时间：2022-02-03 18:42:14
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水文地质论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
由于各种综合因素的影响,导致地下水位发生着巨大的变化,这些变化带来的后果是十分严峻的。面对这样的形势,为了有效保障煤田勘察工程的安全可靠性,必须要对煤田地质勘察工程现场的水文状况有充分的掌握。水文地质勘察在工程勘察中虽然仅是小小的一部分,但确实非常关键的一个部分,优质的水文地质评价工作对于提高工程勘察的施工效率和整体质量是极为关键的,同时还能将勘察工作中的不利因素进行消除。一般来说,在水文地质勘察中,对于地下水位、地理地质条件等都会涉及,在进行水文勘测时,对于测试工作方式以及钻孔的选择可根据水文地质资料和具体的工程要求来进行,进而分析煤田地质勘察地区具体的水文地质情况。
2水文地质对煤田地质勘察产生的影响
2.1地下水对基础埋深产生的影响
基础深埋应当根据地表水、地下水以及地下水埋藏的具体要求来进行确定,如果存在地下水问题,基础底面应当置于地下水之上;如果基础底面只能埋藏在地下水下的话,务必做好排水降水的相关措施,以免出现钢筋水泥的腐蚀。在埋藏有承受水压、包含地下水层的地方,在进行基础埋深时对于承压水的因应当充分考虑,以防在后续挖地基时出现承压水冲出的状况。
2.2地下水压力作用引起的岩土危害
受开矿等人为活动的影响,地下水的压力平衡会受到破坏,导致局部产生大的压力,如果遇到粉土层,就很容易引起流砂、管涌等现象,从而造成基础变形、位移等现象,甚至会造成边坡失稳,因此工程安全施工事故,对工程项目的顺利施工造成严重的影响。所以要求勘察人员认真分析人为活动带来的地下水压力变化状况,并制定合理的防范措施,保障施工安全。
3工程勘察中发挥水文地质作用的有效对策
3.1建立健全完善的施工管理制度和技术
首先应当建立完善的管理制度,熟练掌握地质勘察的具体流程以及施工目的,带动水位地质勘察工作朝着标准化和规范化的方向迈进;其次,对于地质勘察中运用的施工技术应当高度重视,根据相关规章制度做好勘察准备工作,布置好施工勘察的位置,不断提升勘察水平,整理好勘察数据和资料,数量掌握信息技术的运用,对结果的准确性有明确的把握,能够更好地指导施工。
3.2促进工程勘察操作流程的规范性
在地质勘察之初,对于施工人员和各种仪器设备都应进行合理的安排,勘察计划的编写应当明晰,保证勘察工程的任务被具体下达。水文地质的勘察应严格按照规范流程进行,现场的数据记录在案。遇到地质条件复杂的状况,应当多方进行分析研究,综合运用多种方法,保证结果的准确,指导地质勘察施工的顺利开展。
3.3不断提升工程勘察人员的综合素质和专业技能
煤田工程勘察技术人员的素质高低和技能专业程度在很大程度上对勘察结果的准确性产生着影响,所以加强勘察队伍建设意义重大。必须建立一支高素质的勘察队伍,人员不仅能够胜任工作,还能满足每一项的操作规范及要求,尽可能降低违章事故的发生。勘察单位在这方面起着引导作用,所以应当建立完善的人员培训管理制度,定期或者不定期对技术人员进行技能培训与考核,将考核结果与其绩效相挂钩,促进员工学习先进的积极主动性,在履行好自身职责的前提下,保障水文地质勘察工作的有序开展。还应当数量掌握计算机的操作,提高工作效率,用计算机对各种数据进行处理,对于勘测精度也是有效的提升。
4结语
1水文地质勘查在建筑工程设计与施工中的应用分析
1.1勘察建筑工程现场的水文地质资料。建筑工程现场的水文地质资料主要包括以下几个方面：其一，勘查地理条件，勘查的地理内容主要包括水文特征以及地貌特征；其二，勘查地质环境条件，勘查地质环境条件的内容主要包括工程现场的地质构造特征、地层岩性、构造运动等；其三，勘查地下水位的实际状况，勘查的内容主要包括：地下水补给条件和排泄条件及其补派关系对地下水位的影响；近三年的地下水位以及水位变化的趋势；其四，勘查隔水层、含水层的状况，勘查的内容主要包括：隔水层和含水层的水位以及变化的程度，地下水类型、流向等状况；通过勘查现场的地层透水系数，含水层的厚度、埋深以及分布状况，以此确定水文地质状况对建筑工程设计和施工的影响。
1.2水文地质勘查中的评价分析。通过获得建筑工程现场的水文地质资料之后，还应该对水文地质勘查资料进行评价分析。水文地质勘查中的评价分析内容主要包括以下几个方面：其一，对地下水对建筑工程设计与施工的作用和影响进行重点评价，这样才能够对影响建筑工程设计和施工的危害因素进行提前预测，并采取相应的措施进行处理；其二，建筑工程勘查中的水文地质勘察应该和建筑的地基设计进行结合，为建筑工程的地基设计和施工提供可靠的水文地质资料；其三，水文地质勘查中除了应该对地下水的状况以及对建筑工程的影响进行勘察，同时还应该对人为活动下对地下水的影响以及地下水变化对建筑工程施工的影响状况进行评价；其四，从建筑工程施工角度来看，根据地下水对建筑工程的作用与影响，找出不同地下水条件的同时，还应该进行重点评价，例如对于基础埋在地下水位之下的建筑工程来说，重点评价水对建筑物基础部位的钢筋、混凝土的腐蚀性；对于岩土作为建筑物基础的建筑工程项目，应该重点对地下水活动导致的岩土涨缩、崩解、软化等作用进行评价；对于地基基础压缩层中存在粉土、粉细砂、松散的状况时，应该重点对流砂、腐蚀以及管涌等现象发生的几率进行评价；对于需要在地下水位以下进行基础施工的建筑工程项目，应该进行对应的富水性试验或者渗透性试验，对降水造成的边坡不稳定、土体沉降以及其他问题对建筑工程施工可能造成的影响。
1.3测量建筑工程施工现场地形。在对建筑工程施工现场的地形进行测量的过程中，应该采用全国通用的坐标系统以及国家最新的高程基准点，如果建筑工程所在地并没有通用的坐标系统以及相关的高程基准点，应该利用全球定位系统，为建筑工程建设创设独立的坐标系统，保证建筑工程建设人员能够获得准确的测量数据信息。在对建筑工程现场进行测量的过程中，还应该对定位仪的类型、定位时间、定位程序以及测量精度等进行详细、全面的说明，对于测量的精度，应该根据相关的规定，满足建筑工程设计和施工的实际要求，对于不同的比例尺勘查剖面，应该采用实测剖面。
1.4地质填图。在进行地质填图的过程中，应该保证填图的精准度满足同比例尺的地质测量规范，将比例尺作为地质观察的基础，如果是对于大比例的地质填图，地质填图的目的在于为建筑工程勘察、设计以及施工服务。因此，在选择比例尺的过程中，应该根据建筑工程的实际状况，以不同勘查阶段的具体要求、工程的规模、地质复杂程度等状况为基础，在设置地质勘查点时，应该把地质勘查点设置在界线或者具有特殊意义的地方，当地质勘查点布置完成之后，还应该将地质填图展示在合适的仪器中，由专门的水文地质勘查工作人员根据相关的标准与规范对地质填图进行分析。对于专门水文地质的物理学性质测定，还应该根据相关的标准和规范进行，以此保证测定结果和地质填图的可靠性与真实性。
2结束语
总而言之，随着科学技术的发展与进步，水文地质勘查技术也在不断地发展与进步。通过将水文地质勘查技术应用在建筑工程设计与施工中，对水文地质状况进行实际勘查，并对获得的勘查资料进行科学的分析，为建筑工程设计和施工提供可靠的参考，对保证建筑工程的顺利施工以及保证整个工程的施工质量具有至关重要的作用。因此，应该将水文地质勘查广泛地推广和应用在建筑工程设计与施工中。
作者：卢可单位：江西省萍乡市建筑设计院
1.1水文来源类型
1.1.1地表水与断层水
煤矿所处位置一般在地面之下，所以在其上方往往会覆盖一层地表水，它主要来源于雨水、河水及植被根部所储藏的水分，但其含水量没有想象中丰富，所以单靠地表水作为水的补给来源是不够的。煤矿开采中会出现一些断层，这些断层中就含有水，我们称之为断层水。断层水会改变地下水的流向和排泄方向，所以在开采煤矿前就要弄清断层水的分布情况，可采用打孔勘探的方式来调查水文地质情况。
