某矿区孔隙水防治工程水文地质勘察要点简析

王璐

摘 要：本文简单介绍了辽宁朝阳某矿区水文地质勘察项目的概况、工作内容、勘察成果及矿区水文地质参数的计算等要点，查清了拟治理区水文地质条件，为矿区周边地表水及地下水对矿区露天采场的影响防治提供依据，提出防渗治理措施。

关键词：矿区；防渗；水文地质；勘察

中图分类号：P641 文献标识码：A

1.项目概况

辽宁朝阳某矿区及附近地形低缓，河谷宽广，属剥蚀侵蚀堆积立棱山间沟谷地。矿区地形标高319m～240m。矿区三面均有季節性河流，仅在雨季有水流通过。井口附近的最高洪水位为239m。

本勘察工作拟对矿区露天采场由东至南段（约1300m）进行水文地质勘察工作，查清拟治理区水文地质条件，为矿区周边地表水及地下水对矿区露天采场的影响防治提供依据，提出防渗治理措施。

2.勘察工作内容

2.1 水文地质钻探

（1）钻孔施工宜采用清水钻进，当地层破碎不能用清水钻进时，应在主要含水层或试验段（观测段）用清水钻进，若必须采用泥浆钻进时，应采取有效地洗井措施。

（2）钻孔孔径视钻孔目的确定，抽水试验孔试验段孔径以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则，一般不小于91mm，水位观测孔观测段孔径应满足止水和水位观测的要求。

（3）钻孔应取芯钻进。岩芯采取率：岩石大于70%，破碎带大于60%，黏土大于70%，砂和砂砾层大于50%。当采用水文物探测井，能正确划分含（隔）水层位置和厚度时，可适当减少取芯。

（4）钻孔的孔斜应满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求。

2.2 抽水试验工作

（1）对勘察区所有钻孔及地表水体的静水位、动水位、恢复水位应进行测量。水位的测量可选择电测式。测量导线的长度应每天校正。

（2）当孔内水量较小时，宜采用长度容积法测量水量，但充满容器的时间不能小于15s，当钻孔涌水量较大时，可选用三角堰、矩形堰、梯形堰、孔板流量计或水量表。

（3）抽水孔（井）的出水量、动水位、观测孔的动水位和恢复水位的测量，应同时进行。

（4）抽水试验的排水，应根据抽水场地情况，确定排水方向和距离。

（5）抽水试验前应对勘察区内地表水体、建筑物进行观测。对抽水试验中地表水体的水位及地面沉降等变化情况做好记录。当出现孔内大量涌砂及危及地面建筑安全时应立即停止试验。

（6）当抽水孔（井）和观测孔的动水位与区域地下水变化趋势及幅度基本一致时，可视为稳定。

（7）试验结束后，应进行恢复水位观测，并应符合下列要求：①停泵时按1min、3min、5min、10min、15min、30min的间隔进行水位为观测，以后每小时进行一次；②对受区域自然水位变化影响的水位观测，计算水位时应消除影响值。

3.地层岩性及水文地质条件

3.1 地层岩性

据勘探及地质调绘揭示，此区域表覆地层主要为第四系全新统人工堆积层、第四系全新统冲洪积层粉质黏土、砂土、圆砾、角砾，下伏侏罗系土城子组混合岩。各地层岩性分述如下：

第四系全新统人工堆积层（Q4ml）

①素填土：灰黑色，黑褐色，稍湿，稍密，主要由黏性土、中粗砂、少量碎石等组成。厚度0.8m～4.9m。

第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）

②粗砂：黄褐色，稍湿-湿，稍密-中密，主要成分为石英、长石，混粒及均粒结构，含少量碎石及黏性土。厚度0.7m～5.2m。

②1细砂：黄褐色，稍湿，稍密，主要成分由石英、长石组成，均粒结构，含少量砾石，混10%黏性土。厚度3.3m。

③粉质黏土：黑褐色，软塑～硬塑，由粉粒、黏粒组成，切面稍有光泽，干强度及韧性中等。厚度0.7m～5.8m。

④圆砾：黄褐色，稍湿-饱和，稍密-密实，母岩成分以混合岩为主，呈浑圆状，一般粒径2mm～20mm，占含量约50%，最大粒径约80mm，有中粗砂及少量黏性土填充。厚度1.3m～7.1m。

④1中砂：黄褐色，稍湿，稍密，主要成分由石英、长石质组成，均粒结构，混少量黏性土及碎石。厚度1.1m。

④2粉砂：黄褐色，稍湿-饱和，中密，主要成分由石英、长石质组成，均粒结构，混10%黏性土。厚度2.1m。

④3角砾：黄褐色，饱和，密实，角砾成分以混合岩为主，呈棱角状，一般粒径20mm～60mm，占含量约60%，最大粒径约80mm，由中粗砂及黏性土填充。厚度3.1m。

侏罗系土城子组（J3t）

⑤1全风化混合岩：黄褐色，中粗粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分酸性长石、绢云母、石英，节理裂隙极发育，岩芯呈土夹砂状。厚度0.5m～7.2m。

⑤2强风化混合岩：浅黄色-灰褐色，中粗粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分酸性长石、绢云母、石英，节理裂隙很发育，岩芯呈碎块状、块状。厚度1.0m～7.4m。

⑤3中风化混合岩：黄褐色，灰色，中细粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分酸性长石、绢云母、石英，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状，柱状。厚度1.3m～1.7m。

3.2 勘察区水文地质条件

根据勘察区地下水赋存条件划分，本次勘察控制范围内地下水类型可划分为两种：第四系松散岩层孔隙水和基岩裂隙水。

（1）第四系松散岩层孔隙水

勘察区第四系地层主要由素填土、粗砂、粉质粘土、圆砾等组成，其中含水层主要为圆砾。根据地下水的埋藏条件，该层地下水类型为潜水，地下水埋深4.1m～6.1m，含水层厚度2.5m～4.2m。地下水补给来源主要为大气降水，另外也有地表水的渗入。地下水的径流过程，主要靠自身的水势能作用，沿着含水介质的通道运移。地下水的排泄方式，主要为地面蒸发、人工抽取及地下径流。

（2）基岩裂隙水

勘察区主要为混合岩，基岩裂隙发育，地下水主要赋存于基岩裂隙中，为潜水，水量较小，属弱透水层。

4.水文地质参数计算

4.1 影响半径

4.3 计算结果

经计算，结果如下：

涌水量为0.73L/s～1.25L/s，渗透系数为0.0001973m/s～0.0005275m/s，影响半径为12.89m～34.51m。

结论

（1）拟治理区地形平坦低缓，地貌较简单，无明显不良地质作用迹象；（2）拟治理区地下水为第四系孔隙潜水，含水层主要为圆砾，地下水埋深4.1m～6.1m，含水层厚度2.5m～4.2m。据抽水试验成果：涌水量为0.73L/s～1.25L/s，渗透系数为0.0001973m/s～0.0005275m/s，影响半径为12.89m～34.51m。（3）该区域水对混凝土结构有微腐蚀性，对混凝土中钢结构有微腐蚀性；（4）建议采用高压喷射防渗墙灌浆技术建造第四系潜水防渗墙。

参考文献

[1] GB 12719-1991，矿区水文地质工程地质勘探规范[S].

[2] YS 5215-2000，抽水试验规程[S].

[3] GB 50021-2001，岩土工程勘察规范[S].