环境地质问题在地质勘察中的重要性

祝方宸，王佳楠，王 松

(1.黑龙江省龙矿建设工程有限公司，哈尔滨 150027； 2.黑龙江省科学院自然与生态研究所，哈尔滨 150040)

我国工程活动质量不断提升，这些工程活动虽然给人们带来了经济利益，但也造成了不同的环境地质问题，对生活环境产生了巨大影响。针对环境地质问题如由地下工程排水而引发的地质灾害及因地下水污染导致的供水安全等方面进行分析，探究地质勘察存在的环境地质问题及相应的防治措施。应全面掌握地质灾害底数，对灾害地质进行科学合理分类，必要时增加补充勘察，为科学保护地质环境奠定基础。

1 环境地质问题研究及现状

环境地质这一概念起源于20世纪60年代末、70年代初的一些西方发达国家，随后这些国家意识到经济发展对环境地质产生破坏,易形成环境地质问题，因此将泥石流、水污染和地质沉降等问题划为环境地质问题。目前，环境地质问题主要分为两个方面：一是人类活动改变了地质环境而导致的环境问题，如水污染、地面沉降、地面塌陷、资源衰竭及固体废物处置不得当等。二是地质作用引起的环境问题，如火山爆发、地震、洪水、滑坡及地质环境化学元素分布不均引起的生物效应。

近年来，我国主要城市区域地质环境状况总体良好，城市地质安全性总体较高，我国城市化进程的跨越式发展对地质工程勘察提出了很高的要求。我国地质条件复杂，在地质工程勘察过程中会遇到很多环境地质方面的问题。工程建设活动的正常开展会对这些问题产生不同程度的影响，施工和勘察过程中若没有详细记录施工现场环境地质数据，也可能会导致工程建设活动质量存在隐患。为了满足人类发展需求，科学合理地开展工程建设活动，应在工程建设前做好勘察和预防工作，保护地质环境，使人类工程建设活动与环境之间保持良好的协调性，以有利于人类与自然和谐相处，因此进行工程建设地质勘察时，对环境地质问题的排查就显得尤为重要[1]。

1.1 地下工程排水导致的地面沉降引发地质灾害

由外部环境因素引起的地表沉降、地下工程开挖而影响地层、开挖过程中可能引起的地层应力变化，称为二次应力场。地表沉降的主要原因是开挖面的应力释放和附加应力，包括工程开挖引起的附加应力，地下工程施工过程中对地层的破坏，地下水渗流引起的地下水位变化[2]。

因过量汲取地下水可能导致区域性水位下降，还可造成地面沉降。采掘固体矿产、开采石油与天然气等人类工程活动也是导致地面沉降的主要原因。地面塌陷的主要原因是水动力条件改变引起环境效应作用下失去平衡发生的下沉或突然坍塌的现象。基于以上情况对地质造成的影响，不利于项目工程的正常实施及生产需要。因地质沉降而导致的崩塌、滑坡、泥石流等威胁到上百万城市居民。2001—2010年，我国有236个城市发生了崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，共计14 700余处，导致规划区范围内3 702人伤亡、毁坏房屋23万余间，大量基础设施受到影响。灾害隐患点11 000余处，威胁到140多万人的生命财产安全。这类灾害严重的城市主要分布在丘陵、山地地区，如重庆、兰州、 西宁、天水、陇南、攀枝花等。城市地区人类活动诱发的崩塌、滑坡、泥石流数量超过70%。

1.2 地下工程建设造成的地下水污染影响供水安全

较高的地下水位在地下工程施工时很容易引起突水问题。不仅如此，地下工程施工排放的污水也很容易影响地下水资源，严重时会改变整个施工区域的水环境。

地下工程施工过程中，应重视水资源污染问题，因为地下水的局部污染较严重，密切关系着城市供水安全。我国城市地区地下水质量总体较好，但局部地下水污染现象较为普遍。调查的306个城市中，有269个城市面临地下水污染问题。其中，珠三角、长三角、东北、华北平原城市的地下水污染较重，低山丘陵地区城市的地下水污染较轻。

污水的不断排放会使地下局部地区的水动力环境受到影响，这也加剧了地下水资源污染。工程开发过程中，因为一些因素的影响，很容易使地下水出现径流现象，之后导致水位上升，对工程施工进度造成影响，同时威胁工程质量。

2 工程地质勘察的基本流程

工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究。查明工程地质条件后，需根据设计建筑物的结构和运行特点，作出正确的评价，为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据[3]。工程勘察工作流程是依据步骤、程序所要完成的工作环节。工程勘察作为一项庞大的系统工程，需从各个层面来分析工作流程。主要分析了工程勘察的具体实施流程，如图1所示。

