地质项目设计
地质项目设计是根据地质工作目标和各类规范、规程要求,对地质项目的具体体现,是制定年度工作计划和安排各项目的依据,是地质勘查生产经营活动中重要的组成部分。地质勘查工作的所有投入都是依据地质项目设计所确定的任务及工程量来安排的,因此地质项目设计的优劣在地质勘查经济活动中具有十分重要的意义。
地质项目设计由地质设计(勘查方案)、施工设计和设计预算组成。地质设计、施工设计是其技术部分,设计预算是其经济部分。勘查方案是编制地质设计、设计概算的基础;地质设计是编制施工设计和设计预算的依据。
一、勘查方案
(1)为编制技术经济合理的勘查方案,首先要对已有的各种地质资料做深入的分析研究,对其可靠性作出实事求是的评价;然后进行多方案对比,选择最优的勘查方案。
(2)勘查方案应根据勘查项目的实际情况,如地形条件、地质条件等,明确提出各种勘探手段的具体任务,对各项勘探工程的布置、实物工作量作出相应的安排,并编制方案概算。
(3)方案概算:依据勘查方案确定的各项工程量和有关收费标准(或定额)进行编制。方案概算是勘查方案的重要组成部分,它是个地质主管部门安排地质工作费用、控制设计概算及勘查方案招标的依据。
二、地质设计
(1)地质设计的编制应根据已批准的勘查方案,从实际出发,布置各种勘探工程,做到目的明确,部署恰当,经济合理。
(2)地质设计中所布置的各项实物工作量的位置、数量、要求等,都应当分别具体落实,并明确各项工程的施工顺序。
(3)地质设计中所规定的各项勘探工程质量指标,既要符合有关规定,满足地质任务的需要,又要注意经济技术合理。
(4)地质设计中必须采用新理论、新技术、新方法。要结合勘查工作开展有关地质问题的专题研究,以提高地质报告的研究程度。
三、施工设计
(1)施工设计是为达到地质设计目的,保证地质设计任务实现,而采用各种手段的技术、工艺选择和为施工全过程部署的技术文件,它是在遵循地质规律和地质勘查工作规律的基础上,为完成一个地质勘查项目任务应采取的技术方案。它是根据批准的地质设计,结合工作区内施工条件(包括地质条件),按照不同的勘查手段选择不同的施工方法和工艺,确定优化的施工部署,以保证各项勘查工程设计的地质目的、工程质量、施工进度等达到地质设计要求。各种勘查手段的施工设计可分别编制、统一汇总。
(2)施工设计的编制依据是经过优化并获得国土资源主管部门组织专家评审通过的地质设计。
(3)施工设计的编制应在现场踏勘和认真分析以往勘查施工资料的基础上进行多方案比较后择优编制,施工设计应做到技术上先进、经济上合理,措施上具体,确保勘查项目设计中地质任务的完成。
(4)施工设计一般由勘查项目的施工单位组织编制,报经主管单位或国土资源主管部门组织专家进行评审和批准。
四、设计预算
(1)设计预算是按照经济规律要求,根据技术设计和预算标准及有关基础定额反映同一地质勘查项目任务所需要的人、财、物的经济方案,它是编制项目计划和确定项目资金的重要依据,也是项目招投标、签订项目合同并对项目进行监督的依据。
(2)设计预算的编制依据是下达的项目任务书、批准的地质设计、施工设计和上级有关政策性文件、权威部门颁布的预算标准和有关基础性定额资料、其他相关资料(如地形等级、岩石级别、地质复杂程度等)。
(3)勘查项目设计预算包括自立项其至汇交地质报告止的全部工作内容。按工作项目(手段)包括:①地形测绘;②地质测量;③物化遥;④槽井探;⑤坑探;⑥钻探;⑦岩矿测试;⑧工地建筑;⑨综合研究及报告编写;⑩其他地质工作。
(4)设计预算编制的基本原则:①符合现行政策、法规、办法;②实事求是、依据充分、公平合理;③符合市场经济规律和地质工作规律;④不漏项、不重项。
