羅 軍

（岳陽市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 岳陽 414000）

1 礦山巖土工程勘察過程中常用的技術(shù)

1.1 巖土工程物探技術(shù)

在進(jìn)行礦山巖土工程勘察的過程中，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用能夠比較有效地促進(jìn)整體勘察工作目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也能夠推動(dòng)礦山施工效率的進(jìn)一步提升，在現(xiàn)階段的巖土工程勘察工作之中，比較常用的技術(shù)包括探地雷達(dá)技術(shù)﹑CT檢測(cè)技術(shù)和TSP檢測(cè)技術(shù)等物探技術(shù)。首先從探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)來看，這一技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的礦山巖土工程勘察技術(shù)之一，在實(shí)施檢測(cè)過程中，通過進(jìn)行高頻脈沖電磁波發(fā)射的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的檢測(cè)，同時(shí)依托該技術(shù)也能夠避免傳統(tǒng)物探技術(shù)實(shí)施過程中對(duì)自然環(huán)境造成的負(fù)面影響出現(xiàn)，檢測(cè)過程無污染﹑無破壞，且由于檢測(cè)方式的特殊性，因此針對(duì)特定區(qū)域的檢測(cè)工作所需要消耗的時(shí)間較短，整體檢測(cè)工作的準(zhǔn)確率比較高，操作流程和操作方法均比較簡(jiǎn)單。其次CT檢測(cè)技術(shù)也是現(xiàn)階段比較常見的技術(shù)類型之一，這一技術(shù)在目前的發(fā)展時(shí)間仍然比較短，相關(guān)的技術(shù)仍然具有進(jìn)一步進(jìn)行突破的可能性。這種技術(shù)在原理上是依靠對(duì)區(qū)域內(nèi)地震波的接收來實(shí)現(xiàn)地質(zhì)成像和分析目的的，在實(shí)際工作之中，其能夠?qū)ο鄳?yīng)的地震波的激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)進(jìn)行綜合性的分析，并根據(jù)地震波的波形變化來達(dá)到對(duì)區(qū)域地質(zhì)條件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析的效果，因此其在使用的過程中整體準(zhǔn)確性比較高，同時(shí)也具備較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性特征，對(duì)于現(xiàn)階段的礦山施工具有比較突出的指導(dǎo)性作用。最后TSP技術(shù)也是現(xiàn)階段比較先進(jìn)的礦山巖土工程勘察技術(shù)，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要是通過深度偏移成像的方法來對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，在勘察效果方面，其整體精確性比較高，同時(shí)對(duì)于環(huán)境之中所存在的各類干擾性因素具有較強(qiáng)的抵抗作用，對(duì)于自然環(huán)境也不會(huì)產(chǎn)生明顯的破壞。

1.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行巖土工程勘察的主要方式是通過對(duì)現(xiàn)階段的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)，在相應(yīng)的對(duì)比與分析過程中，可以比較有效地對(duì)其中偏差較為突出的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，從而全面地提高勘察工作的準(zhǔn)確性。為了確保相關(guān)勘察工作的順利開展，在實(shí)際的工作之中，對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用需要首先進(jìn)行對(duì)安裝環(huán)境的系統(tǒng)性分析。巖土工程勘察工作的復(fù)雜性較高，如果環(huán)境之中存在著較多的影響因素，則會(huì)對(duì)實(shí)際的工作形成較為顯著的影響，在這種情況下對(duì)GIS設(shè)備的安裝工作需要經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況進(jìn)行細(xì)致性把握，從而進(jìn)行安裝。具體而言，設(shè)備安裝階段應(yīng)當(dāng)確保環(huán)境之中不存在雨雪﹑風(fēng)沙等氣象問題，同時(shí)也需要確保空氣的相對(duì)濕度在80%以下。如果在實(shí)際的監(jiān)測(cè)過程中，相關(guān)器械面臨防潮﹑防雨和防塵的需求，則需要充分地滿足。由于相關(guān)設(shè)備的正常穩(wěn)定工作對(duì)于穩(wěn)定的電力具有較強(qiáng)的需求，因此相關(guān)單位還有必要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工規(guī)范進(jìn)行電源箱的準(zhǔn)備。當(dāng)相關(guān)設(shè)備投入使用的過程中，則需要定期對(duì)設(shè)備的線路﹑腐蝕和防銹等情況進(jìn)行持續(xù)性關(guān)注，避免相關(guān)因素的影響導(dǎo)致設(shè)備在精準(zhǔn)度方面受到影響。從上述內(nèi)容之中可以看出，現(xiàn)階段的礦山巖土勘察工程中對(duì)GIS系統(tǒng)的使用是相對(duì)較為復(fù)雜的，而隨著后續(xù)技術(shù)的發(fā)展，其使用的便捷性和可靠性必然會(huì)得到進(jìn)一步的改善。

