岩土工程条件的概念范文

BoGuangli

（No.4GeologicalBrigadeofHenanNonferrousGeologicalMineralResourseBureau，Zhengzhou450016，China）

摘要：正确认识区域及矿区水文地质条件，通过矿区抽水试验获取具有代表性的水文地质参数，研究矿区地下水流场，简化地下水供水边界，确立概化合理的矿区水文地质模型，可以提高对矿坑涌水量预测的准确度。本文结合具体工程实例，阐述建立水文地质模型在实际中的应用，得到了较为理想的效果。

Abstract:Torecognizethehydrologygeologicalconditionsexactlyfromthepumpingtesttogettherepresentativeparameters.Tosimplifytheboundaryofwatersupplyandtoestablishareasonablehydrogeologicalmodel,toimprovetheexactpredictingwaterexactly.Inthisarticle,itestablishedhydrogeologicalmodelinthepracticalapplicationwithspecificexamplesofprojectsandgetaperfectresult.

关键词：水文地质条件水文地质参数水文地质概念模型直线隔水边界涌水量预测

Keywords:hydrogeologicalcondition；hydrogeologicalparameter；hydrogeologicalconceptualmodel；straightlineimperviousboundary；forecastwaterinflow

中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0328-02

1概况

层状沉积矿床水文地质详查阶段，对矿坑涌水量的预测，是矿区水文地质工作的主要任务之一，也是开采设计部门制订疏干措施、确定排水设备及生产能力的主要依据，是矿产开采企业既确保施工安全而又不至于过量投资排水工程及设施的依据。对矿坑涌水量预测是一项重要而复杂的工作，结合矿区区域地层水文地质条件、充分认识构造对矿区水文地质条件的影响，建立合理的水文地质概念模型，是能否准确预测矿坑涌水量的关键。本文依据工作中的实践经验，从水文地质模型的建立到矿坑涌水量的预测进行阐述，探索正确进行水文地质工作的方法。

2方法过程

在矿坑疏干过程中，当矿坑的涌水量，包括其周围的水位降低呈现相对稳定的状态时，即可认为以矿坑为中心形成的地下水辐射流场，基本满足稳定井流的条件。由于矿坑周边供水性质的不同，需要将其理想化为隔水边界或供水边界，有限边界或无限边界。将形状复杂的坑道系统看成是一个大井在工作，而把不规则的坑道系统圈定的面积，相当于大井的面积，整个坑道系统的涌水量，就相当于大井的涌水量，从而可以近似应用裘布依的稳定井流理论计算矿坑涌水量。正确预测矿坑涌水量，应遵循下述三个工作步骤：①查清区域及矿区水文地质条件；②通过试验计算确定水文参数；③分析疏干流场的水力特征，概化矿区水文地质边界条件，建立正确的水文地质概念模型；④计算矿坑涌水量。

3水文地质条件

3.1矿区水文地质条件

3.1.1地形矿区地形东、南地势稍高，地形制高点95.4～513.5米，北、西面地形稍低，中央偏西部位有一条间歇性马峪川河从矿区通过。矿区屈沟附近最低点标高239.9米，为当地侵蚀基准面。铝土矿区位于马峪川河与屈沟河河间地块地带。

3.1.2地表水系①马峪川河：全长16公里。河谷呈U型，在矿区附近宽25～30m。平时无水，雨季最大洪流量150立方米／秒，有利于大气降水的排泄。②屈沟河：全长5公里，河床坡度陡，宽约10m，河床呈U型，平时无水，雨季最大洪流量15.5立方米／秒，是矿区附近大气降水的排泄通道。马峪川、屈沟河为矿区内间歇性水流，对矿床开采影响不大。