图1 工程勘察流程Fig.1 Engineering investigation process

为满足工程建设各方面要求，工程勘察需要进行可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察三个步骤。一是可行性研究勘察。主要服务于项目的可行性研究阶段。本阶段的主要任务是对拟建场地岩土体的稳定性和适宜性进行岩土工程评估，并评估技术手段、勘测计划和经济投资，以满足施工场地的需要。二是初步勘察。初步调查是为满足项目初步设计要求而开展的活动。主要目的是在可行性研究的基础上，对项目施工现场主要施工段的岩土工程稳定性进行相应的评价，进一步确定项目施工总平面布置图，对现场主要建(构)筑物及不良地质条件的岩土工程方案进行设计论证，以满足初步设计要求，并完成进一步扩建设计的前期准备工作。三是详细勘察。主要分析研究前两次勘察的数据并对目标场地进行工程设计、处理防治较差地质所带来的影响及勘察岩土的稳定性等，以满足施工图的设计要求。工程阶段需要根据不同的建筑物和构筑物提供详细的岩土工程技术参数，所需的技术结果应准确可靠，且许多任务需与大量计算相结合。

3 环境地质问题在地质勘察中的重要性

地质调查工作中，很容易忽略周边环境地质问题及污染问题，这是当前工作的弊端。环境地质问题的排查是地质勘察中的重要组成部分，过去受到各种因素的影响，地质勘察对环境地质问题的排查严重缺失，导致勘测工作不足。对环境地质问题的排查不仅重要，也是地质勘察工作中的首要任务，应引起勘察人员的重视。

全面的地质勘察对城市地下工程建设、矿山资源开发等工程建设中的环境问题和地质问题防治具有一定的意义。工程建设之前，相关施工单位应做好准备工作，对施工现场的周边环境及相关情况进行勘察，科学记录勘察资料，保证资料的完整性和真实性，勘察资料可以作为工程建设的重要依据。工程开发过程中，可以结合四周地质环境采取不同的开发策略，尽可能将对土层的破坏降到最低。勘察工作对工程建设至关重要，应保证勘察数据的完整性，降低工程项目的施工风险，减少工程对环境造成的不利影响，防止出现地质问题[4]。

4 提升地质勘察质量的措施

4.1 全面掌握地质灾害底数，对灾害地质进行科学合理分类

地质灾害不仅会直接或间接危害人类生命财产、生活与经济活动，还会破坏人类赖以生存与发展的资源及环境。地质灾害分布广、危害大，应全面掌握地质灾害隐患风险底数，客观认识各地区灾害综合风险水平，为国家和地方各级政府有效开展自然灾害防治和应急管理、切实保障社会经济可持续发展提供权威的灾害风险信息和科学决策依据。

应对全国开展地质灾害及隐患调查，评估地质灾害隐患的风险等级，对灾区地质进行科学合理分类。在调查基础上，将区域按照极高、高、中和低4个等级划分地质灾害风险区；在风险区划的基础上综合考虑地质灾害防灾减灾需求，依据防治工作的轻重缓急，将区域可划分为一般防治区、次重点防治区和重点防治区，并针对性地提出防治措施建议，形成全国-省-市-县四级动态更新的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害数据库，编制四级地质灾害风险区划和防治区划，为各级政府开展地质灾害防治提供地质灾害风险信息和科学决策依据[5]。

4.2 解决地下水污染问题

应将地下水污染放在首位，制定勘察标准，明确勘察目标，调查地下水分布和运移规律，制定有效的防治措施。着重治理地下水污染问题。地表以下的地层十分复杂，地下水流动也极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水被污染后，将会对工农业产生严重影响，修复时间也十分漫长。勘察人员应将地下水污染严格控制在合理范围内，满足人们的正常用水需求。工程地质勘察人员要增强全面熟悉地质勘察有关规范的综合能力，严格遵守各项操作规程，提高勘察质量，为保护地质环境奠定基础。

4.3 增加补充勘察

工程地质勘察过程中，工程活动、工程设计、地质勘察会相互影响。因人为原因而出现与地质勘察报告不符时，或出现比地质勘察报告更严重的工程地质问题时，可进行施工补充勘察，以解决实际问题。其主要是岩石工程勘探，为了避免出现易坍塌的岩层或因地下水不稳定而带来沉降等严重的环境地质问题。在设计矿山开发利用方案前，一般要进行专项工程地质勘察，为矿山设计提供依据。要进行一些补充勘探，对勘探区域内的岩石工程进行更详细的勘探，并将岩层中有松散土壤的区域或层标记为单独处理、预防和控制。进行环境调整，加强补充勘察，以有效减少人为因素对环境的破坏。

5 结语

我国越来越重视生态文明建设，已将其作为可持续发展的大计，环境地质问题成为了生态文明建设和可持续发展中的重要工作。人类工程活动可能导致地震、地面沉降和边坡失稳等地质灾害问题。在地质勘察中开展环境地质研究是为了分析人类工程活动对地质环境的影响，在保证地质环境与工程建设和谐发展的基础上提出相应的解决办法，为我国更好更快发展提供有利条件。