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1.1涵义
水文地质类型区,划分不同区域的方式,主要是依据岩层下面地下水的含水层形成原因;地质地貌的特征;地下水的分布形态;岩石结构条件等。分布区域划分后,各个区域都是独立的,或者是具备相对独立性。
1.2区域划分原则
①类型区的划分,应该做到方便操作,分类命名简单,同时为水政管理服务的目的。②类型区的划分,应该结合地下水化学类型进行。同时也应考虑地形地貌;透水性能;埋藏条件;含水层的介质类型等等。③评价地下水资源,可以为类型区勘查提供一定的理论依据。④地质成因的分析,可以协助勘查水文地质的类型。
1.3水文地质类型特征
划分水文地质类型区,应结合自身特征进行。各个类型区的特征性都是比较明显的。在具体的分析过程中,首先,可以分析周围的水文地质状况;地质的情况。其次,分析水流流动特点;地下水的流域面积。同时在分析的时候,应指出在自身空间的范围内,地下水径流、自我补给、存储与运动的方式。
2.水文地质勘查中应注意的问题
2.1保证水文地质测定参数的准确性
①采用几何法,测定地下水的流向。判定地下水的流向,就需要对孔内的水位进行测量。②地质勘查工作中,应该测定地下水的水位情况。确保测量的准确性,应该判定是多层含水层还是静止的水位。有针对性的进行区别对待。若是多层含水层,就需要采取隔离的措施进行测量;若是静止的水位,就需要在稳定的时间内进行测量。③压水试验应该与工程地质测绘、钻探资料结合在一起进行。试验段的划分,应结合宕层的渗透特性进行。试验孔的确定,也要按照工程需要进行。试验的压力基数;最大压力;起始压力的确定,应依据实际需求确定。压力入水量、压力两者间的关系曲线应绘制及时。同时计算试段的透水率,最终确定p一Q曲线类型。
2.2深入研究水文地质问题
①地下水位情况。地下水位的分析,主要应从以下几个方面进行。分别分析地下水与地表水之间的补给关系;地下水的补给排泄条件;地下水位的最高值;水位的变化趋势。若地下水位的升级变化较大,就会发生比较严重的地裂灾害。进而对建筑物产生严重的破坏,甚至造成建筑物损毁。水位的变化范围,若在压缩层的范围内,可能会导致地基强度降低。进而出现地基软化现象,最终导致建筑物变形或沉降。因此,应对地下水位的升降情况加以关注,避免对岩土工程产生影响与破坏。②含隔水层的情况。研究含水层的深度、厚度,以及含水层的实际分布情况。分析该区域的地下水赋存及渗透的影响;分析该区域的地层渗透系数;分析对建筑材料的腐蚀情况等等。同时勘查两个水层的地下水类型、埋藏条件、水位以及流向。③自然地理条件。区域的地形、地貌特征;所处水系;平原与高原等,都是地理自然条件分析中考虑的因素。④地质环境。分别从基底构造;底层宕性;新构造运动等几个方面,进行地质环境的分析。
3.水文地质的评价内容
近些年,建筑基础下沉、建筑开裂与渗漏的问题较多,分析其形成原因,多数与地下水的因素有关。地下水的合理评价,可以有效的防控建筑问题,保证建筑的质量,我们应关注地下水对于岩土工程的影响作用。
3.1不同的地下水条件下,其评价的重点内容也是不同的。首先,在地下水位以下进行坑基施工,需要进行富水性、渗透性试验。同时还需要评价降水形成的土体沉降等问题。其次,若存在承压含水层的情况,就要在基坑开挖后,评价承压水冲毁底板的可能性。第三,若地基基础压缩层中有粉土与松散的情况,就需要评价管涌、腐蚀情况的发生概率。第四,当建筑物施工项目以岩土体作为基础的情况,应重点评价水对岩土体崩解、软化的作用。
3.2水文地质勘查,首先,应分析对于建筑物的作用问题;分析水的自然情况。其次,应分析水在受到人类因素影响后的变化;第三,分析水对岩土体的具体作用方式。
3.3重点评价地下水对建筑物的影响,以及对岩土结构的影响。我们在实际中,应分析、预测因岩土体质量问题,可能导致的危害。同时我们应该做到预防与防治并重。
3.4建筑的地基设计也与勘查工作息息相关。在进行勘查中,应将水文地质资料与地基设计结合在一起进行考核。
4.结语
【关键词】矿床;水文地质;勘查;类型;讨论
在进行矿床勘查设计时,勘查对象的确定、方法的选择、工程的部署等都离不开矿床水文地质勘查类型的划分。随着经济的发展,对矿产资源的需求不断增加,资源在开发过程中出现纵深化的发展,这也使得矿床水文地质条件发生了较大的变化。所以,原有矿床水文地质勘查类型已经满足不了新的矿床水文地质条件的需求,需要在此基础上不断的进行完善与健全。
1矿床水文地质勘查类型的划分
2新问题的出现
2.1第四类充水水源
地表水和地下水共同构成大的水体环境。地表水包含河流、湖泊、水库等,地下水包含可溶性岩类岩溶水、碎屑岩类裂隙水及松散岩类孔隙水。许多矿区经过多年的开采,采空区的面积逐渐加大,加之不规范的乱开滥采,造成采空区不明,形成很多威胁矿区开采老窿水。因为采空区冒落导致上不含水层与采空区连通,冒落裂隙带的含水介质的状态发生了根本变化,首先是含水介质复合了裂隙与孔隙的多个特征,出现复合孔洞;其次是含水空间除过采空区外,上覆冒落裂隙带内也包含在内。因此可以确定,老窿水与岩溶水、裂隙水及孔隙水不同,是第四类含水介质,特征是导水性与富水性具有垂向分带性、与冒落裂隙带含水层连通、垂向上厚度比较大、呈块状平面分布。
2.2多样性的水文地质勘查对象