(5)设计预算应报项目主管单位或国土资源主管部门组织的专家进行评审和确认。审查确认后的设计预算一般不得调整和变更,但遇下列情况准予调整:
① 由于设计地质任务变动或因地质条件与原设计发生重大变化,地质设计需作重大修改,勘查项目预算总额增减5%以上;
② 因不可抗拒或不可预见的因素,造成经济损失超过项目预算总额3%以上;
③ 国家政策有重大调整;
④ 其他影响设计预算难以执行的重大因素。
(6)不同资金来源的地质项目,其预算包含的内容不完全一致,如预算内财政资金项目一般不包含利润、税金和管理费用;而社会资金项目在编制预算时一定要考虑合法利润(社会或行业平均水平)、税金及合理分摊的管理费用。
五、设计优化
对于一个完整的地质勘查项目,投入资金的多少首先取决于设计,因此设计的节约是最大的节约。设计的优化不仅是对客观地质体或地质问题认识的进一步深化,也是以最少的投入取得最佳地质成果不可忽视的环节。
(1)地质设计的优化是在一定地质资料的基础上,经过充分的分析研究、合理推断,在对客观地质规律的认识不断深化的情况下,对下一步地质勘查工作作出总的合理布置。在勘查过程中,随着地质资料的不断积累,认识的不断深化,地质设计也应不断地加以调整,因此,地质设计的优化,应贯穿于地质勘查工作的全过程。
(2)地质设计的优化,应以国家颁布的各类专业规范、规程为准则,结合勘查工作区的具体条件,为完成勘查工作的地质任务,通过对已有地质资料的分析研究,运用地质科学理论进行合理的推断,适时调整地质勘查工作。
(3)地质设计优化的重点是研究勘探手段的合理使用和各种工程量的合理布置。要根据地质任务要求,处理好各种手段的有效配合,合理安排各种手段和各项工程的施工顺序,不断提高地质勘查工作的经济效益,以尽可能少的投入取得最佳地质成果。
作用:1 首先是依据地质设计做出相应的钻井工程设计
2 地质设计中的区域地质构造特征以及地层简介和钻探目的会给施工方提供很多参数数据,为钻探奠定基础.
3 地质设计中会有一些针对地质录井方面的一些要求和规范,起到一个施工规范标准的作用.
4 会有一些已钻井的复杂情况的描述,可以做一些地质预告.
探矿工程地质设计是从地质角度出发,根据成矿地质条件、矿床勘探类型、布置原则,确定探矿工程的种类、空间位置以及有关技术问题。主要包括钻探工程设计及坑道工程设计。
(一)钻探工程设计
钻探工程设计包括确定钻孔截穿矿体的部位、开孔位置及钻孔的技术要求和钻孔理想柱状图的编制。钻孔地质设计完成后,再将钻孔编号、坐标、方位角、开孔倾角、设计孔深、施工目的等列表归总,连同施工通知书提交钻探部门。
(二)坑道设计
坑道工程主要包括平硐、竖井、沿脉、穿脉等深部探矿工程。此类工程施工技术条件复杂,投资费用高,因而在设计时必须有明确的目的和充分的地质依据。同时为了使坑探工程能为今后开采所利用,应与开采部门共同研究,了解开采方案以及开采块段和中段的高度,以便正确地进行地质设计。
平硐系统主要用于地形起伏较大的地区,斜井、竖井系统主要用于地形较平缓的地区。平硐坑口位置应选择比较开阔的场地,岩层比较稳固,有较大面积堆放废石的凹地。坑口标高在历年洪水位之上。竖井一般多布置于矿体下盘的矿区近中心部位,井口位置地形应平坦,在历年洪水水位之上,井筒应避开断裂带、流砂层和溶洞地带。
探矿坑道设计好后,应在中段地质图和勘探线设计剖面图上标出坑道的方位、长度以及坑道断面规格和坑道坡度等。坑道设计被批准后还应将坑道地质情况和水文地质情况等方面的资料送交施工部门,以保证施工安全。
