地质及水文（精选12篇）
地质及水文 篇1
单井抽水试验仍是水文地质勘探中广泛实施的手段, 其成果中水文地质参数导水系数KM或渗透系数K值的计算获取, 通常是从抽水结果的涌水量Q和井中水位降数据, 采用相应水文地质计算公式求得。而单井中获取的相应出水量的水位降深, 多受井结构完善程度的制约, 难以反映出井点处含水层其实的水位降, 必然给计算结果中的单位涌水量q值、渗透系数K值带来一定的局限。另外, 在基岩含水层试验中, 常以抽水井揭露所谓含水层的岩性岩层厚度作为含水层厚, 这又给K值的确定带来一定的偏差。本文试图就日常工作中在对抽水成果整理方面所遇的一些问题提出一点浅见, 以引同仁赐教。
(一) 单孔求参公式简化
单孔抽水资料获取后, 在进行水文地质求参渗透系数K计算时, 以承压含水层求参为例, K值的计算, 通常采用裘布依稳定流方程式, 即K=0.366Q (lgR-lgr0) /MS0式中影响半径R值的确定, 则采经验公式即R=10S K。
上述两式一为稳定流数学方程, 另一为经验公式。两者在数学模型上不一、不能将其代入并式, 若将R代入裘布依方程, 则使公式在求解时出现自然数K值和对数K值。有两个根可以满足方程求解, 且满足对数K值根为一极小值, 通常多在10-3～10-5次方以下。显然不符合正常的水文地质参数意义。固而代入合并式无论从理论意义上或水文地质意义上均不成立, 无需加以考虑。
日常参数求解K值计算时, 以裘布依方程和经验公式两者以叠代法求解, 使其两式中K值R值趋于接近, 即完成了求参K值R值的求解, 其过程较为繁杂, 但仍是现今常用的手段。
日常施工的水文地质勘探钻孔, 其半径多为0.054～0.10m之间, 勘探抽水试验亦相对较短, 通常多在一两天内完成, 对绝大部分含水层而言, 抽水造成的影响半径多在300m左右以内。
我们对渗透系数计算K=0.366Q (lgR-lgr) /MS公式进行简化并移项, 则可得出计算导水系数T=MK公式, 上式变成MK=0.366q (lgR-lgr) 。以上述勘探中抽水试验形成的影响半径为50～300m左右, 则式中R的对数值则为1.699～2.477之间。试验钻孔为0.054～0.10m左右, 则式中r0的对数值为–1.2676～–1.00之间。以此区间数值代入公式, 经数值运算后, 上述导水系数公式演变为MK= (1.20～1.30) q。通常钻孔单位涌水量q值多以公升/秒米计算, 而导水系数T=MK值则以昼夜米为计算单位, 故而只要将上式以单位涌水量q值计算出数据再乘以86.4时间换算值, 则得出以昼夜米表示的导水系数。这样就使水文地质求参极为简化。
(二) 求参简化的水文地质意义
从上述求参简化公式可见, 单位涌水量q值直接反映出含水层导水系数大小。以往求参时常以钻孔揭露含水层的岩性厚度作为含水层厚度值参与渗透系数K值计算。而实际所遇承压含水层只有砂、砾类松散地层在钻孔所揭露的岩性厚度才具备导水的含水层厚度, 而基岩类地层, 无论是砂岩类裂隙地层或岩溶类灰岩地层, 只有裂隙发育段或岩溶洞穴裂隙发育层段, 才具导水空间。绝非全层均质参与导水。因而以岩性全层厚代表含水层厚度是不能反应真实面貌的, 故而求参时单独计算渗透系数只局限于对砂、砾类松散含水层, 而对基岩类裂隙, 岩溶裂隙含水层, 以简化式求解含水层的导水系数比较客观, 无必要求K值, 以减少给求参成果带来的误差。
抽水钻孔单位涌水量的大小, 直接反映出含水层的富水程度, 也反映出含水层的导水性能, 理论上是存在上述简化式的关系。但在勘探实践中由于受钻孔试验结构进水完善程度的制约, 其试验中测得的单位涌水量并不能正确地反映出简化式所表述的与含水层导水性的真实关系。多年来, 我们在整理分析单孔抽水资料的过程中, 引用了非稳定流理论, 以抽水孔水位恢复资料用lgt.S半对数直线 (下转第95页) (上接第102页) 图解法、求解水文地质参数、并以其与上述简化方程式的稳定流求参法进行比较、以其差异, 找出其间关系。从而确定导致两者差异的因素是受试验段钻孔结构导水的完善程度制约。从而使钻孔单位涌水量不能真实地反映出含水层的导水性能。致使用上述简化关系式的求参结果出现一部份资料的导数系数偏小、而另一部则偏大的现象。
抽水井结构完善程度是反映q值与导水层段钻孔的导水性通畅关系、当井结构完善时, 单位涌水量q与导水性是一致的。计算出的导水系数T值相对正确, 井中水位降位表示井点降位。超完善井系抽水孔揭露到岩溶洞穴中或抽水层段严重垮坍、形成抽水井进水断面极巨增大、故q值亦相应偏大。不完善井则为井壁闭塞导水性有限、井中水位为超强人工强制降深, 出水受阻。而井点处含水层段水位并未达到所测数位。形成所谓井阻、其q值偏小。极不完善井表明井阻严重, 抽水时井中水位降深极大而抽出的水量较小、q值极度偏小。对此现象我们将同一抽水成果用非稳定流理论的抽水井水位恢复单对数直线图解法、即雅可布S-lgt求参与以稳定流q值参数、两者进行比较。经过对矿床水文地质勘探、基岩水源勘探以及山区找水勘探的大量资料分析整理并加以进行比较统计、其结果显示, 抽水井q值的真实性与井结构完善程度密切关联。同一钻孔资料用稳定流和非稳定流两种方法求参出现不同的差异。井完善时两者结果一致、超完善时稳定流法求参偏大。不完善至极不完善时、用稳定流方法求参结果偏小至严重偏小。两种方法计算出的参数差异其原因就是不同的井完善程度造成q值的真实性不同的结果。统计结果q值的大小与井完善程度有下列关系、用其求参时需要加以修正、兹列表如下:
(三) 结束语
当前国内国际上在水文地质资料编汇应用上, 普遍用含水层导水系数T值来表达, 并以其值编绘水文地质图件和成果应用运算、单孔抽水试验由于在水文地质勘探中、尤其是在找水水文地质勘探中是先行的必要手段、长期以来、单孔抽水成果、大多数只保留有抽出水量和下降水位记录。正确地运用单孔抽水资料成果、采用较为合理的求参方法。给予适当地修正是获取较为正确的水文地质参数的途径。综上所述对于基岩承压含水层抽水资料主要是求取含水层导水系数T=KM值即可满足要求、其简化计算式可以简便快捷完成求参过程。其求参结果视其q值的大小结合抽水井的完善程度加以修正。可将简化式求参结果乘以表列修正系数、即可获得较为真实正确的水文地质参数。其应用实例和对比效果统计无需一一列举。
地质及水文 篇2
| 工作经验 | ||
|
|
| 2008.7-2008.8 中国地质大学（武汉）北戴河实习基地 地质认识实习；
2009.8-2009.9 中国地质大学（武汉）周口店实习基地 地质教学实习； 2010.7-2010.8 中国地质大学（武汉）秭归教学实习基地 地下水专业教学实习； 2010.8-2010.9 重庆市地勘局南江水文地质工程地质队 实习生 2010年三峡库区地质灾害普（调）查—重庆涪陵片区。
|
| 工作技能 | ||
|
|
水文地质勘察方法及类型探析 篇3
关键词： 水文地质；勘察方法；探析；
水文地质勘察是一项建设性工程，要不断提高工程质量和效率，人们对于地下水资源的依赖性非常高，在社会现代化建设的各个方面都离不开对于水资源的使用，就使得水文地质勘察工作尤为重要，所以一定要不断提高对于水文地质勘察工作水平，不断提高对于勘查方法研究性工作，还要不断分析水文地质勘察类型和模式，做好一定合理规划工作。
一、勘察类型方面研究
1、可以综合对于水文地质进行勘察工作，也就是主要为社会经济发展不断合理进行规划工作，对于水文地质勘察方面要不断进行基础性研究工作，采用合理的比例进行一定测绘研究，主要任务就是要查明区域水量和分布问题，对于地下水分布、径流和动态特征进行合理分析研究，为社会经济发展规划进行一定水文地质研究工作。
2、另一个就是对于供水水文地质勘察研究工作方面，以地下水作为供水水源，主要包括对于城市供水勘察、港口和机场供水工作，另外就是对于农田供水勘察工作，一般对于专项水文地质研究工作就是要进行一定测绘、物探、测试和监测和钻探工作，对于含水层进行一定分布条件研究，对于动态水源进行合理保护手段和措施研究。在整个研究过程中要不断建造取水构造物-供水管井，在水文地质条件比较简单的地方要通过供水方式进行一定取舍工作。
3、岩土工程水文地质勘察工作还要不断研究和预防地下水对建设工程危害，特别是地下水的渗流对基坑边坡的破坏，降低地下水水位引起的地面沉降，实际工作中对岩土勘察和灾害治理工作都有非常合理的应用。
4、特殊项目水文地质勘察工作时，要不断地让水文地质勘察方法合理利用并与水文地质元素研究工作相结合，利用含水层水文地质勘察研究，治理好地下水的污染问题，保护好资源地质勘察工作，对于地下水要进行合理分布研究，综合对于地下水进行勘察研究。
