深基坑監(jiān)測(cè)中水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

徐林軍

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六八大隊(duì)，江西 上饒 334000）

深基坑監(jiān)測(cè)一般用于地下工程施工，這是一項(xiàng)對(duì)基坑內(nèi)巖石土壤的性質(zhì)和狀態(tài)、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變化以及周邊自然環(huán)境條件變化進(jìn)行觀察，并將觀察的內(nèi)容分析處理，最后通過監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析報(bào)告，預(yù)測(cè)下一步施工情況及事態(tài)發(fā)展的一個(gè)監(jiān)測(cè)手段。深基坑監(jiān)測(cè)多用于城市內(nèi)土木建筑施工，將深基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)用于礦區(qū)開采，能夠很好地把握施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，進(jìn)而通過這種數(shù)據(jù)化的施工方式，減少施工安全隱患。礦區(qū)的水文地質(zhì)條件一般包括地表流水和地下構(gòu)造帶區(qū)域的存水，這些因素對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境有極大的影響作用，如果不謹(jǐn)慎處理，會(huì)直接導(dǎo)致礦區(qū)災(zāi)害的發(fā)生。因此在施工前，需要對(duì)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(gòu)造區(qū)域存水體積等水文地質(zhì)條件一一調(diào)查清楚，避免施工過程中礦區(qū)周邊環(huán)境遭到水體破壞[1]。基于此，本文使用深基坑監(jiān)測(cè)判斷水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。首先需要對(duì)礦區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行概述，從氣候、地貌、礦區(qū)地下水層等方面對(duì)礦區(qū)周邊的環(huán)境和水文地質(zhì)條件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。然后論述在深基坑監(jiān)測(cè)過程中通過對(duì)自然環(huán)境的影響和對(duì)人文環(huán)境的影響兩方面論證水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件概述

我國(guó)礦產(chǎn)資源十分豐富，礦區(qū)數(shù)量龐大，且礦區(qū)分布較為密集，通常可以在一個(gè)礦區(qū)的周邊找到另一個(gè)礦區(qū)，且各個(gè)礦區(qū)之間具備一定的共通性。因此在對(duì)其中一個(gè)礦區(qū)進(jìn)行開采時(shí)，需要額外注意當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，以免在開采礦區(qū)群時(shí)受到水文地質(zhì)條件變化造成的損害。本文就礦區(qū)周邊的氣候、地貌、礦區(qū)地下水層的特點(diǎn)對(duì)我國(guó)礦區(qū)周邊水文地質(zhì)條件特征進(jìn)行概述。我國(guó)氣候分帶較為簡(jiǎn)單，東部沿海和靠近東部的內(nèi)陸地區(qū)常年受季風(fēng)影響，根據(jù)溫度的影響處于熱帶、亞熱帶、溫帶、寒溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，中部和西部大陸處于溫帶大陸性氣候區(qū)，西藏的大部分地區(qū)處于高原氣候區(qū)。在礦區(qū)周邊，因高山影響，同樣會(huì)存在一些河流或峽谷的地貌特征，這些地貌對(duì)于當(dāng)?shù)氐臍夂蛞矔?huì)產(chǎn)生一些影響。因處于季風(fēng)氣候區(qū)，夏季降水量會(huì)非常大，達(dá)到全年降水量的70%以上，而這種具備時(shí)令的降水特點(diǎn)很難保留地表徑流，這些多余的降水會(huì)全部匯入地下水體，形成地下河道。因而在礦區(qū)開采時(shí)需要注意這些水文地質(zhì)條件，以免對(duì)環(huán)境造成正面或負(fù)面的影響，進(jìn)而發(fā)生礦區(qū)施工事故。大氣降水是礦區(qū)周邊地下水體中水資源的主要來源，由于礦區(qū)周邊一般都是高聳的山峰，因此該區(qū)域本身的地下水排泄能力非常出色。一般情況下，礦區(qū)地下水系統(tǒng)中的隔水層存水量不大[2]。我國(guó)的礦山中，隔水層主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、加粉砂巖等類型的礦層組成，地層構(gòu)造主要包括巖關(guān)組、舊司組和上司組。在巖關(guān)組中，含水層往往位于礦區(qū)地層的最下方。其地層結(jié)構(gòu)如下圖1所示。巖關(guān)組的底色以灰色或灰白色居多，其基本巖質(zhì)構(gòu)成主要包括灰質(zhì)白云巖和中厚塊狀灰?guī)r。如果在含水層中有灰白色碎石條帶與白云巖條帶的結(jié)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(qū)地層的上層，具體的地層結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 巖關(guān)組礦區(qū)含水層地層結(jié)構(gòu)

