水工环地质与岩土工程理论体系的运用

水工环地质与岩土工程理论体系的运用
王 琪，闫星光，赵 峰
（河北省地质环境监测院，河北　石家庄　０５００００）
摘 要：水工环地质在近年来逐渐受到关注，将岩土工程理论应用在水工环地质中，已经成为当前学者的研究重点之一。

随着经济的发展，我国水工环地质工程取得了一定的发展，水工环地质是比较复杂的工程体系，存在着很大的不确定因素。

在水工环地质中，结合应用多种理论体系能够取得更好的效果，其中，工程理论体系的应用较好。

本次研究中，首先对水工环地质进行简单的分析，然后结合实际情况，总结分析岩土工程理论体系在水工环地质中的应用。

关键词：工程地质勘察；水文地质；危害；对策
中图分类号：Ｐ６４１；Ｐ６４２；Ｘ１４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）０３－０１８６－２
Application of hydraulic ring geology and geotechnical engineering theory system
WANG Qi,YAN Xing-guang,ZHAO Feng
（Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract:　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐａｉｄ　ｍｏｒｅ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ．　Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｙ　ｔｏ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｃｈｏｌａｒｓ．　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｃｏｎｏｍｙ，　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｈａｓ　ｍａｄｅ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ．　Ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｉｎｇ　ｉｓ　ａ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，　ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ，　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｒｅｓｕｌｔｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，　ｗｅ　ｆｉｒｓｔ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｉｎｇ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ，　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，　ｓｕｍｍａｒｉｚｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｔｈｅｏｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ．Keywords:　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ；　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ；　ｈａｚａｒｄｓ；Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ
水工环地质是水文地质、工程地质、环境地质的总称，一般来说，水工环属地质范畴，岩土则是土木范畴，将岩土工程理论应用在水工环地质中，能够对水工环地质工作起到较好的效果[1,2]。

水文地质勘察是指为了查明某地的水文地质条件而利用一定的勘察手段对当地的水环境、地理环境等进行勘察的一项工作。

此环节岩土工程理论体系的运用非常重要，本文即针对水工环地质与岩土工程理论体系的运用展开研究[3]。

1水工环地质
水工环地质工作非常重要，就目前的情况来看地质行业现在在低谷期，许多工程部门对于水工环地质、地质勘察等工作的重视度还不够高。

但是长期来说，这是一个行业正常的调整和变动，是之前过热的降温，地质行业会回归正常。

20世纪末地质行业经历大衰落，而随着进入二十一世纪后，经济科技快速发展，地质勘察工作受到关注，地质回春，再加上金融危机后的刺激，基建行业对地质行业的需求，使前几年地质行业非常火热[4]。

但是随着经济形势下滑，产业转型，国内矿产开发难度和储量限制等原因，地质行业遭遇寒冬。

但不必过于悲观，基础已经打好，应利用这个时机进行行业内部调整。

水工环地质工作中，岩土工程理论体系的运用也非常重要，需要引起重视。

2水工环地质中岩土工程理论体系的运用
2.1 岩土工程理论完善勘察工作
研究发现，岩土工程理论体系可能影响工程地质勘察的实施，能够为工作人员提供相关参数，包括有关地下水形成、分布以及变化规律的参数等，地下水的补给、排泄、水质与水量等，岩土工程理论体系提高水文地质参数自动监测处理系统的测量精确度，才能更好的对地质水文进行勘察，促进对水工环地质工作的开展，减少水文地质带来的灾害。

精确的测量还能在一定程度上减少勘察次数，减少工作人员的劳动时间，节约勘察成本，提高实践效率等[5]。

2.2 通过岩土工程理论减小地下水变化产生的影响
地下水的变化可能会引起地面沉降、地裂等情况，而水工环地质系统中的搅动设备、钻孔探头、数据传送线、数据接收统计系统会在这样的情况下发生变化，导致勘察的结果不准确，进而影响到整个勘察工作的效率[6]。

在这个过程中，结合使用岩土工程理论来进行综合性的分析，能够尽可能减小因为地下水变化而产生的影响。

2.3 使用岩土工程理论测定地下水压
对水工环地质工作还可能产生影响的还有地下水压的变化，地下水压通常不会对建筑物产生影响，但由于地下作业人员较多，导致地下水压发生变化，可能会出现流砂、基坑突涌的情况，这样的环境下很难进行准确的水工环地质工作。

岩土工程理论能够很好的对地下水压等数据进行测定，使水工环地质工作的进展更加顺利。

3应用分析
3.1 加强准备工作
做好准备工作是保障工程的前提，在进行水工环地质工作前进行全面的岩土工程勘察是非常有必要的。

（下转188页）
收稿时间：２０１８－０１
作者简介：王琪，男，生于１９８４年，陕西汉中人，本科，学士学位，水工环工程师，研究方向：水工环。

岩性主要为岩性主要由凝灰岩夹安山岩、凝灰岩夹凝灰质砾岩、砾岩、凝灰岩、安山岩等组成，地下水赋存于岩石的裂隙中。

针对直接充水含水层下石炭统大哈拉军山组地层进行抽水试验成果，查明该地下水属弱富水含水层，但由于基岩裂隙水的富水性不均匀，含水层分布位置在矿体底板之上，总体上该层不利于矿床充水。

