汪志鹏，董 寅

(景德镇市地质灾害应急中心，江西 景德镇 333000)

0 引 言

作为当今发展较快的科学技术之一，GIS是以地理空间数据为基础，用于空间地理相关的数据采集、存储、提取、检索、分析、显示、制图，实现综合分析应用的技术系统。随着时代的发展，岩土工程的范畴已不再局限在传统意义上，而是更广泛地与地理信息系统相结合。将GIS技术引入岩土工程领域，可以大大提高工作效率，提高岩土工程勘察设计的准确性。本文通过对磷石膏堆填体的位置形态、渣场的面积、体积、任意点磷石膏厚度等进行节理裂隙分析；根据节理裂隙分析的结果进行三维建模，分析岩体结构面的空间形态、组合关系、分布和延展规律等，从而分析地下水在结构面中的运动方向。

1 工程概况

渣场位于白头村鸡窝坡，磷石膏堆积体高程1 246～1 275 m，堆积体位于沟谷地段，东南和西北两侧为山，沟谷从西南往北通过，磷石膏直接与两侧基岩接触，底部直接与红黏土接触。磷石膏堆填体平面上呈逗号形状，沿东西方向，最宽处约230 m，沿南北方向最宽处约360 m；堆填体中部相对较低，与周边堆填体高差3～8 m，为开挖外运所致，受场地地形控制，靠山两侧出露白云岩，磷石膏直接与两侧基岩接触，基岩可见节理裂隙发育，部分接触基岩面经过爆破；底部为红黏土，磷石膏直接与红黏土接触，覆盖在红黏土之上。

2 污染情况

2.1 地表水污染

场区节理裂隙发育，基岩中赋存岩溶裂隙水，与地表水存在水力联系。地下水受到磷石膏渣场的污染后，在其出水口(泉点、水井等)将受到污染的地下水排入地表水系，使地表水间接受到磷石膏渣场的污染。

2.2 地下水污染

场区属岩溶地貌，岩体直接出露地表，磷石膏渣场堆填高度较大，堆填体两侧与岩体直接接触，磷石膏渗沥液可直接通过节理裂隙进入地下水系，使地下水污染。场区岩体节理裂隙发育，磷石膏渗沥液、悬浊液进入基岩，引起周边地下水环境发生变化，造成基岩含水层污染。

3 岩体节理裂隙调查

对磷石膏渣场附近出露基岩选取具有代表性的12个点进行样方调查，现场绘制素描图，测量各节理裂隙的产状并进行分组，对节理裂隙进行统计分析，找出发育规律、数量、方向等，为水环境分析提供依据。

样方统计以单位面积为标准进行现场节理裂隙统计，以样方3为例，并以素描图和照片记录其原始状态，统计其产状、间距、宽度、长度。见图1和图2。

图1 样方3工作面

图2 节理网络模拟软件

根据节理裂隙调查，场地周围节理裂隙发育，共11组，宽度0～15 cm不等。其中主要发育四组，产状分别为：第一组2°∠81°，第二组345°∠52°，第三组(平行层面)278°∠58°，第四组169°∠50°。对现场统计数据通过节理网络模拟软件进行模拟，得到样方3的成果，见图3。

图3 样方3节理网络模拟成果

岩土勘察和量测获得的岩土信息是一些离散的数据，面对这些岩土信息，图形图像是最直观的数据解释。因此，空间地质模型及可视化系统的研究和应用是岩土工程勘察评价领域计算机应用的必然趋势。

4 磷石膏渣场GIS分析

在前期工作的基础上，采用SuperMap软件对相关图件和数据进行矢量化输入，进行三维建模，得出磷石膏堆填体的三维图像，对磷石膏堆填体的位置形态、渣场的面积、体积、任意点磷石膏厚度、剖面形态等进行分析；根据节理裂隙分析的结果进行三维建模，分析岩体结构面的空间形态、组合关系、分布和延展规律等。

4.1 GIS形态分析

通过对场地原状地形图和现状地形图进行矢量化后叠加，提取数据，进行三维建模，对磷石膏渣场进行形态分析。运用提取的渣场数据，对叠加后的图形切剖面，得出渣场与地面接触界线。

4.2 空间形态分析

通过对矿渣堆积前后分别建模叠加，得出磷石膏堆填体体积、堆填体任一点厚度等空间特征数据和空间特征数据。见图4和图5。

图4 体积分析

图5 厚度采集点

4.3 三维建模

根据数理统计结果，到11组结构面。根据节理裂隙发育次序，结合对渗流影响较大的宽度、密度等参数，确定4组结构面，分别为第1、6、7、10组，得出结构面在单位面积和体积内的结构模型。见图6-图9。

图6 1 m2面积内节理裂隙的分布

图7 1 m3体积内节理裂隙的分布

图8 三维结构面示意图

图9 空间模型示意图

5 结 语

磷石膏堆积体本身含水，降雨时含水量增大，形成渗沥液、悬浊液，向外流淌污染周边环境。在结构面统计的基础上，建立结构面模型，基于GIS技术的三维建模模拟，可以再现结构面在空间的存在形态，便于判断结构面节理裂隙的发展趋势，以此来分析地下水在结构面中的运动方向，判断磷石膏渣场在基岩中的流向，从而为治理地下水提供科学依据。