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矿区工程地质水文地质问题探究

2015-04-10赵菊花

四川水泥 2015年2期
关键词:水文地质岩土矿区

赵菊花

(湖北省地质局第六地质大队,湖北 孝感 432000)

在矿区工程的地质勘察及施工设计过程中,关于水文地质问题始终占据着十分重要的地位,然而也常常被人们忽略。因为在地下岩土体中,地下水是其重要组成,它对于岩土体工程结构及特性有着直接影响,同时也体现了基础工程中的地质条件与环境,所以,一定程度上对整个矿区工程的稳定性与耐久性有重要的影响。地下水运动与水位变化将引发水文地质灾害,致使地下岩土结构产生变化,从而给矿区岩土工程带来严重后果,因此,水文地质问题是地质工程勘探中不可忽视的关键性因素,为了提高矿区地质工程的勘察质量,必须高度重视水文地质相关问题,以促进矿区结构的稳定、安全。

1.矿区地质工程中水文地质勘察的相关内容

1.1 矿区所在地的天然性地理环境

对于矿区工程地质勘察中的水文地质相关问题,其相关的地理自然环境,主要的勘察内容包括地形地貌及水文气象特征等。地貌地形,通常指矿区工程所在区域地面的高程、水系分布及地形特点等;而水文气象特征,通常指矿区所在地的水文气象等各方面相关资料,例如降雨、气温、湿润程度以及气候变化等。

1.2 矿区所在地地质情况及地下水位

矿区所在地地质情况是指矿区所在地的地质构造、地层岩性特点、基底处构造状况、第四系的厚度控制情态以及新生层运动构造等。勘察地下水位时的勘察内容主要有:近些年地下水位的变化形势、地下水位最高值、排泄状况、地下水位补给、径流、地表水与地下水间的互相关系等。因矿区工程施工质量于某种程度而言受动态变化的地下水位影响,所以,在勘察矿区工程过程中,对地下水位的勘察是其中十分关键的一个勘察内容。

1.3 地下水对矿区工程所产生的影响

通常状况下,其主要是指地下水对矿区工程施工产生的各类影响,例如地下水的水位变化会影响基础持力层;地下水 位的变化,会产生地面沉降、溶洞、塌陷等地质灾害;地下水的水质变化会影响矿区饮用水的水质等。

2.矿区水文地质工程的相关问题分析

2.1 地下水位变化对矿区工程施工造成的危害分析

(1)水位上升对矿区工程带来的危害。引起水位的上升是由多种因素造成的,主要所受的地质因素包括总体的岩性产状与含水层相应结构等,而水文气象相关因素包括气温、降雨量等,人为因素包括施工、灌溉、大量抽取地下水等影响,一般情况下经常会是几个因素综合的结果。地下水位的上升将可能引起岩土体发生土壤盐渍化、沼泽化,从而使得岩土与地下水对矿区结构的腐蚀性加强,致使河岸、斜坡等岩土岩体发生崩塌、滑移等不良地质问题。此外还会使一些特殊性岩土体发生结构破坏、强度降低、软化等,引发粉土及细砂饱和液化,产生流砂并管涌等相关问题。

(2)地下水位下降对矿区工程造成的危害。对于地下水位下降多是由人为因素所致,例如对地下水的大量集中抽取,采矿过程中矿床的疏干及上游处筑坝,通过水库的修建对下游处地下水补给进行截夺等。由于地下水下降过大,通常诱发地面塌陷、沉降与地裂缝、溶洞等地质灾害和地下水枯竭与水质发生恶化等严重问题,对矿区岩土体结构、岩土体的稳定以及人类自身居住环境产生重大威胁。

(3)地下水升降频繁对于矿区工程产生的危害。关于地下水升降变化,其可致使膨胀性岩土发生不均匀性缩胀变形,而当地下水频繁升降时,不但会使岩上收缩膨胀往复变形,并且还将导致岩土收缩膨胀幅度不断增大,从而产生地裂并引起建筑结构尤其是轻质建筑结构的破坏。地下水的升降变动地带内因地下水交替积极,会使土层胶结物之中的铝、铁等成分产生淋失,并因土层失去胶结物,而使土质变得更为松动。由于含水量孔隙比在逐渐增加,将引起压缩模量与承载力不断降低,从而对矿区工程处理与选择岩土工程时产生极大麻烦。

