深基坑監測中水文地質條件對礦區周邊環境的影響

徐林軍

（江西省核工業地質局二六八大隊，江西 上饒 334000）

深基坑監測一般用于地下工程施工，這是一項對基坑內巖石土壤的性質和狀態、基坑支護結構變化以及周邊自然環境條件變化進行觀察，并將觀察的內容分析處理，最后通過監測結果的分析報告，預測下一步施工情況及事態發展的一個監測手段。深基坑監測多用于城市內土木建筑施工，將深基坑監測應用于礦區開采，能夠很好地把握施工對周邊環境的影響，進而通過這種數據化的施工方式，減少施工安全隱患。礦區的水文地質條件一般包括地表流水和地下構造帶區域的存水，這些因素對礦區周邊環境有極大的影響作用，如果不謹慎處理，會直接導致礦區災害的發生。因此在施工前，需要對地表水體徑流情況、水源匯水面積、地下用水體積、地下隔水層水體情況、地下構造區域存水體積等水文地質條件一一調查清楚，避免施工過程中礦區周邊環境遭到水體破壞[1]。基于此，本文使用深基坑監測判斷水文地質條件對礦區周邊環境的影響。首先需要對礦區內的水文地質條件進行概述，從氣候、地貌、礦區地下水層等方面對礦區周邊的環境和水文地質條件進行簡單介紹。然后論述在深基坑監測過程中通過對自然環境的影響和對人文環境的影響兩方面論證水文地質條件對礦區周邊環境的影響。

1 礦區水文地質條件概述

我國礦產資源十分豐富，礦區數量龐大，且礦區分布較為密集，通常可以在一個礦區的周邊找到另一個礦區，且各個礦區之間具備一定的共通性。因此在對其中一個礦區進行開采時，需要額外注意當地的水文地質條件，以免在開采礦區群時受到水文地質條件變化造成的損害。本文就礦區周邊的氣候、地貌、礦區地下水層的特點對我國礦區周邊水文地質條件特征進行概述。我國氣候分帶較為簡單，東部沿海和靠近東部的內陸地區常年受季風影響，根據溫度的影響處于熱帶、亞熱帶、溫帶、寒溫帶季風氣候區，中部和西部大陸處于溫帶大陸性氣候區，西藏的大部分地區處于高原氣候區。在礦區周邊，因高山影響，同樣會存在一些河流或峽谷的地貌特征，這些地貌對于當地的氣候也會產生一些影響。因處于季風氣候區，夏季降水量會非常大，達到全年降水量的70%以上，而這種具備時令的降水特點很難保留地表徑流，這些多余的降水會全部匯入地下水體，形成地下河道。因而在礦區開采時需要注意這些水文地質條件，以免對環境造成正面或負面的影響，進而發生礦區施工事故。大氣降水是礦區周邊地下水體中水資源的主要來源，由于礦區周邊一般都是高聳的山峰，因此該區域本身的地下水排泄能力非常出色。一般情況下，礦區地下水系統中的隔水層存水量不大[2]。我國的礦山中，隔水層主要由泥巖、粉砂質泥巖、加粉砂巖等類型的礦層組成，地層構造主要包括巖關組、舊司組和上司組。在巖關組中，含水層往往位于礦區地層的最下方。其地層結構如下圖1所示。巖關組的底色以灰色或灰白色居多，其基本巖質構成主要包括灰質白云巖和中厚塊狀灰巖。如果在含水層中有灰白色碎石條帶與白云巖條帶的結合的條帶層，那么則表示該含水層的含水量非常大，其富水性能極好。

在舊司組中，隔水層大部分位于礦區地層的上層，具體的地層結構如圖2所示。

圖1 巖關組礦區含水層地層結構

圖2 舊司組礦區含水層地層結構

在上圖所示的地層結構中，上部巖石的顏色大多是褐色或灰色，巖質大多為薄層裝泥巖、加粉砂巖或粉砂質泥巖。而下部巖石的顏色多為淺灰色或灰色，主要由白云巖或灰巖組成。因此舊司組內部擁有少量的揭色隧石條帶和白云巖條帶的結合產物，其含水層不具備過強的含水量，富水性較為一般。在上司組中，含水層位于礦區地層的中部，是絕大多數礦區所擁有的地層構造類型。其巖石結構大多為灰色或灰白色，少部分上司組的隔水層中含有少量的鮞狀灰巖。在礦區開采的過程中，經常會出現巷道滴水或滲水的情況，這些巷道積水正是來自于礦區地下的含水層。這些滴水和滲水現象正是因為礦區開采過程中，貿然施工對當地水文地質條件的破壞，這些都會對當地礦區周邊環境造成巨大的損害，甚至造成礦區施工上的風險。

