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
3.3当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
3.4在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。
三、岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
1.地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.岩土的主要的水理性质及测试办法:
2.1软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
2.2透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
2.3崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。
2.4给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。
2.5胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。
四、地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的
地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式
1.水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
2.地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水。采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质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威胁。
3.地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。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,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
五、结束语
综上所述,水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献:
[关键词]工程地质 地质勘察 水文地质
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-100-2
1水文地质的工程地质勘察分类
1.1综合状况水文地质勘察
为了能够促进经济与社会的发展进程,水文地质勘察属于一项基本形式的水文地质性质调研工作,提交相应的地区水文地质调研报告与综合情况水文地质图。其相应的具体任务为有效确认地区地下水的实际类型、分布状况、埋藏情况、地下水相应的化学成分、动态性质与地下水资源等各个方面[1]。
1.2供水状况水文地质勘察
供水状况水文地质勘察作为一种进行勘察地下区域水源的勘察性质工作,其具体包含了城市供水勘察、矿山、港湾、机场、站点、村落与市镇等各个方面[]。特殊形式的水文地质工作环节中,通过测绘、物探、钻探、测试与监测等各种具体方法确定相应的含水层分布状况,埋藏条件、地下水相应的构成条件、水质状况与动态变化状况等方面。
1.3工程状况水文地质勘察
为了能够避免地下水对于工程项目建设的实际性危害与水文地质相应的具体勘察工作。比如进行地下水的引流状况调查,可以避免进行地下水相应的渗漏勘察,从而可以有效降低地下水相应的水位探测,在实际操作处理过程中通常是包含了具体的岩土工程勘察类。
1.4特殊项目水文地质调查