1.1.2地下水
在煤矿区域施工的人员会首先分析岩层特点和水的分布性质，然后依据这些性质的不同将矿区水层分为含水层和含水带2个类型。在含水层中有种被称为弱含水层的水层类型，因其分布较散，由碎石和砂粘土组成，含水层厚度比较小，所以其保水能力较弱。而煤矿区里的含水带则主要含有燧石灰岩与硅质层，含水带的厚度大约在33m，其岩石结构上的裂缝形状展开来看则近似蜂窝状，由此可看出它被水侵蚀得比较严重，水会通过这些裂缝流出从而使得岩层流失大量水分。由此可见，岩石结构裂缝含水带中水的含量是处在不断变化中的。
1.2矿区水文地质问题
1.2.1矿区的水资源不够丰富
由于地理原因，中国的水资源和煤矿资源分布不均，甚至有些地区这两种资源的分布是不一致的。如，北方地区的煤矿资源含量占到90%，但是含水量却只有30%，不到煤矿资源的一半。且据调查显示，中国一些地区矿区使用的水量最低应在296m3，但其实际用水却只有这个数字的一半。总而言之，中国的矿区水资源严重缺乏，再加上地理条件限制，其用水标准远远低于煤矿生产最低标准。
1.2.2中国的地质环境复杂多变
矿井地质条件在很大程度上受水患影响。据统计，中国大约有1/3的煤矿区域水文地质条件复杂多变，很多地区的煤矿都受到水患侵蚀。而近几年来，中国大力开发矿产资源，水患影响就更加明显了，严重制约了矿区生产发展。如，中国华北地区，在矿区水文地质条件的勘探中，发现其承压水中的煤矿资源大约有160×108t，且其底部岩石的水侵蚀情况比较复杂，所以想在矿区进行矿物开采还存在相当大的困难。
1.3矿区环境污染
煤矿在进行开采的过程中会用一系列化学物品对开采出来的矿物进行处理，而处理后的残留物质则会用水清洗掉，从而带来水污染问题。这就需要矿区对废水进行净化，以免这些污水对周围居民的身体健康造成危害。随意排放污水不仅对人体有害，而且也会对矿区下的地质环境及地下水位的分布造成不利影响。随意排放污水也有可能造成矿区干旱的严重后果，它会使含水层里的水分迅速排光，然后使矿区出现坍塌。由此可见，如果没有正确排放废水，就会对矿区的生产生活造成严重影响，对采矿业的发展也大为不利。
2煤矿生产中的解决方案
2.1合理利用勘探技术
2.1.1勘探人员在进行矿区勘探时首先进行钻探
这种技术能帮助勘探人员更准确地了解矿区下的地质环境，是最常用的勘探技术之一。在使用勘探技术时会首先观察当地地质条件，如，施工人员使用泡沫钻井与空气反循环技术来勘探处在干旱地区的煤矿，需先要用钻探来了解清楚当地地质环境。与此同时，我们也要加强勘探技术的研究。
2.1.2物探技术
除了上面所提到的勘探技术，勘探人员也会用到物探技术。该技术充分利用了三维地震法与电磁法的结合使用，大大减少了勘探人员在进行煤矿勘探时出现的误差。
2.1.33S技术
这项技术是将GPS、RS、GIS这三种技术结合而产生的，该技术在勘探时会使用到计算机，借助计算机的成像技术和分析能力来处理收集到的地质信息。该技术在勘探工作中使用得也很频繁。借助这种技术，勘探人员在收集数据时会略去一些无用信息，而又因其分析能力强大所以能节约许多时间。综上所述，3S技术对提高勘探人员的工作效率有着明显作用，为勘探技术发展做出了重要贡献。
2.1.4同位素技术
在勘探过程中也常常使用同位素勘探技术，但这种技术所需要时间却很长。相较于以上几种方法，这项技术探测到的地下水信息更加精确。
2.2合理的工作方法
2.2.1流量测井法
勘探人员在使用这种方法时，得到勘探信息所用时间较短。它主要在钻孔到一定阶段时，测量钻孔横截面纵向水的流量信息。所以在钻孔出现了纵向流动水时，这种技术可用来分辨含水层和隔水层的区别，且可迅速分析出岩层位置等各种参数。用这种方法来勘探具有便利、稳定等优点，所以该方法也被大量运用到实际煤矿勘探中。
2.2.2λ射线方法
这种方法主要用来寻找矿区水源。当不同的岩石受到λ射线照射时会出现不同反映，利用这个特性，勘探人员能精确了解到地下水的分布状况，进而找到充足的地下水源。而且使用该方法所用器材比较少，操作难度不高，不受地形限制，能极大节约勘探资金，所以勘探人员最喜欢使用该方法来进行探测。这种勘探技术被广泛运用在裂隙带、断层破碎带等地带来寻找地下水源。
3结语
1.1引起地面沉降
通常情况下，水文地质因素对地质灾害的影响往往体现在地面的沉降方面，这主要由于地下松散等原因导致地壳产生不规则变形，形成一种局部下降的运动。而造成这种现象的因素主要有人为因素和自然因素两种，对于人为因素而言，则主要因过度开采地下水等相关因素引起的地面沉降现象，同时还会随着地下水位的变化而产生变化。对于自然因素而言，则主要是因构造活动引起地面沉降现象。由此可见，人为因素是形成地面沉降的最大因素。
1.2引发软土地基变形
对于地质开发来说，软土地基变形是其中常见问题。由于软土具有较强压缩性和灵敏度，但透水性比较差，又加之土体结构稳定性不高，极易受到地下水运动的影响。基于这种情况，水文地质因素对软土地基变形产生重大影响。一旦原状土受到地质运动的振动后，很容易破坏其结构，使土质结构强度降低，进而使土体结构被破坏，最终造成软土地基变形。
1.3引发砂土液化
水文地质因素对地质灾害的影响也体现在砂土液化方面。由于砂土液化饱水的疏松粉和细砂土等在临界地震作用下，受到瞬间破坏，进而呈现出液态现象。一旦呈现这种情况，便会使超孔隙水压自下向上运动，最终产生砂土液化现象。另外，由于砂土上部覆盖层具有较差的渗透性，很容易使地下水溢于地表，严重情况下还会产生冒砂等地质灾害现象。
1.4引起岩溶塌陷
水文地质因素对地质灾害的影响也体现在岩溶塌陷方面。所谓岩溶塌陷，则主要是在溶蚀洞穴上覆盖有松散土体，一旦受到外力作用或人为因素，如洪水、干旱、抽水、排水等，都很容易使地面产生变形，引发岩溶塌陷等现象。通常情况下，地下水的流动及其动力条件是引起岩溶塌陷的主要因素，它很容易使溶洞底层结构牢固性遭到破坏，降低土体抵抗力等多种原因造成。因此，地下水流动及其动力很容易引起水文地质的影响。
2水文地质因素对地质灾害的防范策略
a)采取实时监测措施，充分做好预防工作。在水文地质工作中，投入监控设备，加强对水文地质工作的监控，监控的内容应包括以下两个方面：
(a)对施工工序进行监控，杜绝施工工序出现错误；
(b)对施工人员进行监控，保证施工人员认真施工，提高工程质量。建立完善的监控体系，避免出现盲角，全方位地监控工程质量，做到及时发现及时解决。并且，要确保监控设备质量好，能满足监控需要，不易出现故障，故障易于维修。对水文地质工作进行监控，为管理人员或质量检查部门评估工程质量提供了依据。同时，建立合理的规章制度并严格执行，对施工人员进行约束，保证施工工艺和流程符合相关要求，提高施工的管理效率。污水治理是水文地质工作的关键，对地下水的保护意义重大，所以应尽快建立污水综合整治系统，引进相关的设备，在技术上实现对污水的自动化和程序化处理，提高治理污水的效率，节约治理成本，减少对生态环境的破坏；加强人事管理，统筹规划，引导各部门重视污水处理，采取必要的手段加强污水的治理。总之，要从设备和人事上建立科学高效的污水综合整治系统。通过不断加强对地下水水质的监测和控制工作，从而使地质工作人员能够准确确定污染源，对地下水污染的相关情况有一个全面了解和掌握，比如，在地下水中建立监测预报系统等相关措施，以方便工作人员掌握水质情况，一旦发现水质污染能够及时有效采取措施，将其扼杀于萌芽状态，最终达到防治地下水污染的目的。同时，应建立地下水区域评价系统，以方便对污水治理效果的监督，对环境的危害和社会的影响进行评价，并给出相应指导意见，使得污水综合整治系统更加高效、合理。并且，污水综合整治系统和地下水区域评价系统的建立有利于政府有关部门对水文地质工作进行检查和评价，从外部强化原材料、施工工序、施工工艺的监督，从水文地质工作的各个环节进行污水治理，使得污水治理更加高效、科学，促进施工区域的生态环境发展。尤其是对于地质灾害的高发地带，地质工作人员更应该进行全面监测，以便遇到紧急情况，从而及时告知相关人员并采取有效措施进行处理。比如，一旦遇到雨季，应对地下水流量进行实时勘测，一旦水流量超出标准范围，应及时进行调整和控制，避免地质灾害的发生，从而确保人们的生命安全，最大限度降低经济损失。污水综合整治系统和地下水区域评价系统所具有的时效性，将能及时反应污水治疗中出现的问题，避免对地下水的进一步污染，继而实现带动水文地质的发展目标；
