【摘 要】近年來在許多地區(qū)都產(chǎn)生了嚴重的各種地質(zhì)問題。本文針對礦區(qū)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)等進行了工作分析探討。 

  【關鍵詞】地質(zhì)勘探;水文;勘探;試驗觀測 

  1 前言 

  近半個世紀來,地質(zhì)環(huán)境正受到日益嚴重的危害,地質(zhì)環(huán)境不得不成為我們所關照的一個研究領域。而在水文地質(zhì)與工程地質(zhì)的工作程度和精度,會直截影響到整個地質(zhì)環(huán)境合理開發(fā)利用及規(guī)劃,還會影響到開發(fā)利用過程中可能發(fā)生的突發(fā)性地質(zhì)災害或安全事故的處理決策問題及地質(zhì)環(huán)境恢復治理方案的制定和實施。本文將從鉆孔抽水試驗得出水文地質(zhì)觀測資料整理與分析進行討論,以促進對此項工作的重視與綜合利用。 

  2 工作內(nèi)容方法及要求 

  水文地質(zhì)工程工作內(nèi)容,應當根據(jù)勘查階段和礦床類型的不同按《水文地質(zhì)工程勘查規(guī)范》、《地質(zhì)勘查規(guī)范總則》和各類地質(zhì)勘查規(guī)范等要求結合實際因地制宜綜合確定。主要有區(qū)域和水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測繪、靜止水位觀測、抽水試驗、鉆孔簡易水文觀測、鉆孔巖心水文工程地質(zhì)編錄、坑道水文工程地質(zhì)編錄、地(表)下水長期觀測、取樣分析測試等。 

  2.1 區(qū)域和礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測繪 

  水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測繪觀測路線采用穿越法和追索法相結合,一般垂直巖層、構造線走向和沿地貌變化顯著方向,對重要地質(zhì)體、接觸帶、斷層帶、軟弱夾層、地質(zhì)災害和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地帶、河谷、溝谷和地下水露頭多的地方進行追索、觀察、詳細記錄和描述,并描繪信手剖面圖和進行拍照。對造成地質(zhì)環(huán)境污染和破壞的地帶進行重點調(diào)查和觀測。原則上1:50000測繪觀測路線間距500~1000米,觀測點密度3O~5O個/平方千米;1:10000測繪觀測路線間距25O~500米,觀測點密度3~5個/平方千米;1:2000測繪觀測路線間距l(xiāng)00—200米,觀測點密度30~50個/平方千米。野外調(diào)查內(nèi)容和要求為: 

  水文地質(zhì)勘探內(nèi)容和要求:(1)泉水調(diào)查:查明出露地貌位置和地質(zhì)條件、成因類型、補給來源、流量、水質(zhì)、水溫、訪問其動態(tài)變化情況。選擇部分代表性強的泉取樣,進行水質(zhì)化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(2)老硐調(diào)查:查明硐El地貌位置和地質(zhì)條件、老硐形狀、斷面、長度、揭穿層位和巖性、出水量、水質(zhì)、水溫、訪問其動態(tài)變化情況。選擇有代表性的取樣進行水質(zhì)化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(3)地表水體調(diào)查:查明河流、溪溝點的地貌位置和地質(zhì)條件、水位、流量、水質(zhì)、水溫、與地下水的聯(lián)系,訪問其動態(tài)變化情況。水塘、湖泊的地貌位置和地質(zhì)條件、水位、水質(zhì)、水溫、與地下水的聯(lián)系,訪問其動態(tài)變化情況;選擇有代表性的取樣進行水質(zhì)化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。 

