礦山水文地質勘察中地下水的問題及應對措施

楊利勇

（江西省地質礦產勘查開發局九一五地質大隊，江西 南昌 330002）

最近幾年，隨著我國勘查技術的不斷創新與發展，為工程施工提供了極大的便利，一定程度上提升了施工的效率和質量。水文地質的勘察通常是工程施工和地質調研的一項相對較為關鍵的工作，同時也是整個工程結構的重要組成部分之一。地下水在地質勘查中是極為常見的一種因素，具有一定的流動性，不穩定，對最終勘察的結果也會產生極為嚴重的影響，不容小覷。目前階段，我國的勘察技術手段以及設備還是相對較為先進的，對比于傳統的勘察模式，具有實質上的進步。但是，水文地質的勘察工作具有極強的未知性，發生突發事件的頻率也極高，因此，在實施工程之前，需要對周圍的地質環境以及水文特征進行嚴謹的核查。水文地質勘察中，地下水所造成的影響是非常大的。主要是由于地下水是巖土體的重要組成部分，在地層之中，結構是較為復雜的，并且由于巖土體的特性，結構很容易發生改變，此時地下水便會在地下流動，很容易造成結構的崩塌以及地面的下沉。面對這樣的情況，在施工前期，可以先對相關的區域進行調研，了解其水文地質特征以及存在的問題，并進行具體的分析，形成解決方案，以確保工程的順利實施。所以，需要對水文地質勘察中地下水的問題及應對措施進行討論分析。通過較為安全、穩定的方法，獲取到施工項目的實際情況，通過精準的設備以及儀器測算實際的指標參數，并將其融入到地質勘察的方案之中，根據現階段的水文特點進行水文地質變化的預測，最終制訂具有針對性的應對措施，以此來確保工程順利完成[1]。

1 水文地質中地下水勘察現狀分析

水文地質勘察工作通常是較為復雜的，流程較為繁瑣，同時還需要依據規定對一些細節進行嚴謹處理，否則便很容易給未來的施工造成極大的安全隱患。而在勘察中，最為主要的工作就是水文地質條件的確定以及地下水資源的正確處理。這部分主要是對地下水進行處理，地址勘察工作過程中，地下水的處理與勘察一定程度上存在較多的困難，但是造成這一現象的主要原因確實不固定的，可能是由于外力的沖擊，使得本就較為薄弱的地質層發生碎裂或者坍塌，另外，還存在地下水量過多，給地面的勘察工作帶來較大的壓力，同時，一定程度上也留下了較大的安全隱患，對于施工人員的人身安全產生較大的威脅。因此，面對上述的情況，可以創新相應的勘察技術。通過不同的方式，進行水資源的合理利用，避免其對地質勘查工作造成影響。但是不同的區域，地質特征以及地下水的流向都是有所不同的，這在一定程度上也增加了水文地質勘察工作的難度。另外，一般情況下，地質勘查都在野外進行的，地理位置較為偏僻，雖然我國的勘查技術已經十分成熟，但是在實際勘察的過程中，還是會發生一些實際應用的問題，舉例來說：勘察設備無信號、測量儀器難以移動、勘察范圍過大導致結構空洞等，這些問題也是造成現階段水文地質勘察的重要影響因素。除此之外，在勘察的過程中，部分區域由于地理位置以及地質環境的特殊，使得土壤中含有豐富的金屬元素。一些區域所蘊含的金屬元素是單一性質的，在對地下水進行勘察的時候相對較好處理，但是同樣存在部分區域，土壤中所蘊含的金屬元素是混合性質的，這也就使得地下水中也含有相同的混合金屬元素，一定程度上阻礙了勘察工作的進行，也提升了勘察的難度最為常見的金屬元素主要有鈉、汞、錳、銅、鎘等，部分的元素是具有輻射性和腐蝕性的，會對地下水的質量產生極為嚴重的影響，限制了地下水的可使用性。所以，在這樣的現狀中，需要加強勘察工作，提升勘察質量。

2 水文地質勘察中地下水存在的問題

2.1 潛水位突發性上升

一般情況下，地下水水位的變化是與季節有關聯的，在干旱季，地下水的水位通常不會有太大的變化，對于地質勘察工作的影響也相對較小，但是，但是當處于降水季節的時侯，地下水的水位就較難控制了，通常情況下，水位的上升與下降是極難進行控制的，并且相應的引水工程建設也十分復雜，會極大的浪費人類、物力以及財力，這也給相關的勘察部門帶來了一定的壓力。不僅如此，部分地區在對水文地質進行勘察時，由于施工的不規范以及技術設備應用的不合理，使得地層、地殼以及內部巖石受到了嚴重的損壞，在這樣的情況下，對于地下水的處理與規劃就變得更加艱難，而降水量過大也造成嚴重的地質災害，留下極大的安全隱患。造成不可挽回的負面影響。原因主要為以下幾點：其一，水位上升一定程度上會破壞建筑物的地基，地基中的含水量逐漸增多，會加快建筑物的下沉速度，容易造成坍塌、形變以及裂縫等問題。第二。水位上升會對土壤造成較大的擠壓力，時間久了會形成土質疏松的狀況，具體如下圖1所示。