b)积极开发利用相关措施，降低地质灾害的发生。由于中国特殊的地理位置，使得地下水资源一直处于比较饱和状态。然而一旦地下水储存量过大，就很容易引发地质灾害。究其原因，这主要是因为过量的地下水对地质结构能够产生巨大冲击力，一旦受到外力作用或人为因素，便会形成地质灾害，给人们的生命和财产带来严重损失。基于此，积极开发利用水资源也是防治地质灾害发生的重要举措之一。比如，通过合理开发利用地下水的使用，可以有效维持地表结构的稳定性，降低地质灾害发生的次数。另外还可以通过提高水资源的利用率，合理将地下水应用于灌溉，这也是提高水资源利用率的重要方法，从而有效降低地质灾害的发生。另外利用电网来模拟施工能在施工前发现可能的问题，为施工工序和工艺的创新提供依据，并对施工方案进行调整，使得施工工序和工艺更加丰富，减少可能问题对后期施工的影响和危害，使得水文地质工作更安全、更高质量。
3结语
据以往地质勘查结果，场区潜水含水层、第一承压含水层、第二承压含水层、第三承压含水层、第四承压含水层和第五承压含水层发育。根据本次南汇县幅中最大勘查深度设计要求，250m以浅各含水层水文地质条件概述如下。
1.1潜水含水层
为全新世（Q4）河口—滨海相沉积物，场区及邻近地区普遍分布。潜水含水层一般由全新世（Q34）的灰色砂质粉土夹粉砂（A砂层），厚3~10m不等。潜水含水层富水性弱，单井涌水量小于10m3/d（口径500mm，降深2m），局部大于10m3/d。渗透系数小于1m/d。水质多为矿化度1~3g/L的微咸水。
1.2第一承压含水层
为晚更新世晚期中段（Q2-23）海滨—泻湖相沉积物，场区广泛分布。含水层顶面埋深一般28m，厚度在30m左右。部分地区与第二承压含水层沟通，顶面埋深一般30m左右，砂层厚70m左右。岩性为褐黄、灰黄色粉细砂、细砂夹砂质粉土，灰色细中砂为主。含水层富水性较好，单井涌水量在1000~3000m3/d。渗透系数一般在5~10m/d。水质以矿化度3~10g/L的半咸水为主。
1.3第二承压含水层
为晚更新世早期（Q13）河口—滨海相沉积物，场区广泛分布且发育良好。含水层顶面埋深一般73m左右，层厚10m左右。部分地区与第一承压含水层呈沟通现象，砂层厚40~50m。含水层岩性以灰色粉细砂含少量砂砾石为主。含水层富水性好，单井涌水量在1000~3000m3/d及3000~5000m3/d。渗透系数一般在10~30m/d。含水层水质较差，多为矿化度3~10g/L的半咸水。
1.4第三承压含水层
为中更新世早期（Q12）河口—滨海相沉积物，场区广泛分布。含水层顶面埋深一般100~110m，厚度20~40m，岩性为灰色细砂、粉细砂含砾，中粗砂。该含水层富水性较好，单井涌水量普遍在1000~3000m3/d。渗透系数一般在10~30m/d。含水层水质较差，普遍为矿化度大于10g/L咸水。
1.5第四承压含水层
为早更新世中晚期（Q21）河流相沉积物，场区分布广泛。含水层厚度大，顶面埋深在150~170m，厚50~70m。含水层岩性以灰色细砂、中细砂含砾石为主。含水层富水性较好，单井涌水量为1000~3000m3/d。渗透系数一般在10~30m/d。地下水水质为矿化度小于1g/L的淡水。
2施工设计
2.1成孔质量
2.1.1孔径、井径
地质鉴别孔孔径应不小于130mm。依据水文地质勘查孔勘查要求，孔径不小于500mm，井径不小于200mm。为此，本次水文地质勘查孔，孔径为500mm，井径为219mm。
2.1.2孔深
地质鉴别孔孔深原则上以揭穿目的含水层底面2m时终止。孔深一般在235~255m之间。
2.1.3孔深误差
孔深误差不大于1‰。每50m孔深及终孔时各校正孔深一次，正确记录，发现误差及时纠正。测量方法可采用一定长度的标准钢丝测绳，或利用具备测深功能的测斜仪，进行孔深测量。
2.1.4孔斜控制
要求钻孔圆直。每钻进25m及终孔时，采用测斜仪测斜一次，正确记录，发现误差及时纠正。孔斜每100m不得超过1°。对于大于100m的钻孔，每钻进100m时，顶角不大于1.0°，终孔顶角可递增计算，但最大顶角不得超过2.0°。
2.1.5取芯（样）和编录
（1）地质鉴别孔取芯。水文地质勘查孔首先进行地质鉴别。地质鉴别孔岩芯采取率，粘性土不低于90%，砂性土不低于80%，含砾粗砂不低于70%。连续落粘性土不超过2m，砂性土不超过3m，否则补取。取芯时每回次进尺不超过2m。岩芯从岩芯管中取出至岩芯箱内时，应避免重物锤击岩芯管，安放时应小心轻放，以避免岩芯受到扰动。
（2）目的含水层砂样采集。在含水层的上部、中部、下部进行取样，或在含水层岩性变化明显处进行加密取样。样品重量不少于1kg。样品放至塑料袋中，并附有取样时间、地点、深度等内容的标签。样品及时送至实验室进行粒度分析。
（3）岩芯保护。对取出的岩芯进行现场地质编录后，应及时装入PVC岩芯管，并加盖保护，以免遭受曝晒。岩芯在运输过程中防止剧烈摇晃、震荡，尽量保持水平搬运。岩芯包装时将PVC岩芯管顶部空余部分去掉，或尽量用清洁物品填充，并用胶带对PVC岩芯管进行密封，在柱体上及时做好样品标识，包括样品的钻孔编号、柱状样品的上下方向、取样深度、取样时间等都应标识清楚，并且标记格式统一、耐磨。并贴好样品编号标签，标签用胶带密封，防止标签污损。
3施工工艺
3.1施工设备配置
3.1.1机械设施配备
根据本次水文地质勘查孔地质鉴别、成井技术要求，施工单位需配置水文钻机等施工设备。
3.1.2施工材料购置
水文地质勘查孔成井时需用主要材料有：井管、滤水管、沉淀管、天然石英砂、粘土球、粘土及配制泥浆用的Na2CO3、膨润土等。预计5处勘查孔（井）累计井管长度1180m，滤水管长度60m，天然石英砂砾料105t，止水优质粘土球35t，封孔粘土220t。
3.1.3施工前准备工作
（1）进场前进行施工现场踏勘，落实水电供应。若供水供电不足，进场前落实好取水水源，自备发电机等准备工作；
（2）平整施工场地，钻塔塔脚处地基夯实，必要时浇注混凝土墩。塌架牢固稳定；
（3）挖好泥浆池，泥浆池容积不小于8m3，泥浆循环槽的总长不小于15m；
（4）按规范要求由专职电工接好电源，装好电源箱；
（5）开钻前，所有材料都应及时运至场区，其中井管、滤水管和天然石英砂应附有生产厂家提供的质量保证书。3.2鉴别孔施工工艺
3.2.1鉴别孔施工前准备工作
（1）平整、压实施工场地，钻塔塔脚处浇注混凝土墩加固；
（2）安装钻机设备，使天车、立轴与孔口三点成一垂线；
（3）挖好泥浆池，其容积应为钻孔体积的1.0~1.2倍，设置好泥浆循环系统；
（4）挖好废浆池，其容积应大于泥浆池的2倍,用于暂时存放废弃泥浆；
（5）配备好泥浆出砂装置；
（6）接通电源，安装电源箱。3.2.2成孔工艺
（1）钻进方法：用110mm/130mm外肋骨合金取芯短钻具开孔，取芯钻进至灰色粘土，孔深预计15m，再采用170mm单套钻具带后导向进行扩孔，下入168mm孔口保护管，孔口管居中、保证其垂直度为0°，周围用粘土封实并固牢。以下覆盖层110mm/130mm外肋骨钻具带长后导向管（长度10~15m）继续进行减压钻进取芯。每回次下钻到底，慢速轻压钻进，再逐渐调整至正常转速、钻压钻进至终孔深度。（2）提高岩芯采取率措施。对于粉细砂、细砂夹砂质粉土、灰色细中砂层取芯我们采取的钻具是伸拉型接头。