圖2 舊司組礦區(qū)含水層地層結(jié)構(gòu)

在上圖所示的地層結(jié)構(gòu)中，上部巖石的顏色大多是褐色或灰色，巖質(zhì)大多為薄層裝泥巖、加粉砂巖或粉砂質(zhì)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?guī)r組成。因此舊司組內(nèi)部擁有少量的揭色隧石條帶和白云巖條帶的結(jié)合產(chǎn)物，其含水層不具備過強(qiáng)的含水量，富水性較為一般。在上司組中，含水層位于礦區(qū)地層的中部，是絕大多數(shù)礦區(qū)所擁有的地層構(gòu)造類型。其巖石結(jié)構(gòu)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?guī)r。在礦區(qū)開采的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)巷道滴水或滲水的情況，這些巷道積水正是來自于礦區(qū)地下的含水層。這些滴水和滲水現(xiàn)象正是因?yàn)榈V區(qū)開采過程中，貿(mào)然施工對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的破壞，這些都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐V區(qū)周邊環(huán)境造成巨大的損害，甚至造成礦區(qū)施工上的風(fēng)險(xiǎn)。

2 水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

（1）水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊自然環(huán)境的影響。深基坑監(jiān)測(cè)過程中需要時(shí)刻注意施工前后水文地質(zhì)環(huán)境的變化，一些不起眼的水文地質(zhì)條件變化，很容易導(dǎo)致地面的坍塌、礦區(qū)坑道內(nèi)積水或礦區(qū)邊坡被破壞。下文中詳細(xì)描述了這三種深基坑監(jiān)測(cè)中水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊自然環(huán)境的影響。①礦區(qū)地面坍塌。由于在礦區(qū)內(nèi)面對(duì)地下水的處理方式一般都會(huì)采取疏導(dǎo)形式，因此若不通過深基坑監(jiān)測(cè)得知水文地質(zhì)條件的變化就貿(mào)然作業(yè)，很可能導(dǎo)致地面的坍塌。這是因?yàn)橛行┑貐^(qū)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(huì)更加松散，甚至可能侵蝕土壤中原有的一部分堅(jiān)固結(jié)構(gòu)。一段時(shí)間之后，失去了原有的地下壓力，這些隱秘的土洞就會(huì)因?yàn)橘Q(mào)然施工導(dǎo)致地面坍塌。因此，如果沒有在深基坑監(jiān)測(cè)中得到詳細(xì)的水文地質(zhì)條件的資料，就不能貿(mào)然施工。只有掌握了其水文地質(zhì)條件的變化信息，才能夠在施工過程中有針對(duì)性地挖掘，避免由水文地質(zhì)條件引起的塌方現(xiàn)象，給施工團(tuán)隊(duì)造成不必要的損傷。②礦區(qū)坑道積水。礦區(qū)的開采本來就會(huì)破壞水文地質(zhì)條件原有的固定特征，其中最重要的一點(diǎn)就是含水層和隔水層的穩(wěn)定。一旦隔水層無法包裹住含水層，含水層內(nèi)所包含的大量地下水就會(huì)順著地下水道流入礦坑中，導(dǎo)致礦區(qū)坑道積水的現(xiàn)象[3]。然而，在地下水資源豐富的地區(qū)，坑道積水是永遠(yuǎn)也無法避免的，只能通過深基坑監(jiān)測(cè)使坑道積水的量盡量減少，并在巖溶積水的礦區(qū)內(nèi)不斷排水，保證坑道內(nèi)的水量不超過限定值。但是即使是這樣，如果在深基坑監(jiān)測(cè)的過程中稍有不注意，坑道內(nèi)積水的含量就會(huì)超過預(yù)測(cè)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(huì)隨著地下河道流入礦區(qū)坑道，對(duì)礦區(qū)內(nèi)施工生產(chǎn)安全造成巨大的隱患。因此，在整個(gè)礦區(qū)施工過程中，一定要時(shí)刻注意深基坑監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)，盯緊水文地質(zhì)條件的變化，隨時(shí)保證地下水與礦道之間的壓力平衡，避免水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的破壞。③礦區(qū)邊坡毀壞。如果在礦區(qū)開采前沒有做出任何與水文地質(zhì)條件相關(guān)的檢測(cè)和探查，就會(huì)導(dǎo)致施工過程中對(duì)礦區(qū)周邊水文地質(zhì)環(huán)境的嚴(yán)重惡化，地下水強(qiáng)大的力量會(huì)直接造成礦區(qū)邊坡的毀壞，其相關(guān)的物理指標(biāo)也會(huì)受到破壞，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致滑坡、泥石流、塌坡等現(xiàn)象。這是非常嚴(yán)重的因深基坑監(jiān)測(cè)不足導(dǎo)致的水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的破壞，甚至?xí)苯釉斐傻V區(qū)內(nèi)的人員傷亡，以及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。

