深基坑監(jiān)測中水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

徐林軍

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六八大隊，江西 上饒 334000）

深基坑監(jiān)測一般用于地下工程施工，這是一項對基坑內(nèi)巖石土壤的性質(zhì)和狀態(tài)、基坑支護結構變化以及周邊自然環(huán)境條件變化進行觀察，并將觀察的內(nèi)容分析處理，最后通過監(jiān)測結果的分析報告，預測下一步施工情況及事態(tài)發(fā)展的一個監(jiān)測手段。深基坑監(jiān)測多用于城市內(nèi)土木建筑施工，將深基坑監(jiān)測應用于礦區(qū)開采，能夠很好地把握施工對周邊環(huán)境的影響，進而通過這種數(shù)據(jù)化的施工方式，減少施工安全隱患。礦區(qū)的水文地質(zhì)條件一般包括地表流水和地下構造帶區(qū)域的存水，這些因素對礦區(qū)周邊環(huán)境有極大的影響作用，如果不謹慎處理，會直接導致礦區(qū)災害的發(fā)生。因此在施工前，需要對地表水體徑流情況、水源匯水面積、地下用水體積、地下隔水層水體情況、地下構造區(qū)域存水體積等水文地質(zhì)條件一一調(diào)查清楚，避免施工過程中礦區(qū)周邊環(huán)境遭到水體破壞[1]?；诖?，本文使用深基坑監(jiān)測判斷水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。首先需要對礦區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)條件進行概述，從氣候、地貌、礦區(qū)地下水層等方面對礦區(qū)周邊的環(huán)境和水文地質(zhì)條件進行簡單介紹。然后論述在深基坑監(jiān)測過程中通過對自然環(huán)境的影響和對人文環(huán)境的影響兩方面論證水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件概述

我國礦產(chǎn)資源十分豐富，礦區(qū)數(shù)量龐大，且礦區(qū)分布較為密集，通?？梢栽谝粋€礦區(qū)的周邊找到另一個礦區(qū)，且各個礦區(qū)之間具備一定的共通性。因此在對其中一個礦區(qū)進行開采時，需要額外注意當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，以免在開采礦區(qū)群時受到水文地質(zhì)條件變化造成的損害。本文就礦區(qū)周邊的氣候、地貌、礦區(qū)地下水層的特點對我國礦區(qū)周邊水文地質(zhì)條件特征進行概述。我國氣候分帶較為簡單，東部沿海和靠近東部的內(nèi)陸地區(qū)常年受季風影響，根據(jù)溫度的影響處于熱帶、亞熱帶、溫帶、寒溫帶季風氣候區(qū)，中部和西部大陸處于溫帶大陸性氣候區(qū)，西藏的大部分地區(qū)處于高原氣候區(qū)。在礦區(qū)周邊，因高山影響，同樣會存在一些河流或峽谷的地貌特征，這些地貌對于當?shù)氐臍夂蛞矔a(chǎn)生一些影響。因處于季風氣候區(qū)，夏季降水量會非常大，達到全年降水量的70%以上，而這種具備時令的降水特點很難保留地表徑流，這些多余的降水會全部匯入地下水體，形成地下河道。因而在礦區(qū)開采時需要注意這些水文地質(zhì)條件，以免對環(huán)境造成正面或負面的影響，進而發(fā)生礦區(qū)施工事故。大氣降水是礦區(qū)周邊地下水體中水資源的主要來源，由于礦區(qū)周邊一般都是高聳的山峰，因此該區(qū)域本身的地下水排泄能力非常出色。一般情況下，礦區(qū)地下水系統(tǒng)中的隔水層存水量不大[2]。我國的礦山中，隔水層主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、加粉砂巖等類型的礦層組成，地層構造主要包括巖關組、舊司組和上司組。在巖關組中，含水層往往位于礦區(qū)地層的最下方。其地層結構如下圖1所示。巖關組的底色以灰色或灰白色居多，其基本巖質(zhì)構成主要包括灰質(zhì)白云巖和中厚塊狀灰?guī)r。如果在含水層中有灰白色碎石條帶與白云巖條帶的結合的條帶層，那么則表示該含水層的含水量非常大，其富水性能極好。