（2）钻孔护壁：采用优质粘土加碱配制泥浆护壁。粘土粉选用造浆率高、杂质少的优质膨润土，配比为：粘土粉4%~6%（泥浆体积），其原浆的主要性能指标为：比重1.06~1.10g/cm3、粘度23s、pH值8.5~9.5、失水量6~8mL/30min、泥皮厚0.5~1.0mm。经常检测泥浆性能，性能指标达不到以上要求时及时更换补充新鲜泥浆。以保证孔壁稳定。防止因泥浆过稀而导致孔内坍塌。
（3）钻进记录。做好每一回次的钻进记录、钻进事故及处理记录（包括具体情况及部位，说明事故原因，事故处理及对成井的可能影响），注明钻进所使用的钻具类型、规格，泥浆性能以及钻进过程中的各种情况，各类丈量尺寸应真实详细。报表按班填报，相关人员签名确认。
（4）地质编录。本次按第四纪地质编录要求认真做好地质编录，编录内容要求齐全、真实，准确，以备校核、验收。
3.3成井施工工艺
3.3.1施工顺序
钻进至设计深度（成孔）—成井（一次调浆、下入滤水管、井管、二次调浆、投天然石英砂砾料，止水、止水效果检验、封孔、洗井等）—抽水试验—现场验收和取水样—孔口保护。
3.3.2钻进成孔方法
采用SPJ-300钻机和BW-850泥浆泵钻进，二级扩孔钻进，以300mm、500mm三翼刮刀合金钻头扩孔钻进，孔口视上部填土层厚度下600mm定向保护管，不少于1.5m。
3.3.3钻孔护壁
采用优质粘土加碱和膨润土配制泥浆护壁钻进。经常检测泥浆性能，性能指标达不到要求时及时更换补充新鲜泥浆。以保证孔壁稳定。
3.3.4成井工艺
（1）清孔换浆：下管前用直径500mm的带保径圈刮刀合金钻头自上而下扫孔至孔底，更换孔内泥浆，逐渐调稀，在含水层位置上下反复扫孔，当孔口上返泥浆粘度为18~19s，手摸无明显砂感，停止换浆，提拔钻具。
（2）下管：下管前全面检查井管质量，按照下管深度，配备足量的井管，逐根丈量、编号、记录；清除井管内、外壁锈蚀层及杂物；井管和沉淀管均为同一材质的219mm无缝钢管，沉淀管底部钢板封堵，为保证滤水管在孔内居中，滤水管上下端各放置外导向架。如下管受阻，可小幅提拉井管，如仍不能正常下管，应提起井管重新扫孔后再下入，严禁猛提和墩拉井管，防止损坏井管、滤水管缠丝及破坏孔壁。
（3）二次调浆及填砾、止水：井管下到位后，井管内下入带活塞的钻杆进行二次清孔换浆，孔内上返泥浆接近清水后，采用动水填砾法进行填砾，边投砾边测量投砾高度，待砾料落实后，投入优质粘土球止水，填砾与止水高度均按设计要求进行。
3.3.5洗井与抽水试验
粘土球投至设计高度后，即利用拉动水活塞，检验止水效果，确定止水效果后，用水活塞在含水层段进行洗井，同时用清水将孔内和管内泥浆调稀换出，直至水路畅通后，换拉干活塞洗井，达到水清、砂净后方更换空压机扬水，做抽水试验。并取全分析水样送检。
3.3.6监测井封孔
在活塞洗井和空压机扬水的同时，回填优质粘土封井，直至孔口。抽水试验结束后测定沉淀管内沉渣厚度，当满足要求时结束，否则进行捞砂。
4结语
（1）由于本区粉细砂、细砂夹砂质粉土、灰色细中砂层厚度大，取芯是一大难题，保证岩芯采取率，落土、落芯不超过规定间隔。钻进过程中必须限制岩芯管长度和限制回次进尺，一般岩芯管长度2~3m，为了不超过落芯间隔规定，回次进尺不超过2m，钻进过程中要根据地层情况，适当控制水量和干钻长度，落土、落芯后应立即用取土器或无泵钻具、双管钻具续取。
（2）钻孔护壁，因所钻地层均为第四系覆盖层，钻进过程中可能会出现缩径、泥包、坍孔、漏失等情况。为了确保钻孔孔壁稳定，选用优质粘土加碱泥浆护壁，泥浆性能：比重1.06~l.08g/cm3，粘度20~25s，定期测定泥浆性能，不合格的及时更换，遇漏失层及时补充优质泥浆，以保证钻孔稳定。
（3）成井过程中还要严格确保成井工艺；孔深、滤水管严格执行设计要求，在含水层扩孔换浆时要再次核实孔深；加大洗井力度，提高成井质量；成井止水后，在止水层以上孔段，要及时回填优质粘土块进行封孔，以防止塌孔。
【关键词】水文地质，勘察方法，找水，综合运用
中图分类号：P331文献标识码： A 文章编号：
一、前言
伴随着现代科学技术的日新月异，水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上，也要关注并结合新技术、新理论，这样才更有利于进行找水工作，才可以使找水技术不断的更新发展。目前，我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。
二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用
随着我国经济的快速发展，我国总体而言，水资源的利用形式逐渐严峻，以许昌市为例，许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。
1.物探和钻探
(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。
(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔
隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遥感技术在地下水资源勘察中应用
遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术，它技术先进、探测范围大、信息量大，并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种：热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。
（一）热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料，通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是：地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化，从而导致冷热异常的现象，此现象便可在热红外遥感图像上显示出
来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。
（二）水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析，从而确定有利的蓄水构造，判断地下水的贮存情况。
（三）环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是：在干旱区域，植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约，其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
（四）遥感模型法。
通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。
3.地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如
下：
（一）正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。
（二）对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低
（三）判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。
（四）岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