（2）水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)周邊人文環(huán)境的影響。①但對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳钤斐刹槐恪Ｒ话闱闆r下，礦區(qū)周邊因其獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)資源，會(huì)有很多居民在周邊定居，主要是一些礦區(qū)內(nèi)部的管理人員和在礦區(qū)內(nèi)工作的工人。如果因深基坑監(jiān)測(cè)過程中的數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致水文地質(zhì)條件發(fā)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(qū)的居民點(diǎn)生活用水一般依賴于地下水，這樣一來，就會(huì)導(dǎo)致周邊居民用水困難。而且若是導(dǎo)致礦區(qū)邊坡毀壞，造成周邊地區(qū)的山體滑坡、地裂、甚至小型地震，很容易造成礦山周邊地區(qū)的人員傷亡，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜聿槐恪＂谠斐森h(huán)境污染。通過對(duì)過往深基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢和分析，可以得知大多數(shù)因施工過程中的差錯(cuò)導(dǎo)致的水文地質(zhì)條件變化基本都會(huì)造成環(huán)境的污染。在礦山開采的過程中，即使再關(guān)注深基坑監(jiān)測(cè)，也會(huì)有一些不得不進(jìn)行，但是會(huì)導(dǎo)致影響水文地質(zhì)條件的步驟，這樣一來就會(huì)有限度地造成周邊自然環(huán)境尤其是地下水資源的破壞。而在礦山開發(fā)過程中，總會(huì)有一些廢品、配料堆放在礦洞內(nèi)，當(dāng)因壓力變化導(dǎo)致的地下水和地表水流入礦洞后，就會(huì)將這些廢料卷入水資源中，造成水資源的污染進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和人文環(huán)境造成極大的破壞。而且在礦山開采過程中，機(jī)器運(yùn)行也會(huì)不可避免地產(chǎn)生一些廢水，這些廢水流入地下水也會(huì)造成環(huán)境污染，對(duì)當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境造成影響。

3 結(jié)語

在礦區(qū)施工的過程中，任何環(huán)節(jié)的誤失都會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，如果莽撞地直接開采甚至?xí)苯訉?dǎo)致礦區(qū)周邊環(huán)境發(fā)生變化發(fā)生，進(jìn)而對(duì)礦區(qū)開采的利潤(rùn)造成損失。因此在開采礦山時(shí)，可以適當(dāng)通過深基坑監(jiān)測(cè)的方式時(shí)刻注意水文地質(zhì)條件的動(dòng)向，防止造成不必要的損失。本文使用深基坑監(jiān)測(cè)的方式對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行監(jiān)察，介紹了礦區(qū)周邊的水文地質(zhì)條件的基本特點(diǎn)，并對(duì)礦山開采過程中可能會(huì)引起的水文地質(zhì)條件變化作出了相應(yīng)的判斷，并探究了水文地質(zhì)條件會(huì)對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境造成的影響。