以广东某铁矿为例,在没有断层与陷落柱的时候,奥陶系岩溶地下水含水岩组对上组铁矿层的影响不大,根据上覆基岩的厚度可以分为两种类型:首先,上覆薄层基岩。也就是基岩的厚度不大的时候,小于保护层厚度与冒落裂隙带高度之和,对此类对象进行勘查时,应针对上覆基岩含水岩组与新生界松散岩孔隙含水岩组,冒落裂隙带发育地表,沟谷基岩出露地段,地表水是直接的充水水源。这种情况下,GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范和GB/T13908-2002固体矿产地质勘查规范总则的水文地质勘查类型都不适用。其次,正常厚度上覆基岩为含水岩组时,如果基岩变薄,与第一种类型相同,此时应该分段继续拧勘查对象的确定,如果存在历史采空区,其重要的勘查对象之一就是老窿水。广东东源某铁矿,因为上覆铁矿层已经开采,影响该矿层的因素就包含下伏奥陶系岩溶裂隙含水岩组以及上覆铁矿层开采的老窿水。
3矿床水文地质勘查类型的划分
结合上述两个规范,根据现行类的划分,目前将其按照直接充水水源划分为六类:孔隙充水矿床,是以孔隙水充水为主的矿床;裂隙充水矿床,是以裂隙水充水为主的矿床;岩溶充水矿床,是以岩溶水充水为主的矿床;老窿水充水矿床,是以老窿水充水为主的矿床;地表水充水矿床,是以地表水充水为主的矿床;复合式充水矿床,是以两种或两种以上充水水源为主的矿床,一般包含孔隙—裂隙、岩溶—老窿水、老窿水—裂隙、孔隙—裂隙—地表水、岩溶—裂隙—老窿水。
以直接充水水源的充水方式对亚类分为四大类:以顶板充水为主的矿床,对前五类都比较适用,对第六类的部分情况也适用,如老窿水—裂隙、孔隙—裂隙、孔隙—裂隙—地表水;以底板充水为主的矿床,对第三类比较适用;以周边充水为主的矿床,对第四类比较适用;组合式,指两种或两种以上的充水方式,对第六类比较适用。建议直接对组合式亚类进行命名,例如顶板—底板充水、顶板—周边充水等。
一、煤矿区水文地质勘查现状
1.海拉尔盆地水文地质现状
海拉尔盆地呈现出的三坳两隆的格局,是作为一个中新生代叠合式、多旋回、断陷)坳陷型的盆地出现。根据以往资料记载,海拉尔盆地的地层按从上到下的顺序依次是第四系、第三系和上白垩统。
2.西乌珠穆沁旗巴其北矿区水文地质勘查
巴其北矿区位于乌尼特煤田东北,整体是南高北低、东高西低,是巴拉格尔郭勒河谷平原与之东的倾斜平原。全区分布的第三系砂质粘土、下白垩统砂砾岩段上的砂泥岩段,存在于下白垩统砂岩裂隙含水组建和第四系孔隙含水层之间,隔水比较好,它的水文特征体现为下白垩统砂岩裂隙孔隙含水组、第四系孔隙含水层,在本区不发育的是第三系上新统孔隙含水层。
3.东胜煤田水文地质勘查
鄂尔多斯高原上的东胜煤田,西北高东南低,区内没有基岩出露,这是典型的半干旱温带高原大陆性气候。东胜煤田的水文特征表现在三个方面:松散岩类孔隙、潜水含水岩组;碎屑岩类孔隙、裂隙潜水――承压水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙承压水含水岩组。
二、煤矿区环境地质问题
1.占用和破坏大量土地
据有关资料显示,全国现有煤矸石山1 500余座,堆积量达30亿t,占地超过6000 hm2,并以每年上亿t的速度递增。露天挖损与压占土地4.5万hm2左右。煤矿采空塌陷面积8.7万hm2左右,每年增加采空塌陷面积约266.7 hm2。地表塌陷造成东部平原矿区地面大面积积水、受淹和盐碱化;西部矿区水土流失和土地荒漠化加速,严重破坏矿区的土地资源和生态环境。
2.矿区水均衡系统遭受破坏
矿区疏水降压、矿坑排水,导致区域性地下水位大幅下降,破坏了整个地区的地下水均衡系统,使水资源短缺,泉水干枯,河水断流,影响了生活用水、工业用水和农业用水。
3.诱发地质灾害
因地下采空、地面及边坡开挖导致开裂、崩塌和滑坡等地质灾害。煤矿山排出的大量废渣堆积于山坡或沟谷,在暴雨诱发下极易发生塌方、滑坡、泥石流。
4.产生大气污染和酸雨
我国煤炭采矿行业工业废气排放量占全国工业废气排放量的5.7%,位居第5位。其中,有害物排放量73.13万t/a。因二氧化硫污染导致的我国酸雨区面积占国土面积30%以上,主要分布于长江以南、青藏高原以东地区。此外,矸石自燃、爆炸、结构侵蚀等释放大量有害气体,矸石堆排放大量粉尘污染空气。
三、煤矿区水文地质工作趋势及建议
1.排供结合,和谐发展
煤炭工业建设需要水,煤炭开采生产害怕水。一方面由于煤层赋存的地质地貌条件,大部分煤矿区水资源贫乏,供水水源问题突出,尤其是我国西部地区煤炭资源非常丰富,但处于干旱半干旱地区,生态环境脆弱,矿区供水成为制约煤炭工业发展的一个重要制约因素;而另一方面,煤矿开采需要排水,而大量的井下排水,相当一部分未进行充分利用。
2.重视矿山环境地质工作
煤矿企业为我国国民经济的发展提供能源保障做出了巨大贡献,同时由于大规模的采矿活动引起的地下水资源破坏、地面沉降塌陷,给当地生态环境造成严重影响,在这方面的历史欠账很多。随着经济的不断发展,按照中央提出的创建环境友好型和谐社会的要求,今后应加强矿区水环境的勘查评价工作,继续做好矿山环境治理,努力营建新型的“绿色矿山”。
3.超前开展矿区水文地质勘查工作
近年来,由于煤炭需求的高速发展,原来遵循多年并行之有效的水资源勘查先行或与煤田地质勘查同步进行的这一科学勘查程序在新旧管理体制改革过程中,未能得到较好的贯彻和遵循。因此,为了保障煤炭工业的健康发展,仍应按照科学的程序,超前布置开展矿区的水文地质勘查工作。