（五）划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。
地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，主要应用在以下4个方面：黄土孔隙、裂隙水探测；寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水；确定基岩裂隙带的富水性；判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
三、结束语
随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
参考文献：
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[2]-邹慧峰 找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年12期
[3]-贤世荣 水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年20期
[4]-赵实 现代水文地质勘察方法在找水中的综合应用[期刊论文] 《技术与市场》 -2010年9期
【关键词】岩土工程；勘察；水文地质问题
引言
进入新世纪以来，我国的市场经济持续繁荣，岩土工程项目不断增多。在岩土工程项目的施工中，水文地质勘察工作的效率直接关系着岩土工程的建设水平，因此需要对当地的水文地质条件进行分析。值得注意的是，当前我国对岩土工程勘察的投入资金较少，无法为水文地质勘察提供专项资金，阻碍了岩土工程项目的顺利开展。
1岩土工程中的地质勘察
1.1地质勘察概述
在岩土工程中需要进行水文地质勘察，而地质勘察是水文地质勘察中的重要组成部分，所谓的地质勘察，就是对岩土工程建设区域的地址问题进行分析，并对当地可能出现的地质灾害进行预估，避免对地质灾害对岩土工程造成不利影响。在岩土工程的地质勘察过程中，需要判定岩石的构成、岩石的化学性质和物理性质，以及岩石在项目工程整体中担任的角色，以此形成科学的施工方案，指引项目工程的顺利开展[1]。在进行地质勘察时，勘察人员必须具备专业的地质学知识，并应用专业的理论知识对当地地质情况进行分析，提出解决地质灾害的举措，提高岩土工程的施工效率。
1.2当前地质勘察的不足之处
就目前来看，我国岩土工程的地质勘察还存在一些不足之处：①岩土工程的地质勘察依据较为缺乏。很多勘察单位忽视了地质勘察的重要性，在进行勘察时，仅仅对水文情况进行了调研，没有对当地的地质条件进行分析，影响了勘察工作的实效性。②岩土工程的地质勘察报告水平较低。自然环境处在不断的变化之中，地质条件也在发生变化，很多勘察单位在工作时以以往的地质勘察资料为依据，进行勘察报告的编撰，导致勘察报告的实用价值非常低。③岩土工程的地质勘查内容欠缺。地质勘察工作对勘察人员的要求较高，一些勘察人员的专业知识不足，逻辑思维系统没有形成，研究内容存在空洞化、套路化的弊病[2]。
1.3岩土性质
对岩土性质进行分析，可以发现地下水会对岩土的性质产生重要影响。地下水的结构形式如图1所示，地下水的结构类型不同，岩土性质也会呈现出较大的差异性。一般来说，岩土性质包括以下几点：①岩土的伸缩性，当岩土吸收水分，岩土会呈现出膨胀形态，体积会相应增加。当岩土缺失水分，岩土会呈现出收缩形态，体积会相应减小。②岩土的补水性，当岩土本身储存了一部分水分，会在重力作用下流出水分。③岩土的透水性，当岩土长时期处在水环境中，水分会透过岩石的表层。④岩土的软化性，当岩土的透水程度持续上升，就会出现岩土软化的情况。⑤岩土的崩散性，当岩土内部结构被水分破快时，土粒就会出现崩散的情况。
2岩土工程中的水文地质勘察
2.1地下水对工程的影响
（1）地下水上升会对岩土工程产生不利影响。上文已述，地下水会对岩土的性质产生重要影响，在外界自然环境的影响下，地下水会出现水位上升的情况，当潜水位上升，会造成土壤盐碱化，加剧水分对岩土的侵蚀性。一旦岩土出现软化、崩散等情况，就会引发山体滑波等自然灾害，严重的甚至会导致岩土工程彻底坍塌。（2）地下水下降会对岩土工程产生不利影响。地下水上升主要是由自然因素造成的，而地下水下降主要是由人为因素造成的。人类生产生活需要大量的水资源，一些区域过度抽取地下水，导致地下水水位下降，地面发生沉降，加剧了当地的水体污染。当地下水下降后，不仅会对当地的自然环境造成不利影响，还会破坏岩土工程的结构，致使工程整体沉降[3]。（3）地下水升降会对岩土工程产生不利影响。当地下水上升，岩土吸水，体积相应增加，会呈现出膨胀状态。当地下水下降，岩土失水，体积相应减小，会呈现出收缩状态。岩土的频繁膨胀收缩会影响内部结构的稳定性，当岩土的胶结层流失，岩土的整体稳定性无法得到保障，轻型的岩土工程会出现崩塌等情况。
2.2水文地质的勘察内容
（1）在对水文地质进行勘察时，应该对地下水的结构形式进行分析，并对当地岩土的伸缩性、补水性、透水性、软化性、崩散性进行判定，根据岩土性质预估该岩土工程可能将会出现的地质灾害等，并提前采取预防措施。（2）在对水文地质进行勘察时，应该对建筑物的特点进行分析。项目工程的地下水环境直接关系着岩土工程的结构稳定性，因此在勘察过程中，应该编制详细的勘察报告，以此为依据对水分地质问题进行分析。（3）在对水文地质进行勘察时，应该对岩土工程的地基进行加固。岩土工程的地基长期处在地下水环境中，地下水会对地基产生腐蚀作用，如果腐蚀的程度较大，就会导致地基失稳，影响岩土工程的稳定性，因此在进行地基施工时，应该选择抵抗性能更好的岩土材料。
2.3水文地质的勘察要求
（1）施工单位在开展岩土工程建设的过程中，应该了解当地的水文地质条件。一方面，勘察人员应该对地下水情况进行分析，了解当地地下水的蒸发量、最高水位、最低水位等等，并判断地下水和地表水的关系。在不同的结构层中，地下水的运动方式不同，因此应该对地下水的类型进行研究。除了上述的基本地下水参数外，勘察人员还要检测地下水的污染情况，如果当地的地下水污染较为严重，应该立刻治理水体污染，或者是对项目工程的建设地点进行迁移。（2）施工单位在开展岩土工程建设的过程中，应该评价当地的水文地质状况。在岩土工程施工之前，只有对水文地质状况进行科学评价，才能保障岩土工程的整体质量，折损地下水造成的不利影响。地下水对岩土性质具有重要影响，一旦岩土结构被破坏，岩土工程的整体稳定性将无法得到保障。在进行施工之前，勘测人员应该根据评价结果，制定预防水文地质灾害的举措，保障岩土工程的安全可靠性能。同时，施工单位应该做好地基防护工作，根据地质条件选择合适的地基材料。（3）施工单位在开展岩土工程建设的过程中，应该遵循科学的勘察步骤，如图2所示。在勘测过程中，施工单位应该进行水文地质的勘察策划工作，优化人力物力资源的配置，并对勘察人员进行技术交底。勘察人员在进行勘测时，一方面要掌握当地的水文地质参数，另一方面要结合岩土工程的特点，充分考量当地的自然环境、地质特征等等，以此来优化施工方案。
3结论
综上所述，我国的经济社会不断发展，岩土工程项目越来越多。在岩土工程的开展过程中，水文地质问题十分突出，只有对当地的水文地质条件进行分析，才能制定科学的施工计划，保障岩土工程的整体质量。为了提高岩土工程的建设水平，克服水文地质灾害的不利影响，施工单位必须遵循勘测步骤，对当地的水文地质情况进行科学评价。
参考文献
[1]曹小勇.浅谈岩土工程勘察设计和施工过程中的水文地质问题[A].2012年2月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会，2012：2.
[2]刘兴波.工程地质勘察中水文地质问题的重要性探讨[A].2013年3月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会，2013：2.