2 礦山巖土工程勘察過程中面對(duì)的問題分析

2.1 地下水位的變化問題

從現(xiàn)階段的礦山巖土工程勘察工作來看，地下水位的變化通常會(huì)對(duì)實(shí)際的工作造成一定的影響，無論相關(guān)區(qū)域水位的上升或是下降都不利于礦山巖土工程勘察的開展。而通過分析既往的相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，地下水位下降的原因通?？梢苑譃槿藶橐蛩睾妥匀画h(huán)境因素兩個(gè)方面。首先從人為因素的角度來看，在人類活動(dòng)過程中必然會(huì)對(duì)地下水資源進(jìn)行開采和利用，而當(dāng)相關(guān)的開采活動(dòng)超過自然承受限度的情況下，地下水位將會(huì)出現(xiàn)較為顯著的下降，從而對(duì)后續(xù)的一系列工作開展形成影響。隨著地下水位的下降，礦山區(qū)域的巖石壓力將會(huì)顯著上升，危害到礦山巖土工程勘察工作的安全性。同時(shí)需要注意的是，隨著相關(guān)區(qū)域地下水位的下降，礦山區(qū)域的地面也會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，不利于后續(xù)的巖土工程施工的展開。其次從自然環(huán)境因素的角度來看，如果相關(guān)區(qū)域的氣候在特定的時(shí)間范圍內(nèi)較為干旱，地下水得不到及時(shí)的補(bǔ)充，也會(huì)導(dǎo)致地下水系出現(xiàn)顯著的降低。而如果當(dāng)相關(guān)區(qū)域的降雨過于豐富，則會(huì)導(dǎo)致地下水位的上升。在地下水位上升的階段，相關(guān)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較容易受到地下水的腐蝕，影響到整體施工的安全性。在這種情況下，相關(guān)人員的礦山巖土工程勘察施工活動(dòng)應(yīng)當(dāng)在準(zhǔn)確把握區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)情況的前提下展開，尤其是對(duì)勘察目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的水壓情況進(jìn)行研究與分析，依據(jù)這一數(shù)據(jù)實(shí)施相應(yīng)的勘察活動(dòng)將能夠在最大程度上保障活動(dòng)的安全性。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害問題

礦山區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害問題是比較突出的，從實(shí)際的工作之中來看，當(dāng)相關(guān)礦山的巖土工程區(qū)域在水位出現(xiàn)下降或是顯著變動(dòng)之后，區(qū)域內(nèi)比較容易出現(xiàn)巖溶塌陷現(xiàn)象，因此這個(gè)問題在現(xiàn)階段的礦山地質(zhì)勘察工作之中應(yīng)當(dāng)引起高度的重視。以實(shí)際情況為例，在中國北方地區(qū)的礦山，巖溶水水位下降的現(xiàn)象尤為常見，這些情況出現(xiàn)之后導(dǎo)致相關(guān)礦區(qū)出現(xiàn)不同程度的塌陷現(xiàn)象，當(dāng)對(duì)相應(yīng)的巖土工程開展時(shí)，由于這些因素的影響往往難以順利推進(jìn)。另一方面如果相關(guān)區(qū)域的地下水出現(xiàn)動(dòng)力變化的問題，相關(guān)巖土工程的施工也容易出現(xiàn)基坑突涌﹑砂流問題，極大地危害到工程的安全。為了確保礦山巖土工程施工的安全性，相關(guān)單位和人員在落實(shí)水文地質(zhì)勘察工作的過程中，有必要采取科學(xué)的方法對(duì)巖土工程施工的安全性進(jìn)行保障。

2.3 礦坑開采突水問題

實(shí)施礦山巖土工程勘察的過程中，相關(guān)單位和人員如果沒有系統(tǒng)性地對(duì)區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)問題進(jìn)行把握與分析，則會(huì)導(dǎo)致礦山巖土工程受到比較嚴(yán)重的破壞。以我國北方地區(qū)的礦山開采為例，這些區(qū)域之中存在著極為發(fā)達(dá)的溶巖水系統(tǒng)，以往的礦山勘察工作之中沒有對(duì)這些問題進(jìn)行分析和關(guān)注，因此在實(shí)施開采的階段之中出現(xiàn)了大量的礦坑突水現(xiàn)象。

