矿山工程勘察过程中与水文地质问题探析

邢旭亮

（广东核力工程勘察院，广东 广州 510800）

随着我国社会经济水平的快速发展与提升，城乡一体化进程在这一过程中得到了不断的加快与提升，当下矿山工程正面临着全新的发展机遇以及严峻的挑战，在未来发展的过程中需要在激烈的市场竞争当中找到脱颖而出的方式。在矿山工程施工当中，矿山工程施工勘察工作非常重要，这一施工环节的开展不仅仅可以为矿山工程提供基础数据与相关信息，同时这一工作还可以为矿山工程施工提供参考数据与相关价值，尤其是针对于一些比较特殊的地基和土质来说，这一工作能够起到非常关键的指导作用与价值。

1 矿山工程勘察设计和施工中水文地质问题的重要性

在所有的工程勘察工作当中，最被人们所忽略的关键问题就是水文地质勘察工作，之所以如此重要，主要是因为水文地质与工程地质之间有着非常紧密的联系，这两者之间一方面有相互影响，同时也有相互作用。然而，地下水属于岩土体的一部分内容，因此很多时候会对矿体结构的特性产生一定的影响和限制。与此同时，在这一过程中水文地质也会对建筑的稳定性产生影响。在我国某矿区内的水文地质条件较为复杂的位置，很多时候没有对水文地质进行深入的研究，这很多时候在矿山工程设计阶段忽略了水文地质问题，经常会由于地下水而影响工程。在这样的状态下，很多时候难以提升矿山工程质量，站在这一角度上来说未来提升水文地质勘察工作质量非常重要[1]。

2 地下水引起的矿山工程危害以及当下工程勘察设计存在的问题

2.1 地下水升降变化引起的矿山工程产生危害

地下水位变化很多时候是由于天然因素以及人为因素两种方面原因引起，但是无论是什么原因，在地下水位变化达到一定的程度之后，都将会对矿山工程造成危害和影响，具体来说地下水位的变化引起的危害又分为三种方式[2]。

首先是水位上升引起的矿山工程危害，潜在水位上升的原因多种多样，主要包括受地质因素比如说含水层结构、总体矿体结构产状。水文气象因素比如说降雨量、气温等等人为因素的影响，很多时候之所以出现这种情况，往往是多种因素的综合结果。由于潜水面上升对于矿山工程可能会造成土壤沼泽化、盐渍化，而斜坡、河岸等等矿山体很多时候会产生滑动、崩塌等等不良地质现象。一些具有特殊性的矿山体结构被破坏、强度也随之降低与软化，进而出现流沙与管涌现象[3]。

其次则是地下水位下降引起的矿山工程危害，很多时候地下水位的降低是由于人为因素所引起，比如说大量抽取地下水、采矿活动、修建水库等等。地下水的大幅度下降，经常会引发地裂、地面沉降等等地质灾害，同时还将会对矿山体以及边坡稳定性造成极大的影响和危害。

最后则是地下水频繁升降对于矿山工程造成的危害和影响，地下水的升降变化将会引起膨胀性矿产结构，产生不均匀的膨胀收缩变形，一旦地下水升降较为频繁，不仅仅会使矿体结构的膨胀收缩加速，导致矿体膨胀收缩不断加大，进而导致施工工程受到破坏和影响。地下水升降将会带动地下水的积极交替，进而带走土层当中的铁、铝等等成分，最终导致土质变松、含水孔隙比随之增大，给矿山工程的基础选择与处理带来非常大的麻烦和影响[4]。

2.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害

很多时候地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般都不会造成什么危害和影响。但是在人为工程活动的影响下，地下水动压力的变化改变了地下水天然动力平衡条件。在移动的动水压力作用下，很多时候会引起严重的矿山工程危害，比如说流沙、管涌、基坑突涌等等。

2.3 综合能力和技术素养存在问题

这样的问题主要表现在技术人员缺少调查的专业度，他们对于野外调查以及室内的调查都缺少一定的技术性。工作人员针对地基与地基相关的原始数据展开整理，但是对于数据的利用能力十分缺乏，怎样去辨别数据的真伪是员工面临更为严峻的问题。而且，一些员工对于数据的验证和总结能力不足，对于矿山工程施工结构的设计以及相关的知识并不不明确。这样的情况之下，一般都会造成调查目标不明确，而且数据并不能够满足低级设计的基本延续要求[5]。研究的相关技术人员以及专业的知识问题变得更大。另外，施工内部的工作人员缺少一定的沟通以及技术之间的交流，使得他们对于各个施工目标的技术服务以及未来技术的发展并不是十分了解。所以最终会导致施工人员遇到一些重要的项目或者是复杂的项目就会变得不知所措，不知道该使用如何的技术与方法或者采用什么样施工手段来有效解决当前施工中所遇到的一些技术问题[6]。