为了能够有效预防与治疗流行性疾病等进行相应的具体水文地质调查,使用地下水相应成分与各种元素进行水文地质勘察,为了能够实现含水层储的合理使用,使用冷库对于地下水污染状况进行控制的水文地质调查。
2水文地质的工程地质勘察问题
2.1地下水类型
依据特殊性质,地下水相应的赋存介质分为松散形式岩类状孔隙水、碎屑岩形式裂隙相应的孔隙水、碳酸盐形式岩裂相应的隙喀斯特水、火山岩形式相应的裂隙孔隙水与基岩形式相应的裂隙水等各种类型[2]。
2.2静水位与变化程度
天然形式的地基承载力相应的设计值可以计算出砂土的地震液化程度,进行膨胀土相应的胀缩深度、基础深度与边坡稳定程度的确定性评价。基坑位置相应的侧土压力主要用于计算基坑相应的降水量与地下工程规模,涌水量计算,计算相应的深基坑,地下室底板相应的抗浮计算,判断岩石渗透变形等方面的一系列具体问题,应当需要静水位相应的地下水资料。
地下水位相应的地形、气象、水文与人等各方面的因素与变化,集中收集地区相应的水文地质数据,数据相应的邻近区域或者经过长期观察与调查,查明分析地下水相应的水位变化特征。通常情况下随着季节改变而改变,随着潮汐海岸的作用,河流与湖泊岸边洪水的直接影响,人工排水区与抽水等有关影响。
2.3地下水相应的径流、补给、排泄
依据地形、气象、水文、地质结构、含水层分布情况等各种因素,研究并分析地下水相应的流动与动态特性。地下分布的相应水流量,依据水位线图的有关因素进行确定。
2.4建筑材料腐蚀评价
需要为腐蚀性评价实现分析,应当对饮用水进行适宜性的评价分析。评价腐蚀相应的二级或者三环境评价,依据地层相应的渗透性评价,弱透水层定义为以粉砂与粘土,强透水层定义沙质土壤。
2.5测定水文地质参数
依据实际的工程要求,经过抽水试验、渗透试验、注水试验与水压试验等形式测定地下水相应的流速,测定并进行长期观测从而分析渗透系数、影响半径、导水系数、水供应、释水因子、吸收率、地下水实际流速流量与孔隙水压力等各方面实际参数。
对于一般形式的工程实际测量过程当中,通常只需要做到简单形式的抽水实验,应当提供相应的渗透系数。关键性的重要项目应当需要实行两次以上相应的降水抽水实验,至少应当需要有一个观察孔的具体安排,最大程度的下降方法相对应工程设计应当需要达到降水设计相应的降深的一半程度[3]。
3水文地质的工程地质勘察工作建议
3.1地下水水质污染状况调查
对于我国目前阶段的水质出现严重污染的实际状况,所以应当发展的全面充分调查地下水的水质情况,当作一项主要工程来把控执行。在具体的工作部署上为大流域或者经济发展相应的重点地区、城市群地区与农牧业重点开发地区不断发展。建议这项具体工作实行进地下水和环境地质实际调查项目环节中单独分离出来,成为一个单独形式的具体项目。
3.2建设区域性国家级示范基地
第一个实行联合构建生态系统实现综合评价相应地下水资源的实际目的,在若干年后以评估潜在形式的地下水资源作为关键点,能够符合国家的战略转移发展目标,进行能源基地的大力建设。
3.3提升地下水均衡实验基地建设水平
需要强化水文地质标准参数,为各个不同区域相应的地下水科学实验基地,发展与地下水有关的具体科学实验项目。西北区域除了需要测试地下水相应的蒸发蒸腾相关性研究,应当充分结合各种不同的实际地貌类型,研究各种不同介质水和相应的入渗机理,东部区域应当依据各种不同区域,研究相应的包气带水分运移土壤水分与盐分的水,充分合理地运用内容的变革化研究。
3.4充分实行地下水监测具体性项目规划
全面实行地下水相应的监测网络建设,引入数据采集系统与自动传输系统,同时提升一部分具有代表性意义的实际监测点。由我国开始实行实际监测措施以来,不可以直接反映出真实状况的数据,应当需要一部分新型的监测孔,这作为实行国土资源部对于地下水监测,为了能够防止地下水出现过度开采污染的现象[4]。
3.5积极落实新兴理论、新型技术与新颖方法的研究与应用
遥感技术、同位素技术、数值模拟技术与信息技术等各种实用技术是提升水文地质特征的主要技术方法。目前阶段所研究的相应服务不断得到扩大,有利于降低相应的实际工作量,为相应的决策与分析提供一定程度的技术支持和管理。地下水相应的系统理论在水文地质中的实际应用,地下水运动与分析相应的水资源评价具有相应的基本理论,需要充分结合中国的实际情况,实现进一步完善与提高的目的。