(4)地下水水位的升降改变,因岩土的膨胀性不同,进而致使膨缩变形产生不一致情况,从而导致水文地质的发布状况问题,膨缩变形不一致的不断进行,还将引起建筑结构的破坏,引起诸如崩塌、滑坡等地质灾害,对人们生活造成隐患。

2.2 地下水的动水压力给矿区工程施工所带来的危害

当前,伴随人类活动的不断增多以及日益破坏自然环境,使得之前不具有威胁作用的微弱地下水动水压力,现今也可时常发生对矿区工程设施带来影响和破坏,这是由于人类日益破坏自然环境,已经使得地下水的动力平衡条件被打破,使水文地质状态遭受破坏,所以,基坑流砂、突涌、管涌等事故频发。对于水文地质问题,还可能是由岩土滑移、崩塌等状况引起,这是由于岩土膨胀与收缩率因受影响而变得不同,进而使地下水压平衡被打破,以致使问题与诱发事故的发生,比如许多矿区发生结构开裂与基础沉降等质量问题。由此能够看出,在矿区工程实际的勘察与施工中,必须对水文地质相关问题予以重视,需加大对于水文地质的勘察与研究,以防止各类水文地质问题对矿区工程造成的危害,同时,地下水的动水压力给矿区工程所构成的隐患,我们也要设法防止。

3.矿区工程勘察水文地质时的相关注意事项

3.1 了解水文地质的相关条件

由上可知,不管地下水发生上升或是下降,均将使矿区工程遭受极大影响,因此,在矿区工程地质勘察过程中,须当对以下事项进行注意,从而更加准确的对矿区工程水文地质相关问题进行了解,以减小水文地质问题给矿区工程勘察带来的影响。在对水文地质进行勘察时,首先应当对一些水文地质基本内容进行了解:掌握矿区的日常地下水水位以及水位变化的规律、蒸发量、降水量等,并了解地下水与地表水两者间所存有的关系;掌握矿区的含水层深度与厚度,以及各个含水层内的地下水水力联系与水位变化、流动方向等;应按照地质条件对地下水的渗流状况进行了解;检查地下水与地表水的污染状况,若遭受污染,则确定其污染程度。

3.2 水文地质相关问题的评价内容

通过大量实践,归纳总结了几个水文地质相关问题的评价内容,其具体是:施工前,必须对水文地质状况对于岩土体或结构物所产生影响及程度进行认真评价,并且预测其可能引发的各类危害,随后,依据此相应的提出行之有效的预防对策。多角度、全方位的调查矿区所在地岩土工程的水文地质相关问题,然后根据水文地质已了解的相关问题,继而供以水文地质相应资料,从而便于保证工程基础施工。全面调查矿区所在的地地下水天然存在情态,且对因人为因素而导致地下水的改变状况以及可能引发的影响进行了解,并相应的提出处理措施。在评价水文地质相关问题上,需坚持好因地制宜原则,对不同矿区所在地勘察评价的主要内容也将不同,若矿区岩土体的基础是软质岩石或强风化岩,则其主要的评价内容便为地下水的活动对于岩土层崩解、胀缩与软化等产生的影响。

4.结论

综上可得,在勘察矿区工程地质过程中,对水文地质相关问题的探究是一项至关重要的内容,如果矿区工程所在处水文地质存在问题,那么将会对勘察矿区岩土工程造成极大影响。尽管水文地质相关问题在勘察岩土工程之中占有十分重要的位置,然而实际工作时,通常会被忽略。因此,在矿区地质工程今后的工作中,必须强化对矿区工程水文地质问相关题的有效分析与研究,且加强水文地质相关问题在勘察工程中的作用,从而促使矿区工程实现又快又好的发展。

[1]胡建斌.刍议岩土工程勘察中的水文地质问题[J].广东科技. 2011(16)

[2]胡飞.王亚凤. 岩土工程勘察中的几个水文地质问题[J].城市建设理论研究.2012(23)

[3]李建生.工程勘察中水文地质问题分析研究[J].中国新技术新产品. 2010(03)

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