2 地质设计中的区域地质构造特征以及地层简介和钻探目的会给施工方提供很多参数数据,为钻探奠定基础。
3 地质设计中会有一些针对地质录井方面的一些要求和规范,起到一个施工规范标准的作用。
4 会有一些已钻井的复杂情况的描述,可以做一些地质预告。
委托一家公司的话不仅费用会低一些,而且一家公司做的话,会更熟悉勘查和设计中相关联的地方,有什么问题更好沟通,但同样前提是这家公司得同时又勘查和设计的资质。
1.土体地质工程设计中不确定因素
土体地质工程设计中的困难在于:①地质模型难于准确地给定;②工程地质力学参数难于准确地给定;③粘性土降水很难做到符合设计要求;④施工质量也常常达不到设计要求。以基坑工程来说,目前基坑工程是有风险的。原因在于:
(1)目前对基坑边坡破坏机制还不都很清楚,这表明目前基坑设计在理论上还不成熟,用什么理论进行支护设计,还不是很清楚;
(2)目前取得的土体力学参数与实际相差很大,有的说土体强度试验结果可能比实际低了30%左右;有的说土体的湿度具有控制作用,而土体中的湿度是很难搞清楚的,试验结果到底是高还是低很难说清;就变形模量来说,目前实验室测得的变形参数仅为几十至几百MPa,而反分析得到的可高达1000~1200MPa。原因可能在于试验取样时把土体受的围压取消了,这就造成试验结果与实际不符。目前看来,比较好的办法是采用变形监测反分析的方法来取得这些参数。
(3)目前对土体中应力(即地应力)还不清楚,现在在设计中都是采用γh来估算土体中应力,实际上并不一定都符合实际。土体中除有自重应力外还有构造应力,著者在北京市航空干部管理学院主楼基坑下4m深处淤泥层中就见到过“X”节理,这是土体中水平地应力为第一主应力的表现,垂直地应力为第二主应力,这表明土体中确实存在有构造应力。看来需要进行土体中的地应力测量。
(4)土体结构,在土体地质工程建设中土体结构常不被重视,这是土体地质工程建设中出事故的重要原因之一。软夹层层状结构更具有特殊意义,这种结构常被误认为层状结构,而且软夹层常不连续,而且厚薄不均,极不稳定,但是它是极为重要的土体结构单元。
(5)地下水也是很难搞清楚的一项土体赋存环境因素:①它具有很大的不确定性;②地下水探测技术还不能把所有的隔水层和含水层都搞清楚,很难给出可靠的地下水模型,这样一来,就给土体地质工程设计带来不确定性。
在进行土体地质工程设计时必须考虑到上述因素,不要以确定论观点看待设计结果。
2.土体力学分析方法问题
(1)土体破坏机制:土体地质工程设计中的一项重要工作是土体力学分析。土体力学分析结果的可靠性主要决定于力学模型。力学模型确定的正确与否则决定于对土体破坏机制的判断。目前采用的土体力学模型多数是采用库仑—莫尔模型,实际上是认为土体破坏机制是剪破坏,这不完全符合实际。实际是土体破坏机制受土体结构控制。在土体结构控制下土体有多种破坏机制,也就是说有多种力学模型,详见“土体结构控制论和土体力学原理”部分。
(2)土体力学介质及土体力学分析方法:目前土体力学分析主要是用单一的连续介质力学方法。这并不符合土体实际,土体实际是具有多种力学介质,应该采用相应的力学方法进行力学分析。在第四章“土体结构控制论与土体力学原理”内谈到过,土体至少具有三种力学介质和三种力学分析方法。这是由土体地质特点或者说土体结构特点决定的。
一、地质项目概念
地质项目是指根据国家经济建设和社会发展需要,在一定的地区范围内(成矿区带),以矿产地和工作地区客观地质体为研究对象,根据有关规程、规范、规定或合同,独立编写地质设计,采用各种勘探手段进行野外地质作业,完成既定的地质勘查任务,并提交地质调查或勘查报告的地质勘查项目。