3 矿山工程勘察与设计中需要着重注意的水文地质问题

3.1 明确而矿山工程勘察中水文地质的勘察要求

在矿山工程勘察工作开展的过程中，需要根据工程的实际要求来进行分析，通过搜集资料以及水文地质勘察工作，明确工程所属地区的水文地质条件。首先需要明确自然地理条件，这其中包括气象水文特征以及地形地貌等等内容。气象水文特征是指工程所属地区究竟是亚热带还是热带地区，以及在这一过程中季风气候的实际状态，同时在这一过程中还需要分析当地的湿润程度、热量等等。二地形地貌是指工程区域周围的水系、平原、高原特征、地形是否开阔等等。其次，地质环境条件当中包括工程所在地区地质构造特征、基底构造、地层结构矿性等等方面的内容[7]。再次，地下水位情况当中包括五年以来的最高地下水位、水位变化趋势，同时在这一过程中也需要明确地下水补给排泄条件、地表水、地下水补排关系以及对地下水位的影响等等。可以说地下水位的变化对于矿山工程将会产生巨大的影响，是工程勘察工作当中非常重要的内容。最后则是各含水层以及隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位、变化幅度，其中主要包括含水层分布、厚度、埋深。通过现场试验，可以测定地层渗透系数等等水文地质参数等等。场地地质条件下，对地下水赋存和渗流状态的影响，从而判断出地下水水质对建筑材料产生的腐蚀性等等。

3.2 正确区分潜水与上层滞水

上层滞水与潜水之间有着明显的区别，首先滞水与潜水所在的地层之间存在不同，滞水主要位于包气带当中，而潜水则是位于饱水带当中。其次，则是滞水与潜水两者的形成条件有所不同，上层滞水形成于包气带当中的局部隔水层，而潜水形成于饱和带的稳定隔水层之上[8]。上层滞水于潜水的共同点很多时候都拥有自由水面的重力水。根据上层滞水于潜水的主要差别，可以鉴别为场地的地层性质究竟是饱水带还是包气带，只有存在包气带的情况下，可以鉴别为上层滞水。如果整个地带都是饱水带，那么局部隔水层以下也属于饱水状态，因此也就不可能是上层滞水，这就是上层滞水与潜水值就按的区别。针对于岩土工程施工来说，即便是上层滞水，对于施工安全也将会产生至关重要的影响，不能掉以轻心。很多基坑工程事故之所以出现，就是由于邻近下水带破裂造成，可以发现地下水属于基坑失稳的关键因素[9]。

3.3 关于分层量测各含水层水位的问题

在矿山工程勘察施工的过程中，场地当中的地下水类型一般来说主要分为上层滞水、第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，而在勘察外业施工的过程中，一般量测的终孔稳定水位都是混合水位，因此需要根据实际情况分层止水量测各个含水层的水位。这很多时候需要缝隙多层水位是否对工程建设产生影响，举个案例说明，比如说在地下三米位置可以看到孔隙潜水，地下十米位置可以看到基岩裂隙承压水，如果这一工程采用了浅基础，基础深度为1.5m，由于承压水对于这一工程没有产生影响，因此也就不需要使用分层止水量测各个含水层水位。在矿山工程开采中，所开挖深度达到了8m，因为需要评价基坑底部的抗突涌稳定性，在勘察的过程中就必须要使用止水措施进行控制，尤其是需要分层测量浅水以及承压水的水位。如果在这一过程中没有使用合适的止水措施，测量的是混合水位，那么很多时候可能会对抗突涌稳定性产生错误的判断。未分层量测各含水层水位的问题是矿山工程勘察报告审图当中比较常见的一些问题，因此矿山工程勘察施工工作必须要重视这一环节[10]。

4 矿山工程勘察工作与水文地质需要注意的工作方向

4.1 详细观察地下水情况

在进行水文地质勘察工作的过程中，地下水属于需要首先进行调查的项目，这也是水文地质工作当中非常重要的一环。因此，在进行勘察的过程中，需要明确地下水勘察工作的任务以及工作目标。除此之外，还需要基于地下水埋藏情况、上升变化幅度、类型、流向等等内容进行详细化的调查与分析。随后还需要注意根据调查结果来对各种因素进行深入的评价，从而分析安全隐患的可能性以及未来可能会造成的严重影响，根据实际情况来确认可能存在的安全隐患和可能造成的影响，针对于这些内容来安排相应的解决措施。