4.继续做好矿井防治水水工环勘查工作
随着我国国民经济发展的需要和中、东部煤矿上组煤资源的枯竭,储量丰富的下组煤的开发利用已成为很现实的问题,而下组煤的开采除了其他的矿井工程地质问题以外,最主要的障碍就是距离下组煤几十米的深部高压岩溶水的“突水”威胁。继续加强现有矿井防治水的水文地质工程地质环境地质工作应是新形势下保障煤矿安全生产,实现煤炭工业可持续发展的重要工作。
引言
地质勘查工作对一个国家的发展尤为重要,特别是在提高资源与能源开发效率上有着重要作用,并且能够为我国建筑工程经济活动提供相关依据。众所周知,我国人均分布不够均匀,并且自然地质环境非常复杂,想要在某一个区域开展经济活动,必须要对当地的地质环境、水文条件进行充分研究,只有地质环境和水文条件满足经济活动要求,才能够开展相应的经济活动。在地质勘查过程中,水文地质勘查作为其中的重要组成部分,对开展相应的经济活动有着重要影响,可见,强化水文地质勘查工作,找出水文地质勘查中的问题,并提出相应的解决策略,对我国经济发展非常重要。
一、水文地质勘查相关内容
在开展水文地质勘查过程中,由于我国地大物博,导致水文地质勘查工作尤为复杂,为了能够充分发挥水文地质勘查的工作质量,我们必须要对水文地质勘查相关内容进行分析,这样才能够保障水文地质勘查工作实施的全面性。其主要表现在:
1.评价因素
水文地质勘查评价主要包含地下水流动速度、水文条件、土体与建筑物间的关系。相关技术人员在开展水文地质勘查中,需要对水温条件标准与相关数据进行分析,从而得出当地水文条件中存在的问题,并根据当地实际情况,采取相应的解决措施。将水文地质勘查中的数据进行归档记录,以便于为后续开展水文地质勘查工作提供相应的数据支持。
2.明确经济活动主体
由于水文地质勘查工作与社会经济直接挂钩,很多水文地质勘查工作都是为了在当地开展经济活动。因此,在开展水文地质勘查工作中,必须要明确大型经济活动的主体类型,从全方位角度分析、考虑,分析经济活动与当地水文条件是否能够相互满足,并找出其中的问题所在,在经济活动开展之前需要制定完善的预防措施。
二、水文地质勘查中的问题分析
水文地质勘查过程中,主要的勘察主体就是地下水文条件。由于地下岩层与经济主体之间都会受到地下水的影响,因此,工作人员必须要对地下水位,以及水位的升降情况进行分析,这也是必然的环节。由于地下水的运作情况存在以一定的规律性与必然性。通常情况下,地下水对经济主体的影响主要表现在以下两点:
1.影响经济活动开展质量
以建筑工程为例,如果地下水深入到基坑当中,会造成严重的影响,导致工程建筑整体质量无法得到保障。甚至会出现基坑沉降问题。进而呈现出非常明显断裂与变形问题。再者,由于一处建筑受到水文条件的影响,势必影响其他周边建筑质量。此外,由于水文地质勘查工作考虑不周,会造成基坑周边土壤层出现软化现象,降低基坑岩土体强度,从而出现侧壁变形、底鼓现象。
2.流沙、管涌问题
在可以相对较小、非粘性土中开展基坑开挖时,由于会受到坑内、外水头差影响问题,从而导致地下水渗流问题,甚至出现流沙和管涌破坏问题,从而给建筑经济活动带来严重的质量问题,甚至还会造成严重安全事故。
3.地下水位上升
在水文地质勘查过程中,必须要重点分析地下水位上升的问题。造成地下水位上升的因素有很多,例如水层结构与总体岩性情况、水文气象因素(如温度、降水量等)、人文因素(灌溉、施工等)。这些因素都会在一定程度上导致地下水位上升,对岩土工程带来不良影响,出现河岸、斜坡等岩设土性质的岩石出现崩塌和滑移问题,将引起岩土体结构破坏,降低岩土体的强度,最终造成粉土、粉细砂等出现流砂、液化、饱和、管涌问题,致使地下洞室被淹没,造成建筑工程?定性下降。
三、加强水文地质勘查工作的有效策略
1.针对水文地质勘查问题提出相应的策略
为了能够有效提高水文地质勘查工作的质量与效率,在开展水文地质勘查过程中,不仅要对水文地质勘查中的问题进行研究,同时也要对岩土相关的水文地质进行分析。水文地质勘查中要结合当地的自然情况、地下水情况、地质情况、含隔水层、含水层分布等内容进行分析。针对上述一系列的情况分析,自然情况的影响最大,主要包含气象水文特征,例如在工程建筑过程中,需要重点分析当地的气候湿润度和季风情况等;地形地貌主要是指水文地质勘查所在地(高原、平原、地形平坦度、地貌侵蚀情况等)的具体情况,通过一系列的勘察工作,从而分析经济活动与当地水文地质资源是否吻合,这样才能够充分发挥水文地质勘查的积极作用。
2.加强水文地质勘察参数测定
在水文地质勘查过程中,为了能够加强水文地质勘查工作质量与效率,我们必须要进行以下几点措施:第一,要对低下水位进行测量,在进行水文地质勘查中,需要针对含水层实际情况,合理开展水文地质勘查工作;第二,对地下水流向测定,通过采用几何测量法,对各个开孔内的水位进行测量,从而分析勘察地的水位流向问题。在进行地下水流速测定过程中,可以采用充电法和指示剂法;第三,在开展压水试验过程中,必须要做好准备工作,该工作环节是水文地质勘查的核心内容。将压水试验和经济活动测绘、钻探资料进行整合,根据经济活动的实际需求,确定试验孔位,进而根据岩层渗透特性开展划分工作,确定试验孔的起始压力、压力基数、最大压力等。