  工程地質(zhì)勘探內(nèi)容和要求:(1)地形地貌調(diào)查:調(diào)查基本地貌形態(tài)特征、成因類型和展布情況,劃分地貌單元。河谷地貌應調(diào)查谷底和縱向坡度的變化情況、斷面形態(tài)、河床寬度、植被發(fā)育程度等;河流階地應調(diào)查階地的級數(shù)及高程、形態(tài)特征、長寬、高及坡度、地質(zhì)結構、縱橫方向上的變化、階地的性質(zhì)及組合形式;沖溝應調(diào)查其地貌位置、岸坡地層巖性、地質(zhì)構造、風化程度、植被發(fā)育情況、溝底和溝口堆積物的特征等。(2)土體調(diào)查:松散碎屑土應詳細觀察顏色、結構、顆粒大小、形狀、均一性、磨圓度、分選性、孔隙度、干濕度、透水性、顆粒成分、顆粒含量、固結物成分、含量和固結狀態(tài)、密實度;粘性土應詳細觀察顏色、結構、干濕度、壓縮性、透水性、可塑性、礦物成分等。(3)巖體調(diào)查:應詳細觀察顏色、結構、構造、風化程度、全至強風化帶厚度、巖石堅硬程度、節(jié)理裂隙發(fā)育組數(shù)、每組條數(shù)(條/米)、單條節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、長、寬、深度、充填情況、充填物成分、統(tǒng)計線節(jié)理裂隙發(fā)育率(巖體長度內(nèi)裂隙寬度之和/巖體長度% )、節(jié)理裂隙切割巖體情況、切割巖石塊度和形狀,編制節(jié)理玫瑰花圖或極射赤平投影圖?砂础豆こ處r體分級標準》進行分級。(4)地質(zhì)構造調(diào)查:附近地層巖性、巖層產(chǎn)狀、各種構造形式的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、軟弱結構面的產(chǎn)狀、性質(zhì)、斷層的位置、類型、產(chǎn)狀、斷距、破碎帶寬度、成分、充填膠結情況、工程地質(zhì)特征、挽近期構造活動的形跡、特點、與地震活動的關系。節(jié)理裂隙發(fā)育組數(shù)、每組條數(shù)(條/米)、單條節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、長、寬深度、充填情況、充填物成分、統(tǒng)計線節(jié)理裂隙發(fā)育率(巖體長度內(nèi)裂隙寬度之和/巖體長度%)、節(jié)理裂隙切割巖體情況、切割巖石塊度和形狀。 

  環(huán)境地質(zhì)勘探內(nèi)容和要求:(1)區(qū)域穩(wěn)定性調(diào)查:收集勘查區(qū)及附近歷史地震資料,調(diào)查新構造活動晴況、分析是否有活動性斷裂的存在。(2)社會和自然環(huán)境調(diào)查:調(diào)查居民及其它建筑物的類型、密度、旅游區(qū)、文物保護區(qū)、自然保護區(qū)的分布及范圍、破壞程度等。(3)地質(zhì)災害和不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查:調(diào)查滑坡、崩塌、泥石流的分布的地貌位置、地層巖性及構造條件、分布范圍、規(guī)模、形成時間、現(xiàn)狀穩(wěn)定性、發(fā)展趨勢等;調(diào)查斜坡、人工邊坡的變形破壞及其穩(wěn)定性;地面塌陷、地裂縫、不良沖溝的發(fā)育與分布范圍、形態(tài)特征、發(fā)育程度、形成原因、現(xiàn)狀穩(wěn)定性、發(fā)展趨勢等。(4)地質(zhì)環(huán)境污染調(diào)查:調(diào)查收集地表水、地下水的環(huán)境背景值(污染起始值);調(diào)查由于原生地質(zhì)環(huán)境引起的地方病的原因;由于人類活動造成的地表、地下水水質(zhì)污染的形成條件、污染源、污染物質(zhì)成分、污染途徑、污染程度、分布范圍;放射性污染的種類和范圍等。 

  2.2 鉆孔抽水試驗 

  鉆孔的抽水試驗多是采用穩(wěn)定流抽水試驗方法,試驗前應先測量靜止水位。水位降深應根據(jù)試驗目的和含水層富水程度而定,應盡設備能力作一次最大降深(S≥10米),水量大時應作三次降深。穩(wěn)定時段延續(xù)時間最低不少于8小時,穩(wěn)定時段內(nèi)水位波動相對誤差不大于1% ;涌水量波動相對誤差:當單位涌水量大于0.1L/s.m時,不大于其平均值的3% ;當單位涌水量小于或等于0.1L/s.m時,不大于其平均值的5%。[波動相對誤差(%)= (最大或最小值- 平均值)/平均值%]。抽水試驗趨于穩(wěn)定時采集化學全分析水樣1件。   在抽水的試驗過程中應當連續(xù)準確觀測和記錄下水位的下降、流量、水溫、氣溫和恢復水位,水位下降、流量的觀測時間間隔為抽水開始后的第5、10、15、20、25、30分鐘各觀測記錄一次,以后每30或6O分鐘觀測記錄一次;水溫、氣溫的觀測時間間隔為每2~4小時同步觀測記錄一次;抽水達穩(wěn)定標準停抽后,恢復水位觀測時間間隔為停抽開始進行觀測記錄,以后每3O或60分鐘觀測記錄一次直至穩(wěn)定,穩(wěn)定標準為8小時內(nèi)水位波動范圍不超過l0厘米。 