3.6强化区域性综合研究与专题研究
我国相应地域广阔,相应的自然地理与地质条件显得十分复杂,地质条件相对比较复杂,我国地下水相应的分布与演化存在着重要影响作用。中国相应的地质调查局已经确定地区性研究院,是一家具体性质的转型研究机构,也作为区域性管理中心,培训相互的水文地质专家的相应理论与结合实际应用的实际专家,不断大力提升我国的水文地质研究进程。
关键词:工程地质;勘查;水文危害
工程地质是建筑设计人员对建筑的施工方案进行合理设计的依据和基础,尤其是对水文地质的勘查和评价更是起到了防治地下水对建筑产生危害的重要作用。为此,在工程地质中,水文地质一直占有着重要的关键地位。但就目前我国的建筑工程地质的发展来看,还没有完全意识到水文地质在工程地质勘查中的重要作用,以致于一些建筑在施工或使用过程中发生由于地下水的影响而带来的危害,给社会和用户造成巨大的损失。
一、对水文地质评价的内容以及勘查中需要注意的问题
1.1 工程地质勘查中对水文地质的评价
在以往的工程地质勘查报告中,对水文地质的评价内容多数并没有与基础设计和具体的施工计划相结合,缺少地下水对岩土工程的影响以及危害的评价,以致于在很多地区,因地下水造成工程基础下沉和建筑物开裂的工程质量事故频繁发生,所以,应该清晰地界定工程
勘查中的水文地质的评价内容,影响工程的水文地质因素主要有地下水的类型、水位极其变动的幅度和土层的渗透性系数等,所以,对工程地质勘查中水文地质的评价要从以下几个方面进行考虑:
(1)首先应该重点评价地下水对岩土结构和建筑物工程的具体作用和影响,对可能造成的岩土工程危害进行严谨地预测,及早地提出有效的防范措施。
(2)在工程勘查中,对水文地质的评价应该与相应的建筑物地基的具体基础类型的需求相结合,明确水文地质的可能引起的相关问题,及时提供工程建筑设计时所需的水文地质资料。
(3)在查明地下水的自然状态和条件下的变化规律的同时,也要对以后在人为活动的影响下的变化情况对岩土结构和建筑物的影响进行分析。从工程的角度上来看,应按照地下水与工程的相互作用影响,对不同条件下的地质问题进行评价其次,当选用软质的岩石或膨胀岩土等岩石体作为基础持力层的岩土工程基地时,必须要注重评价地下水活动对其可能产生的软化或胀缩等作用。
1.2 在水文地质勘查中需要注意的事项
为了做好工程地质的勘查,就必须要明确水文地质勘查的基本要求,首先,要查明建筑地基的相关水文地质条件,如建筑地基所在的区域性气候的相关资料、岩土含水层的分布及厚度、当地地质条件下地下水的赋存及渗流状态的影响、还有是否存在对地下水和地表水的污染及其可能的污染程度。同时对水位的测量要采用同一方式和设备,在一定范围内进行波动而没有持续性的上升或下降时,则可以确定其稳定性。
二、工程地质勘查中水文地质危害基本分析
工程地质勘查中水文地质危害主要是由于地下水流产生的动水压力或者地下水位上下移动导致建筑工程地下基础岩土工程受到威胁。一般而言只有当地下水变化波动过大时,岩土工程才会受到危害,产生质量问题。根据相关理论知识以及工程建设中地质勘查经验,作者认为,水文地质对于岩土工程的危害基本可总结为三类。
2.1 地下水位频繁变化对于岩土工程质量的危害。气压变化、潮汐变化、水库水位变化频繁、湖泊以及河流变动较大、季节交替等因素都可以导致地下水位升降过于频繁,最终造成的问题基本有:岩土因水位升降频率过大而产生不规律的缩胀变形,逐渐变大的缩胀幅度引发地裂,破坏地表工程建筑;建筑物因石膏地层和钠盐地层的快速溶解发生巨大位移,造成建筑物损坏;因地下水位频繁波动,基础工程中木桩腐烂速度加快,尤其是泥炭土,情况更加恶劣;工程建筑基础材料腐蚀度增大,建筑物使用周期急剧缩短;岩土因受水位变动压力导致密度逐步增大。自然状态下,地下水水位升降产生的动水压力一般比较微弱,对于地表基本没有损坏力度,但是建筑工程中,却是人为的、短时间内扰动土体,自然平衡状态瞬间被破坏,各种压力、动力无法平稳,管涌、基坑突涌、流砂等具有巨大破坏力的灾害随之而产生。
