地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘查工作的要點分析

于際凱，李 寧，王丹志，汪潔晶

（徐州市水利建筑設計研究院，江蘇 徐州 221000）

從礦產(chǎn)資源勘查的宏觀角度分析，我國的礦產(chǎn)資源儲量豐富。礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎，隨著經(jīng)濟的增長，工業(yè)生產(chǎn)對于礦產(chǎn)資源的需求量也呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢。針對此階段礦產(chǎn)工作的發(fā)展而言，國內(nèi)超過65%的礦區(qū)已出現(xiàn)被開采狀態(tài)，且部分礦區(qū)出現(xiàn)過度開采趨向。盡管現(xiàn)有礦區(qū)資源較為豐富，但在實際地質(zhì)探礦工程中仍存在由于開采技術落后導致地質(zhì)勘查工作不全面的現(xiàn)象發(fā)生[1]。在此種情況下極易造成對礦產(chǎn)資源的浪費，長期發(fā)展會對礦產(chǎn)行業(yè)于市場經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展造成一定的抑制作用。為此有關部門應將加大對地質(zhì)探礦工程的重視力度，規(guī)范資源開采流程，并適當引入先進的地質(zhì)勘查技術。整合目前行業(yè)發(fā)展趨勢，國內(nèi)應用最為廣泛的探礦技術主要包括以下兩種，其一為多種物探技術，根據(jù)礦區(qū)磁場及相關因素變化，在開展地質(zhì)物探工程前充分考慮前期投入性，以此對礦區(qū)展開全面的搜查工作。例如：物探剖面、激電深測等。其二為物理勘查法或化學勘查法，例如：分析地震因子、地裂縫、巖漿口等，此種勘查方法的優(yōu)勢在于可獲取大量地質(zhì)數(shù)據(jù)的同時，也可得到有關礦區(qū)的其它數(shù)據(jù)信息。但由于礦產(chǎn)資源在礦區(qū)的分布通常呈現(xiàn)不規(guī)則的現(xiàn)象，為此在地質(zhì)探礦工程中，規(guī)范地質(zhì)勘查工作的流程是十分有必要的，也是有關工作部門值得深入研究與思考的問題。下述將以豐縣東城路（北環(huán)路～南環(huán)路）改造工程為例，對其進行深入的研究。

1 地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘查工作的要點分析

1.1 精準定位地質(zhì)勘查工作預查信息

預查工作是地質(zhì)探礦工程的重要環(huán)節(jié)，也是地質(zhì)勘查工作的第一個環(huán)節(jié)。在此工作環(huán)節(jié)中，要求相關工作人員根據(jù)工程整體概況，調(diào)查現(xiàn)場有關地質(zhì)信息，主要包括：工程道路現(xiàn)狀、排水工程實施現(xiàn)狀、周邊構筑物工程施工現(xiàn)狀等[2]。并根據(jù)地質(zhì)勘查工作參數(shù)要求（施工覆蓋路名、橋名、跨徑長度、整體結構等），定位工程位置。同時利用物探技術掌握礦區(qū)磁場的變化趨勢，找到與區(qū)域地質(zhì)適配程度較高的勘查方法，并檢索歷史地質(zhì)勘查工作類似報告，借鑒前期勘查工作流程，對比兩處礦區(qū)的礦產(chǎn)資源賦存能力，預測礦區(qū)出礦量與找礦前景。

在掌握地質(zhì)工程基礎概況的基礎上，應將預查的側重點調(diào)整為勘查目的與相關技術要求的研究中。根據(jù)現(xiàn)行國家標準勘查規(guī)范和地質(zhì)探礦工程特點，分析工作要求，具體如下：

其一：調(diào)查地質(zhì)管線沿線及建筑物場地工程環(huán)境、水文、地形地貌特征，通過地質(zhì)調(diào)查，獲取地質(zhì)勘察工程周圍50m范圍內(nèi)的詳細地址信息。包括：發(fā)生地震信息、地質(zhì)災害信息等。并根據(jù)地址結構的穩(wěn)定表達能力對區(qū)域地質(zhì)勘察進行其穩(wěn)定性的評價。同時考慮到多種地質(zhì)勘查工作的適宜環(huán)境，及時對礦區(qū)與地震發(fā)生情況給予評價。

