銅陵市冬瓜山銅礦水工環條件勘察與地質災害評估分析

[摘要]水工環條件勘察與地質災害評估是了解地區地質水文情況的關鍵，結合水工環條件與地質災害的實際情況，能夠在一定程度上優化地區環境，避免地區環境在各種因素的影響下進一步惡化。本文對銅陵市冬瓜山銅礦區域的水工環條件勘察以及地質災害評估提出個人看法，希望為關注水工環條件勘察以及地質災害評估的人群帶來參考。

[關鍵詞]銅陵市；冬瓜山銅礦；水工環條件；地質災害

地質災害是自然演變與人為介入所帶來的結果，當地區生態環境遭受嚴重污染破壞時，就容易引發地質災害并對地區內的人身財產以及環境安全性造成影響。通過分析銅陵市冬瓜山銅礦水工環條件并對地質災害進行評估，可以有針對性地實現對地方環境的優化，進而避免嚴重地質災害問題的發生。因此，有必要對銅陵市冬瓜山銅礦水工環條件勘察以及地質災害評估進行研究。

銅礦尾礦資源化項目的開展將會在一定程度優化尾礦資源化市場，并顯著增加尾礦循環利用率，讓大量富余尾礦實現變廢為寶，資源化處理能在治理污染的同時美化環境。為了真正實現尾礦處理，就必須從水工環條件入手，通過加強水工環勘察與地質災害評估，以此來找出優化銅陵市冬瓜山銅礦地質條件的對策。

1.工程概況

冬瓜山銅礦礦區始建于1958年，最初礦區的生產量為500t/d，截至至今，如今的生產量已經達到了13000t/d。隨著尾砂堆積尾礦庫量的飽和，尾礦庫堆積將會對礦區的土壤、水體等環境要素造成污染，而且在污染的同時還有可能引發山體崩塌、泥石流等地質災害。為了實現對冬瓜山銅礦尾礦區域的優化，應該適當結合銅陵市無廢建設要求來針對富余尾砂進行減量化、資源化處理，以此來達到降低冬瓜山礦選礦尾砂堆積所帶來的環境問題。在2022年9月，安徽省地勘局受到相關委托，全方位開展了銅陵市冬瓜山銅礦地質災害評估工作。

2.銅陵市冬瓜山銅礦水工環勘察與地質災害評估

2.1目的

地質災害是自然演變與人為介入所帶來的結果，當地區生態環境遭受嚴重污染破壞時，就容易引發地質災害并對地區內的人身財產以及環境安全性造成影響。現階段，為了切實保證當地群眾的生命財產安全，有針對性地實現對地方環境的優化，利用水工環條件勘察技術，對銅陵市冬瓜山銅礦地質現狀進行詳細的勘察，然后以勘查結果為基礎，對施工活動可能造成的地質災害進行評估，并制定具有針對性的地質災害防治策略，成為了避免嚴重地質災害問題發生、保證工程項目順利推進的重要舉措。

2.2方法

2.2.1任務要求

在水工環勘察與地質災害評估時，主要任務要求大致如下：第一，收集并分析區域范圍內的氣象、水文、環境等資料，并借助野外現場調查來進一步明確地質環境條件。第二，針對評估區域內歷史地質災害進行分析，并從危險性與危害程度兩個維度來開展評估。第三，針對礦區評估區域內，由工程施工與正式運行后可能引發的地質災害進行分析，并初步預測地質災害危害程度。第四，在現狀分析與危害預測評估的同時，需要結合地質災害危險程度，進一步劃分各個區域的危險性等級，并在劃分等級的同時明確說明不同工程區段需要面對的主要地質災害種類以及危害程度[1]。除此之外，還需要通過開展建設用地適宜性評估，來提出避免地質災害發生的相關建議。圖1為銅陵市冬瓜山銅礦評估區域。

2.2.2勘察方法

在接受委托后，勘察院專門組建了評估項目組，搜集、分析相關資料，并進入銅陵市冬瓜山銅礦區域進行現場踏勘。評估工作的關鍵性環節包括：第一，資料搜集與整理。由評估項目組搜集評估區域與周圍地區的歷史遙感影像等基礎性資料，并針對基礎性資料進行整理與歸納，以此來為后續工作提供更多幫助。第二，現場踏勘。在資料收集整理結束后，需要適當結合新建工程特點，以此來組織人員深入評估區域開展野外調查。在冬瓜山銅礦項目中，野外調查隊伍將1∶1000地形圖作為手圖，在利用GPS技術與地物進行定點的同時輔以拍照等方式來綜合收集了評估區域的現場資料。第三，報告編寫。在野外調查結束后，需要針對收集、調查資料來實現對區域資料的綜合整理，并借助數字化成圖的方式來直觀表明周邊地區的地質環境，以及各種地質災害的實際形成條件等內容，所有內容都需要編制成果報告。圖2為利用水工環條件勘查技術，分析施工區域地質災害危險性的評估流程圖。

