論當代水工環(huán)地質(zhì)現(xiàn)狀及勘查技術(shù)

吳義勇，安建國

（湖北永業(yè)行評估咨詢有限公司，湖北 武漢 430000）

論當代水工環(huán)地質(zhì)現(xiàn)狀及勘查技術(shù)

吳義勇，安建國

（湖北永業(yè)行評估咨詢有限公司，湖北 武漢 430000）

進入新世紀以來我國的經(jīng)濟發(fā)展水平呈“J”型急劇上升，而水工環(huán)地質(zhì)工作則在經(jīng)濟發(fā)展與生活中扮演著重要的支持性角色。然而經(jīng)濟的發(fā)展，使得生存環(huán)境遭到了嚴重的破壞，甚至給我國自然環(huán)境帶來了毀滅性的災難，但目前我國的水工環(huán)地質(zhì)研究的廣度與深度有限，并且面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。文章首先概述了我國水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀，其次分析了水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)流程，最后應(yīng)用實例分析了實施水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的必要性。

水工環(huán)地質(zhì)；現(xiàn)狀；勘查技術(shù)

1　水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀

（1）水文地質(zhì)研究現(xiàn)狀。水文地質(zhì)學的發(fā)展速度，隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的提升不斷加快，現(xiàn)代水文地質(zhì)學研究的對象非常廣泛且異常復雜。現(xiàn)代水文地質(zhì)研究的主要內(nèi)容是地下水，通過勘查分析對某一區(qū)域的地下水研究情況進行分析總結(jié)，判斷其是否可為人類所用。這一工作涉及到各個方面的知識，勘查過程較為復雜。總而言之，相關(guān)理論與技術(shù)的推廣有效的促進了水文地質(zhì)學的發(fā)展。

（2）工程地質(zhì)研究現(xiàn)狀。工程地質(zhì)學起源于上個世紀20年代，屬于地質(zhì)學的分支，目前已經(jīng)形成了一個系統(tǒng)性學科，我國現(xiàn)在已經(jīng)建立了具有中國特色的工程地質(zhì)學理論體系。我國工程地質(zhì)學現(xiàn)已發(fā)展到多個研究領(lǐng)域，主要包括礦產(chǎn)資源和能源的開發(fā)、地質(zhì)災害預測、交通路線規(guī)劃等，并且在研究中逐漸融合了耗散結(jié)構(gòu)、信息論等現(xiàn)代方法。

（3）特殊土結(jié)構(gòu)和工程特性的研究。特殊土指的是膨脹土、紅黏土、淤泥土等物質(zhì)成分或者結(jié)構(gòu)特殊的土類。目前我國多個學者都長期致力于膨脹土、黃土類土等特殊土的研究，并且取得了卓越性的成果，主要研究內(nèi)容包括分類、微結(jié)構(gòu)特性、工程特性、物質(zhì)成分等，并且還研究了建筑穩(wěn)定性的評價方法以及具體的應(yīng)對措施。

（4）環(huán)境工程地質(zhì)和地質(zhì)災害的研究。環(huán)境工程地質(zhì)是一項研究危害人類的工程、經(jīng)濟活動產(chǎn)生機制并對其是否會產(chǎn)生泥石流、滑坡、地面沉降等災害進行預測和防治的學科，該學科在近十來年取得了質(zhì)的飛躍。我國地質(zhì)災害研究會成立于1989年1月，創(chuàng)辦了相關(guān)學報，對我國環(huán)境工程以及地質(zhì)災害的研究起到了促進性發(fā)展［1］。目前已經(jīng)在災害分類、分布規(guī)律以及預測方法、防治措施等方面取得了重大進展。

（5）工程地質(zhì)勘察的理論和技術(shù)方法。工程地質(zhì)學主要目的，是通過地質(zhì)勘察為工程建設(shè)服務(wù)。地質(zhì)環(huán)境與工程建筑之間的關(guān)系是相互制約和相互作用的，要使兩者和諧發(fā)展必須開展工程地質(zhì)勘察作業(yè)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，多個高新技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘探中，例如，工程地質(zhì)測繪填圖中已經(jīng)廣泛應(yīng)用遙感圖像技術(shù)，水電工程地質(zhì)勘探中廣泛應(yīng)用了小口徑金剛石鉆進以及大口徑鉆進技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用極大地促進了工程地質(zhì)勘察的進程。