二、常见的水文地质勘察方法
1、测绘方法，这种方法主要就是利用相应比例尺的地质图作底图进行水文地质填图，通过合理点线面的观测与记录，细致的查明相关问题，如果没有地质图纸和地形图纸，就不可能进行水文地质测绘工作。但是值得非常注意的是要充分不断利用好遥感影像技术，提高测绘工作质量和工作效率，同时要不断提高对于室内判断和野外工作研究相互结合方式，也可以向当地居民了解情况，特别要注意对于点线面的控制方式和研究方法，不断进行合理的方法研究。
2、另一种方法就是地球物理勘探方法（物探），非常具有针对性和适用性的进行研究工作，采用多种方法进行配合钻探研究，常用于水文地质勘察的有：电法、放射方法和声波方法，有的方法还会探明岩溶发育段分布、断裂富水带和咸淡水分界，进行一定量物探工作，可以定性和半定量的评价一个地区含水层的埋藏深度和厚度，对布置钻孔提供依据。同时在一定地区也可以使用含水层和测量水段方法进行合理计算，主要就是要不断提高对于钻探技术研究工作，从而摸清数字测井发展精度和效率问题。
3、钻探方法，主要适宜在测绘和物探基础上进行合理布置，对于线路要非常合理，结合抽水试验进行合理布置，用泥浆作为冲洗液进行水文地质钻孔时，作为抽水试验孔要采用清水进行冲洗，进行彻底清洗工作，这对抽水试验质量，含水岩层的水文地质参数的计算评估非常重要。在钻进过程中水文地质简要观测也十分重要，特别是钻进中机械钻具异常声音、掉钻、漏浆和冒气等现象问题，做好详细记录，及时认真地做好岩芯回次记录、编录工作，正确划分含水层。
4、抽水试验：分为试抽和正式抽水试验，按规范要求进行，根据工程规模布置好观测孔，测定各孔的静止水位、稳定水位及影响半径，以便确定地下水水文地质参数计算模型，正确计算水文地质参数；同时要对地下水进行采样分析，对工程场地进行地下水水质和水量评价，对可开采量进行合理计算，为开采地下水水量提供建议。
5、地下水动态观测：观测期限按工程要求及地下水区域稳定性确定，主要是地下水水位和水质观测。
三、影响水文地质勘察的因素分析
1、气候影响，地下水位具有季节性变化特点，丰水雨季的时候，由于降水对地下水的补给作用，往往地下水水位会抬升，水量也会增加。枯水季节，情况往往相反；另一方面就是由于人为因素，一是过量抽取地下水导致的问题有地下水位下降、地下水资源枯竭、水质恶化和地面下降；二是拦河造坝，会抬升地下水位、出现盐碱化、沼泽化。人类活动会导致地下水位升降，相比之下自然环境的危害还不是很明显，但是人类活动对地下水的影响还是具有非常深远影响，对于岩土稳定性运行，危害也是非常大的，如果不能进行合理治理，也会导致工程不能及时完成，不利于工程稳定发展，会出现很多建筑物质质量安全问题。
2、人为因素影响也是导致地下水位下降主要因素，会导致水位急剧性下降和地表沉降严重等一系列特殊性的土体结构破坏问题，也会使得建筑物的安全性稳定性受到影响，更重要的就是会导致地面塌陷和沉降，过理抽取地下水会加剧地下水水位下降，不利于建筑物整体稳定提高，也会破坏人居环境。
建筑工程受到地下水影响，地下水天然条件不断改变会导致很多岩土工程受到危害，出现各种地质灾害，流砂、管涌、滑坡、塌方等。都会在一定程度上导致岩土工程安全问题，不利于建筑工程质量提升，另一方面要保证建筑工程施工顺利，就要不断提高工程基础性施工要求，必须要全面细致对于水文地质进行合理勘察工作，合理预测和评判岩土工程情况，为建筑工程基础设计规划提供有效依据，为基础工程施工提供安全保障。
nlc202309031016
4、对于水文地质勘察工作要合理预防措施研究，不断促进对于水文地质勘测工作研究，针对水文地质各种问题要及时进行分析研究，通过相关措施应用研究，要保证岩土土体工程要能够非常稳定发展，促进建筑物稳定高效实施。还要对于地下水环节开展具有应用型实践活动，对于岩土危害现象要非常合理进行规避工作实施，防止好一些不好现象出现，还要对于工程勘察进行合理评价系统建设工作，不断满足实际工作中一些需求。还要合理按照试剂地质评价问题进行不同条件地质问题措施分析，对于各种地下水位要进行合理分析，比如对于埋藏地下水位建筑物进行一定评价、对于钢筋腐蚀性、强风化岩石和膨胀土进行一定基础性研究，最重要的就是评价地下水位活动问题，特别是对于岩土体产生的软化、崩解和缩胀问题进行合理分析研究。
水文地质勘察工作是非常专业性学科，主要就是以地质基础理论为指导研究，对于水文地质调查和理论方面进行合理研究，在水文勘探工作中要不断进行一定投入工程。主要工作内容就是地球物理探究、水文地质测绘、试验工作、水文地质钻探工作和动态观测工作，这都是水文地质勘察工作内容，在试验阶段要对于地质工作进行合理分析研究，保证水文地质计算资料合理化，同时对于水文地质勘察工作类型可以分为几个方面，首先就是供水水文地质研究、综合水文地质研究、特殊水文地质研究和工程水文地质勘察工作研究，都是为了更好防止对于地下水建筑工程造成危害问题，保证工程合理实施，保证水源合理使用工作，需要不断加强和深化研究工作。
结论：为了不断保证对于地基基础压缩工作环节合理施工，可以通过对于一般性威胁到建筑物安全和质量的预测进行治理，保证工作非常高效合理，不断促进对于承压水环节完善工作，保证基坑施工环节合理实施，保证对于抽水试验和渗透试验稳定性研究工作，保证建筑物稳定。这个过程就需要对于人工降水导致地面沉降工作进行合理分析和治理，每一个环节都要合理优化，同时还要保证工程整体运作质量问题提高，对于岩土工程要保证地下水问题合理化，精确的对于地下水进行规划和查明位置，保证测绘工作资料的可靠性和精确度问题提高，同时还要合理利用好对于岩土体的潜在能力提高问题。
参考文献：
[1]蓝俊康，张东强. 渗漏病险水库水文地质勘察内容及手段[J].南方国土资源；
[2]尹湃. 浅谈岩土工程勘察中水文地质勘察的地位及内容[J].科技信息；
[3]邵益生. 水文地质勘察技术发展状况与展望[J].工程勘察；
[4]李建生. 工程勘察中水文地质问题分析研究[J].中国新技术新产品。
水文地质勘探现状及勘探技术分析 篇4
关键词：水文地质,勘探现状,勘探技术分析
0 引言
地下热水是宝贵的地下水资源,同时是一种洁净的能源,其应用范围越来越广,在采暖、洗浴、医疗保健、旅游度假、种植、养殖、工业利用等方面发挥独特而重要作用。合理开发地热资源对环境保护、刺激消费、提高人民生活水平,获得较好的经济效益和社会效益,将起到积极的推动作用。
1 地下热水的水文地质勘探现状
在国内,水文地质勘探的主要目的就是对当地的地质情况做出详细的理解和分析,对地质进行科学、有效的勘探,就需要大量人力物力的支持。要进行水文地质勘探我们首先要明确目标,做好前期调研。最开始我们要在进行水文地质勘探之前,要充分了解当地地质情况,搜集大量的有关数据,再投入大量的人力物力进行勘探。许多勘探队伍资金周转困难,因此在资金投入方面要进行控制。许多勘探队因为资金问题,不会做出详细的勘探报告,使得勘测的数据缺乏可靠性。下面我们根据某地地下热水资源的开发为例,看看我国勘探的效果
1.1 地热井施工情况
在进行水文地质勘探中,地下热水的勘测也是一项重要的项目,在勘探之前要进行一系列的准备工作。
第一步是进行钻探施工,首先要确定钻探设备,做出计划井深与实际井深。进行两开作业,将钻井初步规模与基础设施全部建设完毕。井身结构见表1。
第二步是进行岩屑录井操作,我们对目标井进行了岩屑、钻时录井及钻井液观测工作。岩屑录井最开始是由一开至完钻,每米都会捞取一个岩屑样品,并进行岩屑录井;钻时录井由一开至完钻每米一个钻时点。钻井液观测每8小时一次。包括密度,漏斗黏度、泥饼厚等。
第三步是进行地球物理方式的测井,地球物理测井就是进行数字方式测井,完成数字测井工作量1388m,本井测源从50.00~1350.00m开始进行连续地温测井,井温测量成果见表2。
从500~1387.00m进行连续测斜;并进行井裂缝分析。
1.2 地下热储特征
目标井揭露热储层为花岗岩裂隙水,埋藏深度985.00~1388.00m,厚度为403.00m(未揭露)。
目标井的地热场特征:根据附近资料显示,目标井附近恒温带深度为60.00~80.00m,恒温带的温度为12.000℃。根据表2(测温成果表)可以分析出:
地温梯度计算公式:
其中:T———地温梯度
t1——计算起点地温(℃);
t2——计算终点地温(℃);
h1———计算起点深度(m);
h2———计算终点深度(m)。
测温起点井深为75.00m,地温12.000℃;测温终点井深1350.00m,地温51.111℃.换算地温梯度3.068℃/100m。