在舊司組中，隔水層大部分位于礦區(qū)地層的上層，具體的地層結構如圖2所示。

圖1 巖關組礦區(qū)含水層地層結構

圖2 舊司組礦區(qū)含水層地層結構

在上圖所示的地層結構中，上部巖石的顏色大多是褐色或灰色，巖質(zhì)大多為薄層裝泥巖、加粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖。而下部巖石的顏色多為淺灰色或灰色，主要由白云巖或灰?guī)r組成。因此舊司組內(nèi)部擁有少量的揭色隧石條帶和白云巖條帶的結合產(chǎn)物，其含水層不具備過強的含水量，富水性較為一般。在上司組中，含水層位于礦區(qū)地層的中部，是絕大多數(shù)礦區(qū)所擁有的地層構造類型。其巖石結構大多為灰色或灰白色，少部分上司組的隔水層中含有少量的鮞狀灰?guī)r。在礦區(qū)開采的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)巷道滴水或滲水的情況，這些巷道積水正是來自于礦區(qū)地下的含水層。這些滴水和滲水現(xiàn)象正是因為礦區(qū)開采過程中，貿(mào)然施工對當?shù)厮牡刭|(zhì)條件的破壞，這些都會對當?shù)氐V區(qū)周邊環(huán)境造成巨大的損害，甚至造成礦區(qū)施工上的風險。

2 水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

（1）水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊自然環(huán)境的影響。深基坑監(jiān)測過程中需要時刻注意施工前后水文地質(zhì)環(huán)境的變化，一些不起眼的水文地質(zhì)條件變化，很容易導致地面的坍塌、礦區(qū)坑道內(nèi)積水或礦區(qū)邊坡被破壞。下文中詳細描述了這三種深基坑監(jiān)測中水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊自然環(huán)境的影響。①礦區(qū)地面坍塌。由于在礦區(qū)內(nèi)面對地下水的處理方式一般都會采取疏導形式，因此若不通過深基坑監(jiān)測得知水文地質(zhì)條件的變化就貿(mào)然作業(yè)，很可能導致地面的坍塌。這是因為有些地區(qū)的地下水含水層上部或下部是由可溶性巖石所覆蓋，這些可溶性巖石在地下水道作用下會更加松散，甚至可能侵蝕土壤中原有的一部分堅固結構。一段時間之后，失去了原有的地下壓力，這些隱秘的土洞就會因為貿(mào)然施工導致地面坍塌。因此，如果沒有在深基坑監(jiān)測中得到詳細的水文地質(zhì)條件的資料，就不能貿(mào)然施工。只有掌握了其水文地質(zhì)條件的變化信息，才能夠在施工過程中有針對性地挖掘，避免由水文地質(zhì)條件引起的塌方現(xiàn)象，給施工團隊造成不必要的損傷。②礦區(qū)坑道積水。礦區(qū)的開采本來就會破壞水文地質(zhì)條件原有的固定特征，其中最重要的一點就是含水層和隔水層的穩(wěn)定。一旦隔水層無法包裹住含水層，含水層內(nèi)所包含的大量地下水就會順著地下水道流入礦坑中，導致礦區(qū)坑道積水的現(xiàn)象[3]。然而，在地下水資源豐富的地區(qū)，坑道積水是永遠也無法避免的，只能通過深基坑監(jiān)測使坑道積水的量盡量減少，并在巖溶積水的礦區(qū)內(nèi)不斷排水，保證坑道內(nèi)的水量不超過限定值。但是即使是這樣，如果在深基坑監(jiān)測的過程中稍有不注意，坑道內(nèi)積水的含量就會超過預測值。原有的坑道模型平衡被打破，含水層和隔水層之間的平衡隨之坍塌，地表水、地下水等都會隨著地下河道流入礦區(qū)坑道，對礦區(qū)內(nèi)施工生產(chǎn)安全造成巨大的隱患。因此，在整個礦區(qū)施工過程中，一定要時刻注意深基坑監(jiān)測中的數(shù)據(jù)，盯緊水文地質(zhì)條件的變化，隨時保證地下水與礦道之間的壓力平衡，避免水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的破壞。③礦區(qū)邊坡毀壞。如果在礦區(qū)開采前沒有做出任何與水文地質(zhì)條件相關的檢測和探查，就會導致施工過程中對礦區(qū)周邊水文地質(zhì)環(huán)境的嚴重惡化，地下水強大的力量會直接造成礦區(qū)邊坡的毀壞，其相關的物理指標也會受到破壞，嚴重的會導致滑坡、泥石流、塌坡等現(xiàn)象。這是非常嚴重的因深基坑監(jiān)測不足導致的水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊環(huán)境的破壞，甚至會直接造成礦區(qū)內(nèi)的人員傷亡，以及經(jīng)濟財產(chǎn)的損失。