[关键词]工程地质勘查 水文地质 问题
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-323-2
0前言
加强对工程地质勘查中水文地质问题的研究,有利于保护人们的切身利益和生命财产安全。因此,我们要重视工程地质勘查中水文地质问题,提高做好水文地质防治工作,提高勘查水平。
1水文地质所产生的危害性
水文地质引起的危害性问题通常体现在下面两方面:潜水位出现升降导致的危害和地下水位出现变化引发的岩土工程危害。若地下水位出现大幅升降将极易引发膨胀性岩土出现不均匀的胀缩变形现象,甚至导致地裂。同时若地下水位出现变化的次数过多或者变化幅度过大时,膨胀性岩土将发生往复性涨缩,并且一旦涨缩幅度过大,甚至将破坏建筑物,尤其是在建筑物较低或较轻时。而潜水位出现上升现象将会软化建筑物地基,增强土壤含水量,降低其强度,使其具有更强的压缩性,从而使建筑物出现沉降变形的几率大大增加;地基也会因此出现侧移现象或隆起现象,进而导致基础上浮,降低建筑物稳固性。而潜水位下降的主要原因多为人为原因,所导致的自然灾害也很多,在此就不做赘述了。因此,因水文地质问题对于岩土工程和建筑工程产生安全的影响作用很大。
2地质勘查发现的水文地质问题
2.1地下水动压力作用引起的问题
天然状况下,地下水所具有的水动压力并不会对工程产生较大作用,通常情况下也不会产生危害。但其若加入人为作用,就可能对地下水产生较大的动力,打破自然的平衡环境,有些移动水所具有的较大压力,可能会导致岩土工程受到损害,如:流砂、管涌及基坑突涌等问题。
2.2水位上升引发的各种问题
引发水位上升的诱因很多,但地质方面的因素主要有含水层结构和总体岩性状,而水文气象类因素主要有降水量、温度等,人为因素则主要有灌溉和施工等,有时导致水位上升的因素则包含其中几种。水位上升造成工程质量问题很多,如:土壤出现沼泽化和盐渍化问题,建筑物加快被岩土和地下水腐蚀的速度;斜坡与河岸等出现岩土体滑移、崩塌等重大地质灾害;有些非常特殊的岩土体结构会因遭到破坏而强度减少、软化,导致粉细砂和粉土发生饱和、液化、流砂及管涌等各种问题;地下洞室被倒灌、地基上浮及建筑物稳固性减弱。
2.3水位下降导致的一些问题
造成地下水位下降的因素有很多,但大多是人为因素,如因为生活和生产对地下水进行大量抽取、矿业进行矿床疏干、上游修筑堤坝或水库拦截下游水等。而地下水位一旦出现大幅度下降,地面将出现开裂、沉降,甚至塌陷等问题,而地下水则会出现枯竭、水质恶化等各种问题,这些环境问题的存在将会导致岩土体与相关建筑物失稳,并在很大程度上危害到人类的生存环境。
3水文地质勘察需注意的事项
3.1水文地质调查
地质勘察必须在工程施工前完成,勘察工作应符合工程地基的种类,同时重点勘察评估地下水位升降对于岩土体及相关建筑产生的作用与影响,估量岩土工程因此出现危害的可能性,并做好防治工作。其次,工程勘察的方式应符合建筑地基要求,查清水文地质的相关问题,为选型提供需要的水文地质资料。再次,查清人为活动引起的地下水位升降变化及对岩土体与建筑物造成的危害是地质勘查的主要工作,同时也要查清天然条件下地下水的状态和影响。此外,工程不同面临的地址问题也大不相同,因此要根据工程的变化,勘查地下水对工程造成的影响,并对地质环境做出相应的评价。
3.2水文地质勘查的主要问题
水文地质勘查和其他的工程地质勘查相比需要对其评价内容进行更复杂的分析,其主要体现在:首先应勘查出自然状态下地下水的分布状况,以便明确地下水对水文地质勘查造成影响的可能性,同时将工程建设中的人为活动作为依据,预测地下水位可能出现的变化,进而评估将对建筑物与岩土体产生怎样的消极影响;然后根据评估结论,制定相应的预防措施,根据外界的具体环境着重分析地质问题,如地下水对建筑物造成的腐蚀危害、建筑工程对施工场地的建设基础持力层的材料要求,及在符合标准要求的情况下,地基基础压缩层出现意外状况的几率;最后是根据建筑工程施工标准测定有关水文地质情况,并为其提供有效数据。
3.3勘查水文地质参数
(1)建筑工程地质勘查一旦遭遇含水地层,必须测量其地下水水位。其中在对静止水位进行测量时应保留一段稳定时间,时间长短根据含水层渗透性决定,有必要时可以在勘查工作完成后统一进行静止水位测量;在应用泥浆钻进的过程中,应先将测水管打入含水层约20cm处;在遇到多层含水层时,应先将其与其他含水层隔离,并做好止水工作。(2)测量地下水流向常用的方法为几何法,先量出各孔内部水位,据此测定地下水流向。而测量流速则常应用充电法及指示剂法。压水试验在地质勘查过程中必不可少,并将其结合地质测绘,根据工程标准,决定试验孔位,再依据岩层渗漏实况确定试验段,再根据实际要求决定试验的相关数据,如压力基数、压力极限及起始压力等,并及时计算压力和压力入水量之间的关系,确定试验段透水率,最终决定其曲线类型。
3.4追踪水文地质变化状况,全面把握变化规则