目标井的热储特征:地热井揭露热储层为燕山期花岗岩裂隙水,经测井解释热储厚度为17.70m,地温增加变幅最大位置在埋深825.00~1050.00m。井降压试验成果,静水位地面上32.5m,最大压力降300.50m,单位产量2.16m3/d·m,平均渗透参数0.1964m/d。压力传导系数5.3599m2/d,压力水头高度﹥985.00m,即9.85MPa。
2 目标井产能测试及地热流体用途评价
2.1 井产能测试及单井产出量计算
①渗透系数计算
我们选用的承压完整井的稳定流计算公式:
式中:K———渗透系数(m/d);
Q——井涌水量(m3/d);
S———压力降低值(m);
M———热储层厚度(m);
R———井影响半径(m);
r———井半径(m)。
计算结果见表3,
②压力传导系数计算
计算公式:
式中:T———压力传导系数(m2/d);
———平均渗透系数;
M———热储厚度(m)。
计算结果:T=0.1964×17.7=3.4763(m2/d)。
③井流量方程的确定及待定系数a、b的计算
依据目标井降压试验资料得出结果,并采用曲度法判定井涌水量曲线方程
式中:S1S2为降压试验水头高度(m),
Q1Q2为降压试验涌水量(L/s)。
采用曲度法判定:n>2,判定涌水量曲线方程为对数型
其中a、b为待定系数
采用联立方程法确定涌水量方程系数
即涌水量曲线方程为Q=(5.084lg S-5.317)×86.4。
2.2 地热流体不同用途评价
对于地热流体不同的用途我们有着不同的评价。
第一是对饮用天然矿泉水水质评价,根据化验以及国家标准可得:限量指标中氟化物超标准。所以,这种水不能饮用。
第二点是生活饮用水水质评价:一般化学指标中硫酸盐、氟化物、溶解性总固体超标准。因此,不能作为生活饮用水使用。
第三点是理疗热矿水评价:偏硅酸达到矿水浓度标准,接近命名矿水浓度;氟达到命名矿水浓度,为氟水;水温超过34℃,为温水。可以作为理疗热矿水开发。之后还有就是对农业灌溉用水评价以及对渔业用水水质评价。
3 水文地质勘探的技术
3.1 裂隙充水地质的勘探技术
在我国,有一种地质叫作裂隙充水地质,在对这种地质进行勘探的时候,我们首先要在前期进行大量的、充分的调查和了解。这种裂隙充水地质可以分为两层:第一层是层状裂隙充水地质,另一层则是脉状裂隙充水地质。在这两点上,存在一定的差异。如果在勘探之前的调查过程中,前人已经对目标地区进行了详细的介绍,那么我们可以直接使用该地区的地形图、数据等等,最终进行水文勘探。在勘探过程中,我们要根据实际情况来进行实时的调控。
3.2 空隙充水地质的勘探技术
对于空隙充水地质的勘探中主要还是应用:物探法。在这种空隙充水地质中,有着许多的结岩层,一般是由中生代和第三系的半胶质组成,当然也有少许其他结岩层的存在。相比于其他的更加复杂的地质环境来说,除了物探法还有其他的方法可以使用,比如说:地面电法以及水文测井法联合起来一起勘探。如果一旦遇到地质水量充沛的地方,那么就必须先把水抽走,再进行试验,探测。
4 结论
在我国地质的勘探技术中,水文地质勘探占据着非常重要的位置,而水文地质勘探往往也是许多勘探人员忽略的问题。之所以会忽略水文地质勘探这样工作,最主要是因为勘探人员没有充分地认识到水文地质勘探的重要性。在我国,岩土层下端,储存着极其庞大的地下水资源,如果地下水资源活动过于频繁,那么就会严重影响地质勘探的进行。
参考文献
[1]孙继平.水文地质勘察方法在找水工作中的应用[J].中国新技术新产品,2012(05).
地质及水文 篇5
一 火成岩的工程地质及水文地质性质评述 火成岩具有较强的力学强度，课作为各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各类演示的工程地质性质有所差异，也应注意： 深成岩具结晶联结，晶粒粗大均匀，孔隙率小、裂隙较不发育，岩体大、整体稳定性好，但值得注意的是这类岩石往往由多种矿物结晶组成，抗风化能力较差，特别是含铁镁质较多的基性岩，则更易风化破碎，故应注意对其风化程度和深度的调查研究。浅成岩中细晶质和隐晶质结构的岩石透水性小、抗风化性能较深成岩强，但斑状结构岩石的透水性和力学强度变化较大，特别是麦岩类，岩体小，且穿插于不同的岩石中，易蚀变风化，使强度降低、透水性增大。
喷出岩应注意的是其中常常具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂隙，透水性较大。此外，喷出岩多呈流状产出，岩体厚度小，岩相变化大，对地基的均一性和整体稳定性影响较大。通常情况下，在火成岩中裂隙发育的部位或风化带内，可形成和贮藏裂隙地下水，尤其是玄武岩分布区，往往存在具有供水意义的地下水资源。
二 沉积岩的工程地质及水文地质性质评述 碎屑岩的工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影响显著，如硅质基底式胶结的岩石比泥质接触式胶结的岩石强度高、孔隙率小、透水性低等。此外，碎屑的成分、粒度、级配对工程性质也有一定的影响，如石英质的砂岩和砾岩比长石质的砂岩为好 粘土岩和页岩的性质相近，抗压强度和抗剪强度低，受力后变形量大，浸水后易软化和泥化。若含蒙脱石成分，还具有较大的膨胀性。这两种岩石对水工建筑物地基和建筑物场地边坡的稳定都极为不利，但其透水性小，可作为隔水层和防渗层。
地质及水文 篇6
关键词：工程地质勘察；水文地质危害；分析；对策
地质勘察，是工程建设的基础工作之一，它的勘察正确与否关乎建筑工程的使用寿命和安全性。就目前的工程地质勘察工作来看，仍然缺乏对水文地质灾害的充分重视，同时缺少对勘察工作的投入力度，最终造成很多水文地质灾害，严重影响了工程建设质量和效果。对此，本文进行了相关研究与分析，并提出了相应预控措施。
一、工程概述
某50米高的商业建筑占地面积1200m2，地下2层，地上15层。工程结构为钢筋混凝土框架一剪力墙结构，为了进一步该地的水文地质情况，施工单位进行了工程地质勘察工作。具体对室内和室外两部分区域进行勘察，其中，对室内进行勘察时，主要进行了抗压强度试验、固结试验、颗粒分析以及水文分析等。二、工程地质勘察中的水文地质危害分析
经勘察，该区域的主要的地下水是孔隙潜水。其水位埋深为1.1-2.6米，年水位变化幅度低于1米，分布范围为砂砾层。主要的补给水源是降水和地下径流。具体的地质分层情况如表]所示。
1、地下水位波动危害
气压变化会引起地下水位的波动，除此之外水库水位调整和降水影响也会导致地下水位出现波动，一旦地下水位波动对造成多种危害，首先，造成盐地层溶解，进而导致工程结构出现位移现象。其次，使地基出现裂缝，这是由于收缩和膨胀超出政策范围导致，对工程建设极为不利。再次，影响木桩的干燥度和湿润度，长期干湿状态下影响其使用性。最后，出现基坑突涌和管涌现象，这是因为土体的压力超标，密实度增加所致。
2、潜水位上升危害
一项工程建设应该充分考虑地域的气候、湖泊和河流因素，一旦忽视这些因素极易造成潜水位上升，潜水位上升后将会严重影响工程施工建设。具体的负面影响包括以下几方面：①破坏地基的稳定性，造成地基出现隆起和侧移现象，最终使建筑主体发生倾斜状况，或者造成墙体破裂现象，严重影响工程的整体质量。②增加沙质土及粉质土的含水量，降低工程基础的稳定性。一旦含水量饱和，极易出现流砂现象，或者造成管涌问题，最终导致工程在施工过程中出现风险。③改变土壤的化学成分，对工程的地下结构造成沼泽化现象，最终遭受腐蚀。④增加粘性土质的含水量，使地基逐渐软化、不稳，最终使工程主体出现沉降或变形问题。⑤致使地下室出现渗水现象，影响正常使用性能。
三、水文地质灾害处理措施
1、提高地质勘查意识，建立规章制度
对施工区域及其周边环境进行地质勘察工作是一项建筑工程得以顺利进行的基本环节，正确、科学的地质勘察才能最大程度上确保工程的使用年限和使用效能，就目前的地质勘察工作来看，仍然不够系统和全面，造成这种现象最主要的原因是缺乏地质勘察意识。所以，应该首先提升地质勘察意识，充分重视地质勘察工作，建立相关的监理团队，设立完善的勘察规范体系和勘察规章制度。规章制度详细概括地质勘察目的、勘察过程注意事项、勘察结果以及对勘察进行的评价等等，通过这种规范化的勘察流程来推动勘察工作的顺利进行。此外，应该对勘察人员进行相关的培训，确保使其具备较好的勘察技能和丰富的勘察经验，依照勘察标准勘察水文地质情况，确保提升工程地质的勘察效率。
2、细化地下水调查过程
