矿山水文地质勘察中地下水的问题及应对措施

杨利勇

（江西省地质矿产勘查开发局九一五地质大队，江西 南昌 330002）

最近几年，随着我国勘查技术的不断创新与发展，为工程施工提供了极大的便利，一定程度上提升了施工的效率和质量。水文地质的勘察通常是工程施工和地质调研的一项相对较为关键的工作，同时也是整个工程结构的重要组成部分之一。地下水在地质勘查中是极为常见的一种因素，具有一定的流动性，不稳定，对最终勘察的结果也会产生极为严重的影响，不容小觑。目前阶段，我国的勘察技术手段以及设备还是相对较为先进的，对比于传统的勘察模式，具有实质上的进步。但是，水文地质的勘察工作具有极强的未知性，发生突发事件的频率也极高，因此，在实施工程之前，需要对周围的地质环境以及水文特征进行严谨的核查。水文地质勘察中，地下水所造成的影响是非常大的。主要是由于地下水是岩土体的重要组成部分，在地层之中，结构是较为复杂的，并且由于岩土体的特性，结构很容易发生改变，此时地下水便会在地下流动，很容易造成结构的崩塌以及地面的下沉。面对这样的情况，在施工前期，可以先对相关的区域进行调研，了解其水文地质特征以及存在的问题，并进行具体的分析，形成解决方案，以确保工程的顺利实施。所以，需要对水文地质勘察中地下水的问题及应对措施进行讨论分析。通过较为安全、稳定的方法，获取到施工项目的实际情况，通过精准的设备以及仪器测算实际的指标参数，并将其融入到地质勘察的方案之中，根据现阶段的水文特点进行水文地质变化的预测，最终制订具有针对性的应对措施，以此来确保工程顺利完成[1]。

1 水文地质中地下水勘察现状分析

水文地质勘察工作通常是较为复杂的，流程较为繁琐，同时还需要依据规定对一些细节进行严谨处理，否则便很容易给未来的施工造成极大的安全隐患。而在勘察中，最为主要的工作就是水文地质条件的确定以及地下水资源的正确处理。这部分主要是对地下水进行处理，地址勘察工作过程中，地下水的处理与勘察一定程度上存在较多的困难，但是造成这一现象的主要原因确实不固定的，可能是由于外力的冲击，使得本就较为薄弱的地质层发生碎裂或者坍塌，另外，还存在地下水量过多，给地面的勘察工作带来较大的压力，同时，一定程度上也留下了较大的安全隐患，对于施工人员的人身安全产生较大的威胁。因此，面对上述的情况，可以创新相应的勘察技术。通过不同的方式，进行水资源的合理利用，避免其对地质勘查工作造成影响。但是不同的区域，地质特征以及地下水的流向都是有所不同的，这在一定程度上也增加了水文地质勘察工作的难度。另外，一般情况下，地质勘查都在野外进行的，地理位置较为偏僻，虽然我国的勘查技术已经十分成熟，但是在实际勘察的过程中，还是会发生一些实际应用的问题，举例来说：勘察设备无信号、测量仪器难以移动、勘察范围过大导致结构空洞等，这些问题也是造成现阶段水文地质勘察的重要影响因素。除此之外，在勘察的过程中，部分区域由于地理位置以及地质环境的特殊，使得土壤中含有丰富的金属元素。一些区域所蕴含的金属元素是单一性质的，在对地下水进行勘察的时候相对较好处理，但是同样存在部分区域，土壤中所蕴含的金属元素是混合性质的，这也就使得地下水中也含有相同的混合金属元素，一定程度上阻碍了勘察工作的进行，也提升了勘察的难度最为常见的金属元素主要有钠、汞、锰、铜、镉等，部分的元素是具有辐射性和腐蚀性的，会对地下水的质量产生极为严重的影响，限制了地下水的可使用性。所以，在这样的现状中，需要加强勘察工作，提升勘察质量。

2 水文地质勘察中地下水存在的问题

2.1 潜水位突发性上升

一般情况下，地下水水位的变化是与季节有关联的，在干旱季，地下水的水位通常不会有太大的变化，对于地质勘察工作的影响也相对较小，但是，但是当处于降水季节的时侯，地下水的水位就较难控制了，通常情况下，水位的上升与下降是极难进行控制的，并且相应的引水工程建设也十分复杂，会极大的浪费人类、物力以及财力，这也给相关的勘察部门带来了一定的压力。不仅如此，部分地区在对水文地质进行勘察时，由于施工的不规范以及技术设备应用的不合理，使得地层、地壳以及内部岩石受到了严重的损坏，在这样的情况下，对于地下水的处理与规划就变得更加艰难，而降水量过大也造成严重的地质灾害，留下极大的安全隐患。造成不可挽回的负面影响。原因主要为以下几点：其一，水位上升一定程度上会破坏建筑物的地基，地基中的含水量逐渐增多，会加快建筑物的下沉速度，容易造成坍塌、形变以及裂缝等问题。第二。水位上升会对土壤造成较大的挤压力，时间久了会形成土质疏松的状况，具体如下图1所示。