（2）水文地質(zhì)條件對礦區(qū)周邊人文環(huán)境的影響。①但對當?shù)鼐用竦纳钤斐刹槐?。一般情況下，礦區(qū)周邊因其獨特的經(jīng)濟資源，會有很多居民在周邊定居，主要是一些礦區(qū)內(nèi)部的管理人員和在礦區(qū)內(nèi)工作的工人。如果因深基坑監(jiān)測過程中的數(shù)據(jù)計算錯誤導致水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，很容易造成周邊地下水資源的流向改變，而這些靠近山區(qū)的居民點生活用水一般依賴于地下水，這樣一來，就會導致周邊居民用水困難。而且若是導致礦區(qū)邊坡毀壞，造成周邊地區(qū)的山體滑坡、地裂、甚至小型地震，很容易造成礦山周邊地區(qū)的人員傷亡，給當?shù)鼐用竦纳顜聿槐恪＂谠斐森h(huán)境污染。通過對過往深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢和分析，可以得知大多數(shù)因施工過程中的差錯導致的水文地質(zhì)條件變化基本都會造成環(huán)境的污染。在礦山開采的過程中，即使再關注深基坑監(jiān)測，也會有一些不得不進行，但是會導致影響水文地質(zhì)條件的步驟，這樣一來就會有限度地造成周邊自然環(huán)境尤其是地下水資源的破壞。而在礦山開發(fā)過程中，總會有一些廢品、配料堆放在礦洞內(nèi)，當因壓力變化導致的地下水和地表水流入礦洞后，就會將這些廢料卷入水資源中，造成水資源的污染進而對當?shù)刈匀画h(huán)境和人文環(huán)境造成極大的破壞。而且在礦山開采過程中，機器運行也會不可避免地產(chǎn)生一些廢水，這些廢水流入地下水也會造成環(huán)境污染，對當?shù)氐娜宋沫h(huán)境造成影響。

3 結語

在礦區(qū)施工的過程中，任何環(huán)節(jié)的誤失都會導致礦區(qū)水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，如果莽撞地直接開采甚至會直接導致礦區(qū)周邊環(huán)境發(fā)生變化發(fā)生，進而對礦區(qū)開采的利潤造成損失。因此在開采礦山時，可以適當通過深基坑監(jiān)測的方式時刻注意水文地質(zhì)條件的動向，防止造成不必要的損失。本文使用深基坑監(jiān)測的方式對水文地質(zhì)條件進行監(jiān)察，介紹了礦區(qū)周邊的水文地質(zhì)條件的基本特點，并對礦山開采過程中可能會引起的水文地質(zhì)條件變化作出了相應的判斷，并探究了水文地質(zhì)條件會對礦區(qū)周邊環(huán)境造成的影響。