地下水的埋藏状态能够直接反应地质水文情况，所以应用重点调查地下水的状态。以往的地下水调查过程相对较为简单，不够具体，今后的调查过程应该不断细化。具体的调查过程如下：①设立调查目的，对调查标准进行细化，然后依照调查标准进行调查。②分析地下水类型，对地下水位进行确定，时刻掌握其水位变化规律、腐蚀情况等。深入调查和分析这些因素，确保数据的准确性和细化性。③细化调查过程。在调查过程中选用正确的调查材料，明确基坑施工方案，综合考虑施工过程中可能会出现的管涌、地下水危害等问题，针对当前的调查结果制定预防和解决措施。由于地下水调查过程较为复杂，所以会遇到很多问题，所以必须采取针对性的措施来确保基底隔水层的固定范围，合理控制基坑深度，降低承压水位符合相应标准等。
3、引起先进的勘察技术和设备
引进先进的勘察技术和勘察设备，积极提升水文地质勘察效率。对潜水位上升等问题予以高度重视，加大对地下引水管道、给水管道的监管力度，及时解决并修复渗漏问题，杜绝恶性地下水抽取现象。此外，充分重视水文地质评价工作，建立评价机制，进行相关宣传教育，确立所有相关人员的责任和义务，使其能够结合工程实际情况细致收集和整理工程范围内的水文地质资料，然后进行相关分析，最大程度提升水文地质评价质量。此外，相关责任人应立足于工程全局，对不同工程节点内的地下水问题进行明确分析。例如，在评价环节，发现地基基础压缩层范围内存在粉土、饱和松散粉细砂等，要在预测层面进行延伸，对管涌、流砂、潜蚀等问题发生的可能性进行预估。总结：工程地质勘察中水文地质灾害勘察工作较为复杂，具有一定的勘察难度，只有充分重视勘察工作的重要性，结合工程实际情况才能有效的分析水文地质灾害，并及时采取解决对策。本文研究分析的水文地质危害仍然不够全面，今后相关部门和研究单位应该积极建立科学勘察理念，采用最先进的勘察技术进行高效的勘察工作，如此才能确保地质勘察流程的规范性和科学性，争取为建筑工程后期施工奠定良好基础。
地质及水文 篇7
关键词：工程勘察,水文地质,问题分析,作用
1 背景
工程地质勘察工作的对象是复杂的工程地质系统。开展系统的工程地质勘察, 是优化工程地质勘察的正确方向, 工程勘察强调勘察对象整体性质和整体功能, 要求系统全面的勘察。在工程勘察、设计和施工过程中, 水文地质问题始终是一个极为重要又容易忽视的问题, 需要我们提高重视。我们如果利用得当, 发现及时, 可以减少财产损失和地质环境的恶化, 否则, 将对工程造成一定的危害, 甚至造成地质环境的破坏。究竟水文地质条件会对工程造成哪些危害呢, 我们应该如何评价水文地质问题, 如何测定水文地质参数, 只有把这些问题弄明白了, 才能真正认识水文地质在工程勘察中的重要作用。
2 水文地质对工程的危害
2.1 对地表建成建筑的危害
在这个方面突出表现为地下水对地面岩土工程的危害。地下水会因为人为因素或气候环境因素的影响而发生变化, 地下水的变化往往会造成地面已建成建筑物基础的变化。比如过度抽取地下水, 容易造成地表塌陷, 进而威胁到建筑物的安全。常见的问题是建筑物倒塌, 墙体裂缝和岩土工程扭曲变形等。主要原因是地下水受到影响后, 使地下水层和建筑物基础之间的力学结构发生变化。
2.2 对地表桩基工程的危害
工程施工中, 为了加固地基, 增加建筑物地基对建筑物的承载能力, 通常采用桩基工程。在地质勘察阶段, 我们要非常注意地下水赋存情况和运动状态, 依据这些情况决定是否采用桩基工程, 具体采用预制桩、搅拌桩, 还是灌注桩。如果地下水比较丰裕, 流速也比较快, 再加上桩基周围的岩土比较松软, 就会造成桩基周围岩土流失、松动, 影响到桩基的牢固度, 甚至会使桩基失去作用。同时, 也要考虑到桩身和周围土层受到地下水影响而发生下沉的速度, 不能使桩身下沉速度小于土层下沉速度, 那样土层会对桩身产生负方向上的摩擦力, 进而影响到桩基的承载能力。
2.3 对工程基坑施工的危害
我们在工程施工过程中, 特别是在比较拥挤的城市环境中建设高层建筑时, 因为受到周围环境的限制, 不能像在相对开阔的区域那样直接开挖基坑, 一般都是采用垂直开挖的办法, 避免对周边建筑的影响。这时候就会对所开挖部分的地下水进行抽排, 降低地下水位。但是, 如果我们对地下水的具体情况不清楚, 局部大量抽水, 会引起基础部分土层突然下沉, 危及到周边建筑的安全。
3 工程勘察中水文地质的主要评价内容以上几个方面看, 在工程勘察过程中, 如
果不注重水文地质条件, 会直接影响到工程的安全, 但是, 如果我们能够对水文地质环境进行分析评价, 并采取科学的措施, 就会为工程设计和工程施工提供科学的依据和重要的参考。究竟应该从哪些方面对工程勘察中水文地质问题进行评价呢?主要有以下几个方面:
3.1 要搞清楚地下水的自然分布状态,
准确测算或者模拟出隐工程施工中人为因素的影响会对地下水造成的影响。详细掌握地下水有可能对建筑物基础部分的掩体、工程施工及已建成建筑物造成的危害。
3.2 根据当地地质条件的具体情况, 研
究不同的地质条件对不同工程类型的影响, 对典型的问题进行评价, 综合各种因素, 让设计人员、工程地质方面的专家等多方面人员参与, 提出具体的防治地下水对工程产生负面影响的应对措施。具体评价的内容包括:地下水的水位、腐蚀性, 重点是依据地下水位、地下水性质及其分布, 地下水的活动情况, 分析评价地下水对建筑物基础岩土体的损坏情况, 对有可能发生的问题进行科学的预测和防治。
3.3 在建设大型项目的时候, 如果地质
环境资料不全面的情况下, 应该组织专业人员进行水文地质专项勘察, 弄明白水文地质的各种参数, 为建筑物具体采用什么样的桩基形式和进行科学的工程设计提供水文地质参数。也可以配合水文地质部门, 在具体施工区域内的何时场所设立观测装置, 对水文地质情况进行连续的, 不间断的观测, 以便掌握详细的、系统的、准确的数据, 为有效防止工程因水文地质问题受到影响奠定基础。
4 工程勘测过程中水文地质参数的测定
大家都知道工程勘测阶段, 水文地质参数很重要, 尤其是在要首先弄明白水文地质情况, 为后期的工作提供准确详实的水文地质参数是一项非常重要的任务。但是, 具体采取什么样的方法进行测定呢, 有什么具体的要求呢。
4.1 测定方法
我们在水文地质参数的测定方面, 主要涉及到地下水位的测定、地下水渗透系数和倒水系数的测定、另外, 还有给水度、释水系数、越流系数、越流因数、吸水率、毛细水上升高度等具体参数的测定。针对以上这些不同的参数, 我们应采取不同的方法进行测定, 我们通常采用对地基钻孔或借助测压管观测两种方法进行地下水位的测定;采用抽水、注水、压水试验以及采样进行室内渗透实验的方法测定地下水的渗透系数、单位吸水率和导水系数;采用单孔地层抽水试验、地层非稳定流的抽水试验、实地水文观测等方法测定地下水的给水度以及地下水的释水系数;采用对地层进行多孔抽水试验达到测定越流系数和因数的目的;对于毛细水位上升高度的测定, 我们主要是挖坑后进行观测或者进行室内测验的办法进行测定。
4.2 具体测定要求
4.2.1 地下水位测定的具体要求。我们工
程勘测过程中, 常常遇到含水地层, 这样的地质条件下就要进行地下水水位的测定。我们在测量时, 都是测量的静止的地下水位, 最适宜进行地下水位探测的时间是全部勘察工作结束以后, 因为这时候地下水位不会太多地受到人为勘察活动的影响, 当测量水位时, 如果我们采用泥浆钻进的方法进行钻孔观测, 则应该在, 测水位前将测水管深入到含水层中二十公分左右, 或者是在洗孔后进行地下水位量测。有时候会遇到多层含水的地质环境, 这时候我们在测量地下水位的时候, 应该采取隔水措施或者止水措施。
4.2.2 地下水流向和流速的测定要求。在
测量地下水的方向的时候, 我们应采用几何法, 同时量测所钻各个空内的水流方向, 以此来确定工程所在地地下水总体上的流向, 避免弹孔测量的偶然性。测定地下水水流速度的时候, 我们通常采用批示剂法借助于化学试剂及其具体表现来测算, 也可采用充电法进行测定。
结语
工程地质勘察工作的对象是复杂的工程地质系统。随着工程勘察技术的不断发展和人们对水文地质勘测重要性认识的不断提高, 如何采取合适的方法对水文地质参数进行准确的测量, 充分利用水文地质条件已经成为我们共同关注的问题。切实做好水文地质勘察, 有效消除水文地质条件对建筑的危害, 是不容忽视的重大问题, 也是人与自然和谐相处的必然要求, 因此, 我们必须高度重视, 充分发挥水文地质在工程勘测过程中的积极作用, 消除负面影响。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[2]王大纯, 张大权, 史毅虹, 等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社, 1995.