2.2 地下水位的下降对于岩土工程也具有很大的破坏力。通常而言,地下水位下降是人为因素导致的。例如,为了各种短期的经济利益,无限制的抽取地下水或者采矿中将矿床全部疏干等。较大的程度的地下水位下降危害巨大,基本有:地下水枯竭、水质恶化、地面坍塌、地裂、地面沉降等。这些对于地表的各种建筑都具有毁灭性的破坏力,影响人们的日常生活,破坏经济建设,严重影响生态环境的平衡。严重的地下水位下降会使得地表过于干旱而沙漠化,有的地方则是海水倒灌,影响到人类的生存环境。
2.3 地下水位上升对于岩土工程的危害。造成地下水位上升的现象的因素有很多,有自然的也有人为的。当该地下水附近的湖泊、水库、河流水位变高时,地下水位会随之上升;各种引水渠道、地下排水管道以及工业废水工程出现渗漏导致地下水位快速上升。地下水位的上升对于地表建筑也能够产生很大的破坏力,主要有:工程建筑物材料因土壤的沼泽化和盐渍化导致被腐蚀程度增大,建筑物使用周期缩短;水位上升,处于地表以下的地下室渗水而无法正常使用;地下水位上升导致斜坡临空面的岩土力学性能改变而出现崩塌、滑移现象,失去正常功能;地下水位上升导致粉土和砂土饱和出现地震液化问题,最终导致管涌、流砂等具有极强破坏力的灾难出现;建筑物基础因地基隆起或者侧移而变动位置,失去稳固性;地下水位上升,建筑物沉降变形问题更加容易被引发,因为此时地基土壤的含水率很高,地基很软。
三、结论
随着我国建筑工程设计与施工的技术水平不断提升,在任何地质条件下都可以进行建筑工程建设已经不是难事,但这要以详细科学的工程地质勘探以及合理的水文地质评价为依据,才能使建筑工程设计人员制定最优的施工方案。为此,必须要加大对工程地质与水文地质研究的力度,重视岩土水理性质以及地下水对岩土工程的影响,最大程度的降低因水文地质工作失误而造成的工程损失。■
参考文献
[1]周正义,赵鹏飞,张阳.关于地质勘查中水文地质问题分析与探讨们.科技向导,2013(3)
[2]唐超民.有关工程地质勘查中水文地质问题的分析[J].建材发展导向,2012(7)
关键词:水文地质;岩土工程;勘察
中图分类号: P641 文献标识码: A
岩土工程勘察是一门专业性和实践性都很强的学科,它是工程建设顺利进行的基础,准确、科学的岩土工程勘察成果不但能节约工程的造价,还能为建筑工期的缩短发挥积极的作用。水文地质工作是岩土勘察工作的重要内容,但是在实际工程勘察中,工作人员很少重视水文地质参数的重要作用,更加关注的是岩石类型和工程地质、地质结构的研究。这也导致了因为地下水的产生,而出现的各种岩土工程危害的问题。所以,水文地质工作在岩土工程勘察中起着不可忽视的作用。
一、水文地质勘察的要求
1、自然地理环境
这其中主要包括地形地貌、水文气象等几个方面的情况,地形地貌主要是指岩土工程周围的地貌环境和水文特征,水文气象主要是指,岩土工程周围区域的温度、湿度、气候等。
2、地下水位变化情况
水文的变化对岩土工程能否顺利施工有着很大的影响,所以在进行岩土工程勘察时,对水文的变化进行关注,是岩土勘察工作的一项重要内容[1]。地下水位的勘察主要包括地下水和地表水的补排关系、地下水排泄与补给的条件以及近5年地下水位的变化情况等内容。
二、水理性质
1、岩土水理性质
岩土水理性质主要是指岩石和水作用时表现出的独特特征。主要体现在以下几个方面:
给水性。岩土的给水性指在重力作用之下,有一定份量的水会从饱水的岩土裂缝和孔中向外部自由渗透,以给水度表示,给水度是一个重要的水文地质参数,也影响着场地的疏干时间。
透水性。岩土的透水性指水在重力作用下,岩土允许水透过本身的性能,岩土的透水性主要是通过水分的渗透系数来表达的,岩土空隙的大小决定着岩土的透水性能强弱。
持水性。岩土的持水性主要是指在重力作用下,岩土依靠毛细力和分子力保持一定的液态水,这主要是用持水度来表示。
崩解性。岩土的崩解性主要是指岩土在经过水的浸泡之后,岩土直接的连续性就遭到了破坏,会出现岩土崩解、溃散的情况发生,使得岩土的强度大幅度降低。
胀缩性。岩土的胀缩性主要是指岩土在吸水后或失水后,会出现岩土体积增大或缩小的特点。岩土的胀缩性是产生基坑隆起、地裂缝的重要原因之一,很大程度的造成了地基的变形。
2、地下水的腐蚀性