2　水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)流程

水工環(huán)地質(zhì)勘察，主要包含了水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)三個方面，而環(huán)境地質(zhì)勘察主要通過水文地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查手段來實現(xiàn)。上述三個方面涉及勘察技術(shù)多樣、流程復雜、技術(shù)要求較高。通過對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體流程以及技術(shù)要點進行了詳細分析，交流如下。

（1）鉆孔靜止水位測量。水文地質(zhì)勘察的首要技術(shù)流程是鉆孔靜止水位測量，鉆孔后再進行測量，主要的技術(shù)要求就是保證水位量測的準確性。在開始水位測量的第一個小時內(nèi)需每隔5到10分鐘觀察一次，并按照要求做好記錄，嚴密觀察一個小時后間隔一小時觀察一次，標準范圍是4小時內(nèi)鉆孔內(nèi)的水位波動范圍在5cm內(nèi)。注意多層含水層時一定要套管止水，分層測量。

（2）抽水試驗。在保證鉆孔的靜止水位到達要求后的下一步驟是鉆孔抽水試驗。一般情況下進行該試驗時都會選擇穩(wěn)定流，且不同的深度選用的試驗時間各不相同，并且各個要求之間也存在一定差異。

（3）鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測。簡易水文地質(zhì)觀測，是水工環(huán)地質(zhì)勘查的重要流程之一，并且該技術(shù)的勘察質(zhì)量對水工環(huán)地質(zhì)勘測的質(zhì)量有著極大的影響。該步驟的技術(shù)要求極為嚴格，所以在勘測時要嚴密觀測每一個鉆孔，并且鉆孔的施工單位也需要對所有鉆孔進行觀測，詳細記錄觀測結(jié)果。鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測的施工過程較長，因此若遇到休假、停工再次開工時需要再次測量水位。

（4）鉆孔巖心工程地質(zhì)編錄。該步驟也是水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重要內(nèi)容之一，因此在進行地質(zhì)勘察時需詳細觀察并記錄鉆孔巖心的具體情況：巖心的巖性結(jié)構(gòu)、名稱以及顏色等，同時還需對地下水的流動情況進行明確的調(diào)查分析。同時，嚴格測定巖石的質(zhì)量指標，對每一巖組RQD的平均值以及范圍進行確定分析。

（5）坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄。坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄工作需與鉆孔巖心工程地質(zhì)編錄同步進行，具體的操作步驟要求是在坑道口開始按層位、巖性進行細致觀察，并且需嚴格繪制老窿水文地質(zhì)工程地質(zhì)素描圖。

（6）地表水地下水動態(tài)長期觀測。對坑道、泉水以及河溪的流量以及水溫進行嚴密觀測，同時還應(yīng)嚴密觀測鉆孔的水位以及氣溫。觀測頻率為10d/次，雨季應(yīng)加大觀測頻率，分析計算出當年的水位峰值以及流量。

（7）物理力學試驗。進行巖石物理試驗時，要保證每一巖組都具有相應(yīng)的樣本，且樣本數(shù)量應(yīng)在20塊以上。應(yīng)用鉆孔巖芯采取樣品，同時還應(yīng)保證樣品的規(guī)格符合規(guī)定，從而保證試驗的精準性［2］。

（8）水質(zhì)全、專項分析。選擇代表性強的抽水鉆井、泉水、坑道等進行枯雨季采樣，采樣時需用將要采取的水沖洗采樣瓶的瓶身和瓶蓋，最少三次，完成采樣后應(yīng)用石蠟將瓶口封好，并且做標記：位置、編號、水樣標簽等。專項分析則需在采樣后按照生活飲用水的標準進行放射性檢驗以及專項分析，具體的檢測內(nèi)容包括味、色、渾濁度、肉眼不可見物等。