图1 地下水水位上升造成的土质疏松

根据图1中的现状，可以了解到土质疏松的危害，不仅降低了土层的基础强度，对于地面上的建筑也是一种影响，并且容易形成盐碱化的地质环境。

2.2 地下水位不规律波动

地下水水位的不规律波动，气候条件的影响是相对较大的。通常地下水水位会有地层的顶升、断裂、挤压不定期地形成不规律地变化。而对于水位的上升也同样是无法控制的，这就使得相关的勘察工作在执行的过程中，极易出现误差，同时，对于地面建筑物也会造成大范围的影响，不仅如此，地下水位的不规律律动，同时也是底层不稳定以及土壤松动导致的，部分地区由于创年高温所欲，使得土壤的黏度一直保持在合理的范围之内，这使得水源的流动受到了一定的控制，而对于干旱区，土地便极容易出现沙化问题，使得地下土壤之间的空隙逐渐增大，这也给地下水的不规律波动提供了条件，同样也给地面上的建筑物造成了极大的压力，这导致混凝土结构以及木质结构的建筑发生形变，有的在结构上甚至会出现破损或者碎裂的情况。减少了建筑物的使用寿命。不仅如此，水位的不规律波动对于周围土壤的情况也会产生影响，置换作用下，波动频率的增多会使原本土层形成严重的机理化，使承载力大幅度下降。并随之出现形变、碎裂的问题[2]。

2.3 承压水的问题

承压水主要指的是当地下水水量达到一定的标准时，向外延伸的水。一般情况下，地层深处的地下水主要以承压水为主，占据的比例较大。现如今，随着我国建筑工程作业规模不断扩大，使得承压水问题逐渐凸显出来。在这样的背景之下，施工工程深度的扩大，就会加强承压水的危害，主要体现在一下几部分：施工前期，进行水文地质勘察的过程中，为例保证勘察结果的可信性，需要挖掘基坑，这就会增加含水层上方结构中多结构土层的压力，由于不同的区域地下水源的含量存在较大的差异，这也使得在实际勘察的过程中，时常会出现较多的突发行因素，一定程度上极易造成关联隐患，这也是造成承压水出现的关键因素之一。不仅如此，部分地区在进行地质勘查的过程中，相关人员由于专业素质较低，对于地层以及土壤处理不规范，造成破坏，而此时承压水会随着他土层结构的变化以及出现的缝隙将压力转移至其他位置，这些缝隙在外力的作用之下，在加上自然环境的影响，逐渐加深，形成水源的流动环境，形成大量承压水从地底涌向地面的现象，最终导致基坑中出现涌水、涌砂的状况，一定程度上还会干扰地质勘查工作的继续推进。另外，承压水在勘察工作的执行过程中，还时常会出现反涌现象，这一问题虽然不会对最终的勘察结果造成严重的影响，但是在实际应用的过程中，时常会造成大规模的关联性勘察误差，造成极大地工作压力，另外，承压水的增多还会增加水位地质勘察的危险性，在实际工程的执行过程中，产生范围性的地层断裂，同时，留下较大的安全隐患，且极容易产生塌陷的问题，增加勘察风险。

3 应对措施探析

3.1 确定地下水的实际勘察内容

在进行水位地质勘察的前期，都会依据所勘察区域的实际情况制定出相对应的勘察方案，方案中会就实际的目标、内容、方法以及后勤措施进行探讨。但是最近几年，越来越多的工程不注重内容的明确，而是一味地扩大勘察施工的面积，给所属区域的地质环境造成了极为严重的破坏。所以，进一步明确地下水的实际勘察内容，不仅可以更为有效地提升最终的勘察结果，同时还有利于增强工程的完整性，具有一定的实际价值。在具体的工作过程中，对于内容的确定同样也是一项较为复杂的工作，一般的勘察范围是不会局限于作业区域，而是应该依据对应的比例，所以，可以在勘察工作实施之前，利用专业的设备以及技术，将需要勘察的区域划分为多个模块性的范围，每一个小区域均需要进行单一地采样，在这个过程之中，可以底测定区域进行编号。同时，将所获取的样本对比分析。随后，根据得出的结果，结合设定的方案，挖掘相关的勘察基坑。但是需要注意的是，基坑的建设与挖掘，是要根据实际测定计算的数值来执行的，并且需要与地下水的预留水位保持一致。不仅如此，为了避免出现大范围的涌水现象，还需要在基坑的侧方修建排水渠，便于排掉承压水。根据基坑面积的变化，扩大勘察面积，进一步了解周边的地质环境和水文情况。所以，需要明确的勘察内容主要包括：地下水类型、承压深度、水位深度、含水层情况、水层结构发育、延伸路线、降水条件、补充途径等。上述内容皆是地下水的重要勘察内容。但是在勘察的过程中，内容的识别以及勘察也是有具体顺序定义的，需要严格按照规定来执行，避免出现遗漏勘察以及勘察误差等问题的出现。另外，在勘察工作执行的过程中，还要设立对应的监督检查小组，对于勘察工作的规范性以及合理性进行监督，确保勘察工作的质量与效率，同时也可以提升地下水数据信息勘察的完整性和全面性，有利于后续施工的综合评价，确保最终勘察结果的可靠性，为部分预防措施提供有效的数据参考[3]。

