水工環(huán)地質(zhì)在礦山地質(zhì)災(zāi)害活動中的應(yīng)用

劉燕燕

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

1 常見礦山地質(zhì)災(zāi)害及其特點分析

1.1 崩塌、滑坡災(zāi)害

此類地質(zhì)災(zāi)害主要是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化造成地表受力情況突然出現(xiàn)變化而引發(fā)的，當(dāng)山坡地表的土壤過于疏松以至于不能承受相應(yīng)的應(yīng)力或是被雨水沖刷時，就會導(dǎo)致滑坡等災(zāi)害的出現(xiàn)[1]。降雨引發(fā)斜坡變形破壞的作用機理是降雨滲流導(dǎo)致斜坡巖土體重度增加、巖土軟化、滑帶巖土強度降低、裂縫注水水楔作用、斜坡內(nèi)地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡體內(nèi)水力梯度形成的滲透壓力或承壓水形成之孔隙水壓力作用等[2]。大型滑坡的發(fā)生一般滯后于主降雨過程3～5天，甚至更長，主要取決于巖土的滲透能力。巖土體的破壞模式主要表現(xiàn)為塑性流動、平推式滑移、楔形沖出或巖體結(jié)構(gòu)崩潰破壞等[3]。

1.2 泥石流災(zāi)害成因

1.2.1 坡地液化

坡地液化型(坡面型)泥石流主要是指區(qū)域臺風(fēng)暴雨或持續(xù)的局地暴雨在陡峻山地丘陵區(qū)引發(fā)的斜坡巖土因快速飽水液化而突然向下流動傾瀉的現(xiàn)象。坡面泥石流的特點是:①規(guī)模小但多點成群成帶出現(xiàn)；②一般在數(shù)百至數(shù)千平方千米區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)；③斜坡上部松散堆積層逐漸飽水軟化，下部堅硬基巖表面隔水，二者接觸帶處形成滲流滑移帶；④同一地點可能出現(xiàn)崩塌—滑坡—泥石流次第快速轉(zhuǎn)化的“鏈?zhǔn)健狈磻?yīng)現(xiàn)象；⑤單點損害小，群發(fā)區(qū)域總體危害大。

1.2.2 堆積體滑塌侵蝕

堆積體滑塌侵蝕型泥石流是指自然或人為新生的崩塌滑坡或松散巖土堆積體因急劇降雨，斜坡表層因滲透飽水首先產(chǎn)生液化，形成塑流式滑坡或滑塌，繼而沿滑坡洼地多次沖刷侵蝕，形成進行性溝道塑造和溝道侵蝕型泥石流。地震引發(fā)的崩塌滑坡碎屑流堆積體或自然/人為堆積的巖土體處于松散欠壓密、欠固結(jié)狀態(tài)，在持續(xù)強降雨條件下會孕育形成此類泥石流，實質(zhì)上是一種新斜坡的沖溝塑造問題。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)研究

2.1 GPS技術(shù)

GPS就是常說的全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用十分廣泛，與人工勘測相比，GPS技術(shù)加大提升了勘查工作效率，降低了勘查工作難度。全球定位系統(tǒng)需要應(yīng)用三個人造衛(wèi)星實現(xiàn)對全球范圍的地質(zhì)勘查。在應(yīng)用過程中，先要在待勘測地區(qū)建立無線信號發(fā)射裝置，將GPS接收器安裝在基準(zhǔn)站，這樣就能接收到衛(wèi)星發(fā)送出來的信號，接收機對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集并通過信號模擬對其新型數(shù)字化轉(zhuǎn)化，由基準(zhǔn)站可以給出所需的實際坐標(biāo)。

2.2 GPR技術(shù)

GPR技術(shù)即地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)，該技術(shù)通過電磁波對數(shù)據(jù)信息進行傳輸。GPR技術(shù)的應(yīng)用需要在地面設(shè)置發(fā)射天線，通過天線向地面進行電磁波發(fā)射，在利用聲吶原理實現(xiàn)對地下結(jié)構(gòu)的勘測。與GPS技術(shù)相比，GPR技術(shù)的自動化程度更高，其采集的圖像信息也更加清晰，其在地下覆蓋層厚度探測和基巖面起伏情況勘測中的應(yīng)用十分廣泛。