勘查工作人员应对地质勘查有关数据了解全面,重视掌握水文地质和地基基础类型等相关数据,特别是和工程地基基础类型有关的数据,以便及时应用到现实工作中,一旦出现需求,就能马上提供充足资料。同时,不仅需要掌握勘察过程中水文地质情况在工程施工过程中的状况,更要了解工程施工状况,实时掌握其变化规则,及任何可能出现的有碍施工的问题,及早做好防范措施,确保工程能顺利竣工,保证工程的施工质量。在进行工程地质勘察的过程中要详细准确对相关的信息、资料、参数进行记录、整理和计算。勘察工作完毕后要对勘察结果进行归纳和总结 ,制定出全面、科学、准确的岩土工程勘察报告。在地质勘察报告中 ,对尤其对水位地质评价的内容加以重视,除了必要的岩土结构、分布等岩土情况的内容,还要对地下水的类型、埋深、水位、涌水量等基本信息 ;地表水与地下含水层之间的水力联系以及水文地质的多项相关参数进行分析和计算 ,同时还要对因季节和气候变化引起的地下水位的变化规律进行分析。
3.5对地下水应合理应用并加以保护
水文工作规划应具有全局性、长期性及定向性特点。国民经济发展为水文地质开发工作创造了良好的机遇。水文地质工作必须与国民经济发展相适应,为经济社会发展贡献力量,并服务于经济社会,这样才会具有旺盛的生命力。政府相关部门应加大地下水开发与保护力度,结合相关政策法规制定战略,使地下水这个非常宝贵的资源能够在自然属性符合社会属性的情况下被开发利用,创造性地走出一条符合我国国情并能与大自然和谐互利的可持续发展道路。
4结语
随着社会经济的发展,人们对建筑施工设计和工艺提出更高的要求,这也为工程地质和水文地质勘查与水文地质勘查加大了难度,而科学、合理的工程地质与水文地质勘查是工程施工质量的有力保证。因此我国应重视工程地质与水文地质勘查技术的学习与创新应用,尤其是水文地质勘查,这对于减少建筑工程危险系数,及保护建筑安全具有重要意义。
参考文献
水文地质与工程地质有着紧密的关系,沿途的主要组成结构就是地下水,所以它对岩土体工程有着重要的影响,同时也会影响基础工程的建设,从而影响到建筑的安全性和稳定性。工程地质效果在很大程度上是受地下水位影响的,工程地质土质发生转变的原因是由于水位的升降变化。地下水位对工程地质的影响主要表现在以下四个方面。
1)地下水位上升引起的工程危害。岩土工程所出现土壤沼泽化、盐渍化等现象及其所导致的成岩土工程质量下降是由水位上升引起的,地下水位上升对于建筑物的腐蚀会造成更加严重的影响,建筑物更容易坏掉,不能长久的使用,导致人力,物力,财力的大量浪费,给国家经济造成不利影响。部分水位上升还是引起岩土结构破坏的主要因素,同时会造成岩土层结构强度降低而出现流砂、管涌等现象。在实际地质工程中,大量降雨、温度上升、含水层结构及总体岩土性质改变等是导致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以导致地面下降,工程地面出现塌陷,整个建筑物会坍塌,不仅造成财力的浪费,还可能会造成人员伤亡,后果不可想象。地下水位的恶化主要就是地下水的枯竭造成的,会影响到工程地质的稳定性和安全性。导致正常地质地下水位下降的主要的原因包括采矿人员采矿活动、建筑水库补给、地下水大量抽取等一些人为因素。
3)地下水位频繁升降造成的工程危害。频繁升降的现象有时候会在地下水中出现。岩土层膨胀以及岩土出现不均匀胀缩都是由地下水位频繁升降导致的,岩土层出现变形往复所导致的地下岩土层中的铝、铁等物质丧失的主要原因就是膨胀收缩。进而出现上层土层失去胶结物以及岩土层表面出现松动的现象,降低了整体的岩土层效果降低。可见地下水位频繁升降造成的后果也是十分严重的。
4)地下水动压力作用引起的工程危害。地下水天然动力平衡效果降低导致的移动水压的改变在很大程度上是由地下水动压力改变引起的,同时岩土层所出现的流砂、管涌、基坑突涌等导致的水文地质整体状况大幅降低的现象也是岩土工程地下水动压力改变引起的。除此之外,地下水动压力作用还可以导致地下水天然动力平衡的条件发生转变。
2解决水文地质问题的有效措施
水文地质对于地质勘查越来越重要,采取切实有效的方法对水文地质的各种有关参数进行测定对于提高工程施工的安全性。保证建筑的稳定性以及避免人为诱发水文地质灾害的发生有着非常重要的作用,应当对其进行正确客观的评价。为了充分发挥水文地质在工程地质勘察中的积极作用就要做好水文地质勘察工作,那么,面对以上水文地质问题,我们该采取哪些措施去有效防治呢?
1)详细的水文地质评价内容。岩土工程勘察报告是展示工程地质勘察的最终成果的主要方式,建筑工程地基基础设计及施工都是以岩土工程勘察报告为主要科学依据的。全面可靠的报告内容能够保证后期工程设计施工的安全性,报告内容的错误会造成非常严重的后果,一点点的差错就会引发不可想象的后果,因此要求技术人员必须要有耐心与责任心。在水文地质评价的报告中除了要将下水类型,含水层的埋深以及具体的分布状况、岩土类型、岩土厚度,静止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度内容包括在内以外,还应该包括各个含水层间的水力联系以及含水层与地表水体间的水力联系;地下水的补给和排泄情况等
2)调查准确的工程地质条件。应该将地形地貌、水文地质、岩土的物理力学性质,地质现象等条件作为工程地质勘察中的工程地质条件。在调查这些工程地质条件时,要做到准确详细。为确保建筑的安全防护措施提供相关科学准确的依据。为了预测工程地质作用会带来什么样的影响应当给出正确的客观的评价,应当查明工程地质条件并结合项目的具体特点,确保对建筑实施具有科学准确性的安全措施。
3结束语
[关键词]地质勘查;水文地质;问题