礦山的水文地質(zhì)勘察活動(dòng)實(shí)際上能夠比較有效地應(yīng)對(duì)這一問題，然而由于以往的開采工作之中，相關(guān)的作業(yè)人員對(duì)礦山的鉆孔深度﹑數(shù)量進(jìn)行任意修改，且?guī)r土工程勘察活動(dòng)沒有對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理與整合，導(dǎo)致了在施工開采階段缺乏充實(shí)和詳盡的地質(zhì)資料，最終造成數(shù)據(jù)沒有真正起到保障礦山安全開采的作用。特別是在以往部分地區(qū)，相關(guān)的工作之中沒有對(duì)地表水﹑巖溶水等水系可能對(duì)開采活動(dòng)帶來的危害性進(jìn)行充分的評(píng)估，或者是在相關(guān)作業(yè)之中沒有形成清晰的水文地質(zhì)邊界等，都會(huì)對(duì)礦山的安全生產(chǎn)形成危害。有鑒于此，相關(guān)單位和人員在工作之中必須充分地研究與分析相應(yīng)的情況，并依托全面和有效的巖土工程勘察工作落實(shí)安全保障。

3 礦山巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的解決方法

3.1 地下水位變化的解決措施

在實(shí)施相應(yīng)的礦山巖土工程勘察活動(dòng)的階段，相關(guān)單位需要針對(duì)當(dāng)前的礦山實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)性分析，特別是相關(guān)巖土結(jié)構(gòu)體與地下水之間的相互作用的有效把握，從而可以比較有效地對(duì)可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，達(dá)到防范地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的目的。

在具體的勘察和考察活動(dòng)過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)將當(dāng)前的實(shí)際情況與具體的地基類型結(jié)合，并對(duì)地基類型進(jìn)行準(zhǔn)確的分類，依托差異化的地基分類來實(shí)施考察活動(dòng)，從而達(dá)到把握具體問題的目標(biāo)。以實(shí)際情況為例，如果相關(guān)的礦山巖土工程施工之中，發(fā)現(xiàn)存在膨脹土區(qū)域，而相應(yīng)的軟質(zhì)巖石基礎(chǔ)持力層在受力方面出現(xiàn)了增加的現(xiàn)象，在地下水為發(fā)生變化或是活動(dòng)巖體發(fā)生脹縮后，會(huì)對(duì)整體工程的安全性帶來危害。

除了上述方法之外，在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察與分析的過程中，也應(yīng)當(dāng)綜合性地對(duì)可能導(dǎo)致各類問題出現(xiàn)的影響因素進(jìn)行全面的分析，例如相關(guān)地區(qū)的氣候環(huán)境因素等，從現(xiàn)階段的實(shí)際情況來看，多數(shù)地區(qū)的礦山的地下水位變化與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境之間存在著較為直接的關(guān)聯(lián)，即當(dāng)區(qū)域內(nèi)降雨量增加的情況下就會(huì)造成地下水位的上漲，而當(dāng)相關(guān)區(qū)域降水量減少或是干旱的情況下，則其地下水位則會(huì)出現(xiàn)顯著的降低。這種問題比較直接地對(duì)地下含水層的性質(zhì)構(gòu)成了影響，進(jìn)而對(duì)礦山地質(zhì)工程的安全性帶來了危害。所以在相應(yīng)的勘察活動(dòng)之中，對(duì)于區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行有效把握也是現(xiàn)階段工作之中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。除了自然因素對(duì)地下水位的影響之外，人為因素也是造成地下水位變化的重要因素，即人為對(duì)地下水的采集，以至于地下水開采過量，則會(huì)導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域地下水出現(xiàn)漏斗。在這種情況下，相應(yīng)的巖土工程勘察活動(dòng)還需要加強(qiáng)對(duì)周圍區(qū)域地下水開采情況的把握與分析，才能確保相關(guān)工程的安全性。

3.2 采取有效措施防止水侵蝕

礦山巖土工程水質(zhì)問題的勘察過程中，相關(guān)人員需要充分地認(rèn)識(shí)到地下水的水質(zhì)對(duì)于巖土工程所具有的侵蝕作用，并通過對(duì)現(xiàn)階段工程的需求和情況進(jìn)行分析來擬定符合具體安全需求的防范措施。