3.2含水层、隔水层

3.2.1含水层①第四系洪积、冲积孔隙含水层。该层仅分布在矿区的沟谷中，由粉质粘土及含砾粘性土组成，含微量孔隙水，厚度1.5-9.5m。地下水位埋深2.91～11.3m，水位年变幅5.12m，单位涌水量0.05～0.085升/秒米。②石炭系上统太原组（C2t）：燧石灰岩岩溶裂隙承压水含水层组。燧石呈团块状，岩溶较发育，连通性较好，岩溶发育形态，以溶洞为主，溶洞最高达0.8米，洞中一般无充填物，为矿体顶板间接充水岩层。燧石灰岩厚度6-25m，平均厚16.4m，渗透系数6.94米/日。地下水类型为岩溶裂隙承压水，水化学类型为重碳酸钙镁型水。③石炭系上统本溪组（C2b）：矿层位于该组岩层底下部。该层岩性以灰褐-深灰色白云质灰岩、灰岩、角砾状灰岩为主，岩溶发育，连通性好，岩溶发育形态以溶洞为主，溶洞最高达1.4米，洞中大都无充填物，岩溶发育段地下水活动强烈。该含水岩组出露的地下水点涌水量5－10升/秒。该含水组地下水，最高水位242.92米。最低水位为232.93米，年变幅10.0米，承压水头28.53米，单位涌水量0.485升／米秒，渗透系数10.6米／日。为矿体直接顶板含水层。水化学类型为重碳酸钙镁型水。④统寒武系上统：以白云质灰岩、灰岩为主，岩溶裂隙发育程度一般，部分溶洞被泥质充填。为矿体底板直接充水层。岩溶裂隙水为承压含水，该含水岩组厚度大，承压水头36.63m，渗透系数4.1米／日。

3.2.2隔水层①二叠系砂页岩隔水层。岩层由粉砂岩、长石石英砂岩、页岩及煤层线等组成，厚48-275m，层位稳定，含水性差，在砂岩中发育的构造节理切割联通性较差，不形成连续稳定的含水层组，构成矿坑良好的间接隔水层。②石炭系上统本溪组隔水层。位于本溪组下部，属含矿层。岩性由铝土矿、高硫铝土矿、铁矿、铝质页岩及铁质页岩组成，岩石结构致密，一般裂隙不发育，含水性差。铝质页岩及铁质页岩浸水后膨胀呈可塑状。一般厚度2-6米，最厚可达55.3米。

3.3断裂构造的水文地质特征区内断裂构造具影响水文地质条件的有3条，即F1、F2、F3断层，三条断裂均属张性正断层，均切穿矿区主要含水层组，沟通各含水层，成为良好的汇水廊道和导水通道。

3.3.1F1断层：区内长380m，地层断距55m，走向65度，倾向155度，倾角65度，断层角砾岩成分为角砾状灰岩，角砾磨圆度较好，胶结物为泥质钙质。断层两侧破碎及影响带地下水活动强烈，并形成大小不等的溶蚀洞穴。该断层为导水断层，断层两侧地下水标高及水力坡度与矿区地下水渗流场特征一致。

3.3.2F2断层：区内发育近900m，走向300度，倾向30度，倾角50度，断层角砾成分有页岩、白云质灰岩等，以页岩为主，角砾呈棱角状，粒径小于10mm，无定向分布，胶结物为泥质。据抽水试验断层两侧水位降深资料表明，该断层带为导水构造。

3.3.3F3断层：区内长1400m，宽0.9-4.55m，断层角砾成分以白云质灰岩为主，并有灰岩、角砾灰岩等，胶结物有钙质、泥质，胶结松散。断层影响带内岩石裂隙节理发育强烈，岩石溶蚀后多呈蜂窝状。据抽水试验资料，该断层在抽水主供水方向，抽水时断层两侧钻孔地下水位下降同步，断层具有导水性。

3.4矿区地下水渗流场特征

3.4.1断层是控制矿区水文地质条件的重要因素，它切穿并联通了各含水岩组，使得层间薄隔水层失去隔水功能。矿区西部区域地下水主要通过F1、F2、F3三条断层破碎带或影响带导入矿区，使矿区地下水具有充沛的补给来源。

3.4.2矿区赋存的主要岩溶裂隙承压水，地下水流向基本由西向东汇流，基本与含水岩层倾向一致。但富水性和透水性并不均匀，断层破碎带及影响带富水性强，透水性好，其他地段相对较差。

3.4.3据长观水位观测及抽水试验资料，由于断层切割连通作用，各含水层间具有明显的水力联系，地下水位接近一致，动态变化同步。

3.4.4地层倾向东，倾角较缓，矿区东部地下水不能补给矿区。

4首采区露天采场涌水量预测

4.1首采区露天采场充水因素及边界条件屈沟矿段矿坑主要充水含水层为矿层顶板的石炭系本溪组、间接顶板的太原组燧石灰岩岩溶裂隙含水层和直接底板的寒武系上统岩溶裂隙含水。隔水岩层为二叠系岩组。