由于人们对环境的不重视,使得生活污水、工业废水等大量的被排放,城市的地下水遭受到了极大的污染[2]。而且,地下水含有的化学微量元素在不断的增加,对建筑材料产生了强烈的化学腐蚀作用,腐蚀了建筑材料和水泥,这不但降低了水泥的硬度,还影响到了水泥和钢筋的整体性,极大地影响建筑物的安全性。
三、地下水在岩土工程中的影响
地下水变化引起的岩土工程危害,主要包括地下动水压力作用和地下水位的下降与升高。引起地下水位变化的主要原因是人为因素和自然因素。当水位变化到达一定的程度时,就有可能极大地危害到岩土工程的安全。
1、地下水位上升引起的岩土工程危害
影响地下水位上升的因素有很多种,人为因素包括建筑物的施工等影响;气象因素包括气温和降水量等;地质因素有总体岩土性质、含水层的结构等等,这些原因导致的水位上升,都会造成严重的工程现象,甚至出现严重的岩土工程事故。
造成岩土出现崩塌、形变等不良情况。在有斜坡的地方和河岸两旁,当地下水位上升时,岩土就会被水分充分的浸润与软化,降低岩土的抗压强度,当地下水位降低时,又对岩土造成了侵蚀,岩土的内部结构遭到了破坏[3]。而且水位的上升和下降会使得动水的压力剧增,引发岩土变形移动等情况的发生。
降低建筑物地基承载能力。地下水位在升高时就会破坏岩土的内部结构,降低了岩土本身的强度,使得岩土的承载能力大大被削弱,影响了建筑物的稳定性。
加重建筑物地基震陷。无论是任何性质的地基,水位的升高都会影响到岩土,使得岩土的强度降低,增加了发生地基震陷的危险,使得建筑物出现严重的工程质量问题。
2、地下水位下降引起的岩土工程危害
破坏岩土层,引起地面沉陷、崩塌。大量的抽取地下水,会使得地下水位降低,岩土的内部粘附力变差,造成岩土层的下部出现了悬空,对建筑物的稳定性产生了很大的影响,严重危害到了人民群众的生命和财产安全。
地下水迅速减少,造成水质恶化。由于地下水被过度的开采,地下水的开采量远远的超过了补给量,使得含水层面临大量缺水的问题,地下水中的有害物质大大地增加,产生了水质污染的问题。
导致海水倒灌,加大了地下水的腐蚀能力。一般来说,海水里和陆地淡水量都能达到平衡的状态。但是,如果某地开采地下水的力度过大,就会使得海水渗透到陆地,增加了地下水的盐碱度,使得地下水的腐蚀能力进一步被加大。
3、地下水升降频繁,造成岩土物理性质的变化
地下水位的过度升高与下降,会使得膨胀性岩土出现物理上的变化,出现岩土膨胀变形问题的出现。在地下水位升降频繁时,就会形成反复循环,降低了岩土本身的稳定性,对该区域产生了严重的威胁。如果是在平衡的状态下,水的压力不会出现太多的变化,但是如果地下水位出现了频繁的升降变动,就会导致动力失衡,严重影响水体的流动,产生流砂、管涌等问题的出现。
四、岩土勘察中水文地质的评估
因为地下水对岩土工程具有一定的影响作用,所以,在岩土勘察过程中,要注意及时总结与分析水文地质的情况,以便工程项目的设计施工能够顺利的开展。在进行水文地质勘测时,要着重考虑建筑物地基的类型与结构,防止建筑物地基受到地下水上升下降带来的危害。在水文地质勘察过程中,应尽可能搜集项目场地的区域水文资料,及时关注地下水的动态变化,认真分析项目场地附近的人类活动对场地地下水可能造成的影响类型,对场地地下水的水质进行化验,分析对工程使用的钢筋及混凝土可能产生的腐蚀性,并对岩土工程施工过程中地下水的变化对建筑物基础稳定性产生的变化进行科学的预测,最后,我们要根据地下水对岩土工程的影响情况,综合分析不同的工程情况所需要注意的水文地质问题。然后采取积极有效的措施,来尽可能消除或者减少岩土工程可能遭受的危害。
结束语:
随着我国岩土工程勘察的快速发展,水文地质将会受到越来越多的重视,而且,做好水文地质工作,对于岩土勘察水平的提高有着极大的推动作用。为了不断提高岩土工程勘察的质量,这就要求地质工作者在工程勘察工作中,不仅要查明与岩土工程相关的水文地质问题,还要有效评价地下水对岩土和建筑物的影响,提出合理的预防与治理措施,为项目的施工提供准确的水文地质资料,以此来消除或者减少地下水对岩土工程的危害。
参考文献:
[1] 张树明,张邵楠.工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析[J]. 科技传播.2012,13(03):10-11.