圖1 地下水水位上升造成的土質疏松

根據圖1中的現狀，可以了解到土質疏松的危害，不僅降低了土層的基礎強度，對于地面上的建筑也是一種影響，并且容易形成鹽堿化的地質環境。

2.2 地下水位不規律波動

地下水水位的不規律波動，氣候條件的影響是相對較大的。通常地下水水位會有地層的頂升、斷裂、擠壓不定期地形成不規律地變化。而對于水位的上升也同樣是無法控制的，這就使得相關的勘察工作在執行的過程中，極易出現誤差，同時，對于地面建筑物也會造成大范圍的影響，不僅如此，地下水位的不規律律動，同時也是底層不穩定以及土壤松動導致的，部分地區由于創年高溫所欲，使得土壤的黏度一直保持在合理的范圍之內，這使得水源的流動受到了一定的控制，而對于干旱區，土地便極容易出現沙化問題，使得地下土壤之間的空隙逐漸增大，這也給地下水的不規律波動提供了條件，同樣也給地面上的建筑物造成了極大的壓力，這導致混凝土結構以及木質結構的建筑發生形變，有的在結構上甚至會出現破損或者碎裂的情況。減少了建筑物的使用壽命。不僅如此，水位的不規律波動對于周圍土壤的情況也會產生影響，置換作用下，波動頻率的增多會使原本土層形成嚴重的機理化，使承載力大幅度下降。并隨之出現形變、碎裂的問題[2]。

2.3 承壓水的問題

承壓水主要指的是當地下水水量達到一定的標準時，向外延伸的水。一般情況下，地層深處的地下水主要以承壓水為主，占據的比例較大。現如今，隨著我國建筑工程作業規模不斷擴大，使得承壓水問題逐漸凸顯出來。在這樣的背景之下，施工工程深度的擴大，就會加強承壓水的危害，主要體現在一下幾部分：施工前期，進行水文地質勘察的過程中，為例保證勘察結果的可信性，需要挖掘基坑，這就會增加含水層上方結構中多結構土層的壓力，由于不同的區域地下水源的含量存在較大的差異，這也使得在實際勘察的過程中，時常會出現較多的突發行因素，一定程度上極易造成關聯隱患，這也是造成承壓水出現的關鍵因素之一。不僅如此，部分地區在進行地質勘查的過程中，相關人員由于專業素質較低，對于地層以及土壤處理不規范，造成破壞，而此時承壓水會隨著他土層結構的變化以及出現的縫隙將壓力轉移至其他位置，這些縫隙在外力的作用之下，在加上自然環境的影響，逐漸加深，形成水源的流動環境，形成大量承壓水從地底涌向地面的現象，最終導致基坑中出現涌水、涌砂的狀況，一定程度上還會干擾地質勘查工作的繼續推進。另外，承壓水在勘察工作的執行過程中，還時常會出現反涌現象，這一問題雖然不會對最終的勘察結果造成嚴重的影響，但是在實際應用的過程中，時常會造成大規模的關聯性勘察誤差，造成極大地工作壓力，另外，承壓水的增多還會增加水位地質勘察的危險性，在實際工程的執行過程中，產生范圍性的地層斷裂，同時，留下較大的安全隱患，且極容易產生塌陷的問題，增加勘察風險。

3 應對措施探析

3.1 確定地下水的實際勘察內容

在進行水位地質勘察的前期，都會依據所勘察區域的實際情況制定出相對應的勘察方案，方案中會就實際的目標、內容、方法以及后勤措施進行探討。但是最近幾年，越來越多的工程不注重內容的明確，而是一味地擴大勘察施工的面積，給所屬區域的地質環境造成了極為嚴重的破壞。所以，進一步明確地下水的實際勘察內容，不僅可以更為有效地提升最終的勘察結果，同時還有利于增強工程的完整性，具有一定的實際價值。在具體的工作過程中，對于內容的確定同樣也是一項較為復雜的工作，一般的勘察范圍是不會局限于作業區域，而是應該依據對應的比例，所以，可以在勘察工作實施之前，利用專業的設備以及技術，將需要勘察的區域劃分為多個模塊性的范圍，每一個小區域均需要進行單一地采樣，在這個過程之中，可以底測定區域進行編號。同時，將所獲取的樣本對比分析。隨后，根據得出的結果，結合設定的方案，挖掘相關的勘察基坑。但是需要注意的是，基坑的建設與挖掘，是要根據實際測定計算的數值來執行的，并且需要與地下水的預留水位保持一致。不僅如此，為了避免出現大范圍的涌水現象，還需要在基坑的側方修建排水渠，便于排掉承壓水。根據基坑面積的變化，擴大勘察面積，進一步了解周邊的地質環境和水文情況。所以，需要明確的勘察內容主要包括：地下水類型、承壓深度、水位深度、含水層情況、水層結構發育、延伸路線、降水條件、補充途徑等。上述內容皆是地下水的重要勘察內容。但是在勘察的過程中，內容的識別以及勘察也是有具體順序定義的，需要嚴格按照規定來執行，避免出現遺漏勘察以及勘察誤差等問題的出現。另外，在勘察工作執行的過程中，還要設立對應的監督檢查小組，對于勘察工作的規范性以及合理性進行監督，確保勘察工作的質量與效率，同時也可以提升地下水數據信息勘察的完整性和全面性，有利于后續施工的綜合評價，確保最終勘察結果的可靠性，為部分預防措施提供有效的數據參考[3]。