由于各含水层（组）具有水力联系，故具有统一的地下水位。正常水位标高为231m。

4.2边界概化矿区水文边界概化为：矿区东侧以石炭系太原组与二叠系接触带构成隔水边界，其他三方为无限透水边界的单直线隔水边界模型。

4.3首采区露天采场充水水量计算首采区露天采场位于马峪川河与屈沟河交汇处的河间地块上，采场外无汇水面积，仅在其边界范围内接受大气降水。

①正常降水充水量：

Q=FA（立方米/日）

式中：F-采场受水面积（106688平方米）；

A-历年雨季日平均降雨量（3.69毫米/日）；

正常降雨采场充水量为394立方米/日。

②暴雨充水量：

Q=FA（立方米/日）

式中：F-采场受水面积（106688平方米）；

A-历年（24年）最大日平均降雨量（226.1毫米/日）；

最大暴雨采场充水量为24122立方米/日。

4.4估算C级储量最低标高158.21米时的矿坑涌水量

①开采水平标高158.21m；

②矿区水位标高231.0m；

③计算公式：采用承压完整井稳定流含水层“大井”法公式，

Q=2πφ■-φ■=2.73■

式中：含水层平均渗透系数k=6.9米/日，隔水层别距离b=28m；

含水层平均厚度M＝38m；

大井水位降深S0=231-158.21=72.79m；

大井引用半径r■=■=■=259m

大井引用影响半径R■=r■+R=259+10s■■=2171m

④计算成果

矿区C级储量最低标高158.21m开采时矿井涌水量预计为20743.3立方米/日。

5结论

5.1矿井涌水量预测中，查明矿区及区域水文地质条件、弄清地下水流场特征是水文地质的基本工作，也是能否恰当预测矿坑涌水量的关键；

5.2岩溶裂隙含水层带为非均质各向异性介质，水文地质参数选取要具有代表性，能够综合反映各含水层组的性质；

5.3水文地质条件概化及大井法为地下水动力学方法，属理想化的模型，与实际条件有一定偏差，解析法计算公式为理论推导出，有严格的假设条件限制，计算结果与实际会有偏差，但在合理概化条件下，这些偏差不影响对矿区地下水涌水量预测的可靠性。

参考文献：

[1]水文地质手册[M].北京：地质出版社，1983.

[2]GWI-D8.水文地质概念模型概化导则[S].中国地质调查局，2004年11月.

[3]薛禹群.地下水动力学[M].地质出版社，1997.

岩土工程条件的概念范文篇2

关键词：电力工程；岩土勘察；质量；方法；研究

中图分类号：TU19文献标识码：A

随着我国电力建设的快速发展，为了适应电力工程日益增多的需求，就应该认真研究岩土勘察新方法，以提高岩土勘察质量，有效地提高电力工程的建设质量，保障电网运行安全。

1影响电力工程岩土勘察质量的原因

1.1岩土勘察存在的问题

1.1.1野外描述与实际施工环境不符。野外描述不规范，没有认真调查，简单的将岩土的分层概括下，没有按照现场实际去分析和描述，使用的术语也不符合勘察标准，这样的野外描述根本不能保证勘察质量的，一定要严格执行勘察规范，野外描述与实际施工环境相符，才能杜绝此类问题的发生。

1.1.2地层分层存在问题。现场钻探时，未按照勘探规范将工程地质按照单元分层，没有按照现场实际情况将岩土层的成因类型和沉积环境以及力学强度等勘察分析项目进行分门别类的划分；没有按照规范划分岩石的风化带，将各类不同的风化带划分到一类风化带，敷衍了事，这样就严重影响勘察质量，直接影响工程的设计、施工，不能保证电力工程的质量。

1.1.3现场放样不规范。没有按照勘察规范使用坐标系统，很多钻孔坐标系统是没有闭合的。现场放样所使用的仪器不合格，更严重的是有的现场还使用皮尺和地质罗盘等简单工具进行现场测量，这样根本不能保证勘察质量。

1.1.4勘察回次进尺存在问题。为了加快勘测进度，存在回次进尺过长和回次采芯率没有控制，一味地使用水钻加快进度地勘察，在勘察中遇到地下水位以上和松散土层时还是使用水钻，这样容易破坏岩土芯的原状结构，不能准确勘测土样的含水量，容易出现岩土编录的错误；在勘探中，岩芯采样太少，特别是特殊地质条件下，不能准确判断风化岩中的夹层风化和囊状风化，容易出现漏层现象，严重时会直接影响建筑物的安全。

