關于水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展

張熙濱

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730046）

水工環地質包括水文地質、工程地質以及環境地質三個方面，其中水文地質與工程地質中任何一項出現問題，都會嚴重影響礦山地質環境，造成嚴重的水工環地質災害發生，進而導致一系列更加嚴重的礦山安全事故，對礦山環境造成不可逆的破壞[1]。

巖土工程理論體系起源于20世紀60年代由歐美國家提出，是根據土木工程在實踐中所形成的技術體制。巖土工程地質勘查技術在實際應用中逐漸成熟，尤其在露天礦邊坡的治理方面有著明顯的優勢。因此，本文進行關于水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展分析。

1 關于水工環地質及巖土工程理論體系應用

1.1 水工環地質應用

水工環地質應用主要包括礦區氣象特征調查、礦山含水層、隔水層及其水文地質特征調查，礦區構造對水文地質條件影響調查，礦區地下水的補徑排條件調查，含水巖組間水力聯系及礦床充水因素分析，以及礦坑涌水量預測等內容。水工環地質應用具體范圍，如圖1所示。

通過圖1可知，對于在生產礦山，要對照原勘探報告（采礦設計），補充必要的實地調查與核實，查明水文地質條件的變化，分析其原因。在進行礦山開采工作前必須要做好前期的礦山水工環地質勘查工作，盡可能的掌握更加全面的水工環地質信息。通過不斷地開發和應用礦山水工環地質信息系統，建設能夠可持續發展的礦山工程，最大程度上避免嚴重水工環地質災害問題的發生。通過礦山水工環地質信息系統在實際中的投入應用，得到更加科學化的水工環地質信息[2]。這樣一來，有利于提高礦山水工環地質災害防護措施的可操作性，從而有效保障礦山水工環地質能夠得到安全的開發。綜合水工環地質應用，掌握全面的地質工作中水工環資料，從而對水工環地質災害情況進行精準的分析及預判。完成水工環地質信息分析后，還需要撰寫水工環地質信息調查報告以及水工環險情專報，及時為地質工作中水工環地質災害險情的治理提供科學嚴謹的措施以及建議。通過對礦山水工環地質信息的實際應用，可以有效提高礦區水工環相關地質工作的效率。

圖1 水工環地質應用范圍圖

1.2 巖土工程理論體系應用

目前，國內對于巖土工程理論體系的應用已經越來越廣泛。通過巖土工程理論體系，致力于提高巖土工程的施工質量以及效率。利用巖土工程理論體系進行勘察時，若面臨復雜地質條件必須加密勘察點。在每個巖土工程工作區主要土層的原狀土試樣或是原位測試數據不能少于6組，排除取樣的偶然性。勘探點可以按照巖土工程建筑物周邊線以及角點布置。在設置勘察點時可以結合巖土工程理論體系，采用鉆探與觸探相配合，尤其是在復雜地質條件、濕陷性土、膨脹巖土、風化巖以及殘積土地區，還需布置適量探井。對于詳細勘察的單棟高層巖土工程勘察點的布置，應滿足對地基均勻性評價的基本要求。巖土工程理論體系主要應用于邊坡回填方面，通過巖土工程理論體系能夠構建露天礦邊坡地質模型，從而確定露天礦邊坡治理的難易程度指標，并根據具體指標制定邊坡回填方案。必須利用基于巖土工程理論體系得到的巖土工程邊坡地質模型逐層治理，對設有多層內支撐擋土體系的基坑，應按設計確定開挖深度，不許超深開挖。在進行深基坑噴錨施工時，一旦遇到邊坡為回填土或者暗浜出現時必須注漿加固，摻水泥或石灰換填。這樣一來，就能夠提高巖土工程施工的安全性。

2 關于水工環地質及巖土工程理論體系發展

2.1 水工環地質發展

水工環地質的發展必將引進更加科學的水工環地質勘探技術，通過水工環地質勘察的關鍵技術直接影響地質工作中水工環地質勘察工作的精確程度，進而影響整個礦區工作的合理開發以及未來規劃?？梢越Y合分析區內及鄰區已有的水工環地質信息以及礦產資料，初步了解區域內的水工環地質條件。運用大數據以及云技術設計水工環地質模型。在構建水工環地質二次開發環境中，運用ConverseEarth虛擬現實技術，貫穿模型實施的三個階段：開發、二次開發以及發布。

為提高地質工作中水工環地質勘查數據的精準度，要求運用水工環地質測繪技術，選擇適當的測繪比例進行。這一點也是水工環地質未來發展的重要方向，要求測繪人員對礦區水工環地質的條件有深度的了解，并對地質工作中礦區的地質條件進行綜合性的分析。在實際進行水工環地質測繪工作的過程中，測繪人員要注意適當的增加對礦區內部水工環地質測繪的管理力度。通過對礦區內礦產資源開采的線路明確的掌握，并利用先進的勘查測繪技術，將其與測繪工作有效的結合起來。一旦發現水工環地質斷層，必須結合斷層的特征，對該地區水工環地質災害進行嚴格的監管，從根本上降低水工環地質災害發生的幾率。

與此同時，全力推進網絡信息處理技術在礦山水工環地質發展中的應用，不斷夯實大數據基礎，顯著增強礦山水工環地質信息數據驅動下的決策支撐與服務能力。因此，開發礦山水工環地質信息網絡系統，是礦山水工環地質研究發展領域的重大突破。必須堅持以結合先進的科學技術為核心的前提條件，對礦山水工環地質信息進行自動化網絡處理。通過本文研究得出，目前的礦山水工環地質信息網絡系統仍處于發展階段，未來的發展趨勢必然向著水工環地質災害預警方面前進。

首先，可以加大GPS技術在水工環地質問題防范中的應用，通過在觀察基準站上設置GPS接收機，將觀測到的水工環地質災害危險性數據通過無線電傳輸設備實現實時傳輸，從而得到基準站84坐標系基線向量，提高防范精度。依照得到的數據作為實施下一步工作的理論依據，在減少觀測工作任務量及時間的同時，顯著提升水工環地質問題防范的質量。必須結合先進的科學技術，采用遙感技術，不但可準確、直觀、全面、多角度地觀察和預測礦床水工環地質信息，還可以利用多時像的遙感資料，動態地觀察水工環地質信息的變化，為提高勘查效果的精準度提供技術指導。

2.2 巖土工程理論體系發展

巖土工程理論體系的發展必將結合國外新技術的運用，全面走向數字化作為未來巖土工程理論體系發展的必然發展趨勢。雖然現階段巖土工程理論體系仍處于不完全成熟的階段，但是將隨著科技的不斷發展而進步，是永無止境的。巖土工程理論體系的發展方向也必將朝著云平臺、智能化、人性化的方向發展，最大限度的實現巖土工程勘察成果綜合分析。隨著信息化發展，巖土工程理論體系必須不斷提高，及時反映或聯系科學發展的新技術、新概念和新成果。將計算機技術以及信息技術廣泛應用于巖土工程領域，更直觀、更清晰、更明確地反應問題所在。

3 結束語

通過分析關于水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展，致力于開拓出一條能夠在應用中求發展、在發展中得到應用的可持續發展道路，從根本上促進礦山水工環生態文明建設。本文立足于水工環地質及巖土工程理論體系，在堅持應用水工環地質勘察的關鍵技術的同時，盡可能的發揮技術專業優勢，不斷拓寬巖土工程研究領域。通過分析關于水工環地質及巖土工程理論體系發展，積極發展巖土工程經營開發，承擔水工環地質災害危險性評估等多項工作，致力于為礦山巖土工程的建設創造出良好的經濟效益以及社會效益。