3.2 深入分析岩土体的地下水理性质

地下水最主要的形成因素除了外部降水之外，就是岩土体自身对于地下水的阻挡，具有一定的水理性质。所以，一般对地下水进行勘察的同时也需要对此区域相关的岩土体进行细致地了解。它与地下水共同作用，极易阻碍水文地质的勘察工作。在研究岩土体以及地下水的过程中，可以先获取基础性的数据，并将其与对应的标准进行比照，具体的标准如下表1所示。

表1 岩土体与地下水作用标准表

根据表1中的数据信息，进行实际标准的设定。随后，可以依据互联网或者分析平台，对区域的地质以及水源的特征进行化验与提取，结合相应的水理性质，进行更为具体的验证与分析。一般情况下，地下水较为充沛区域的岩土体，松散的现象会相对更为明显一些，所以，在勘察工作的过程中，相关人员可以根据专业的设备以及仪器，定位岩土体区域，为后续地下水的处理工作奠定基础。随后，根据本区域的地质特征，再结合实测标准的变化，作出水理性质的推算，并获取结果，然后定期对地下水以及岩土体取样，研究二者之间的关系，并且总结容水和持水的特性，通过其研究水质变化的规律。但是需要注意的是，地下水质以及流向时常会由于外部冲击而发生变化，所以，在勘察的过程中，也要确保测定结果的实用性以及可靠性，避免出现测量误差。确实，岩土体下的地下水流动速度通常会受到碎石、岩层以及其他固体物质的制约，所以，为了加强对岩土体地下水的控制，可以采用堵塞的方式，降低水源的流动速度，同时修建怕侧向的排水沟渠，将多余的地下水排掉。但是不同地区地下水的实际情况也是各不相同的，相对应的岩土体的水理性质也有一定的差异性，所以所制定的勘察方案需要具备一定的灵活性，在保证数据准确性和合理性的同时，也要在不同的环境之下，分析出相对应的水理以及地下水的变化情况。

3.3 优化地下水勘察的制度和评估体系

目前阶段，存在很多的勘查工程以及企业为了大幅度提升工作效率，进一步完善作业结构的标准化，制定出相关的勘察制度，但是通常会由于更新速度较慢，导致制度出现一定的滞后性。针对这种情况，需要在原本的制度中缺失、滞后的部分依据实际情况作出补充，进一步优化勘察制度内容，提升相对应的完整度。首先，可以性综合勘察的角度上，进行勘察目标的制定，需要先测定勘察的相关数据，同时将得出的数据信息汇总整合，确定具体的勘察内容，根据勘察的内容，划归出具体的勘察结构以及评估体系，同时，将区域地下水的处理编制在处理方案之中，在勘察工作的实施过程中，如果出现相关的问题，可以通过方案中设定的解决措施进行处理。如果问题超出方案设定的范围之内，可以构建对应的处理框架或者模型，进一步解决相应的问题。在此基础上，还需要设定对应的评估体系。其实，地下水勘察的评估工作也是十分重要且关键的，具有深远的现实意义。在施工完成之后，可以根据对应的标准，对勘察的结果进行层级评价，将存在的问题划归总结，同时，形成特定的解决方案，以此来进一步提升整体的勘察解决效果，避免出现大范围的勘察问题。不仅如此，对于地下水流向的控制也需要加强，完善优化相应的执行规定，同时，进行地下水灾害的预估与测算，从根源上避免勘察灾害的发生，降低勘察的实际成本，同时也排除掉存在的安全隐患，确保相关勘察人员的人身安全，形成更加稳定、系统且全面的勘察模式。完成水文地质以及地下水的勘察之后，对得出的结果进行二次评估，以确保其精准性，同时也最大程度地排除了潜在的危险，提升了勘察的安全性，对未来工程的实施也是一种保护[4]。

4 结语

综上所述，便是对水文地质勘查中地下水的问题及应对措施的分析。其实，现阶段，随着我国科技的不断更新，地质勘察行业也得到了充分地发展，虽然取得了相对较好的效果，但是在实际应用的过程中，仍然存在一定的那个问题以及缺陷，所以针对这一情况，可以在施工前期对地质环境以及水文情况作出全面地了解与调研，这样可以进一步提升勘察效果，提高工程质量，推动相关行业进一步发展。