4.2 完善评价机制与规范体系

水文地质勘察的评价机制与规范体系属于保证工作质量与工作效率的关键所在，因此在未来需要根据实际情况来制定出科学合理的规范体系和评价机制。相关工作人员在进行勘察的过程中，需要严格遵守规定来进行勘察，这能够保证勘察工作的质量以及数据的稳定性。

4.3 加强工作人员的重视程度

在进行工程地质勘测的过程中，常常会忽视水文地质的问题，大多数的情况都是由于研究过程中过于应付检查而造成的表面工作。这一问题的出现在很大的程度上都会导致水文地质问题产生，进而导致安全生产事故常常出现。因此，在开展工程地质勘察的过程中，相关技术人员需要转变以往的实现，给予水文地质问题更多的重视。勘察的过程中，需要加大对于水文地质勘察的重视程度，并且在预测与评价的过程中重点介绍一下水文地质问题，从而减少出现的施工工程安全事故。

4.4 准确测定水文地质参数

对于水文地质来说，勘察仅仅只能够得到一个数据，而这一数据也仅仅只能够代表整个水文地质勘察结果与评价的一个基础。因此，在未来之后保证水文地质勘察的数据精确，才能够详细的分析水文地质实际情况，才能够更好的对可能发生的问题进行防范。因此，可以使用几何的方式来测定水位，主要的测定出孔水位以及水流的流向，进行测定的过程中，测定时机非常重要。例如在对静止水位进行测定的过程中，就需要在水位保持平稳之后再进行测定。

4.5 提高工作人员的整体素质

水文地质勘察工作如果工作人员的自身素质不过关，将会对勘察工作造成的严重的影响。主要的问题集中在难以保障勘察数据的准确性方面，这将会对工程最终的整体质量都会造成严重的影响[11]。因此，勘察水文地质的工作人员在未来发展的过程中需要注意能够不断的学习各项新技能，从而保证自己的水平处于不断提升的过程中。除此之外施工单位也需要定期开展培训活动，从而提升工作人员的专业技能水平以及自身综合素质。

4.6 关注地下水腐蚀问题

很多时候地下水类型多种多样，而水位的变化将会受到水文条件的影响与限制，同时在这一过程中也将会随着降水量的不同而出现季节性的变化。与地表水相同，地下水也具有一定的腐蚀性，主要的原因就是地下水当中的矿物质含量较高。如果地下水受到污染和影响，造成某种化学成分过高，那么地下水就会出现腐蚀性。在进行矿山工程勘察与建筑工程设计当中，需要针对于地下水进行考察，下表为地下水腐蚀性以及矿物质比例表。

表1 地下水腐蚀性及矿物质对比

在地下水腐蚀性评价当中，除了根据并且给出地下水当中各主要离子与分子含量之外，还有两个指标，分别是总矿化度与酸碱度[12]。总矿化度表示地下水总含盐量的多少，酸碱度则是表示具体的水质类型，地下水酸碱类型包括强酸性水、弱酸性水、中性水（纯水）、弱碱水、强碱水。

避免地下水造成的腐蚀，需要采用广泛的措施来进行处理。由于地下水污染属于周围环境污染造成，地下水污染可以进行防治，将生产过程中的工业废料降低到最低，就能够改善污水净化排放工艺。

除此之外，矿山施工过程中的耐久性很多时候取决于材料的品质、用量以及材料的对比，腐蚀介质的腐蚀类型以及混凝土的环境暴露条件，对于混凝土具有很强的接近腐蚀地段，需要使用抗硫酸盐水泥或者矿渣水泥比较好。

5 结语

水文地质对于矿山工程地质勘察来说非常重要，不仅仅是矿山工程的基本条件，同时也是开展这一工作的关键内涵。未来必须要严格并且详细的针对于地下水分布情况和分布特点进行勘察，只有这样才能够保证工程施工安全性以及建筑简称之后的质量与稳定性。在当下发展的过程中，未来需要不断的完善岩土工程地质勘测进行设计与分析，保证当下工程施工安全性的质量以及稳定性。在当下时代发展的过程中，需要不断的完善矿山工程地质勘测的设计与施工工作，重视水文地质情况。而施工单位的技术人员则是需要对水文地质进行科学完善的分析，明确勘察目标与勘察任务，了解水文地质对项目施工产生的影响。