其二：根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)基礎條件，分析礦廠地層與巖石層的成因，包括成礦年代、成礦原因、礦產(chǎn)資源類型與地基穩(wěn)定性等。從地質(zhì)綜合層面處理場地穩(wěn)定能力，并建設勘查地基，提高礦產(chǎn)資源結構的抗浮能力，確保產(chǎn)出資源的連續(xù)性與均勻性，并為勘查工作的順利實施提供可建設性意見。

其三：根據(jù)礦區(qū)沿線地質(zhì)建筑與不同地質(zhì)類型的成因，劃分礦產(chǎn)資源的分布特征，提出是否存在對勘查工程造成抑制作用的因素。針對特殊類型的礦產(chǎn)資源，應結合工程實際進展情況，對勘查工作提出分析評價。包括：是否存在軟土震陷、是否存在地質(zhì)形變或地層沉降問題等。盡早發(fā)現(xiàn)相關地質(zhì)工作的問題，及時提出處理意見。

其四：對地質(zhì)沿線及建筑物場地的水文地質(zhì)環(huán)境實施樣本檢測分析，并根據(jù)檢測結果，評估水文地質(zhì)環(huán)境是否存在腐蝕性，提出評價。

1.2 控制水文地質(zhì)普查工作變量

在掌握精準預查工作信息的基礎上，對礦區(qū)水文地質(zhì)相關變量進行深入勘查，例如，采樣分析區(qū)域地下水流向、地下水流速、地下水類型、地質(zhì)層含水量、地質(zhì)層富水性能及隔水層的埋置深度等，根據(jù)水位的補充與排水關系，控制區(qū)域水文地質(zhì)參數(shù)的變化。

在充分細致調(diào)查的條件下，應開展區(qū)域沿線相關數(shù)據(jù)詳細調(diào)查，采集地質(zhì)層樣本與地下水樣本，對其實施地質(zhì)條件的檢測，包括游離負氧離子、鎂離子、鈣離子、鋅離子、氯離子、炭氧離子、氫氧離子等的檢測。判定其中是否包含游離的腐蝕性，并將其作為勘查工作要點分析的側重點，為工程的順利開展提供具有時效性的數(shù)據(jù)支持。

分析水文地質(zhì)環(huán)境中地質(zhì)層的含水量及水質(zhì)對易溶鹽的溶解能力，用合理的勘探手段，選用適宜的鉆探及試驗設備，根據(jù)巖土層工程特性的不同，針對性地布置適宜的勘察與測試手段。并按照地質(zhì)的類別確定，進行地質(zhì)含水量、比重、密度試驗，粘性土及砂壤土進行液塑限等普查實驗，例如：塑性指數(shù)小于10的粉性土進行土顆粒分析試驗[3]。擾動土樣根據(jù)土性進行液塑限試驗或顆粒分析試驗等。采用中國科學院巖土力學研究所提出的RSM-SW斜切波速檢測設備，開展水文地質(zhì)樣本的數(shù)據(jù)檢測。檢測方法通常采用單孔洞波速法、也稱剪層法，根據(jù)水文間距與相關地質(zhì)特征數(shù)據(jù)，進行排水工程的設計。以此提高對水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的精準度及正確率。此外，根據(jù)勘查區(qū)域自然地理特征（地形地貌特征、水文氣象特征等），調(diào)整工程排水系統(tǒng)，降低水文地質(zhì)條件對工程的影響，以此完成地質(zhì)普查工作中對水文地質(zhì)變量的控制。