关键词：水文地质比拟法；水文地质类型；矿井涌水量
中图分类号：P641 文献标识码：A
1.矿井概况
某矿井位于山西省阳城县芹池乡北1km处，隶属阳城县芹池镇管辖。井田面积4.5km2，生产能力矿井生产能力600kt/a。矿井批准开采3#、15#煤层，井田内无地质构造。矿井由两个联办煤矿兼并重组而成，井田范围内存在大面积采空区，主要分布在3号煤层，聚有一定的积水。山西阳城阳泰集团小西煤业有限公司位于井田东北部，无越界开采，井田边界有大面积采空区，矿井涌水量为120～ 144m3/d，山西阳城伯附煤炭有限责任公司位于本井田东侧，井田面积3.192km2，批准开采3号煤层3号煤层现涌水量为160～264m3/d。山西沁水石店煤业有限公司位于本井田西侧，单独保留矿井，井下一般矿井涌水量100m3/d，最大120m3/d，矿井于2015年投产，目前已回采3个工作面，根据地质勘查报告，井田西侧采空区最大，并有大量积水。
2.矿井水文地质评价
井田内水文地质条件对矿井安全生产具有重要意义，是防治水工作的基础。本文从矿井水文地质条件、地下水的补给与排泄条件、矿井充水影响因素及矿井地质构造四方面出发，对矿井水文地质类型进行分类。
2.1 井田水文地质条件
由于本文主要分析的矿井水文地质条件主要涉及含水地层、隔水层，因此本文依据井田内分布含水层的时代、岩性、地下水类型等，归纳总结了矿井区域内水文地层特征。
含水地层主要是松散含水层，属第四系，主要有土黄色黏土、亚黏土及砂和砾石，井田区域内广泛分布，渗透系数为218.4m/d；风化裂隙含水层位于上石盒子组，属二叠系，平均岩石厚度235m，主要由灰白色砂岩、紫红色泥质岩组成，单位涌水量为0.115L/s・m。渗透系数为0.52m/d，地下水类型属于潜水；碳酸盐岩溶裂隙含水岩位于太原组下方，属石炭系，平均岩石厚度78m，主要由粉砂岩、砂质泥岩组成，裂隙发育，单位涌水量为0.02L/s・m，渗透系数为0.152m/d。地下水类型为承压水；碳酸盐岩岩溶含水层，地层属奥陶系，主要分布在峰峰组和上马家沟组，由角砾状泥灰岩、石灰岩组成，单位涌水量0.103L/s・m，渗透系数0.144m/d，地下水类型为承压水。
隔水地层主要是太原组底部泥质砂岩，平均厚度20.29m左右，裂隙发育和石炭系、二叠系之间灰岩岩石厚度在50m～79m之间，岩性致密，不透水。
井田内奥灰岩溶水由北西向南东迳流，水位标高701m～703m。3、15号煤层局部区域低于奥灰水位，煤层开采属于带压开采。
2.2 地下水的补给与排泄条件
松散含水层主要接受大气降水补给。风化裂隙含水层与碳酸盐岩溶裂隙含水层，由于隔水层阻断作用，大气降水和地表水对地下水影响不大，地下水流方向由北西至南东。碳酸盐岩岩溶含水层属奥陶系，主要受地表水渗透补给作用，地下水向东南方向延河排泄。
2.3 矿井充水因素分析
依据井田水文地质及开采范围，矿井充水主要受大气降水、地表水、地下水采空区及地质构造5个方面影响。
（1）大气降水对矿坑充水的影响
矿区位于山西省阳城，属于大陆季风气候，每年7、8、9三个月雨水量较大，属丰水期，期间矿井最大涌水量为160.8m3/d，枯水期为每年的10月至来年4月，最小涌水量为50m3/d；每年的5、6月为平水期，涌水量为79.2m3/d。上述统计资料表明：矿井涌水量变化与降雨量变化一致，矿井涌水量主要影响因素为大气降水。
（2）地表水体对矿坑充水的影响
井田内风化裂隙含水层与碳酸盐岩溶裂隙含水岩层，岩石裂隙发育，局部有小型断层，同时3号煤层工作面回采，导致煤层顶板受到应力扰动破坏，进一步加剧岩石破坏，形成了地表水导水通道。
（3）地下水对矿坑充水的影响
3号煤层充水水源：3号煤层上方风化裂隙含水层和碳酸盐岩溶裂隙含水层，主要岩性为砂岩，裂隙发育。同时由于工作面回采，上覆岩层在开采应力扰动下形成了裂隙带，从而将地下水导入工作面，导致工作面涌水量迅速增大。15号煤层充水水源：主要受奥陶系岩溶含水层突水影响和碳酸盐岩溶裂隙含水层。但隔水层地质岩性较好，灰岩岩石厚度在50m～79m之间，岩性致密，不透水，具有良好隔水作用，因此碳酸盐岩溶裂隙含水层对15号煤涌水影响不大。
（4）采空区积水对矿井充水的影响
矿井由两个联办煤矿兼并重组而成，井田范围内存在大面积采空区，主要分布在3号煤层，其中3号煤层采空区，有3处采空区积水，小窑破坏区位于井田北部浅埋区，有1处采空区积水，积水面积2554m2。积水量1.68万m3。井田中部和南部各有1处采空区积水，属于兼并重组前矿井开采形成的古采空区，积水面积分别是2554m2、3242m3，总积水量1.68万m3。另一方面，矿井四邻都出现不同程度、不同面积的采空区，采空区内积水量不清楚，对矿井生产造成了严重威胁。
3.地质构造对矿井充水的影响
矿井地形西北高，东南低，属于单斜构造，倾角4°～6°。井田内大型断层一条，落差近15m，倾角60°，小型断层较多，断层落差在3m～5m之间。井田内无井田内未发现陷落柱和岩浆岩侵入，井田地质构造类型属于简单。实际采掘经验表明，巷道掘进穿过断层时，巷道顶板淋水较大，同时矿井涌水量增大。
3.1 矿井水文地质类型
矿井水文地质类型划分主要依据：井田区域水文地质条件、地质构造、地下水补给和井田地质构造。
井田3号煤层充水为裂隙含水层，处于工作面上方裂隙带内，受工作面采掘影响较大。隔水层裂隙发育，同时井田内断层较多，井田范围内采空区面积较大，存在古采空区。因此3号煤水文地质类型为中等。
井田15号煤层充水为裂隙含水层和奥灰水岩溶含水层。其中裂隙含水层之间隔水层，岩性细密，不透水，但井田绝大部分区域内，奥灰岩溶含水层水位标高高于15号煤底板，具有突水危险。15号煤层由于尚未采掘，不存在采空区积水，地质构造情况不明。因此该矿井15号煤水文地质类型为复杂。
4.矿井涌水量预测
根据矿井水文充水因素分析及水文地质类型划分，矿井3号煤层涌水量采用水文地质比拟法，进行整合后矿井涌水量预算：
Q=Q0×F/F0
经计算，整合后矿井涌水量按面积比为170～340m3/d。由于15号煤属于下水平开采，属于带压开采，缺少区域内地质构造资料，本文在此不作研究。
结论
论文根据某矿井水文地质资料，应用理论分析和水文地质比拟法对矿井水文地质类型进行评价并对3号煤层涌水量进行预测分析，得出以下结论：
（1）3号煤水文地质类型为中等，3号煤层北部存在带压开采问题。15号煤水文地质类型为复杂，15号煤层大部分区域存在带压开采问题。
（2）3号煤层主要水源来自3号煤层顶板及地表溪流水的渗入。3号煤层采动后预计矿井涌水量为170m3/d～340m3/d。为井下防治水工作开展提供了理论依据。
关键词：突水，岩溶，机理，演化
国内的煤矿水文地质工作起步于20世纪50年代中期，突水防治思想和方法沿袭前苏联的大疏干开采经验。60年代末，全国范围内的大规模的水源勘察和开发，为中国水文地质科学研究积累了大量的资料和经验，对地下水岩溶形态、赋存方式以及运移规律等方面的研究有了质的飞跃，对基岩裂隙介质和岩溶发育与富水规律也有了一定的认识。论文大全。1964年原燃化工业部组织全国的煤矿防治水拔尖人才开展焦作水文地质大会战，水文地质工作者提出了突水系数的经验公式，并很快在全国推广使用。20世纪70年代末引入了欧美的地下水动力学的最新研究成果，拓展了地下水的研究范围和方法，由单一的稳定流抽水试验发展到非稳定流，评价、计算方法由解析、经验到有限元、边界元的数值模拟。80年代初期，李白英、高延法等提出“下三带”理论，王作宇、钱鸣高等学者从采矿工程角度相继提出“零位破坏与原位张裂”理论、板模型理论以及KS理论等等，对认识和评价非构造性突水问题具有指导意义。90年代至世纪初，尹尚先等提出陷落柱突水的圆壁桶模型，对煤矿充水陷落柱防水煤柱和隧洞岩溶管道安全厚度的了留设具有重要参考价值。
目前，这些成果为防治煤矿、隧道、水电站等地下工程突水起到了积极的指导作用，逐渐形成了包括防水煤岩柱留设、双降采煤、底板预注浆以及平导洞迂回绕行等突水防治方法。但相关研究均不能把岩体和水分开，没有考虑应力场与渗流场的耦合作用，尚且无法解释涌水量与岩层破坏程度的关系，与实际突水规律吻合度不甚理想。论文大全。