2.3 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)即實時動態(tài)差分法，該技術(shù)的勘測精度較高，可以達(dá)到厘米級別，可以有效降低衛(wèi)星數(shù)據(jù)中載波相位的誤差和殘余誤差。該技術(shù)的工作原理是將接受設(shè)備設(shè)置在基準(zhǔn)站中，并將多個相同的接收設(shè)備安置在流動站，然后實現(xiàn)對衛(wèi)星信號的同步接收，工作人員結(jié)合GPS技術(shù)對這些同步信號進行對比分析并將校正的數(shù)據(jù)傳輸至流動基站，以獲取流動基站的準(zhǔn)確位置。

3 水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用策略

3.1 加強地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場勘查

水工環(huán)地質(zhì)主要應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的危險性評估中，通過水工環(huán)地質(zhì)勘查工作，可以對地質(zhì)災(zāi)害的危險性做出正確評估，這對于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警與防治具有重要作用。為了給地質(zhì)災(zāi)害的治理工作提供科學(xué)依據(jù)，勘查部門要做災(zāi)害現(xiàn)場的水工環(huán)勘查工作，對災(zāi)害地區(qū)的水文地質(zhì)變化進行調(diào)查，對其發(fā)生的破壞情況進行了解。

3.2 強化地質(zhì)環(huán)境勘查

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，其破壞的不僅僅體現(xiàn)在對建筑的破壞，其對于災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的整體環(huán)境也會造成一定影響。例如，地震可能會使地下水的流向發(fā)生改變，泥石流和滑坡可能造成堰塞湖等現(xiàn)象。所以，水工環(huán)地質(zhì)工作要注重對災(zāi)害區(qū)域整體環(huán)境的勘查，勘查水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的同時，還要勘查人類活動對自然環(huán)境造成的影響，將其納入影響地質(zhì)自害治理的因素之內(nèi)，并根據(jù)相關(guān)勘查結(jié)果制定災(zāi)害防治工作方法。

3.3 加強水工環(huán)勘查結(jié)果的應(yīng)用

礦山地質(zhì)災(zāi)害治理方案的確定要參考水工環(huán)地質(zhì)的勘查結(jié)果，所以相關(guān)部門要不斷強化對水工環(huán)地質(zhì)勘查結(jié)果的整理與應(yīng)用，勘查部門可以通過優(yōu)化數(shù)據(jù)分析與轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水工環(huán)地質(zhì)勘查和監(jiān)測的數(shù)據(jù)最大程度地轉(zhuǎn)化為有助于礦山地質(zhì)災(zāi)害治理的有效數(shù)據(jù)。

3.4 加強基層勘查隊伍的建設(shè)

工作人員是水工環(huán)勘查工作的主體，所以，勘查隊伍的整體素養(yǎng)對于工作質(zhì)量有著直接的影響。相關(guān)勘查部門應(yīng)注重對勘查人員隊伍的建設(shè)，首先，要強化對水工環(huán)勘查工作的重視，并充分制定出專業(yè)人才的招聘與培訓(xùn)計劃，使勘查機構(gòu)擁有一直技術(shù)過硬的高水平隊伍，從而提升勘查工作的準(zhǔn)確性；第二，在日常的勘查工作中，相關(guān)部門應(yīng)定去對工作人員進行培訓(xùn)，通過培訓(xùn)使勘查人員的職業(yè)技術(shù)水平和職業(yè)道德素養(yǎng)得到提升，使其在工作中始終堅持認(rèn)真對待、一絲不茍的工作原則；第三，政府部門應(yīng)加大對水工環(huán)勘查工作的投入力度，加強對先進技術(shù)和設(shè)備的引進，并使工作人員及時對新技術(shù)和新設(shè)備進行了解并應(yīng)用，通過多種途徑提升勘查工作人員的綜合素養(yǎng)，提升勘查工作整體質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過對全文的總結(jié)可以得出結(jié)論，由于我國疆域遼闊且地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，加上人為因素的影響，導(dǎo)致我國的礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率也相對較高，為了有效預(yù)防和治理自然災(zāi)害，勘查機構(gòu)應(yīng)強化水工環(huán)地質(zhì)勘查工作質(zhì)量，通過采用通過水工環(huán)地質(zhì)勘查來了解不同區(qū)域的地質(zhì)發(fā)展?fàn)顩r，加強水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測，做好地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)防和針對性整理。