首先，當(dāng)相關(guān)人員掌握目前礦山區(qū)域的地下水情況之后，可以通過建設(shè)相應(yīng)的地下水補(bǔ)給和排泄通道的方式，來確保地下水在水位降低的時(shí)候得到有效的補(bǔ)充，并避免地下水過多。在這種方法之下，將能夠最大程度地保障礦山區(qū)域地下水總量的穩(wěn)定，從而增強(qiáng)巖土工程的安全性。其次，從既往的研究之中也可以發(fā)現(xiàn)，地下水性質(zhì)的變化會(huì)導(dǎo)致巖層受到一定程度的侵蝕，從而危害到工程的安全性，因此在實(shí)施勘察的階段還應(yīng)當(dāng)對(duì)地下水的pH值進(jìn)行探測(cè)和把握，如果相關(guān)區(qū)域地下水的PH值過低，則說明其會(huì)對(duì)巖層形成較強(qiáng)的侵蝕作用，影響礦山開采作業(yè)的安全性，在面對(duì)這一問題的時(shí)候，相關(guān)單位和人員應(yīng)當(dāng)采取措施進(jìn)行防腐，最大程度地保障工程的安全性。以實(shí)際情況為例，在現(xiàn)階段部分礦山巖土工程施工過程中，采取的措施在混凝土之中進(jìn)行聚合物和環(huán)氧樹脂等材料的添加，這種方法能夠比較有效地提高現(xiàn)階段施工所用混凝土的標(biāo)號(hào)，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度與剛度，避免地下水水壓過大而形成的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于聚合物的添加，也能夠比較有效地對(duì)可能出現(xiàn)的腐蝕問題進(jìn)行防范，保障工程安全。除了上述措施之外，相關(guān)單位在施工之中也可以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有防水材料的應(yīng)用，依托防水材料和對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的優(yōu)化，提升相關(guān)工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與防滲特性，實(shí)現(xiàn)保障礦山巖土工程安全的目標(biāo)。

3.3 做好基坑支護(hù)和止水工作

基于有效的巖土工程地質(zhì)勘察活動(dòng)，相關(guān)單位和人員可以比較有效地對(duì)在面對(duì)具體問題的時(shí)候，礦山巖土工程可能受到的損害形成預(yù)測(cè)與把握，立足于此相關(guān)單位及人員可以通過加強(qiáng)基坑的支護(hù)和進(jìn)行相應(yīng)的止水設(shè)計(jì)來達(dá)到保障安全的作用。

以實(shí)際生產(chǎn)之中可能發(fā)生的溶巖水涌水現(xiàn)象為例，由于其危害性較強(qiáng)，對(duì)其實(shí)施的防范工作也比較重要，而這一災(zāi)害問題在應(yīng)對(duì)的過程中，相關(guān)人員需要認(rèn)識(shí)到地下巖洞之間相互連接的特征，也正是由于其彼此連接而容易導(dǎo)致基坑外的土體迅速流失現(xiàn)象的發(fā)生，并引發(fā)基坑的倒塌。現(xiàn)階段進(jìn)行相關(guān)危害的防護(hù)可以采取如下措施來實(shí)現(xiàn)：①在進(jìn)行基坑的支護(hù)之前，相關(guān)單位和人員應(yīng)當(dāng)立足于現(xiàn)階段巖土工程勘察所獲取的數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域內(nèi)的土洞﹑巖洞等進(jìn)行堵塞，通過這種方式來達(dá)到阻水的目的。通常情況下，相關(guān)阻塞施工可以依靠水泥是砂漿灌漿法以及采取其他物料進(jìn)行全面填充的方法避免涌水危害。同時(shí)也可以通過比較系統(tǒng)的研究，明確可能出現(xiàn)涌水的通道進(jìn)行針對(duì)性更強(qiáng)的堵塞，防止相關(guān)事故的發(fā)生；②在進(jìn)行基坑的支護(hù)施工的時(shí)候，相關(guān)單位和人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)混凝土施工質(zhì)量的把控，確保相關(guān)工作在材料﹑人員素質(zhì)等方面滿足現(xiàn)階段施工的需求，從而增強(qiáng)支護(hù)效果；③在進(jìn)行較為深入的挖掘工程之前，相關(guān)礦山施工人員應(yīng)當(dāng)在這個(gè)階段之中采取有效措施對(duì)基坑底部進(jìn)行加固處理，在這種方法之下最大程度地提高被動(dòng)土的壓力，從而避免基坑在后續(xù)的工作之中出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，同時(shí)也可以避免出現(xiàn)涌水問題；④為了盡可能地減輕涌水問題對(duì)于工程的危害性，在基坑外相關(guān)單位和人員也可以采取對(duì)溶洞實(shí)施注漿堵漏的措施，以此構(gòu)建止水帷幕，達(dá)到止水效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)階段的礦山巖土工程勘察過程中，所存在的問題仍然是比較多樣的，這些問題的存在對(duì)于礦山巖土工程施工的安全性和高質(zhì)量均會(huì)形成較為突出的影響，在面對(duì)這一問題的時(shí)候，相關(guān)單位的勘察工作應(yīng)當(dāng)充分跟地與現(xiàn)階段巖土工程施工的具體需求進(jìn)行結(jié)合，以確保工程施工的安全性。