（9）收集氣象資料。水工環(huán)地質(zhì)勘察的內(nèi)容，不僅僅包括對水文、環(huán)境地質(zhì)內(nèi)容的勘測，同時還包括了多方面的其它數(shù)據(jù)，因此為了保證數(shù)據(jù)完整性以及勘測結(jié)果的準確性，應(yīng)與當?shù)貧庀蟛块T溝通及時獲取氣象信息數(shù)據(jù)。

3　實例分析實施水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的必要性

水工環(huán)地質(zhì)工作對經(jīng)濟發(fā)展、城市建設(shè)以及生態(tài)規(guī)劃等具有十分重要的意義，因此為了明確其具體的作用以及效果，文章對此進行了細致分析。萍樂凹陷帶中段的豐城地區(qū)是江西省資源聚集、經(jīng)濟發(fā)展程度較高的區(qū)域，但卻受各個因素的影響尚未開展任何比例尺的區(qū)域水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作，文章從多個角度分析了在該地域開展水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的緊迫性以及必要性。

該區(qū)域東西長約400km，寬50～70km，總面積約24600km2，該區(qū)域內(nèi)交通網(wǎng)錯落有致、地級市較多、人口基數(shù)大、工業(yè)發(fā)達，北接長江經(jīng)濟帶，南鄰珠江三角洲經(jīng)濟圈，礦產(chǎn)資源儲量豐富。經(jīng)過系統(tǒng)分析后可將在此區(qū)域內(nèi)開展水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的必要性總結(jié)如下：①該區(qū)域?qū)儆谑〖壷攸c區(qū)域，人口眾多，經(jīng)濟發(fā)展狀況良好，在此區(qū)域開展調(diào)查不僅可以推動其經(jīng)濟發(fā)展，還對落實省級總體規(guī)劃發(fā)展，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展有著重要支撐作用；②該區(qū)域位于欽行成礦帶中部，礦種較多，且以非金屬礦產(chǎn)資源為主，分布較為集中，因此開發(fā)難度較低。在此區(qū)域開展水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查，有利于為當?shù)氐V產(chǎn)資源開發(fā)利用及地質(zhì)環(huán)境綜合治理，從而提升當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展速度［3］；③據(jù)調(diào)查，當?shù)卮嬖诘沫h(huán)境問題包括巖溶地質(zhì)塌陷、地下水污染、崩滑流地質(zhì)災害等，且隨著經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境問題愈發(fā)嚴重。所以在此區(qū)域開展水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查，明確當?shù)卮嬖诘木唧w環(huán)境問題，并且提出有針對性的意見和建議。

4　結(jié)束語

綜上所述，目前我國水工環(huán)地質(zhì)工作仍處于初級階段，文章分別從工程地質(zhì)研究現(xiàn)狀、特殊土結(jié)構(gòu)和工程特性、環(huán)境工程地質(zhì)和地質(zhì)災害以及工程地質(zhì)勘察的理論和技術(shù)方法等方面概述了我國水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀，從而從根本上提高水工環(huán)地質(zhì)工作的研究進程，避免出現(xiàn)嚴重災害，為國家的經(jīng)濟發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作，嚴格按照規(guī)定的步驟執(zhí)行，保證測量精度，提高水工環(huán)地質(zhì)勘察質(zhì)量。鑒于此，為明確水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的必要性，文章選取了江西省萍樂凹陷地帶進行了初步研究，寄望促進當?shù)乇M快開展水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作，使其適應(yīng)社會發(fā)展速度，從而最大限度地體現(xiàn)出水工環(huán)地質(zhì)的現(xiàn)實意義。

［1］姚春梅，康鳳新.山東省水工環(huán)地質(zhì)工作進展［J］.山東國土資源，2013，（9）：1-9.

［2］陳政治.當代水工環(huán)地質(zhì)及巖土工程理論體系應(yīng)用與發(fā)展［J］.工程勘察，2010，S1：739-746.

［3］王克穎.水工環(huán)地質(zhì)及巖土工程理論體系應(yīng)用與發(fā)展［J］.資源信息與工程，2016，（2）：189-190.

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1671-3818（2016）09-0241-02