地质及水文 篇8
关键词：煤矿,水文地质勘探,勘探技术
随着社会经济的发展, 煤炭需求量也逐年递增, 近年来, 在提高煤炭产量的同时, 煤矿水文地质勘探越来越受到相关社会工作者的重视。煤矿水文地质勘探是矿井建设生产阶段所进行的水文地质勘探, 主要是对煤矿地区的水质和水量等进行勘探, 为煤炭工业的规划布局和煤矿建设、安全生产提供水文地质依据, 并为水文地质积累资料。
1 煤矿水文地质勘探现状
对煤矿地区进行水文地质勘探, 可以帮助工作人员提前预测煤矿开采过程中可能会发生的一些问题, 从而采取相关的防范措施, 保证煤矿开采的正常进度。在设计煤矿地区给水排水方案时, 水文地质还可以为提供排水方向提供重要依据, 可以让设计人员制定方案充分利用矿坑水, 这可以相应的减少煤矿开采成本。
尽管对煤矿进行水文地质勘探具有重大意义, 但在现实工作中, 很多数时候水文地质勘探却没有得到应有的重视。许多煤矿水文地质勘探部门为了节约开采成本, 加快开采进度, 有些单位甚至仅凭经验和直觉, 以及些许推测, 就盲目开始煤矿开采, 这些都是导致近些年煤矿开采中事故频发的重要原因。另外, 随着社会经济的飞速发展, 人们对于煤炭的需求量逐年增长, 矿井深度不断加深, 地球的地质结构也越复杂, 煤矿开采工作所遇到的问题也越来越多, 越来越棘手, 给水排水工作也面临更大的挑战, 这都是煤矿开采工作所面临的尴尬现状。
2 如何改善煤矿水文地质勘探过程中存在的问题
对煤矿水文地质进行勘探的一个前提便是要将整个地下水系统都纳入勘探范围, 对整个地下水系统都进行全面深入的了解。认识其排泄规律, 给水排水状况, 才能充分利用地下水系统的优势, 避开缺陷, 从而节省煤矿开采成本。
另外, 在对煤矿水文地质勘探时, 要认识到煤矿开采的层位特点, 不能仅探测采煤层, 充水层和含水层也是勘探的重要内容, 要充分利用地下水系统知识, 对矿井涌水通道进行探测, 按照国家规定的勘探精度要求, 对于层位和结构复杂的矿区, 要分别开展深入、全面的探测, 确保水文地质勘探结果的准确性。
从目前的情形来考虑, 我国虽有许多种勘探方法, 但并不存在一种技术能同时适用于所有的煤矿水文地质勘探, 因此, 实际勘探工作中, 要根据不同的地质特点, 不同的地形特征和地理环境, 来选择多种不同的勘探办法, 以求能获得最为精准确实的数据。例如, 对于暗河管道充水矿床, 其管道位置直接决定给水排水方案的制定, 而其管道位置又绝大部分影响于地层的构造和裂隙的发育, 因此探测暗河管道充水矿床主要探测其管道位置。但对于岩洞充水矿床, 则主要对其内部填充物的腐蚀性进行探测, 因为岩洞充水矿床由于内部填充物的存在, 很容易在煤炭开采过程中发生涌水和地面坍塌事故。而岩溶充水矿床在勘探时主要集中研究其隔水和导水状况等。
3 煤矿水文地质勘探技术
随着科学技术的发展, 对于煤矿水文地质勘探也有了越来越多新的技术手段。
3.1 钻孔透视仪测量岩溶
钻孔透视仪的工作原理主要基于电磁波的传播特性。由于电磁波在不同岩性的岩层中传播的速度和距离都不尽相同, 在工作时, 将无线电发射机和接收机分别放置在两个钻孔内, 相距一段距离, 发射机作为点源发射电磁波, 经过岩层介质, 在另一端被接收机接收。利用这一特性, 钻孔透视仪可以用来探测碳酸盐层地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道 (图1) , 这些数据可以为研究岩溶发育规律提供重要的参考, 对于孔间岩溶形态的探测, 即使是在500米或者更深处也能探测得到;在注浆帷幕上清晰地显示注浆效果, 还能方便地对突水点和堵水注浆巷道的位置进行比较准确的定位。
3.2 流量测井法
流量测井法通常用于探测钻孔不同深度横截面纵向流量, 对于有纵向水流的钻孔, 流量测井法可以用来划分隔水层和含水层, 探测含水层的层位、厚度、渗透性等。MDS-78I是一种流量测井仪, 因其具有稳定的性能和简便的操作而被广泛使用, 它的主要功能是流量和井径测量, 可连续测, 也可点测, 具体选用视实际情况而定。另外, 对于不同的试验井的测定结果评价也有不同的标准。
3.3 γ 射线找水法
γ射线找水法在上个世纪中期就被国外许多专家用来寻找水源, 而我国在1974年由原子能应用研究所提出引进了这种方法, 在对江、川中、湖北等许多地区进行了试用之后, 事实证明, 这种方法能够非常快速准确的探测出基岩的稳伏断层破碎带、裂隙带地下水的位置和分布情况。并且, 这种方法操作起来相对比较简单, 仪器携带也很方便, 所需投入的成本不高, 且能取得非常好的探查效果。因此, 经引进以来, 受到广泛的应用和改进。
4 结束语
煤矿水文地质勘探是一项重要但是十分艰辛的工作, 由于矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大、岩层地质条件复杂, 水文地质勘探更面临巨大的挑战, 因此, 在勘探过程中要充分考虑各种因素, 结合新知识, 灵活运用多种勘探技术和手段, 及时更新动态资料, 仔细分析, 为煤矿开采工作提供最及时、最全面的地质信息。
参考文献
[1]万红丽.煤矿水文地质勘探问题及对策探析[J].技术与市场, 2014.
[2]刘飞虎.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析[J].内蒙古煤炭经济, 2012.
[3]李大为.浅谈煤田水文地质勘探技术方法[J].科技信息, 2012.
地质及水文 篇9
目前, 全市共有煤矿747个, 其中市属国有煤矿42个, 区县政府所属国有煤矿4个, 区县煤矿701个。全市煤矿分属于28个区县和1个市级企业, 以产能排序, 年产上百万吨的单位和区县为市能源投资集团公司、永川区、奉节县、南川区、綦江区、荣昌县、巫山县、大足县、开县、巫溪县、石柱县。以煤矿数排序, 奉节县、永川区、綦江区、开县、云阳县、重庆市能源投资集团公司、巫山县、南川区、荣昌县、巫溪县、合川区、北碚区等区县和单位所属煤矿在25个及以上。详见表1:重庆市主要产煤区县煤矿水文地质类型统计表。
2 煤矿水文地质类型划分分析
2.1 水文地质类型划分数据统计
全市开展水文地质类型划分煤矿706个, 水文地质类型简单的矿井483个、中等的178个、复杂的36个、极复杂的9个。
2.2 水文地质类型划分特征统计
全市开展水文地质类型划分的706个煤矿中, 水文地质类型简单的矿井占68.41%, 中等的占25.21%, 复杂的占5.10%、极复杂的仅占1.27%。可见我市煤矿水文地质类型总体上属于简单及中等条件。
2.3 复杂极复杂水文地质类型矿井数量少产能大
重庆市煤矿水文地质条件复杂、极复杂类型共45个, 占总矿井数的6.37%, 年产能却有855万吨 (分别为608万吨、247万吨) , 占总产能的17.1% (分别为12.2%、4.9%) , 不容忽视。须严格按照规定, 每月至少开展1次水害隐患排查及治理活动, 其他矿井应当每季度至少开展1次水害隐患排查及治理活动。
3 煤矿水害类型划分分析
3.1 水害类型
根据煤矿防治水报告等资料, 重庆煤矿矿井涉及到的水害类型为裂隙水、地表水、老空水、岩溶水、顶板水、孔隙水和钻孔水, 未见划分有陷落柱水和断裂构造水水害。主要水害为裂隙水、地表水、老空水、岩溶水, 占矿井水害的94.61%。详见表2:重庆煤矿水害类型划分统计表。
529个煤矿划分为单一来源水害, 占划分水害类型矿井总数的74.93%;277个煤矿水害为两种可能水源, 占总数的25.07%;41个煤矿水害为三种可能水源, 占总数的5.81%;6个煤矿水害为四种可能水源, 占总数的0.85%。
3.2 第一水害类型分析
第一水患类型是煤矿主要的水害发生类型, 现重点进行分析。
划分水害类型的706个煤矿中, 裂隙水害煤矿301个, 占总数的42.63%, 为第一大水害类型。其次为地表水害, 有187个, 占26.49%;第三为老空水害, 有124个, 占17.56%;第四为岩溶水害, 有56个, 占7.93%;排在后三位的分别是顶板水害 (23个, 3.26%) 、底板水 (8个, 1.13%) 、孔隙水 (7个, 0.99%) 。详见表3重庆市主要产煤区县煤矿水害主要类型统计表。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局.国家安全监管总局关于修改《煤矿安全规程》第二编第六章防治水部分条款的决定[Z].2011.