1.3 細化地質(zhì)勘查工作詳查內(nèi)容

整合上述的地質(zhì)普查工作數(shù)據(jù)，在實際地質(zhì)勘查工作中，應控制地質(zhì)勘查工作內(nèi)容盡可能詳細化。例如，根據(jù)地質(zhì)層類別，對區(qū)域礦產(chǎn)資源進行劃分明，在填筑地基過程中，控制地基的壓實程度。將采樣生石灰晾曬，并將土層實際含水量控制在3.5%之內(nèi)。采用此種方法可有效的控制勘查工程的施工進展，假定該層出現(xiàn)土層壓縮性低、承載能力差等趨向，應控制勘查中土層摻水量，避免由于水量過大出現(xiàn)壓實方面問題。同時，將管線埋深約在地下4m出左右，考慮到土質(zhì)極為軟弱，壓縮性高，承載力低，該層不宜直接作為擬建基底持力層，需進行地基處理。此外，地基處理方式換填碎石或灰土墊層0.5m，應注意地質(zhì)不均勻性沉降問題，設計應采取可靠的措施（如柔性接頭等）提高探礦工程地質(zhì)的抗變形能力，并控制差異沉降，滿足連接段的變形控制要求。

同時，根據(jù)勘查鉆孔揭示以及區(qū)域地質(zhì)資料，控制各探礦場地覆蓋層厚大于50m，根據(jù)《地質(zhì)勘查工程設計規(guī)范》（GB 50011-2010），應控制工程土層平均剪切波速，并結合地質(zhì)場地土類型，劃分勘查工程類型，設計工程特征周期。在完善勘查工作詳細內(nèi)容的基礎上，應由專業(yè)施工人員對具有價值的固定資產(chǎn)進行綜合性評估。例如：根據(jù)采樣獲取的數(shù)據(jù)，估算資源出礦量，以此為勘察工作制定科學合理的資源利用方案。

1.4 制定詳細地質(zhì)勘查工作方案

在細化地質(zhì)勘查工作詳查內(nèi)容的基礎上，應根據(jù)道路工程進展制定詳細的地質(zhì)勘查工作方案。例如，針對地質(zhì)表層土質(zhì)不均的勘查填土，在工作中應注意選擇合理的開挖點?？辈樘盍弦瞬捎弥幸合藜毩Ｍ?，勘查時應在實施土樣作擊實試驗，計算土料的最優(yōu)含水量wop和最大干密度ρd max，并在現(xiàn)場取經(jīng)過碾壓地質(zhì)樣本作含水量和容重試驗，控制填土壓實質(zhì)量，以壓實度λc為準，在土層80cm深度范圍內(nèi)λc應大于98%，大于80cm內(nèi)λc不小于95%。根據(jù)場地條件，規(guī)范地質(zhì)勘查工作流程。如圖1所示。

如圖1所示，在勘查工作中選擇CLD-3型靜力觸探儀及10cm2雙橋探頭實施勘查工作。每隔10cm記錄錐尖阻力及側壁摩阻力，數(shù)據(jù)由LMC-310D型微機自動記錄采集。操作時記錄深度與實際孔深嚴格吻合。當貫入深度超過30m，采用導向裝置，防止孔斜或斷桿，當偏斜角超過15°時停止貫入。勘查前對探頭按規(guī)范要求進行率定，并做好率定記錄，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，書寫標準的勘察報告單，以此完成對詳細地質(zhì)勘查工作方案的制定，實現(xiàn)在地質(zhì)探礦工程中對地質(zhì)勘查工作要點的分析。

2 結語

本文從4個方面，開展了地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘查工作的要點的詳細分析，為了順應時代背景的發(fā)展，相關地質(zhì)勘查單位已經(jīng)加大了對工程研究的重視程度，就現(xiàn)階段地質(zhì)勘查工作而言，勘查工作仍存在很多需要注意的問題。例如：勘查技術的創(chuàng)新、勘查流程的規(guī)范性等，只有在不斷實踐中完善勘查工作，才能實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)性。除此之外，無論在勘查中的哪個工作環(huán)節(jié)，均應根據(jù)礦區(qū)的實際情況，結合礦體特點與區(qū)域地質(zhì)條件，掌握綜合考量數(shù)據(jù)，對勘查工作實施有效且合理的分析，以此實現(xiàn)礦產(chǎn)行業(yè)在市場的可持續(xù)發(fā)展。

圖1 地質(zhì)勘查工作流程