关于水工环地质及岩土工程理论体系应用与发展

张熙滨

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

水工环地质包括水文地质、工程地质以及环境地质三个方面，其中水文地质与工程地质中任何一项出现问题，都会严重影响矿山地质环境，造成严重的水工环地质灾害发生，进而导致一系列更加严重的矿山安全事故，对矿山环境造成不可逆的破坏[1]。

岩土工程理论体系起源于20世纪60年代由欧美国家提出，是根据土木工程在实践中所形成的技术体制。岩土工程地质勘查技术在实际应用中逐渐成熟，尤其在露天矿边坡的治理方面有着明显的优势。因此，本文进行关于水工环地质及岩土工程理论体系应用与发展分析。

1 关于水工环地质及岩土工程理论体系应用

1.1 水工环地质应用

水工环地质应用主要包括矿区气象特征调查、矿山含水层、隔水层及其水文地质特征调查，矿区构造对水文地质条件影响调查，矿区地下水的补径排条件调查，含水岩组间水力联系及矿床充水因素分析，以及矿坑涌水量预测等内容。水工环地质应用具体范围，如图1所示。

通过图1可知，对于在生产矿山，要对照原勘探报告（采矿设计），补充必要的实地调查与核实，查明水文地质条件的变化，分析其原因。在进行矿山开采工作前必须要做好前期的矿山水工环地质勘查工作，尽可能的掌握更加全面的水工环地质信息。通过不断地开发和应用矿山水工环地质信息系统，建设能够可持续发展的矿山工程，最大程度上避免严重水工环地质灾害问题的发生。通过矿山水工环地质信息系统在实际中的投入应用，得到更加科学化的水工环地质信息[2]。这样一来，有利于提高矿山水工环地质灾害防护措施的可操作性，从而有效保障矿山水工环地质能够得到安全的开发。综合水工环地质应用，掌握全面的地质工作中水工环资料，从而对水工环地质灾害情况进行精准的分析及预判。完成水工环地质信息分析后，还需要撰写水工环地质信息调查报告以及水工环险情专报，及时为地质工作中水工环地质灾害险情的治理提供科学严谨的措施以及建议。通过对矿山水工环地质信息的实际应用，可以有效提高矿区水工环相关地质工作的效率。

图1 水工环地质应用范围图

1.2 岩土工程理论体系应用

目前，国内对于岩土工程理论体系的应用已经越来越广泛。通过岩土工程理论体系，致力于提高岩土工程的施工质量以及效率。利用岩土工程理论体系进行勘察时，若面临复杂地质条件必须加密勘察点。在每个岩土工程工作区主要土层的原状土试样或是原位测试数据不能少于6组，排除取样的偶然性。勘探点可以按照岩土工程建筑物周边线以及角点布置。在设置勘察点时可以结合岩土工程理论体系，采用钻探与触探相配合，尤其是在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩以及残积土地区，还需布置适量探井。对于详细勘察的单栋高层岩土工程勘察点的布置，应满足对地基均匀性评价的基本要求。岩土工程理论体系主要应用于边坡回填方面，通过岩土工程理论体系能够构建露天矿边坡地质模型，从而确定露天矿边坡治理的难易程度指标，并根据具体指标制定边坡回填方案。必须利用基于岩土工程理论体系得到的岩土工程边坡地质模型逐层治理，对设有多层内支撑挡土体系的基坑，应按设计确定开挖深度，不许超深开挖。在进行深基坑喷锚施工时，一旦遇到边坡为回填土或者暗浜出现时必须注浆加固，掺水泥或石灰换填。这样一来，就能够提高岩土工程施工的安全性。

2 关于水工环地质及岩土工程理论体系发展

2.1 水工环地质发展

水工环地质的发展必将引进更加科学的水工环地质勘探技术，通过水工环地质勘察的关键技术直接影响地质工作中水工环地质勘察工作的精确程度，进而影响整个矿区工作的合理开发以及未来规划。可以结合分析区内及邻区已有的水工环地质信息以及矿产资料，初步了解区域内的水工环地质条件。运用大数据以及云技术设计水工环地质模型。在构建水工环地质二次开发环境中，运用ConverseEarth虚拟现实技术，贯穿模型实施的三个阶段：开发、二次开发以及发布。

为提高地质工作中水工环地质勘查数据的精准度，要求运用水工环地质测绘技术，选择适当的测绘比例进行。这一点也是水工环地质未来发展的重要方向，要求测绘人员对矿区水工环地质的条件有深度的了解，并对地质工作中矿区的地质条件进行综合性的分析。在实际进行水工环地质测绘工作的过程中，测绘人员要注意适当的增加对矿区内部水工环地质测绘的管理力度。通过对矿区内矿产资源开采的线路明确的掌握，并利用先进的勘查测绘技术，将其与测绘工作有效的结合起来。一旦发现水工环地质断层，必须结合断层的特征，对该地区水工环地质灾害进行严格的监管，从根本上降低水工环地质灾害发生的几率。

与此同时，全力推进网络信息处理技术在矿山水工环地质发展中的应用，不断夯实大数据基础，显著增强矿山水工环地质信息数据驱动下的决策支撑与服务能力。因此，开发矿山水工环地质信息网络系统，是矿山水工环地质研究发展领域的重大突破。必须坚持以结合先进的科学技术为核心的前提条件，对矿山水工环地质信息进行自动化网络处理。通过本文研究得出，目前的矿山水工环地质信息网络系统仍处于发展阶段，未来的发展趋势必然向着水工环地质灾害预警方面前进。

首先，可以加大GPS技术在水工环地质问题防范中的应用，通过在观察基准站上设置GPS接收机，将观测到的水工环地质灾害危险性数据通过无线电传输设备实现实时传输，从而得到基准站84坐标系基线向量，提高防范精度。依照得到的数据作为实施下一步工作的理论依据，在减少观测工作任务量及时间的同时，显著提升水工环地质问题防范的质量。必须结合先进的科学技术，采用遥感技术，不但可准确、直观、全面、多角度地观察和预测矿床水工环地质信息，还可以利用多时像的遥感资料，动态地观察水工环地质信息的变化，为提高勘查效果的精准度提供技术指导。

2.2 岩土工程理论体系发展

岩土工程理论体系的发展必将结合国外新技术的运用，全面走向数字化作为未来岩土工程理论体系发展的必然发展趋势。虽然现阶段岩土工程理论体系仍处于不完全成熟的阶段，但是将随着科技的不断发展而进步，是永无止境的。岩土工程理论体系的发展方向也必将朝着云平台、智能化、人性化的方向发展，最大限度的实现岩土工程勘察成果综合分析。随着信息化发展，岩土工程理论体系必须不断提高，及时反映或联系科学发展的新技术、新概念和新成果。将计算机技术以及信息技术广泛应用于岩土工程领域，更直观、更清晰、更明确地反应问题所在。

3 结束语

通过分析关于水工环地质及岩土工程理论体系应用与发展，致力于开拓出一条能够在应用中求发展、在发展中得到应用的可持续发展道路，从根本上促进矿山水工环生态文明建设。本文立足于水工环地质及岩土工程理论体系，在坚持应用水工环地质勘察的关键技术的同时，尽可能的发挥技术专业优势，不断拓宽岩土工程研究领域。通过分析关于水工环地质及岩土工程理论体系发展，积极发展岩土工程经营开发，承担水工环地质灾害危险性评估等多项工作，致力于为矿山岩土工程的建设创造出良好的经济效益以及社会效益。