中图分类号:TV515 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)02-0249-01
在对一个工程开始进行施工之前,施工人员要先对项目工程所在地理位置的地质情况进行详细的了解,根据项目具体的地质条件设计合理的施工方案。工程地质是保证建筑物能够安全的建立以及安全使用前提,所以,工程在进行施工之前必须增强工程地质的勘查工作。在工程地质勘查的工作中最为重要的就是地质条件里的水文地质问题。当前,我国的很多施工企业在施工开始之前,都没有对水文地质问题给予重视,导致了建筑物的质量出现问题,给建筑物的使用者造成了严重的影响。
1.水文地质
1.1 水文地质类型区
在地质环境非常复杂的情况下,如果有地下水的存在,地下水就和普通的水资源非常的相似,通常表现在整体性、系统性、可调节性以及再生性等方面。水文地质类型区通常都是按照岩石层下面地下水的地貌特征、分布的形态和含水层的成因相似性进行不一样的区域划分,根据自身的特征形成独立或者是相对独立的地下水分布区域。
1.2 水文地质类型区的特征
一般把地下水划分为不一样的地质类型区的时候,要让水文地质类型形成一定的特征,能够和其他的水文地质类型有着明显不一样的特征。通常来说,每一个水文地质类型区特有的特点要通过地下水的水流流动特点以及流域的面积来进行分析,然后对周边的地质和水文地质情况进行调查,了解地下水的径流以及排泄的过程与方式。
1.3 水文地质类型区的划分
虽然地质环境非常复杂,而且存在地下水和普通水资源有很多相似的地方,但是也有不一样的地方。因此,在进行地质环境勘查的过程中,要对不一样的单元系统进行划分,在划分水文地质类型区的时候,要把地质结构相似以及环境相似的地下水划分在同一类型之中,这样才能够有效地对工程地质进行勘查。在对水文地质类型进行划分的时候要充分按照下面的原则。首先,水文地质类型区的勘查要充分的和地下水评价相结合起来,才能提升类型区勘查的实际作用。其次,水文地质形成的主要原因就是地下水和岩层共同作用的结果。所以,在地质的勘查过程中也必须注意对地质成因的研究。最后,把地下水的地质构造、岩土的类型进行分析,才能够对水文地质的勘查范围进行扩大。
2.工程地质勘查中的水文地质问题及对策
2.1 地质勘查中水文地质的评价内容
在以往对项目工程进行地质勘查的时候,勘查的结果通常都不会按照项目工程的设计以及项目施工的计划来对地下水与岩石土体工程的影响做出比较全面的评价,也不会有详细的报告。所以会有很多由于地下水而导致的土体下沉的事故发生。因此,在对项目进行工程地质勘查的时候,必须对水文地质勘查问题的内容给予正确的评价。第一,地下水对于岩土结构的影响。在水文地质勘查的过程中非常重要的内容就是地下水对于岩土结构的影响,通过准确的评价可以了解地下水对岩土结构的影响,以至于导致建筑物产生的危害进行提前的预测,并采取相应的措施做出准确的决定与判断。第二,和地基设计结合在一起。工程建筑的地基和地下水与岩土结构是相互联系在一起的,在水文地质勘查的过程中,要特别注意和地基的设计结合在一起,只用这样,才能够让水文地质勘查的结果更准确,资料更加的详细。第三,人为活动的分析。人为的活动对于工程建筑的质量也有特别大的影响。因此,在水文勘查的过程中非常有必要进行相关人为活动的分析,着重地分析人为活动对地下水的变化、岩土的结构变化和可能导致建筑物的影响。总的来说,就是要通过具体的问题进行具体的分析,对于地下水出现的各种情况进行不同的分析,根据问题做出合理的处理方案。
2.2 岩土体的水理性质
岩土体的水理性质就是指地下水与岩石土体之间互相影响而产生的各种性质,通常情况下一般把岩土体分成岩土体水理与岩土体物理2种性质。岩土体水理性质会影响到岩土的结构,从而导致建筑物的安全性和稳定性受到影响。一般测试岩土体水理性质有透水性、崩解性2种办法。第一,透水性。透水性指的就是水穿透了岩石土体的缝隙,具体来说就是存在于岩土空隙里的水,岩石的缝隙越大,其土质就越软,透水性就越好。透水性一般都是按照渗透的参数来决定的,渗透的系数主要通过抽水试验来获得。第二,崩解性。崩解性一般又被称作为湿化性,指的就是粘性的土质层被水侵蚀以后,导致土粒之间的结构发生变化,岩石土体崩散解体。岩土体崩解性能越强对建筑物的安全性能和稳定性能的影响就越大,相反的岩土体崩解性能越弱对建筑物的安全性能和稳定性能的影响就越小。
2.3 把地质勘查中的水文地质问题放在首位
工程在开始施工之前,地质勘查是非常重要的,地质勘查里最主要的就是水文地质的勘查,要把勘查中水文地质问题放在首位,以此来提高工程地质勘查的质量。首先,要对项目工程施工处的地理条件进行详细的勘查,主要包括项目工程施工处的气候、所属季风和地貌地形的特点。其次,要对项目工程施工处的地质环境进行详细的勘查,主要包括地质的构造、岩层的构造以及基底的构造。最后,要对项目工程施工处的地下水位进行详细的勘查,具体地分析地下水最近几年来的变化情况,了解地下水变化的趋势。
3.结语
水文地质的勘查工作对建筑物的各个方面都有非常重要的影响。因此,在进行工程地质勘查的时候,一定要切实做好水文地质的勘查工作,不仅能够确保工程的质量过关,减少在施工过程中事故的发生,还能够促进我国地质勘查水平的提高,使我国建筑行业更好更快的发展。
参考文献
[1] 华冰.浅析工程地质勘查中水文地质问题[J].科技论坛,2013,24:66.