井工开采时在矿体（层）底部应特别注意超前探水，留足防水矿柱。

②构造。

在矿体（层）底板稳定隔水层下部，有F3断裂构造通过，据钻孔揭露穿过致密状矽卡岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、矽卡岩化安山质凝灰岩后，进入各类碎裂状矽卡岩破碎带，一般厚度10-30m，受断裂构造的影响，岩石普遍较破碎、节理、裂隙发育，RQD值偏低，在此形成了承压自流含水层，属中等-强富水性。

③大气降水。

矿区地形总体南高北低，起伏较大，地形单一，为两山夹一谷的“V”字型，冲沟发育，有利于地表水排泄，建井时必需加强井口的防洪措施。

当井下采矿后，打破了岩层原有的稳定性，使上覆岩层失去支撑，而发生位移，岩石裂隙会增大增多，在地表低洼处，大气降水和融化雪水易汇集于冲沟及低洼地段，通过节理，裂隙进入矿井，造成矿坑涌水量增大，甚至造成淹井事故。

3矿区水文地质勘探类型的划分及其复杂程度根据钻孔针对直接充水含水层下石炭统大哈拉军山组地层的抽水试验成果，单位涌水量（q）0.00079 L/s·m，渗透系数（K）0.0037m/d，岩石透水性差，地下水径流不畅。

据ZK003、ZK007钻孔资料，直接充水含水层碎裂状矽卡岩基岩裂隙承压自流水分布区地层的单位涌水量（q）为0.46-1.1592L/s·m，渗透系数在（K）1.3734-3.49m/d。

矿体（层）底板稳定隔水层下部的碎裂状矽卡岩基岩裂隙承压自流水直接充水含水层属富水性中等-强，岩石透水性较好，地下水径流较好，将成为未来井工开采时矿坑充水的重要水源之一。

上部基岩裂隙水地下水水化学类型属SO4·HCO3-Ca·Mg型，pH值8.20，溶解性总固体在426.0mg/L。

下部碎裂状矽卡岩岩裂隙承压自流水，地下水水化学类型属SO4-Na型，pH值7.70-9.16，溶解性总固体在206.00-242.00mg/L，水质较好。

矿区具有两层直接充水含水层，属以裂隙充水为主、水文地质条件中等-复杂的矿床，水文地质勘探类型为二类三型。

4结语
在本文的叙述过程中国，通过对矿区的自然地理概况和水文地质条件的分析，阐明了矿区地下水的补给、径流、排泄条件，矿床的充水因素，充水量及地下水的水化学类型，确定了该矿区的水文地质勘探类型，提出矿山的供水水源方向，为该矿区后续水文地质调查工作的布置提供了主要依据。

[1] 国家技术监督局。

矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91）[S].
中国标准出版社，1991.8.
[2] 中国地质调查局。

水文地质手册（第二版）[S].北京：地质出版社，
2012.9.
（上接186页）
在准备阶段中，工作人员首先需要制定相关的目的，并且提出全面的勘察要求，例如：对岩土成分不仅要明确种类，还要对岩土区域进行划分。

在确定目标与要求后，就应该有针对性的对岩土进行充分的了解，并且以此为基础，制定出可行的、专业的的勘察方案。

3.2 确保报告与总结的准确性
为了进一步确保准确性，需要完善的岩土工程勘察审查制度，并且制定出相关的审核标准。

在实际运转的过程中，勘察工作人员应严格遵守操作规范与要求，项目负责人还应该引导落实具体的审查制度，从而保证制度的意义，进一步促进勘察工作的积极发展。

同时相关部门，还应该对勘察报告进行严格的审核，若发现不合理或是不合格现象，必须及时进行修改或重新拟定，提高勘察工作效率，为基地设计奠定良好的基础。

3.3 加强对水工环地质工作区域的研究
在时下，低碳生活被大众提倡，因此在地基设计之中，还要求工程地质勘察工作对该区域环境进行研究，必须以贯彻低碳生产的原则，将资源浪费降至最低。

在地基设计中，要依靠当地实际岩土环境情况，制定多套方案，再多次研究讨论后，选出一个集合理性、环保性、实效性为一体的方案。

3.4 科学化的开展水工环地质工作
科学化的开展水工环地质工作，能够使勘查阶段提交储量报告及相关图件更准确更接近实际。

所以在勘查过程中，要更结合岩土工程理论，细心认真的了解地层产状，矿体产状，矿体与围岩的关系，矿体品位，矿体中伴生元素，共生元素的品位，夹石厚度等等。

工作单位要积极吸纳专业的勘察人才，水工环地质工作越来越需要专业复合，技术交叉的复合型人员；产业升级，低端技术会被优化取代，专业越发展，越需要专业研究人员。

4结语
随着我国经济的发展，人们的生活品质也在不断提高，水工环地质工作作为人类发展的重要项目，对人民的生产生活有着决定性意义，水工环地质工作的完善是整个社会都需要思考的问题。

在这一方面，岩土工程理论能够起到较好的效果。

根据研究可知，水工环地质工作可能会受到多方面因素的影响，地下水位的变化、地下水压的变化等等，都是影响地质勘察工作的重要因素，需要结合应用岩土工程理论体系来应对。

[1] 张瑞刚,方李涛.工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策探微[J].
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