2.3結果

2.3.1水工環條件勘察結果分析

勘察院在水工環條件勘察期間，所采用的勘察技術是由多種技術共同組成的綜合勘察技術，如物探、RTK等技術均有使用。在勘察期間發現，冬瓜山銅礦的評估區域地形相對比較平坦，其地面高程在21.84～27.13m范圍之間，區域整體地勢由西南向東北傾斜。評估區域的地貌類型非常單一，地貌屬于堆積-侵蝕剝蝕波狀平原，而微地貌則屬于坡積洪積群。通過巖性分析可以發現，評估區域為第四系松散層覆蓋，覆蓋層厚度大約在22.50～35.80m。從地質構造的角度出發，評估區域的整體地質構造相對比較簡單，而且評估區域內并沒有呈現出褶皺、裂隙等發育狀態[2]。

在水文地質勘察中發現，評估區域地下大致可以劃分為2個地下含水層，兩含水層分別賦于第四系、古近系地層。其中第一含水層賦于第四系中更系統戚家磯組（Q2q），第二含水層賦于古近系古新統大通組（E1d），兩個含水層的單井涌水量分別為<10m3/d、<100m3/d且地下水富水性均較差。

結合含水介質以及空隙類型、賦存條件等多種因素對地下水類型進行劃分，可以將地下水類型大致劃分兩類，第一類為松散巖類孔隙水，一類地下水以第一含水層為主，水位埋深在1.0～9.0m之間，HCO3--Ca2+·Mg2+型水質，溶解總固體不足1g/l且PH值為7.5。第二類屬于紅層孔隙裂隙水，這一類水在整個評估區均有分布，因為水體內的泥質含量相對較高且巖性抗風化能力不足，所以裂隙多數均被充填，二類地下水的水位埋深在5.0～15.0m范圍內，溶解性總固體為0.30～0.50g/l，PH值7.3～7.5。圖3為銅陵市歷史月均降水量。

在評估區域內，紅層孔隙裂隙水同樣會主要接受大氣降水所帶來的地下水補給，地下水的排泄方式主要為下降泉形式排泄，蒸發以及地下徑流就近排泄同樣是相對較為常見的排泄方法。

在水工環條件勘察中，結合巖土體巖性、物理力學性質等因素可以將評估區域內的巖土體劃分為巖體、土體兩類。其中區域內的巖體主要為碎屑巖建造，從巖性角度可以劃分為較堅硬-軟弱厚層砂礫巖、礫巖巖組（E）。這部分巖體主要由古近系古新統大通（E1d）形成，整體強度偏低且巖體易風化。

土體勘察可以結合2020年6月提交的初步勘察資料，將評估區域內的土體劃分為4層并自上而下進行逐層描述。其中第一層土體屬于素填土，此類土體將會呈現出雜色、松散等特征，土體主要為粉質粘土，局部土體內帶有碎石，素填土層厚度在1.60～14.80m以內且層底標高為12.33～24.48m。第二層土體為粉質粘土（Q2al）。土體顏色以灰褐、黃褐色偏多，并呈現出硬塑、中等壓縮性等特征。層厚1.60～2.80m，層底標高14.05～15.15m。第三層土體同樣為粉質粘土（Q2al），其特性與第二層土體基本相同，層厚與標高分別為0.70～7.00m與11.28～19.98m。第四層土體為粉質粘土夾卵石（Q2al）。除黏土之外，礫石核心成分屬于石英巖、硅質巖等，層厚與層底標高分別為6.40～15.20m與-4.32～2.62m[3]。

2.3.2冬瓜山銅礦地質災害評估

地質災害評估區域的整體地質構造相對較為簡單，地震基本烈度為Ⅶ度，地震動峰值加速度為0.10g。由于地貌類型單一且工程地質、水文條件良好，所以評估區域的地質環境條件復雜程度為中等。勘察院通過野外調查與資料分析發現，評估區域本身并沒有形成崩塌、泥石流等地質災害的條件，而且通過對附近建筑物、道路等工程項目進行調查，并沒有發現地質災害帶來的開裂等情況，因此可以判斷評估區域地質災害不發育。除此之外，通過對評估區域以及周邊地質環境進行綜合分析，還可以結合地質災害發育情況，預測評估工程建設將有可能引發基坑崩塌地質災害。