地质及水文 篇10
1 灰岩含水层、隔水层的划分
水文地质调查勘探的基本任务就是查明矿区水文地质条件及矿床充水因素, 并预测矿坑涌水量。不仅如此, 同时还要查明矿区的工程地质条件, 岩体质量, 边坡稳定性, 围岩岩体质量及其稳定性。最重要的是还要预测出地下水文地质未来的走向, 即可能发生的地下水文地质问题。专业的报告中还应预测因矿主对矿床的开发可能导致的环境地质问题并对此提出防治的措施。
1.1 隔水层划分的必要性
1.1.1 地质勘探阶段必须查清含水量, 才能正确地进行水文地质计算
水文地质计算程序按解析解及数值解可分为求参数和下推涌水量两部分, 即先把钻孔抽水量和揭露的含水层厚度、水位等值代入有关方程式, 计算渗透系数K (求参数) ;然后用所求得的K和采矿各个开采中段所揭露的含水层厚度及水位值等代入有关方程或公式, 计算各开采中段的矿坑涌水量。因此, 必须在矿区勘探期间查清含水层厚度, 才能正确地进行水文地质计算。
1.1.2 查清含水层在剖面上的变化规律是防、治水工程设计的前提矿
区水文地质勘探后的防、治水工作, 目前采用的主要方法是“堵”、“排”两种。由于以往水文地质报告提供的灰岩含水性都是“上强下弱”的笼统概念, 因而防、治水工程设置的标高无法准确地确定, 只能盲目随采矿井巷布置。无论是水文地质勘探还是矿山治水工作, 都迫切需要查清厚层灰岩的含水性在垂直方向上的变化规律, 这与公认的需要在平面上查清边界条件的问题同样重要。只有这样才能把所研究的地质体认识得更全面, 为矿床的合理开发提供可靠依据。
1.2 灰岩含水层厚度变化规律性
因长期认为厚层灰岩不能划分出含水层和相对隔水层, 把灰岩全厚都认为是含水层的概念越来越与事实不符。实际上在厚层灰岩中能够分出含水层和相对隔水层, 并具有非常重要的意义。
2 存在的问题及措施
2.1 灰岩含水性在垂直方向上的变化的勘探问题
为了解灰岩含水性在垂直方向上的变化, 有人曾做了简易水文、抽水试验、电测井等大量的工作, 但效果始终不理想。其主要原因是所采用的方法有限, 如岩心描述和岩溶裂隙统计资料, 只提供岩心柱状图及岩溶裂隙发育强弱的定性概念;这些资料都是根据钻孔中获取的岩心描述的, 而一些取不上岩心的地段, 往往是地层岩溶裂隙发育强烈之处, 却在描述中被忽略;钻探过程中可能记录了掉钻的起止深度, 但得不到完整的资料;岩溶裂隙的统计方法不科学等。所以很多矿区的统计结果不理想, 很难作为划分含水层的依据。
2.2 钻孔水位和冲洗液消耗量, 只是表示钻进深度以上的一个综合成果
钻孔水位和冲洗液消耗量, 只是表示钻进深度以上的一个综合成果, 为混合水位和消耗量, 并不能分别表示钻孔内不同深度各段的水位和冲洗液消耗量。所以, 问题的关键在于简易水文工作不是分层进行的, 没能随钻孔延伸把已经打穿的地层逐段封闭起来分别进行研究。因此长期以来用钻孔简易资料来分析灰岩含水性的变化, 只能停留在“上强下弱”的定性概念上。
2.3 电测井资料仅能反映含水层和隔水层的大致变化规律
电测井资料仅能反映含水层和隔水层的大致变化规律, 因为电测曲线在灰岩含水层的底板附近多呈斜线状过渡形式, 不易判断其底板界限, 用此划分含水层和隔水层非常困难。
2.4 分段压水试验
分段压水试验是水文地质勘探的一项常规内容, 分段压水试验一般用在较为坚硬的岩土层中, 其试验的目的是为了获得岩土层某段的透水性参数。在分段压水试验中要用高压方式对钻孔进行注水, 然后根据岩体的吸收水量数值经过计算就可以获得水文地质勘探的地下对象的岩土体裂隙的发育情形, 裂隙发育得越好透水性就会越好, 吸收的水量也就会越大。
由于分段压水试验的方法可以通过使用止水装置对地下钻孔进行分段分隔, 因此, 可以很好的探知在垂直方向上地下的岩土裂隙与岩土透水性的具体参数情况。并据此可以划分出含水层与相对隔水层。钻孔自上而下地分段进行压水试验, 压水段的下端就是钻进过程中的孔底位置, 上端是止水塞位置。压水段上、下端之间的试验段长度, 可在钻进过程中根据岩溶裂隙的发育程度灵活选定, 段长一般5~15m。止水可用“三爪止水器”实现同径止水, 这就为在钻孔中逐段或对某一段单独进行压水试验提供了可能。根据压水试验的压力、注入量可求得单位进水量。综合分析大量钻孔的分段压水试验资料, 可划分厚层灰岩的含水层和隔水层, 确定其在空间的分布规律。采用井下流速仪也是解决该问题的一个好办法。在钻孔定量抽水条件下, 采用测定孔内不同深度的水流速度和孔壁照相等方法, 可确定含水层厚度。
3 提高矿区水文地质勘探的建议
3.1 加强矿区水文地质工作的管理, 重视各种水文地质资料的搜集和整理, 确保各种水文地质资料的真实可靠。
3.2 按规范的要求, 对复杂矿区的勘探应有足够的简易水文观测工作量, 以获取更多更全面的水文地质资料, 减少专门水文地质工作量。
3.3 为矿区的建设或开采的平稳有序进行, 应加强矿区水文地质的技术力量同时提高其综合分析及应用资料的能力。
3.4 加强水力学的计算理论探讨, 把非稳定流和有限元等理论应用到
生产实践中, 对试验结果多一种验证手段, 积累经验选择更接近实际的数据。
摘要：矿难的频繁出现使得矿区安全成为管理者们高度重视的问题。绝大多数矿难都是透水事故造成的。究其原因就是建矿之初没有调查矿区水文地质条件或者没有对矿区的水文地质条件容易出现的隐患加以防范。本文通过对矿区的水文地质勘探存在的问题进行探讨并有针对性的提出笔者对于解决该问题的一些看法。
关键词：矿区,水文地质,勘探,问题,建议
参考文献
[1]马晓宏, 赵岩, 仵梅.黄陵矿区开发对水源地影响分析[J].西部探矿工程, 2009, 11.[1]马晓宏, 赵岩, 仵梅.黄陵矿区开发对水源地影响分析[J].西部探矿工程, 2009, 11.