2 水文地質條件對礦區周邊環境的影響

（1）水文地質條件對礦區周邊自然環境的影響。深基坑監測過程中需要時刻注意施工前后水文地質環境的變化，一些不起眼的水文地質條件變化，很容易導致地面的坍塌、礦區坑道內積水或礦區邊坡被破壞。下文中詳細描述了這三種深基坑監測中水文地質條件對礦區周邊自然環境的影響。①礦區地面坍塌。由于在礦區內面對地下水的處理方式一般都會采取疏導形式，因此若不通過深基坑監測得知水文地質條件的變化就貿然作業，很可能導致地面的坍塌。這是因為有些地區的地下水含水層上部或下部是由可溶性巖石所覆蓋，這些可溶性巖石在地下水道作用下會更加松散，甚至可能侵蝕土壤中原有的一部分堅固結構。一段時間之后，失去了原有的地下壓力，這些隱秘的土洞就會因為貿然施工導致地面坍塌。因此，如果沒有在深基坑監測中得到詳細的水文地質條件的資料，就不能貿然施工。只有掌握了其水文地質條件的變化信息，才能夠在施工過程中有針對性地挖掘，避免由水文地質條件引起的塌方現象，給施工團隊造成不必要的損傷。②礦區坑道積水。礦區的開采本來就會破壞水文地質條件原有的固定特征，其中最重要的一點就是含水層和隔水層的穩定。一旦隔水層無法包裹住含水層，含水層內所包含的大量地下水就會順著地下水道流入礦坑中，導致礦區坑道積水的現象[3]。然而，在地下水資源豐富的地區，坑道積水是永遠也無法避免的，只能通過深基坑監測使坑道積水的量盡量減少，并在巖溶積水的礦區內不斷排水，保證坑道內的水量不超過限定值。但是即使是這樣，如果在深基坑監測的過程中稍有不注意，坑道內積水的含量就會超過預測值。原有的坑道模型平衡被打破，含水層和隔水層之間的平衡隨之坍塌，地表水、地下水等都會隨著地下河道流入礦區坑道，對礦區內施工生產安全造成巨大的隱患。因此，在整個礦區施工過程中，一定要時刻注意深基坑監測中的數據，盯緊水文地質條件的變化，隨時保證地下水與礦道之間的壓力平衡，避免水文地質條件對礦區周邊環境的破壞。③礦區邊坡毀壞。如果在礦區開采前沒有做出任何與水文地質條件相關的檢測和探查，就會導致施工過程中對礦區周邊水文地質環境的嚴重惡化，地下水強大的力量會直接造成礦區邊坡的毀壞，其相關的物理指標也會受到破壞，嚴重的會導致滑坡、泥石流、塌坡等現象。這是非常嚴重的因深基坑監測不足導致的水文地質條件對礦區周邊環境的破壞，甚至會直接造成礦區內的人員傷亡，以及經濟財產的損失。

（2）水文地質條件對礦區周邊人文環境的影響。①但對當地居民的生活造成不便。一般情況下，礦區周邊因其獨特的經濟資源，會有很多居民在周邊定居，主要是一些礦區內部的管理人員和在礦區內工作的工人。如果因深基坑監測過程中的數據計算錯誤導致水文地質條件發生變化，很容易造成周邊地下水資源的流向改變，而這些靠近山區的居民點生活用水一般依賴于地下水，這樣一來，就會導致周邊居民用水困難。而且若是導致礦區邊坡毀壞，造成周邊地區的山體滑坡、地裂、甚至小型地震，很容易造成礦山周邊地區的人員傷亡，給當地居民的生活帶來不便。②造成環境污染。通過對過往深基坑監測數據的查詢和分析，可以得知大多數因施工過程中的差錯導致的水文地質條件變化基本都會造成環境的污染。在礦山開采的過程中，即使再關注深基坑監測，也會有一些不得不進行，但是會導致影響水文地質條件的步驟，這樣一來就會有限度地造成周邊自然環境尤其是地下水資源的破壞。而在礦山開發過程中，總會有一些廢品、配料堆放在礦洞內，當因壓力變化導致的地下水和地表水流入礦洞后，就會將這些廢料卷入水資源中，造成水資源的污染進而對當地自然環境和人文環境造成極大的破壞。而且在礦山開采過程中，機器運行也會不可避免地產生一些廢水，這些廢水流入地下水也會造成環境污染，對當地的人文環境造成影響。

3 結語

在礦區施工的過程中，任何環節的誤失都會導致礦區水文地質條件發生變化，如果莽撞地直接開采甚至會直接導致礦區周邊環境發生變化發生，進而對礦區開采的利潤造成損失。因此在開采礦山時，可以適當通過深基坑監測的方式時刻注意水文地質條件的動向，防止造成不必要的損失。本文使用深基坑監測的方式對水文地質條件進行監察，介紹了礦區周邊的水文地質條件的基本特點，并對礦山開采過程中可能會引起的水文地質條件變化作出了相應的判斷，并探究了水文地質條件會對礦區周邊環境造成的影響。