[关键词]水文地质 工程勘察 重要性
[中图分类号] P641.4+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-149-1
1工程地质勘测中水文地质研讨的重要性
工程地质勘测中对水文地质的研讨,能够充分了解水文地质的条件,勘测完毕后依据工程需求对所勘测的水文地质进行剖析,具体提交水文地质勘测陈述,有助于后期工程质量的确保和对地下水资本进行开发利用。在水文地质勘测时,需求对所勘测范围的水文地质环境做全方位的剖析评估,注重地下水对工程地质的影响。地下水位的上升和下降,都会对岩土体和工程质量形成损害,因而详实的水文地质数据和合理的防范办法是工程质量的确保。别的不一样的地基基础,不一样的地质条件,不一样的建筑类型,不一样的水文地质环境等,在工程地质勘测中水文地质勘测时,都应思考具体条件,对不一样的水文地质状况,采纳具体问题具体剖析的办法来解决。水文地质勘测中地下水对工程建筑有着不可分割的联络和影响,地下水问题带来的损害应致使高度注重。
2地下水作用对岩土工程的影响
2.1地下水升降作用所带来的影响
地下水不论是上升或者是下降,都将在一定程度上影响岩土工程的施工。
(1)地下水上升可能带来的影响。在诸多地质因素与水文气象因素的影响下,例如总体岩性、水层结构、气温、降雨量等,同时再加上一些人为因素(施工、灌溉),潜水位会发生上升。而潜水位上升将带来极大的危害,具体表现为:将造成严重的土壤沼泽化,强化地下水对建筑物或构筑物的腐蚀;极易引发丘陵山地地区的地质灾害,例如泥石流、山体滑坡以及岩土体崩塌等等;同时还可能引发建筑物失稳、地下洞室充水淹没等等。
(2)地下水下降可能带来的影响。地下水下降,这主要是人为因素引发的,例如因灌溉、采矿等需要而抽取地下水,在河流上游兴建水库与水坝致使河流下游地下水不足,这些都将导致地下水下降。一旦地下水下降,将引发极为严重的后果,例如地面下沉、土地干裂;与此同时,还将引发一些环境问题,例如水质下降、地下水枯竭等。
(3)地下水升降过于频繁,同样会引发各种危害。这主要是因为地下水升降过于频繁,将导致膨胀性岩土的收缩与膨胀不规律,继而导致增加岩土膨胀收缩幅度,最终导致建筑物特别是轻型建筑物受到破坏。另外,过于频繁的升降,还可能致使土层内的胶结物流失,继而造成土质变松,土层承载力降低。
2.2地下水动力作用所带来的影响
通常,地下水的动力作用,当其处于天然状态下时,对岩土工程的作用并不大,相对而言,其对岩土工程的危害也并不很大;然而,在人为因素的作用之下所形成的地下水运动,一般都有比较大的动力作用,缺乏规律性的地下水运动,将造成极为严重的后果,例如可能引发基坑突涌、流砂等,进而对岩土工程的施工质量带来极大的影响。地下水能够增加岩土体的容重与含水量,且对岩体产生化学作用和物理作用,进而致使岩土结构面发生软化现象,且使得岩土体性质发生变化,此外,地下水的力学作用,将对边坡的平衡造成破坏,最终对边坡的稳定带来影响。
2.3地下水对基坑开挖支护的影响
随着社会的发展,不断地建设高层建筑物,尤其是在旧村改造项目中,大部分都使用垂直挖掘的方式。在降低水位的时候,采用抽水的方式,这样虽然减少了对土地的压力,可是由于是局部地抽排水,把基础底面之下的水位骤然降低,致使周围的建筑物、墙体变形,严重的话还可能会导致地面塌陷。因此,在进行地下工程的时候,应该设立水帷幕,安装相应的防护体,避免地下水流入地下施工的地方,对施工造成影响。
3提升工程地质勘查中水文地质问题勘查的方法
3.1地质勘查中水文地质问题应放在重要位置
地质勘查是工程施工中最重要的一环,所以要保证地质勘查的质量,把地质勘查的数据整理好提供给工程实际和施工。地质勘查中最为重要的就是水文地质勘查,把水文地质问题放在最首要位置上,提升整个工程地质勘查的质量。
(1)考虑地理条件。工程地质勘查中首先要对自然地理条件进行勘查,这其中主要有工程施工地的所属季风、气候湿润度、所处水系以及地形、地貌等特点。
(2)分析地质环境。工程地质勘查中水文地质勘查要对地质环境进行勘查,包括地质构造、基底构造、底岩构造等。
(3)勘测地下水位情况。工程地质勘查中水文地质勘查要对地下水位情况进行勘查,地下水位情况要针对近几年来地下水位的变化情况做分析,了解其变化趋势。
(4)摸索含隔水层情况。含隔水层主要包括了两个水层的埋藏同条件、地下水类型、流向等,对这些情况进行勘查完后还要分析含隔水层的实际分布情况,对整个工程施工地的地层渗透系数等情况进行全面勘查了解。
3.2确保水文地质参数测定的准确性
水文地质参数测定的准确性是保证工程地质勘查质量的决定性因素,其准确性要从以下几个方面入手:
(1)确定含水层。在工程地质勘查的水文地质勘查中,要对地下水的水位进行确认和测定,一般来说,保证测量的准确性得先确定地下水的水位是静止还是多层含水层,依照确定的含水层采取不同的测量方式来获得数据。
(2)测定流向。在工程地质勘查的水文地质勘查中,要注意确定地下水的水流流向,测定地下水流的流向时一般采用几何法。
(3)压水试验。在工程地质勘查的水文地质勘查中,压水试验是一个较为重要的试验,其主要目的是确定透水率。压水试验要与工程地质测绘和钻探资料结合,按照工程施工的实际情况确定试验孔位,试验划分段以岩层的渗透性特点来划分,这样能够测定出实际需要压力基数,计算出透水率。
4结束语
水文地质问题能够从多角度影响中国的工程施工建造。在工程地质施工进程中想要更好的确保工程设备的质量和安全,需求我们认真落实和充分做好水文地质方面的工作,对在工程地质勘查中存在的和遇到的水文地质问题进行具体的剖析。
参考文献
[1]吴学林.岩土工程勘察中水文地质问题分析[J].广东科技,2014.
关键字:水文 地质 电法勘探
Abstract: this paper briefly describes the rapid development in our country, are widely used several bit of exploration method and its application in hydrogeology survey.