從工程建設地質災害評估的角度看，銅陵市冬瓜山銅礦尾礦資源化利用項目，其工程內容包括建筑物、道路、管線等工程項目。通過對工程項目規模以及工程布局等因素進行綜合分析，可以初步預測基坑開挖等工程造成的不穩定斜坡將有可能導致基坑崩塌的災害情況發生。因為基坑開挖將會產生不穩定斜坡，斜坡將會留下地質災害隱患。在針對斜坡進行危害性分析時，可以結合建筑邊坡技術規范來進行計算。

勘察院在公式計算中發現，基礎開挖能夠引發的單體基坑崩塌最大值為127m3，而且崩塌方量全部地域500m3，作為小型崩塌，這種地質災害的核心威脅對象為基坑內的施工設備與人員，因此可以在評估中認定工程項目能夠造成的基坑崩塌地質災害的危害程度小。從危害角度出發，評估區域在工程建設的影響下，將有可能出現基坑崩塌的地質災害。結合相關規范表對地質災害的危害性進行分析，可以預測地質崩塌發育程度為弱，而導致基坑崩塌的主要誘發因素為工程項目中的人為開挖所帶來的擾動，整體危害程度偏小，并不具備較高的危險性。

從建設工程地質災害危險性預測的角度看，由于評估區域地貌類型屬于淺丘狀平原且相對高差不足50m，因此在初始狀態下，在沒有外部因素的干擾下并不會出現地質災害。而且根據勘察院以往收集到的資料以及現場調查的資料進行分析，還可以發現評估區域內并沒有出現過崩塌、滑坡、沉降等地質災害。因此評估區域的整體地質條件非常穩定，在沒有外力介入的情況下，無須過于擔心地質災害問題的發生。通過對歷史降雨量數據進行整理，可以發現評估區域近些年的平均降雨量能夠達到1375.9mm，較好的水文地質條件與穩定的地殼情況能夠在一定程度上保證當地地質條件的穩定性。所以勘察院預測工程項目并不會直接遭受崩塌、砂土液化等地質災害所帶來的威脅[4]。

2.3.3地質災害防治策略

在以水工環條件勘察結果分析結果為基礎，得出冬瓜山銅礦地質災害評估報告后，可以了解到相較于評估區域本身的地質災害，預測評估區域更有可能遭受由工程建設所引發的基坑崩塌地質災害，而且因為基坑崩塌的整體發育程度偏弱，危險性小。除此之外，勘察院預測建設工程并不會受到已存在地質災害所帶來的威脅。在此背景下，為了避免基坑開挖所帶來的地質災害，首先，在區域優化工程項目開展過程中，必須保證開挖施工活動的工作情況，始終遵循相關施工規范，同時，為了避免在開挖施工過程中，因人為因素帶來的擾動，導致基坑崩塌情況的出現，在開挖施工過程中，可以通過邊坡支護的方式，降低安全風險。其次，考慮到趨于優化施工活動持續的時間相對較長，為了降低預計施工給趨于優化工程造成不利影響，則應該重點加強施工區域的防水處理。同時，施工期間可以通過沿基坑加設集水井與明溝的方式，快速排除坑底的積水。最后，考慮到區域優化工作是一項施工范圍相對較大的工程項目，在實際施工過程中，需要將信息技術與施工活動結合到一起，實現施工情況的動態控制。在實際施工過程中，工作人員可以通過實時檢測施工區域是否存在崩塌滑坡、沉降等地質災害發生風險，并及時調整施工策略的方式，避免因為施工問題而引發地質災害。

3.結論

總而言之，水工環條件勘察與地質災害評估是分析地質條件的關鍵，將其應用到冬瓜山銅礦區域進行勘察與地質災害評估，可以為評估區域尾礦資源化利用項目奠定基礎。相信隨著更多人意識到水工環條件勘察與地質災害評估的價值，水工環條件勘察與地質災害評估結果精確度將會變得更高。

[參考文獻]

[1]劉國謀，徐玲俊.水工環地質監測技術在地質災害治理中的應用[J].價值工程，2022，41（29）：133-135.

[2]高傳熙.礦山地質勘查中水工環地質災害危險性評估及策略研究[J].世界有色金屬，2022（13）：148-150.

[3]穆應輝.水工環地質災害危險性評估工作現狀、問題及其完善方法分析[J].新疆有色金屬，2022，45（03）：39-41.

[4]郝才剛.新時代水工環地質調查在地質災害治理中的應用探究[J].西部探礦工程，2022，34（05）：12-13+16.