水文地质勘察中的问题及应对策略 篇11
【摘 要】地质勘察是工程施工前的一项必要程序，它是岩土工程质量的重要保障。在岩土工程的地质勘察中，水文地质的勘察是一个十分重要也是极容易被忽视的问题。为了促进地质勘察质量的提高，更好地保证岩土工程的质量与安全，必须重视水文地质勘察在岩土工程地质勘察中的地位。本文重点阐述水文地质的评价内容、岩土水理性质、地下水对岩土工程的危害以及应对策略这四方面的内容，以期促进水文地质勘察的发展。
【关键词】岩土工程；水文地质；勘察
1.水文地质的评价内容
地质勘察是工程施工前的一项必要程序，它是岩土工程质量的重要保障。在以往的工程地质勘察中，水文地质的勘察问题往往得不到重视。在勘察之后对水文地质的评价报告中往往不能做到与实际相结合，不能很好地将水文地质勘察与基础设计以及施工需求相结合，从而未能充分重视地下水对于岩土工程的危害，影响岩土工程的质量。在现实的工程建设过程中经常会因为未充分重视水文地质对岩土工程的影响导致一些事故的发生。例如，由于地下水的动水压力作用或者是地下水的水位发生升降变化都会危害岩土工程，会导致基础出现下沉或者建筑物发生开裂等现象。为了保障岩土工程的质量与安全，必须充分重视水文地质勘察中的问题，做好对水文地质的评价。作者认为，水文地质的评价内容应当包括以下几方面的内容：
第一，在对水文地质的评价报告中应重点阐述地下水对于岩土体以及建筑物可能产生的影响，要预先对地下水可能引起的对岩土工程的危害做出预测，并事前准备好防护措施。
第二，在对水文地质勘察的过程中要做到与实际相结合，将水文地质勘察与基础设计以及施工需求相结合，充分了解施工区的水文地质状况，从而为岩土工程提供详细的合适的有关水文地质方面的资料，防止工程意外事故的发生。
第三，在不同的条件下，对水文地质问题阐述的侧重点也有所不同。要从工程本身这个角度出发，以水文地质对岩土工程的影响及作用为依据，具体问题具体分析。具体说来，主要包括以下几种情形：如果建筑物的地基基础下部包含承压含水层，应当重点评价在开挖建筑物的基坑之后是否会出现承压水冲击基坑地板对其造成损坏的现象以及出现这种现象的几率；如果所要建设的建筑物的基础在地下水的水位线以下，应当重点评价地下水对于建造基础所用材料是否具有腐蚀性以及腐蚀性的大小；如果建筑物的基坑的开挖位置位于地下水水位线以下，必须要进行渗透以及富水性的试验，同时要重点评价是否会因为人工降水出现土层结冻、沉降现象以及边坡失去稳定性而导致建筑物丧失稳定性；如果所要建设的建筑物的基础持力层选用的是一些岩土体（强风化岩、残积土等），应当重点评价地下水对于岩土体所可能产生的影响（软化、膨胀、收缩、崩解等）；如果所要建设的建筑物其地基基础的压缩层内含有松散、饱和状态的粉土、粉细砂等物质，应当重点评价建筑物的地基基础是否会发生潜蚀、管涌等现象。
2.岩土水理性质
对一项工程的地质进行勘察时主要对岩土进行两方面的勘察：一方面是岩土的水理性质，另一方面则是岩土的物理性质。在现实的地质勘测中，比较重视对于岩土的物理性质的勘测，而对于岩土的水理性质并未引起勘察人员的重视。岩土的水理性质主要是指岩土与地下水相互作用所呈现出来的各种性质。岩土的水理性质不仅是影响岩土的强度与变形度的重要因素，还是影响所建建筑物的稳定性的重要因素。为了保障岩土工程的质量与安全，必须充分重视岩土的水理性质的勘察，充分掌握关于岩土的水理性质方面的资料。
想要全面的了解岩土的水理性质，就要弄清楚地下水是以何种方式储存的以及地下水是如何影响岩土的水理性质的，然后还要掌握岩土的几种主要的水理性质以及研究检测岩土的水理性质的几种方法。
地下水主要有以下几种储存方式：按照地下水在岩土中的储存形式来划分，地下水可以划分为结合水、重力水、毛细管水这三种类型，其中结合水又可以划分为强结合水与弱结合水两种类型。
岩土的水理特性主要包括以下五种类型：
软化性。软化性主要是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，它一般用软化系数来表示，是判断岩石耐风化、耐水浸水能力的指标。如果岩石层中含有易于软化的岩层，那么如果该岩层浸水之后就会在地下水的作用之下成为软弱夹层。有很多种类型的岩土都具有软化性，例如各种成因的泥岩、泥质砂岩等岩土都具有软化性，其软化岩层在地下水的作用之下都会成为软弱夹层。
崩解性。崩解性主要是指在岩土浸水湿化之后，由于土粒之间的连接被削弱、破坏，使岩土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性受很多因素的影响，例如岩土的矿物成分、岩土的结构、岩土的颗粒成分等因素。以位于云南地区的残积土为例子，一般来说，云南地区的残积土的崩解时间为5～24h，崩解量为1.79～34，但是由于所含的矿物成分的不同，其崩解的方式也会有所区别：主要含有蒙脱石、水云母以及高岭土这三种矿物成分的残积土其崩解方式是以散开状的方式进行崩解，而主要含有石英这种矿物成分的残积土其崩解方式则是以裂开状的方式进行崩解。
胀缩性。胀缩性主要是指岩土体在吸水之后体积会变大，在失水之后体积会变小的特性。岩土之所以具有胀缩性的根本原因是由于存在于岩土颗粒表面的结合水膜，这种结合水膜在吸水之后厚度会增加从而引起岩土体的体积增大，在失水之后厚度会变薄，从而导致岩土体的体积缩小。岩土的胀缩性是产生地裂缝以及基坑隆起现象的关键因素，是影响地基变形以及土坡表层稳定性的重要因素之一。岩土胀缩性一般通过膨胀率、体缩率、收缩系数、自由膨胀率来表示。
给水性。给水性主要是指在重力的作用下处于饱水状态下的岩土能够通过孔隙、裂缝自动流出一定数量的水量的特性，它一般通过给水度来表示。给水度一般通过实验室方法来进行测定，它是影响场地疏干的一个重要因素。
透水性。透水性主要是指在重力的作用下，岩土容许水透过自身的特性。它一般通过渗透系数来表示，可采用抽水试验的方法进行研究检测。一般来说，松散岩土的颗粒越细、分布越不均匀，岩土的透水性就越弱，反之，则越强。
3.地下水对岩土工程的危害
3.1地下水水位升降所引起的对岩土工程的危害
引起地下水水位发生升降变化的因素主要有两个：一个因素是季节因素，由季节因素所引起的地下水水位的变化为水位的天然变化，当雨季来临时，降水增多，地下水水位上升，当旱季来临时，降水变少，地下水水位下降；另一个因素是人为因素，由人为因素所引起的地下水水位的变化为水位的人为变化。前一个因素对地下水位的影响是区域性的，其变化幅度比较小，而后一个因素对地下水位的影响则是局部性的，相对于前一个因素其变化幅度比较大，相应地对岩土工程的危害也比较大。
当地下水水位上升时，会对岩土工程产生以下几种危害：会使土壤呈现沼泽化、盐渍化状态，增强对建筑物的腐蚀性；会造成一些位于河岸、斜坡等位置上的岩土体岩发生滑动移位甚至是崩塌现象；会使地下洞室发生充水淹没现象，地基基础向上浮动，建筑物丧失稳定性；会破坏一些特殊的岩土体的结构，使其强度减弱；会导致粉土等呈现饱和液化的状态，从而可能引发流砂或管涌等不良现象的产生。
当地下水水位下降时，会对岩土工程产生以下几种危害：地面发生塌陷、地面出现裂缝、地面沉降、地下水源枯竭以及水质发生恶化。地下水水位下降多带来的这几种危害不仅严重危害了建筑物以及岩土体的稳定性，还在相当大的程度上破坏了人类的生存环境，影响人类的生存。
3.2地下水动水压力作用所引起的对岩土工程的危害（下转第343页）
（上接第332页）在天然状态下地下水动水压力作用是比较微弱的，它对于岩土工程的危害比较小，但是如果由于人为活动破坏了地下水动水的天然的平衡条件，则会对岩土工程产生很大的危害，例如会导致管涌、流砂等现象的产生。
3.3地下水水位对岩土物理力学性质产生的影响
当地下水的水位发生升降变化时，具有膨胀性质的岩石由于各部分吸水失水程度不同会发生不同程度的胀缩变形，甚至可能会导致地裂现象的发生，从而影响建筑物的稳定性。当地下水的水位升降变化过于频繁或者变化幅度比较大时，会导致膨胀性质的岩石往复地胀缩变形，并且它的变化幅度也会比较大。因此，在进行岩土工程的地质勘察时，如果该岩体为膨胀性的岩石，那么在进行水文地质的勘察时要特别注意勘察地下水的水位升降状况。
地下水水位以上、地下水水位变动带、地下水水位以下，具有明显的变化规律，岩土体由上到下：有天然含水量、空隙比例呈现由小到大再到小的变化规律、压缩模量以及承载力呈现由大到小再到大的变化规律。
岩土物理力学性质深受地下水水位升降的影响，因此，在研究岩土的物理力学性质时，要重视而不能忽视地下水水位这一重要因素，特别是对于软质岩石、各种成因的粘性土、风化残积土这些岩土来讲，地下水水位的研究尤其重要。
4.应对策略
要想解决岩土工程勘察中水文地质的勘察问题，就必须要在实际的勘察中测取到真实的地下水水位，并由此找出透水带的所在。本文建议在钻孔时应采取分段钻进的方法，一天为一段，在完成一天的钻进量之后将孔中的水抽干，在第二天开始钻孔之前测量水位以确定该钻进段是否含水。如果该钻进段不含水，那么可以继续进行钻进工作，如果该钻进段含水，需要将该钻进段进行密封并将其中的水进行抽干，由此可以较为准确的勘察出哪段为含水段哪段不含水，从而保证勘察的质量。
5.结语
水文地质勘察是影响岩土工程质量与安全的重要因素。在以往的工程地质勘察中，水文地质的勘察问题往往得不到重视，不能很好地将水文地质勘察与基础设计以及施工需求相结合，从而未能充分重视地下水对于岩土工程的危害，影响岩土工程的质量。要明确水文地质勘察在岩土工程勘察中的重要性，并进一步对水文地质的勘察方法进行完善，以更好地推进工程建设。
【参考文献】
[1]杜雄进.浅谈工程地质勘察中水文地质问题[J].大众科技，2009（2）.