3.2 深入分析巖土體的地下水理性質

地下水最主要的形成因素除了外部降水之外，就是巖土體自身對于地下水的阻擋，具有一定的水理性質。所以，一般對地下水進行勘察的同時也需要對此區域相關的巖土體進行細致地了解。它與地下水共同作用，極易阻礙水文地質的勘察工作。在研究巖土體以及地下水的過程中，可以先獲取基礎性的數據，并將其與對應的標準進行比照，具體的標準如下表1所示。

表1 巖土體與地下水作用標準表

根據表1中的數據信息，進行實際標準的設定。隨后，可以依據互聯網或者分析平臺，對區域的地質以及水源的特征進行化驗與提取，結合相應的水理性質，進行更為具體的驗證與分析。一般情況下，地下水較為充沛區域的巖土體，松散的現象會相對更為明顯一些，所以，在勘察工作的過程中，相關人員可以根據專業的設備以及儀器，定位巖土體區域，為后續地下水的處理工作奠定基礎。隨后，根據本區域的地質特征，再結合實測標準的變化，作出水理性質的推算，并獲取結果，然后定期對地下水以及巖土體取樣，研究二者之間的關系，并且總結容水和持水的特性，通過其研究水質變化的規律。但是需要注意的是，地下水質以及流向時常會由于外部沖擊而發生變化，所以，在勘察的過程中，也要確保測定結果的實用性以及可靠性，避免出現測量誤差。確實，巖土體下的地下水流動速度通常會受到碎石、巖層以及其他固體物質的制約，所以，為了加強對巖土體地下水的控制，可以采用堵塞的方式，降低水源的流動速度，同時修建怕側向的排水溝渠，將多余的地下水排掉。但是不同地區地下水的實際情況也是各不相同的，相對應的巖土體的水理性質也有一定的差異性，所以所制定的勘察方案需要具備一定的靈活性，在保證數據準確性和合理性的同時，也要在不同的環境之下，分析出相對應的水理以及地下水的變化情況。

3.3 優化地下水勘察的制度和評估體系

目前階段，存在很多的勘查工程以及企業為了大幅度提升工作效率，進一步完善作業結構的標準化，制定出相關的勘察制度，但是通常會由于更新速度較慢，導致制度出現一定的滯后性。針對這種情況，需要在原本的制度中缺失、滯后的部分依據實際情況作出補充，進一步優化勘察制度內容，提升相對應的完整度。首先，可以性綜合勘察的角度上，進行勘察目標的制定，需要先測定勘察的相關數據，同時將得出的數據信息匯總整合，確定具體的勘察內容，根據勘察的內容，劃歸出具體的勘察結構以及評估體系，同時，將區域地下水的處理編制在處理方案之中，在勘察工作的實施過程中，如果出現相關的問題，可以通過方案中設定的解決措施進行處理。如果問題超出方案設定的范圍之內，可以構建對應的處理框架或者模型，進一步解決相應的問題。在此基礎上，還需要設定對應的評估體系。其實，地下水勘察的評估工作也是十分重要且關鍵的，具有深遠的現實意義。在施工完成之后，可以根據對應的標準，對勘察的結果進行層級評價，將存在的問題劃歸總結，同時，形成特定的解決方案，以此來進一步提升整體的勘察解決效果，避免出現大范圍的勘察問題。不僅如此，對于地下水流向的控制也需要加強，完善優化相應的執行規定，同時，進行地下水災害的預估與測算，從根源上避免勘察災害的發生，降低勘察的實際成本，同時也排除掉存在的安全隱患，確保相關勘察人員的人身安全，形成更加穩定、系統且全面的勘察模式。完成水文地質以及地下水的勘察之后，對得出的結果進行二次評估，以確保其精準性，同時也最大程度地排除了潛在的危險，提升了勘察的安全性，對未來工程的實施也是一種保護[4]。

4 結語

綜上所述，便是對水文地質勘查中地下水的問題及應對措施的分析。其實，現階段，隨著我國科技的不斷更新，地質勘察行業也得到了充分地發展，雖然取得了相對較好的效果，但是在實際應用的過程中，仍然存在一定的那個問題以及缺陷，所以針對這一情況，可以在施工前期對地質環境以及水文情況作出全面地了解與調研，這樣可以進一步提升勘察效果，提高工程質量，推動相關行業進一步發展。