1.1.5取土器、标贯器不合格。取土时很多勘察项目不是采用标准的取土器取土，而是直接在岩土芯中切土裹样，导致很多室内测试的土的物理力学参数失真，出现矛盾的现象，勘察施工中对流塑～可塑的土样应采用薄壁取土器取土，硬塑以上的土样应采用双重或三重管取土器取土，方能确保钻孔内取出的土样保持原位特征。标准贯入测试前未规范要求先行清除孔底残碴，预先贯入15cm并记录锤击数，再进行正式测试，每10cm记录一次锤击数；标准贯入器不合格，触探器刃口发生卷口也不及时更换，更为糟糕的是很多勘察单位不配备标准的自动落锤，凭经验填写。

1.1.6地下水位观测。大多数场地未作初见水位观测，静止水位的观测没有进行洗孔，也未按要求观测静止24h的地下水静止水位，导致所观测到的地下水静止水位、水层不准确；对于有降水要求的地下工程未按要求进行抽水试验，提供各岩土层的渗透系数。

1.1.7终孔层位存在问题。在进行钻探时，为了赶进度，个别勘探班组用摆放整岩芯去蒙骗勘探施工技术人员，实际没有钻探，有的在石灰岩地区却故意将溶洞忽略，这样的钻探队伍将严重影响钻探数据的正确性，必须加以制止。

1.2内业资料整理存在的问题

对于野外及室内测试分析所收集的分散、零乱的原始资料必须经过岩土工程师运用所掌握的岩土理论和实践经验进行总结分析，以便于设计人员结合场地特征有针对性地进行设计，是岩土工程勘察不可或缺的重要一环，勘察质量的高低也从这一环节中得到体现；主要存在的质量问题有如下几个方面：

1.2.1对岩土参数统计理论不熟悉。在岩土参数的统计与分析中，不问青红皂白，对异常值不加分析剔除，一律参与统计分析，导致分析误差过大，标准差、变异系过大，得出场地分析不合理、不正确的结论，这主要是对统计概念、理论不明确所至，岩土参数是建立在置信度为95%的数学期望值，其代表值是服从概率正态分布的。

1.2.2对岩土参数的取值不理解。对岩土参数的标准值片面地理解，不论什么岩土参数均提供标准值，其实"标准值"有其确切的定义，也有其明确的使用范围，对材料的强度和出现的荷载而言其标准值是存在的，而对于岩土的大多数物理性质参数其只有基本值，是不存在标准值的。

1.2.3对荷载和承载力概念不明确。根据有关规范规定，岩土的工程特指标有标准值、平均值及特征值；而荷载可分为永久荷载和可变荷载，荷载有三种代表值：标准值、频遇值和准永久值，对于永久荷载只有一个代表值——标准值，可变荷载有三个代表值：标准值、频遇值和准永久值。对承载力概念不明确，术语不符合规范要求。

2提高电力工程岩土勘察质量的方法

2.1加强电力工程地质勘察队伍的安全和质量意识，建立完善的各级责任制度，严格规范勘察施工程序和质量监督体系，保证电力工程的勘察质量和数据正确。

2.2完善施工图的各级审查制度，加强施工图审查工程师的技术水平，大力推进工程咨询制度，用制度去保证质量。

2.3加强现场管理，在现场勘察中各级人员到岗到位，施工人员规范测量和准确记录、现场严格审查，加强验收的质量，对重大电力工程项目要执行会审制度，保证勘测报告真实可靠。

2.4制订质量管理标准，逐步提高勘察装备的技术水平，在电力工程勘测中实行现场勘探、现场取样以及勘探设备系列化、标准化和规范化。

2.5制订完善的技术体系和技术法规，由于岩土工程技术标准众多且复杂，很多与现在的情况不符合，这就要求必须制订符合实际情况和适应现在勘探技术的技术体系和技术法规，用技术保证质量，用制度规范质量。

2.6全面开展电力行业地质勘察的信息化建设，组建共享的信息化数据库，共同分析技术难题，充分利用勘察新技术和新型软件系统。

2.7合理布置钻孔位置。收到勘察任务书，必须认真分析，理解设计意图，必要时应与设计者共同探讨，以便达到充分理解的目的，这样才能合理布置钻孔位置，保证勘察质量。

2.8根据实际情况制定具体的勘测方案。要根据电力工程的特点和建筑物的类别和安全等级，根据施工地点的地质条件，制定符合现场实际的勘测方案，按照勘察规范去布置钻孔位置和数量，准确地分析数据，出具科学详实的勘测报告。

参考文献

[1]周建国.工程项目管理[M].中国电力出版社.2006.

