礦山工程地質勘查中水文地質的重要性分析

萬祥輝，胡志文

（江西有色地質勘查四隊，江西 景德鎮 333001）

伴隨著對礦產資源勘探和開采力度的逐漸提升，如何切實確保開采施工中的安全成為了備受關注的問題之一。為了實現該目標，在開展開采相關工程之前，對礦山的水文地質進行全面分析是十分必要的。通常情況下，水文地質的勘查主要是指在目標施工范圍內所有與水文條件相關的因素，涉及地表以及地下水資源儲備、自然降雨量等諸多因素。雖然對于工程地質勘查中的水文地質重視程度已經得到了一定程度的提升，但仍存在部分開采施工方缺乏對水文地質勘查重要性的了解。

為此，本文提出礦山工程地質勘查中水文地質的重要性分析，在明確了工程勘查中水文地質勘查內容的基礎上，分析了其重要性。通過本文的研究，以期幫助相關部門或單位對水文地質勘查的價值建立更加深刻的認識，對其予以更高的重視，充分利用水文地質勘查數據成果，為實際的開采項目施工安全提供保障[1]。

1 工程勘查中水文地質勘查內容

1.1 自然地理條件勘查

水文地質勘查不僅僅是對目標區域水資源相關數據進行采集中，還包括直接或間接影響水文環境的地質因素，這其中就包括自然地理條件。作為水資源分布以及其循環周期的重要組成之一，原有的水文基礎狀態以及地形地貌等都是水文地質勘查的內容。其中，關于地形地貌，勘查內容主要以開采工程施工區域地勢以及特殊構造的分布狀態為主，以及與水系相關資源的存在形式、規模、受影響因素的作用強度等。相對地，對地貌的勘查主要是地表的狀態為主，包括地表巖性是否被侵蝕的情況，如果存在，侵蝕的程度如何以及侵蝕后的巖性在硬度、穩定性方面的情況，除此之外，還包括目標施工區域的地形是否開闊，斷裂等構造是夠明顯。對于水文特征，其勘查的內容主要有目標工程施工范圍及周邊地區的天氣氣候、平均空氣濕度、年均降雨量、季節性降雨特征以及溫度等[2-4]。

1.2 地質條件勘查

礦山工程地質勘查中的巖土水文地質勘查，是關系到后期施工設計的重要因素，特別是對工程基礎設計，其對應的數據結果與建設施工質量密切相關。眾所周知，工程的基部建設是工程的重要基礎，上部結構的安全性、穩定性、耐久性都直接受其影響，因此，可以理解為水文地質勘查對整個工程的影響是十分重要的。

按照當前的數據需求，在實施水文地質勘查時，需要對目標施工區域內的地質構造特征、地層巖性屬性進行全面分析，并將其作為工程設計的主要支撐數據。

1.3 地下水位勘查

礦山工程在施工過程中，極容易受到地下水位變化的影響，從而出現質量安全問題。最為明顯的是，一旦地下水位出現下降，對直接引起工程地基下沉，而當地下水位出現上升時，也會導致工程地基變形。因此，在水文地質勘查中，對地下水位的勘查工作也是十分重要的。圖1為具體的地質條件勘查方式。

圖1 地質環境勘查方法

需要注意的是，僅對當時的地下水位狀態進行勘查是遠遠不夠的，由于水源是以動態的形式存在，因此，可以觀察到其在一定時間內所形成的規律性。在具體研究的地下水勘查工作過程中，需要對近3-5 年內的地下水數據信息進行統計，包括最高水位、最低水位、水位變化幅度等，以此為基礎分析地下水位的變化特征和主要趨勢。除此之外，地下水位的高度還會受到外界環境的影響，從而產生一定的變化，這就要求在進行勘查過程中對地表水的存在形式、存在規模，以及其與地下水補排水關系以及地下水的行運條件等逐個進行分析，以期確保地下水狀態的勘查結果更加可靠。

1.4 含水層及隔水層勘查

礦山水文勘查的目標絕不是對水文狀態定值的采集，而是通過表觀的數據對其特征及性質進行分析，通過準確預測預計工期內水文環境的變化幅度實現對工程設計的有效指導。這就需要對目標施工區域的含水層、隔水層進行有效勘查，與地下水位的勘查不同，含水層及隔水層的數據變化趨勢相對明顯，因此勘查內容主要針對地下水類型、水流流向，含水層所謂位置的深度、水層的厚度以及在地下的分布情況開展。

2 水文地質的重要性分析

在上文中已經全面研究了礦山工程勘查中水文地質勘查內容，以此為基礎，本文分析了其在工程施工中的重要性。

2.1 影響工程基礎的埋深

礦山水文地質勘查結果之間關系到工程地基的埋深程度，二者之間密不可分的關系決定了水文勘查的重要性。一般情況下，地基在地層中打入的深度設計主要是根據前期的水文地質勘查的參數結果進行的，通過合理地對地基深度進行推斷，最終選擇出符合工程使用需求的地基埋深。這也是在對水文地質勘查中要對動態數據進行采集的原因。以此為基礎，結合實際的施工現場環境狀況，確保設計的礦山工程地下埋深距離能夠為工程的穩態運行提供保障。圖2為具體埋深設計的示意圖。

圖2 工程基礎埋深設計示意圖

除此之外，礦山工程地基設計過程中對靜態地下水位具有較強的依賴性。只有當礦山工程的埋深位于地下水位以上時，工程的穩定性才不會受到地下水位的變化而出現下降。值得關注的是，礦山工程本身就是個性化程度較高的工程類型，在具體的施工過程中要結合實際情況對施工要求作出相應調整，當目標施工區域內地下水位較高時，地基基礎埋深需要處于低于水位的位置，為了降低施工的難度和成本，需要結合水文地質勘查結果對地下水進行降位處理。地下水對工程的影響不僅于此，在地下水流長期的沖刷作用下，工程地基的硬度也會產生負面發展趨勢，逐漸衍生出軟化濕陷的特性，處于該狀態的地層一旦出現失水情況，極易出現大規模的干裂，導致礦山工程原本的地基埋深無法實現原有的支撐強度。由此可以看出，水文地質的勘查是保障礦山工程埋深的重要基礎。

2.2 影響礦山工程的質量

在多種因素的作用下，礦山地下水位會在一定時間段內出現高低起伏波動的現象。而無論是高水位還是低水位，都在某種程度上制約著礦山工程的良性發展。以工程施工位置的土壤性質為例，只有當其處于酸堿平衡狀態時土壤的穩定性和堅硬度才更高，表1為不同酸堿下地質的狀態參數。

表1 不同酸堿環境下地質狀態參數

從表1中可以看出，巖石和土壤的狀態都會受到pH值的明顯影響。而當水位升高時，這種平衡會被破壞，地下水的可溶性物質會對地質穩定性產生影響，造成工程基礎承載力降低。除此之外，當水位降低時，地下水承載的礦山工程壓力減弱，極易造成地基下沉，出現礦山工程凹陷事故，對礦山工程的安全性造成巨大的威脅[5,6]。

3 結束語

礦山工程的施工與其他類型的礦山施工相比，施工環境更加復雜，施工難度更高，也正因如此，施工前的地質勘查工作更顯得尤為重要。在地質勘查中，水文地質是重中之重，其直接關系到工程的穩定性，本文就礦山工程地質勘查中水文地質的重要性進行研究。通過本文的研究，以期提高相關工作人員對水文地質勘查工作的重視程度，為礦山施工安全保駕護航。