  2.3 鉆孔簡易水文工程地質(zhì)觀測 

  所有的施工鉆孔均要求進行。由鉆孔施工單位對施工的所有鉆孔均進行觀測和詳細記錄鉆進過程中的涌水、漏水、掉塊、塌孔、縮徑、擴徑、卡鉆、埋鉆、掉鉆、涌沙、逸氣等現(xiàn)象發(fā)生的位置深度,測量涌(漏)水量和涌水水頭高度。觀測記錄鉆進過程中每一回次的起、下鉆動水位和沖洗液消耗量,并記錄起、下鉆動水位觀測的間隔時間。遇休假或處理事故等停鉆時間較長時,開鉆前必須測量孔內(nèi)水位。要求使用鉆孔巖心鑒定記錄表、巖心統(tǒng)計表、鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測記錄表、鉆孔止水記錄表、鉆孔止水檢查記錄表等專門表格進行觀測記錄。 

  2.4 鉆孔巖心水文工程地質(zhì)編錄 

  要求詳細觀察和描述巖芯的巖性名稱、顏色、結構、構造、硬度、巖石風化程度和深度、劃分各風化帶界線深度、裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、發(fā)育深度、統(tǒng)計裂隙率;地下水活動情況;巖芯形狀、完整破碎程度、統(tǒng)計描述巖芯塊度、繪制巖芯塊度柱狀圖、計算回次巖芯采取率、按鉆進回次測定巖石質(zhì)量指標(RQD=Lp/Lt% ,式Lp- 某巖組大于l0厘米完整巖芯長度之和;Lt- 某巖組鉆探總進尺),確定不同巖組RQD值的范圍和平均值。 

  2.5 坑道水文工程地質(zhì)編錄 

  要求與地質(zhì)編錄同時進行,自坑道口開始分別按層位、巖性詳細觀察和描述巖性名稱、顏色、結構、構造、硬度、巖石風化程度、節(jié)理裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、統(tǒng)計裂隙率、巖體完整破碎程度、巖石塊度形狀、大小、頂壁穩(wěn)定程度、變形破壞情況及地下水活動情況。繪制水文工程地質(zhì)素描圖。 

  2.6 地表水地下水動態(tài)長期觀測 

  河溪、泉水和坑道等進行流量、水溫、氣溫的觀測;鉆孔進行水位和氣溫的觀測。一般每間隔lO天觀測一次(即每月觀測3次),雨季加密觀測,取得當年的流量和水位峰值。水質(zhì)按枯、雨季取樣分析。連續(xù)觀測時間不少于一個水文年。 

  2.7 巖石物理力學性質(zhì)試驗 

  要求每一工程地質(zhì)巖組均應有樣品控制,樣品可直接由鉆孔巖芯采取,采樣規(guī)格要求巖芯直徑≥8厘米,長度1O~3O厘米,每組樣品數(shù)量為20塊左右。采樣時需用油漆箭頭標明頂面方向(↑),并按順序進行編號(如A組樣取到20塊巖芯,其編號為A.1、A-2、……A-20),樣品取好后用石蠟密封,按組裝箱運送到試驗室。巖(礦)石的物理力學性質(zhì)試驗項目有:風干含水量、風干容重、飽和容重、比重、普通吸水率、飽和吸水率、風干抗壓強度、飽和抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、泊桑比、抗剪強度(凝聚力、內(nèi)摩擦角)等。 

  2.8 水質(zhì)全分析與專項分析 

  選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水鉆孔進行采樣,其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采樣。盛水容器采用2千克塑料瓶,在采樣點用所取之水沖洗瓶和蓋三次以上后再采取水樣,水樣取好后,立即用石蠟封好瓶口,標明取樣位置、水點編號、填寫水樣標簽粘貼在樣瓶上,24小時內(nèi)送到化驗室進行化學全分析。同一水點位置另取1千米水樣加入2~3克大理石粉(標明)24小時內(nèi)送到化驗室進行侵蝕性CO2分析。化學全分析項目有:水的物理性質(zhì)、HCO3-、SO42-、C1-、NO2-、NO3-、CO32-、F-、Br-、I-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、游離CO2、侵蝕CO2、H2S可溶性SiO2、PH值、耗氧量、總硬度、暫時硬度、永久硬度、焙干殘渣、灼熱殘渣等。 

  選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道進行采樣。按生活飲用水水質(zhì)標準進行分析和放射性檢驗。采集具有專門的和特殊的要求,取樣前需與有關衛(wèi)生防疫部門取得聯(lián)系,采用其提供的樣瓶和添加藥劑,并按其規(guī)定進行采樣或聘請相關衛(wèi)生防疫部門人員到現(xiàn)場進行采樣。 

  3 結語 

  本文基本上涵蓋了所有水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)的工作內(nèi)容,對從事水文地質(zhì)工程與地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)的人員具有一定的參考作用,文中不足之處敬請給予批評指正。