早在1856年，H.Darcy就在法国Dijon城的水源问题研究中创立了著名的Darcy定律。20世纪30年代，Jacob根据热传导理论建立了地下水渗流运动的基本微分方程，人们开始重点研究岩层的贮水性质及水头随时间的变化。20世纪50年代，Lomize首次提出平行板模型。此后50年内，Pomm、Snow、Louts、Wittke等相继进行了裂隙岩体水力学的试验研究，建立了裂隙岩体渗流模型，很大程度上推动了渗流力学的发展。随着工程岩体渗流的应用的发展，Schneebeli、Louts、Zeisler以及Rissler等建议用岩体渗透系数的实测方法取代传统的Lugeon压水法，提高了计算的准确度和精度。在裂隙岩体渗流与应力耦合方面，Oda[48]由裂隙网络三维几何形态出发，建立了较严密的裂隙岩体渗流特性与应力特性之间的关系。Erichsen[49]由岩体裂隙变形分析为基础建立裂隙岩体渗流与应力耦合分析程序，首次在耦合分析中不是以应力而是以应变为直接耦合对象，计算结果更符合实际，郭雪莽也提出过类似的建议。此外，张金才研究了煤层开采后底板岩体的破坏、渗流及突水规律。张玉卓、Y.P.Chugh等研究了裂隙网络的流动网格和裂隙岩体渗流与应力的耦合机理。论文大全。近20年来，随着试验能力和方法的不断提高，特定条件下岩石变形、渐进破坏过程中孔隙结构变化引起渗透演化规律及其宏观力学行为的响应研究逐步开展，许多学者进行了大量关于岩石应力应变渗透率方面的试验研究和理论探索工作。
在数值模拟方面，突水机理的研究的重点集中在渗流-损伤耦合作用上，基于FLAC、UDEC、RFPA等商业程序或弹塑性、断裂和损伤数值模型，引入介质断裂、损伤判断准则，并嵌入描述介质破坏膨胀区渗透性-损伤演化方程，以此来研究岩体突水过程的渗流-损伤耦合行为。基于传统的弹塑性理论和有限元的数值模型，其本质是通过判断塑性区或变形引起的渗透性的改变来定义突水通道。基于断裂力学理论的数值分析模型，一般以线弹性或非线性的断裂力学理论为基础，主要分为分离裂缝模型、分布裂缝模型和内嵌单元裂缝法三种，C.Wolkersdorfer和R.Bowell、K.Noghabai等[17]应用断裂力学方法或数值模型研究隧道开挖、矿山开采中的水力劈裂现象，分析了水压力对裂纹扩展的力学机制。连续损伤力学模型在岩体力学领域具有良好的应用前景，P.Valko和M.J.Economides用Kachanov和Perkins-Kern-Nordgren损伤模型模拟分析水压致裂作用下岩石的损伤和开裂过程。杨延毅、朱珍德和朱维申等建立了裂隙岩体渗流场与损伤场耦合分析模型，并成功应用于边坡渗流破坏、矿井突水灾害发生机制的模拟。
突变理论是70年代初发展起来的非线性科学，国外学者Henley最早应用突变理论研究了火山爆发、相变、浊流和断层运动的定性模型。在我国，最早介绍突变理论的是凌复华的中译本《突变理论入门》，近30年来，突变理论在我国岩石力学研究领域取得了广泛的应用，尤其在工程岩体突水机理研究方面。李顺才利用突变理论研究了破碎岩体中渗流灾变的非线性动力特征。王连国]基于尖点突变模型开展了煤层底板突水预测的研究。邵爱军建立了预测矿坑底板突水的尖点突变模型；中国生应用尖点突变原理分析了承压水底板关键层失稳突水的力学机制；王凯分析了单变量序列尖点突变模型及其稳定判据；周辉运用突变理论求得了井筒底板隔水层的最小理论安全厚度，并与典型案例实际情况基本相符。显然，突变理论已经在煤矿突水预测与防治领域取得了长足的进步，但在动力扰动诱发突水方面尚无相关成果，爆破、开挖等外力扰动诱发突水的动力灾害机制是突水机理研究的重要方向。
【参考文献】
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[3]鸣高, 缪协兴, 许家林, 茅献彪. 岩层控制的关键层理论[M]. 徐州: 中国矿业大学出版社, 2003.
本学科前身是以原水文地质及工程地质省部级重点学科（我国第一批（1981年）具有博士、硕士授予权的学科点）为依托，在地质资源与地质工程一级学科下增设的。
本学科一直是“211”建设重点学科群之一。近年来以环境污染水文地质研究、地下水资源开发与生态环境保护等为主要特色，在地下水资源与环境这一地球科学优先发展领域，保持着自己的学科优势。
本学科教师承担着许多地下水学科的前沿课题，大部分来源于国家自然科学基金或省部级纵向攻关项目，同时也涉及到长江三峡工程、南水北调工程、华北平原水资源开发、清江水电站工程、金沙江溪洛渡水电工程等国家重点工程的生产课题，年均科研经费过千万。研究领域涵盖地下水中物质与能量循环规律及其生态环境效应，水－岩相互作用机理，土壤水分和盐分迁移机制、地下水监测、模拟与评价技术、地下水环境修复与污染防治技术、以及地下水有关的地质灾害防治技术、环境同位素测试技术等。许多研究成果处于国内领先或国际先进水平。近几年获得国家科技进步三等奖、省部级一等奖各1项、省部级二、三等奖二十多项。出版专著三十余部，在核心期刊近百篇，并有四十余篇论文进入三大检索系统。
主要实验室：水土环境修复验室、渗流模拟实验室、水化学分析测试实验室、地下水模拟与3S技术应用实验室。
毕业生就业方向：大专院校、科研院所、国家有关部委的职能部门（如国土、水利、电力、交通、环境）和各系统（部门）的研究所、设计院等。
作者：马亚杰 常江 韩秀丽 单位：河北联合大学矿业工程学院学
教学方法改革
本课程教学改革的任务要求能够实现小课时、大容量、重点突出，强化应用能力及创新能力培养。首先，借助多媒体教学手段，精心制作内容丰富、知识点凝炼、逻辑过程合理的多媒体课件，课件形式上文字精炼、以图表为主，形象直观、主题突出。水文地质学十分强调实践性，许多概念描述现实地质存在，许多理论紧贴实际生活，因此在课堂讲授中大量采用“概念联想实际”、“理论联系实际”以及“启发式”、“引导式”方式，与学生互动讨论，活跃课堂、深入理解问题。以第二章地下水赋存中的潜水部分为例，将对潜水的描述，凝练为地下水面－隔水底板－潜水－地下水埋深－含水层厚度－等水位线图概念串。前5个概念以一张图清晰展示，启发学生联想生活中的实际，思考这些概念对应什么实际问题，比如地下水埋深，会对应取水井最小深度，井中水位会上下变化。等水位线图也以一张幻灯展示，启发学生思考，这样一个水位场的情况下，设置水源井选择什么位置，这个水源位置各有什么优点和缺点。在“引导式”教学中，结合教学重点设计了两个“工程问题引导式”补充教学内容，以锻炼学生的“解决问题式”而非“解题式”工程思考能力，培养理论联系的思维习惯，提高应用能力。如在第四章中，以“矿井涌水量预计”问题为引导，阐述达西定律的应用，并使学生掌握含水层划分求参、井流计算的方法，认识涌水量预计的工作流程与内容，教学引导流程如图1。
解决问题的“工程问题引导”较之于简化了的“解题式”引导，能更综合、多方面融合知识与理论，极大地激励了学生们主动思考问题的主观愿望，培养了学生们的地质思维和空间想象能力，使课本上抽象的理论变为活生生的知识，使孤立的知识变成了一个有机的整体。活跃了课堂气氛，学习也由任务变成了乐趣，由被动变成了主动。现行应试教育模式影响下，国内大学生自主学习的热情与能力上受到限制，与国外相比专业课课外延展不足、有难度，但课堂外延展是课堂教学重要的补充，能极大扩展学生学识容量，更有利实现小学时大课堂。在教学中我们设计了多种形式配合指令、建议与激励，加强课堂外拓展。(1)组织学生课下观看有益的影像资料，如山西襄汾县“9．8”特别重大尾矿库溃坝事故动画模拟演示、开滦赵各庄矿九东F3断层滞后突水多媒体演示、开滦东欢坨矿水害案例多媒体演示等;(2)设计学生感兴趣的问题，以调查报告、研究论文为作业方式，指令学生分组进行课下资料查询、问题研究与总结，老师跟进阶段，进行过程控制，避免没有工作只有结果的抄袭;(3)当前资源勘查行业外向化快速发展，对学生外向能力有了更高和更紧迫的要求，水文地质学基础为导论性课程，内容丰富，理论上不复杂难懂，很适合配合进行专业英语训练，因此整理并选择出内容适当的水文地质英文资料，建议并激励学生进行翻译，提高学生外向能力。(4)应用学术报告、工程师讲堂等方式进行课堂外拓展。