Key word: hydrogeology electric prospecting
中图分类号: P641.72 文献标识码:A 文章编号:
自从19世纪初期,P.Fox在硫化金属矿中发现了自然电场现象开始,电法勘探的方法至今已有一百多年的历史了。20世纪30年代,当时还在北平研究院物理研究所的顾功叙先生开创了我国的电法勘探事业。时至今日,在70余年的发展下,我国在电法勘探的基础理论、方法技术等方面取得了巨大进展,电法勘探已成为我国应用地球物理学中应用面最广泛、方法种类技术最多样化、对各类状况适应性最强的一门学科。与此同时,经过历代工作者的不断努力,这一技术已经深入到社会生活,科学研究的方方面面。
一、高密度电法
集合了电测谈法与电剖面法的高密度电法,除在观测中需设置高密度观测点外,其他原理基本与普通的电阻率法相同,属于阵列勘探方法。
在进行野外测量时,需将全部电极置于剖面上,利用危及工程电测仪和程控电极转换开关使剖面中不同电极距及不同电极排列方式的数据自动快速采集。相对于常规电阻率法,这一方法具有以下优点:
(一)能够一次性完成对电极的布置,在减少了因设置电极而导致的故障和干扰的同时提高了效率。
(二)电极的排列方式相对灵活,在测量时可以获得更为丰富的电断面信息。
(三)在一定程度上实现了野外数据的自动化或半自动化,在提高数据采集速度的同时也有效地避免了手工操作的导致的失误。
出上诉三点外,随着地球物理反演方法的发展,电阻率成像技术也从原始的一、二维发展到三维,极大程度上提高了地电资料的精度。
这一方法的应用领域较广,而在水文和工程地质勘察方面更能收到良好效果。
二、激发极化法
在使用电法勘探中,当出现电极排列向大地供入或切断电流的瞬间,在测量电极之间经常会发现随时间缓慢变化的附加电场。这一现象被称为激发极化效应。而激发极化法就是通过岩、矿石等的这一反应差异来解决地址问题的勘探方法。上世纪50年代,这一方法开始在我国研究并推广,从最早期的以直流激电发为主,到上世纪70年代初开始研究的变频法,而80年代初又开始研究频谱激电法。由于这一方法测量的是二次场,所以具有可测量参数多、不受地形影响等特点。
在实际应用中,这一方法也由初期的勘察硫化金属床发展到工程地质问题、非金属矿床等领域,近年来,更是由于其找水效果十分显著而被誉为“找水新法”。这里值得注意的一点是,利用本方法找水或确定地层含水性时与高密度电阻率法结合,可以有效降低地球物理解释的多解性,提高找水成功率。
三、可控源音频大地电磁法
这一方法是在大地电磁法和音频大地电磁法的基础上发展起来的。1975年,Myron Goldstein提出这一基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程而建立的组视电阻率和电场与磁场比之间的关系。并根据电磁波趋肤效应得出电磁波的探测深度和频率之间的关系,通过改变发射频率来改变探测深度,进行频率测深。这一方法采用可控制人工场源,对电偶极源传送到地下的电磁场分量进行测量。由于本方法的探测深度较大,并且探测范围具立体性,因此具有以下优点:
(一)这一方法的抗干扰能力强,受地形的影响较小
(二)在不改变几何尺寸的情况下,通过改变频率可进行不同深度的测探,大大提高了工作效率。
(三)探测范围大。
(四)由于其横向分辨率高,可以更快速的发现断层。
(五)高阻屏蔽作用小,可直接穿透。
由于受静态效应和进场效应的影响,“静态效应”对此方法的影响可通过多种静态校正消除。
此法从一出现开始就展现了其相对良好的发展应用前景,在实际应用中,可作为激发极化法与电阻率法的补充应用,有效解决深层的地址问题。如在油气构造勘察、地热勘查、寻找音符金属矿、水文工程地质勘察等方面都取得了良好的效果。除上述领域外,在坝体渗漏调查,小浪底水利工程,南水北调工程的细线地质勘察中,这一方法都发挥了良好的作用。
四、瞬变电磁法
这一方法主要通过利用接地或不接地线源向地下发送一次场,通过对一次场间歇期间地质体产生的感应电磁场的变化的测量,根据二次场的衰减曲线判断地下不同深度地质体的电性特征与规模。由于单纯的对纯二次场进行观察,排除了一次场所产生的装置偶合噪音的干扰,该方法具有横向分辨率高、受旁侧地质体影响较小、体积效应小、对低阻反应灵敏、探测深度深等优点。
上世纪三十年代苏联学者为解决地质构造问题而突出了这一方法,在上世纪五十年代用于找矿,而从上世纪八十年代开始,这一方法从方法院里到一维、二维反演都得到了广泛应用,发展迅速。我国与上世纪七十年代对该方法进行研究,在上世纪九十年代后已将之逐步应用于工程检测等领域。但是,这一方法在国内还处于研究阶段,目前主要依靠进口。
这一方法不但广泛应用于石油、地热、金属矿产、海洋地质和煤田等地质勘查工作,也在水文地质勘察中发挥着极大的作用。
五、地质雷达
这一方法又被称为“探底雷达”,与探空雷达类似,地质雷达是通过宽带高频时域电磁脉冲波的反射对目标进行探测的,但由于频率相对较低,仅能用于辨别地质问题。
地质雷达是由地面发射天线对地下发送电磁波,通过分析接受地下目标反射的电磁波的时频与振幅特性等,对地质体的展布形态和性质进行评价。由于雷达的穿透深度收其发射的电磁波频率所限,造成其穿透深度相当有限,但是分辨率却相对较高。早期的地质雷达由于探测范围的限制,应用范围相对狭小。目前,由于技术的进步,地质雷达的探测范围已经可以深入到地下100米,使之成为水文地质勘察中较为有效的地球物理方法。
因为地质雷达具有高分辨率,成果结实可靠等特点,在进行浅层地质勘探时,能起到非常显著的效果,因此应用范围也相应广泛。如在探测基岩面起伏、覆盏层厚度、查找潜伏断层、管道沟、涵洞、古溶洞、破碎带以及地下掩埋体,进行考古调查,环境地质考察等。此外,在水文地质勘查中,地质雷达的应用也十分广泛。
结论:
综上所述,本文通过对几种主要的电法勘探方法的原理、发展及实际应用进行了详细叙述,说明了水文地质勘查中电法勘探有着相当广泛的应用,下面将这几点归纳列出:
1. 高密度电法由于其效率高、探测深、且地剖面成像精确,等特点,呗广泛应用与水文地质勘查中,成为效率最高的方法。但是考虑到该方法的分辨率偏低,在具体应用中需结合电测井等其他电法勘探,以达到地质解释精细化的目的。
2.可控源音频大地电磁法与激发极化法由于其特点成为水文地质勘探中电法勘探的首选方法,在寻找地下水源时,若能将这两种方法进行有效结合,见效果将异常显著。
3.瞬变电磁法在水文地质勘查中的应用范围相当广泛,其中,大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用,而且由于其分辨率较高的特性,若能与高密度电法合理搭配,综合运用,将为深部地质勘察的精细问题带来突破。
4.地质雷达是工程类地质勘探的首选方法。并且由于其分辨率高的特点,该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术,必将应用于更多的领域。
参考文献:
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[3] 煎浩斌.王传霄.《高密度电法的发展与应用》[J].地学前缘(中国地质大学).2003.10(1)