岩土工程条件的概念范文

其一，信息管理技术的概念。信息管理技术并不是人们通常认为的简单的数据信息管理，而是在工程项目施工的过程中，通过多种手段对各种工程信息进行监控，并对各种数据进行收集，然后对这些信息和数据进行多层次的、多功能的管理和分类，做好分析评价，为用户提供信息管理、分析、查询等各项服务。其二，信息管理技术的重要性。由于岩土工程具有一定的隐蔽性和复杂性，在一定程度上加大了岩土工程施工的难度，通过利用信息管理技术，可以有效的降低施工难度系数，提高施工质量和安全系数[2]。信息管理技术在岩土工程中的应用，主要是结合使用信息处理、通信和控制技术对岩土工程中的数据信息进行采集、检测、识别、传输、处理、存储等操作处理。通过多年来对信息管理技术在岩土工程中的应用研究，取得了重要的突破和成功。例如地理信息系统、计算机仿真技术、监测信息反馈、信息化施工等技术的使用，有效的解决了岩土工程中的难题，在岩土工程设计和施工中发挥着重要的作用。

2.信息管理技术在岩土工程设计中的应用

岩土工程的设计主要建立在岩土工程勘察的基础上，因此，岩土工程的设计还需要考虑到工程勘察的因素。岩土工程勘察需要根据建设工程的需求，对建设场地的地质、环境、岩土条件进行分析，岩土工程勘察的主要任务有对工程地质进行调查和测绘、勘探和采取岩土样本、室内检验、现场检验和检测等。岩土工程的设计还需要根据建设施工方的要求进行分析，需要对地基工程、桩基工程、隧道、地下工程、地震工程等进行施工图纸设计。在岩土勘察和设计的过程中，需要对建筑场地的地形地貌、地下水分布情况、气候、岩土力学参数、地质构造等进行分析研究，并对这些因素进行取值，方便基础选型、支护、加固和爆破设计。在这些数据参数的取值过程中，就需要利用信息管理技术采集数据，对岩土工程相关信息进行集成化的管理，通过各种形式的信息反馈，为岩土工程后期的勘察和设计提供参数依据和指导。在岩土工程中引进信息管理技术，对建筑场地内的岩土工程信息进行采集和整理，例如对地形地貌、地下水分布、地质构造、地震背景等信息进行整理和收集。然后通过信息管理技术对这些数据信息进行分析和评价，制定出建设场地的平面图、地质剖面图。确定各层地基的稳定性和均匀性，对地基承载力进行确定，并制定出相关的支护和防治方案。

3.信息管理技术在岩土工程施工中的应用

岩土工程的施工流程主要是建立在岩土工程的设计方案的基础上，在设计方案制定出来后，才能够进行施工，其施工的内容主要包括地基处理、开挖和爆破施工等。当前，我国岩土工程施工大多是通过现场技术人员根据自身多年丰富的施工经验，同时在监管部门、建设单位和政府的相关职能部门的共同管理和监督下，严格按照施工流程和方案进行施工的。但在实际的施工过程中会发生一些突发事件以及施工现场地质条件比较复杂等情况，严格按照施工流程和设计方案进行施工，无法确保施工方案的可靠性和安全性。因此，在实际的岩土工程施工过程中，为了有效的避免上述问题的出现，需要将信息管理技术引入到岩土工程的施工过程中。信息管理技术在岩土工程的施工过程中的运用，不仅需要安装各种监测设备，还要引进各种先进的管理技术。信息管理技术在岩土工程施工过程中的运用，其最大作用是能够对现场施工记录进行有效的集成化管理，对施工过程进行全方位的跟踪和记录。信息管理技术在岩土工程施工过程中的运用具有以下几个方面的优势。其一，通过对岩土工程的施工现场进行集成化的管理和记录，可以将当前的施工信息和以往建筑工程的施工信息进行对比分析。当遇到地质条件比较复杂且容易发生突发事件的岩土工程，可以根据以往岩土工程信息进行分析，借鉴他人的长处，并结合现有建筑场地的实际情况进行分析研究，对施工方案进行调整，并制定相对应的防治措施。其二，通过在岩土工程施工中引进信息管理技术，能够及时的对施工记录进行录入和提交，在提交后不可随意更改。因此，有利于建设和施工单位以及政府相关部门对施工过程进行监控和管理，防治偷工减料现象的发生。

4、总结