考核方式改革
在课程教学中，考核方式具备检验和激励双重功能。一方面要实现全面、客观、公平的检验学生的学习情况，另一方面要充分利用它的激励功能，特别是在课外拓展学习中的激励性。在该课程的考核方式改革中，细化了考核因子，采取成绩一(C1)、成绩二(C2)和成绩三(C3)三种成绩计算方法，如图2所示。图中上一级指标等于下一级指标乘以百分比权重的加和，如C1=P*30%+K*70%。为使考核更具激励性，最终成绩取三种成绩中的最大值。考核方式更加灵活、全面、可操作性好。
结语
地下水与人类生活息息相关，水文地质学基础课不仅是专业教学，也是素质教学，知识性、趣味性、实践性融会贯穿于每章每节。教学内容不断融入代表学术前沿和发展的新元素，教学及考核方法灵活机变，需要教师以责任心、热爱心、积极心渐进摸索，“流水不腐，户枢不蠹”，才能培养出优秀青年人才。
[关键词]水工环 地质勘察 勘察重点 新技术
[中图分类号]P624 [文献码]B [文章编号]1000-405X（2013）-6-105-2
随着科技的不断发展，人们对地质勘察事业的重视程度越来越高，我国地质事业取得了较大的进步和发展，其为我国的社会经济发展做出了巨大贡献。随着社会主义市场经济的逐渐成熟，各个行业都面临着较大的竞争压力，我国地质事业面临着矿产资源枯竭、地质找矿成果不显著、地质开采不善破坏生态等诸多压力和挑战，在当前的发展形势下，我国水工环地质勘察工作要找准重点，对勘查技术要加强研究与应用，以推进勘察工作的顺利进行。
1 水工环地质勘察工作的现状与工作重点探析
目前，我国地质勘察相关单位加强了对地质找矿工作的改革与发展进度，在“建立大地质、大服务”理念的指导思想下，要求水工环地质勘察工作突破“墨守成规、安于现状”的旧的思想观念，冲破传统勘察工作理念的束缚，寻找一条新的发展路子以及工作模式，不断提升地质勘察的能力，以实现地质找矿、提升服务的目标，要保证水工环地质勘察工作的顺利进行，就必须明确勘察工作的重点，推动勘察事业的顺利发展。
（1）开展水文地质勘察工作的重点
随着整个社会人口的不断增多。对用水的需求越来越大，如果水文地质环境恶化，地下水生态平衡遭到破坏，那么人们的生活将受到严重影响，因此，在进行水文地质的勘察工作时，须对地下水的埋藏条件、当地主要水层的富水程度进行仔细勘察，对地下水水源的分布位置、地下水附属区域范围进行仔细计算和评价，勘察工作还需要对地下水开发利用的主要条件、水源开采后对当地的地质环境存在何种影响进行全方位的预测。
（2）环境地境的勘察重点
随着近年来生态环境的恶化趋势越来越严重、自然灾害的频繁发生，在勘察中应对区域环境的质量做出整体的开发趋势预测与综合评价，对重点防护地区加强环境地质的调查，避免在生态环境脆弱的地区进行开发或建设。
（3）开展工程地质勘察工作的重点
工程地质勘察工作对后期展开工程建设具有重要的指导意义。工程地质勘察工作的特点在于危险性较强、地址问题隐蔽性较强，区域内的滑坡、泥石流、地震等都会对工程的安全建设和安全使用产生影响，工程地质勘察工作的重要意义也正在于此。在勘察过程中，应抓住重点进行勘察，如对区域内的地质构造特点，地震活动情况，活动构造加强等加强勘察，准确而客观地评价当地地壳的稳定性，还要对勘察区域岩土的岩性、地壳时代、岩土的成因等工程地质的特性，准确划分工程地质的类型，对地基稳定性做出准确评价。
2 水工环地质勘察工作中的新技术的分析
在当前水工环地质勘察工作中，GPS-RTK技术已经得到了十分广泛的应用，GPS-RTK技术应用于水工环地质勘察工作中，能够对外业的测量一步到位，节省大量不必要的勘察时间，进而减少外业勘察工作量，缩短勘察的工期和时间，提高地质勘察工作的工作效率。
2.1 GPS-RTK新技术应用的基本原理
2.1.1 GPS技术的基本应用原理
GPS卫星定位基本原理内容为：将无线电的信号从地面的发射台发射到太空卫星，在卫星导航的定位系统中，利用无线电的测距原理。对卫星所在的位置利用超过三个地面位置点的变会进行确定，反过来，要确定地面上某一求知的点，也叫以利用三颗以上的太空卫星进行交会定位。进行地质勘察中实时动态测量所包含的根本工作方法在于：将GPS接收机安装于基准站之上，对GPS进行连续的观测，利用无线电传输装置来实时发送卫星对观测到的数据，在观测站内，GPS接收机对GPS卫星的信号进行接收，再通过无线电信号接收装置对基准站获取的转换参数以及观测数据进行传输，在GPS技术应用技术原理的指导下，对基准站获取的基线向量进行验算，对需要得出的三位坐标进行精确的计算以及显示。
2.1.2 RTK技术的基本应用原理
RTK，义被称为实时动态测量系统。RTK技术是当下数据传输技术与GPS技术结合的产物。RTK技术也是GPS测量技术一个全新的突破，GPS技术的基本应用原理为：将一台GPS接收机安置在基准站之内，对接收机可见的GPS卫星保持连续观测的状态，利用无线电传输设备将观测到的数据情况实施传输给地面用户观测站，在观测站内，GPS接收机以便接收GPS卫星传输回来的信号，一旦通过无限电接收装置来对基准站发回的观测数据进行接收，接着以相对定位原理为依据，立即测算出整周模糊度的未知数值，将用户站的坐标进行精确的显示，如此，有了定位计算的结果，就可以对用广站、基准站的观测结果的精确程度进行确定，最终确定解算的结果是否有效，以便减少多余的观测数值，降低勘察时间，提高水工环地质勘察的工作效率。
RTK技术主要是从载波相位测量出发所研发出了的实时差分的GPS测量的技术，RTK实时动态测量系统通常是由三大部分组成的，包括了软件系统、数据传输装置以及GPS接收装置。
2.2 GPS-RTK新技术应用
2.2.1 在水工环地质勘察中应用GPS―RTK技术的优势所在
（1）保证精确的定位。一旦完全符合RTK技术应用基本的工作条件，则在定位中就不会存在较大偏差，而存一定的工作范围内（通常情况为5千米），RTK技术的高程、平面精度等能精确到厘米。
（2）较高的作业效率。在常见的地势地形中，RTK能对5千米之内的半径完成测量工作，且较之传统的测量，RTK的控制点数量大大降低，且只需一人操作即可，各个放样点仅需停留1.2秒。
（3）可进行全天式作业。GPS―RTK技术需要两个放样点间能进行光学通视，只要满足了“电磁波、对空通视的要求”即可，因此较之传统的勘察工作，其阻碍因素较少，这一技术几乎进行的是全天式的作业。
（4）自动化作业模式，拥有较高的集成化种度。GPS―RTK技术可以胜任多种测绘外业，流动站内应尽量高效的手持操作收的手簿这样利用其内设的专业软件则能够自动实现测绘，也可以减少认为的误差，提高作业的精度和椎确度。
2.2.2 应用实例
GPS―RTK技术经过不断的发展和应用改进，已经在实践中被证明应用于水工环地质勘察工作中具有较多的用途。这些主要用途的内容包括了：在工程地质勘察中对隧道、地下埋臧物、岩溶等情况的调查；在水文地质中可用于调查浅部地下水的位置和环境等。
如对某一区域的水文地质进行勘察，在特定地层的雷达反射的图像特征中反映出来的平均综合计时通常情况下度雷达相同的定义，其实质上是指在雷达剖面资料中，人的肉眼能够见到的反射波的不同的组合形式，在进行雷达资料的观测时，能够是雷达产生相应且形成了某种特征效应，这就是地质中的结构特征以及地质构造所能够产生的影响，这些结构特征的名称由来与雷达的相位元素一致。国外地质勘察工作中，多应用了GPS―RTK技术对不同的水文地质目标进行成像，这一技术也可以用于评价水文地质目标特征具有的可能性。
3 结语
在进行水工环地质勘察工作时。应进一步改变传统的观念，加强勘查工作思想的解放，寻找出利用开展勘察工作的新方法。在这一过程中，需提炼出水工环勘察工作的重点，加强对新技术的分析、研究和应用，将科学技术转化为生产力，促进水工环地质勘察工作的顺利开展，保证我国地质事业的持续发展。
参考文献
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