屯兰矿水文地质特征及水害的防治 篇12
1 水文地质概况
1)区域水文地质。西山煤田为吕梁山脉的一部分,由多种地貌构成,其东和东南以边山大断裂与新生界断陷盆地—太原盆地相接,汾河在煤田北部大体自西向东进入太原盆地,西山地区寒武奥陶系灰岩出露面积约1 600 km2,奥灰岩接受北部及西北部大气降水及汾河的入渗补给,本区岩溶地下水的运动方式为垂直渗流和水平径流,以无压承压水为特征。
2)矿井水文地质。本区水文地质条件较复杂,地表分布有汾河、屯兰河、原平河及大川河四条河流,均不同程度补给地下含水层。井田自上而下有5个含水层组:第四系砂岩含水层;石盒子组砂岩含水层组;山西组砂岩含水层组;太原组薄层灰岩含水层组和奥陶系灰岩含水层组。石盒子组砂岩含水层主要接受地表河滩潜水的侧向补给,富水性较强。2号煤层回采后通过采空区滞后涌入工作面或集聚于采空区,形成采空积水。奥陶系灰岩含水层为强含水层,其富水性强,水压高,是威胁矿井安全生产的潜在隐患。
2 防治水的工作状况
2.1 奥灰水的防治
屯兰矿水文地质条件较复杂,属华北型地下水,煤系基底下伏奥灰岩溶发育,富水性强,水位高,全区可采煤层带压开采,现生产盘区最大受压达2.5 MPa,对矿井安全生产存在着较大的威胁。因此,奥灰水的防治是该矿的重中之重。
2.1.1 采前水情分析
工作面回采中发生出水的水源有3种,分别为上组2号煤采空水;太原组薄层灰岩水;下部潜伏的奥灰水。北一盘区右翼上组2号煤层已回采完,总采空面积约585 000 m2。工作面回采下山,采空区内大部积水自流到大巷内,仅局部低洼地段有少量积水,总出水量约为1 000 m3/d。8号煤顶板上部有3层灰岩L1、K2、L4,厚度均在2～3 m,中间有粉砂岩及泥质砂岩间隔,裂隙不甚发育,连通性较差,一般正常出水量小于10 m3/h。回采中最大的水患威胁来自奥灰水,其岩溶发育,富水性强,水位标高878.36 m。而工作面煤层最低标高为738.00m,水压为1.38 MPa,煤层带压开采。
1)安全隔水层厚度的分析。根据矿井水文地质规程公式:
式中:T为安全隔水层厚度,m;L为采掘工作面底板最大宽度,m;r为隔水层岩石容重,t/m3;KP为隔水层岩石抗压强度,t/m2;H为隔水层底板承受的水头压力,tf/m2。
奥灰水静水位标高为878.36 m;8号煤层底板最低值为736.00 m。
L=25,r=2.2,KP=20
H=878.36-736+88.6=230,
代入公式得:T=60.4 m<88.6 m。
计算结果煤层安全隔水厚度小于实际隔水厚度。
2)突水系数分析。依据公式:
式中,Ts为突水系数,Kgf/cm2·m;P为隔水层承受的水压,Kgf/cm2;M为底板隔水层厚度,m;CP为采矿对底板隔水层的振动破坏厚度,m;Z为含水层原始标高,m。煤层突水系数计算:
M=88.36,CP=17,Z=5,
代入公式得:Ts=0.20 Kgf/cm2·m。
根据《水文地质规程》规定,突水系数小于0.6 Kgf/cm2·m为安全区。综上分析28101工作面虽然受奥灰水带压,但隔水层厚度大于安全隔水层厚度,突水系数远小于安全突水系数,故带压开采是可行的。回采中要防止隐伏构造导水。
2.1.2 防治水措施
1)打开Gs-15号水文孔,加强疏水降压。
2)维护上组左翼运煤巷,并增加1台100 m3/h备用水泵。
3)下组建立独立水仓、水管等排水系统,工作面内配置临时排水系统。
4)对工作面进行坑透,钻探查明异常区赋水情况,防止隐伏构造导水。
5)随着回采初步放顶,顶板跨落面积增大,上组煤采空区水有可能直接进入下组,工作面轨道巷最低,涌水将集中涌入轨道巷,预计最大涌水量可达1 000 m3/d。故需在轨道巷距切眼130～140 m处挖临时水仓,并配置2台排量为100 m3/h的水泵向外排水;另轨道巷外口与下组回风巷相交处为最低处,掘好临时水仓,并配置足够的排水设备进行排水;巷道内局部地段用潜水泵或挖水沟排水。
2.2 探放水
2.2.1 工作面采空区探放水
工作面探放水是该矿目前重要防治水工作,该矿回采工作面整体衔接布置是由北至南,每一新的工作面回采都受上山侧采空积水的影响,如12208工作面探放采空水。该工作面位于12206工作面采空区的下山侧,12206工作面回采后,中部形成大面积蓄水区,积存有大量采空水,汇水面积约68 000m2,积水量约60 000～100 000 m3,水压为0.2 MPa。据12208轨道补巷溢流出水量分析,每天仍有约800 m3水补给采空区。于2004年4月16日开始探放水工作,在轨道巷的低洼处施工7个放水钻孔,每孔口安置套管,可控制放水,巷道配置3台100m3/h水泵进行排水,排水量最大达5 000 m3/d,累计放水量达100 000 m3,按时完成排放水任务,实现了连续高产、高效。
2.2.2 大中型断层及陷落柱超前钻探
从华北几次大的突水案例来看,大中断层、陷落柱往往是突水的直接通道,因此,探查断层及陷落柱的导水性对防治水工作意义重大。对工作面坑透异常区、上组煤推测到下组煤的陷落柱回采之前进行超前钻探;南二、南三轨道巷及胶带巷过古交断层施工中,及时下发《停掘通知单》,进行超前钻探,查明断层导充、导水性后,再下发《允许掘进通知书》,确保安全掘进。
2.3 防隔水煤柱留设
2.3.1 水体下防水煤柱的留设
根据《建筑物、水体、铁路、及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》及《西山矿区保护煤柱设计规程》的有关规定,并参照邻近矿井实际经验及本矿井的岩移观测资料确定参数,对原平河、屯兰河及汾河下开采的煤层留设保护煤柱,经回采证实,煤柱合理,既不浪费资源,又能保证安全生产。
2.3.2 断层防水煤柱留设
古交断层在本井田内最大落差160 m,呈东西向贯穿井田中部,东起古交市,西至对坡村附近,延伸长度约7 000 m,断层性质为正断层。断层井下实际揭露2个点,南二轨道巷落差为110 m,南三轨道巷落差为50 m。南二、南四盘区以古交断层为界,两侧2号煤层底板标高710～865 m,奥灰水静水位标高898.9 m,煤层受压0.3～2.0 MPa。由于断层的切割,破坏了煤层下部隔水层,使煤层与下伏奥灰岩溶间距减小,回采中有可能导通下部奥灰水。
2.4 物探工作
2.4.1 盘区三维地震勘探
目前国内大型矿井防治水技术均采用三维地震勘探法。屯兰矿于2001年在北一盘区三维地震勘探1.45 km2,2003年在南三盘区勘探1 km2,基本查明勘探区煤层底板等高线、煤厚、煤层至奥灰顶界面的厚度变化情况,以及区内断层、陷落柱的大致情况为该矿防治水工作提供了较可靠的参数。
2.4.2 工作面采前坑透
回采工作面形成后,及时邀请地测专家对其进行坑透工作,并圈出稳伏构造区及异常区,待钻探验证查明原因并调整后,方可继续生产。
2.4.3 水文地质基础工作
应加强水文地质资料的观测、收集和整理。在深入现场及时收集第一手水文资料,只要井下有水情,就会第一时间赶到现场,对水情进行认真分析、研究,做出处理;建立健全了矿井涌水量观测系统,定期、同步、系统观测全矿井、各采区、每一个工作面和较大出水点的涌水量;对各含水层、各出水点水样进行水质化验,建立水质档案及地下水动态观测网;及时整理资料,分析各含水层水位水量变化及相互之间的水力联系。重点加强井下各水文钻孔的水压和水量观测。
在全面掌握系统的基础上,按《生产矿井质量标准化》和《矿井水文地质规程》的规定,建立健全12种台账和8种图纸。并及时将小煤窑采掘、井下积水区、出水点、断层及陷落柱等填绘到图纸上,以正确指导采掘安全生产,加强水情水害预报工作。
2.5 地表水防治
定期对矿井进行监督管理,查明其采掘范围及积水情况,并及时填绘到采掘工程平面图上。制定《防汛抢险预案》,加强地表及工业广场检查工作,发现沟谷裂缝及时填堵,工业广场建立健全防水工程,疏通排洪道,确保安全生产。
3 结束语
【地质及水文】推荐阅读：
地质及水文地质工程个人简历09-05
构造及水文地质论文07-14
水文地质类型区划分及确定研究12-20
矿区地质水文地质特征08-29
工程地质勘察水文地质12-31
矿井水文地质06-25
矿床水文地质07-05
水文地质钻探07-05
水文地质勘探09-06
水文地质特点11-01