构成一个地质项目,必须具备以下几个基本条件:
(1)以客观地质体为对象,有明确的地质任务。地质勘查活动是以地质找矿或研究为目的,其活动过程是利用一定的劳动手段作用于客观地质体,查明地下地质情况,探明矿产储量,为国家或地方国民经济和社会发展提供所需的地质资料。
(2)独立编写地质设计。就地质勘查活动而言,完成一个地质项目的周期较长,采用的工作手段较多,为保证项目最终达到预期目的,工作之前首先必须编制地质设计。地质设计有总体设计,也有分阶段设计。地质设计是地质勘查工作活动的行动纲领,也是使地质勘查投资取得最佳效果的保证。
(3)进行野外施工。野外施工是地质勘查活动,也是地质勘查投资目的的实现过程,在这个过程中,需要动用较多的人力、物力和财力,动用一定数量的工程,使用一定的技术方法,了解地下地质情况。
(4)提交地质报告。地质报告是地质勘查工作的总结性文件,也是地质勘查投资的最终成果,地质勘查活动中所查明的各种地质情况,最终反映在地质报告中。因此,无论投资主体是国家还是企业,每一个地质项目的结束,都应向业主提交相应的地质报告。
二、地质项目分类
(1)地质项目按其投资主体划分及资金来源划分为财政预算资金项目、社会资金项目、自筹资金项目。
① 财政预算资金项目包括中央预算资金项目、地方预算资金项目、矿产资源补偿费项目、国土资源大调查项目及其他专项资金项目。
中央预算资金项目是指由中央预算内地质勘探费作为资金来源的勘查项目;
地方预算资金项目是指由地方财政预算作为资金来源的勘查项目;
矿产资源补偿费项目是指由中央财政和地方财政使用收缴的矿产资源补偿费作为资金来源的勘查项目;
国土资源大调查项目是指由国土资源大调查专项资金安排的勘查项目;
其他专项资金项目,是指由中央或省级其他资金安排的专项资金项目,如整装勘查项目、地质灾害防治项目。
② 社会资金项目是指国家预算项目外,由企业、社会组织或个人出资,成果由出资人享有的勘查项目。
③ 自筹资金项目,是指由地勘单位或其主管部门自筹资金,包括自有资金和银行借款作为资金来源的勘查项目。
(2)地质项目按其成果性质划分为基础性、公益性、战略性、商业性项目。
① 基础性项目是指为提高国家基础性地质调查研究程度而由国家出资开展的区域地质调查、区域水文地质调查、区域工程地质调查、区域环境地质调查、区域地球化学调查、区域地球物理调查、航空遥感地质调查、海洋地质调查等国土资源综合调查评价项目,及与其相应的科学研究项目。
② 公益性项目是指为保证社会公众利益,减少地质找矿风险,改善商业性地质勘查工作投资环境而由国家出资开展的矿产资源调查及资源远景评价、水文地质、工程地质、地质环境的检测评价、地质灾害勘查、检测、预报和防止及其相应的科学研究项目。
③ 战略性项目是指保证和实现国家有关战略决策的科学性、可靠性而由国家或企业(集团)出资开展的影响国民经济全局或长远发展战略布局所需的地质勘查项目,国家重大工程建设所需的前期地质勘查项目,以及国家批准安排的专项地质勘查项目等。
④ 商业性项目是指以地质成果转让或开发为目的的由企业、社会个人出资开展的地质勘查项目。
(3)地质项目按专业性质划分固体矿产地质勘查项目、石油地质勘查项目、海洋地质调查项目、水文环境工程地质勘查项目、区域地质调查项目、地球物理(化学)勘查项目、航空遥感地质项目、地质科学研究项目、成矿远景区划及资源总量预测项目。
① 固体矿产地质勘查项目,是指在特定地区以查明固体矿产资源情况为目的的地质勘查项目。
② 石油(气)地质勘查项目,是指在陆地特定地区以寻找石油、天然气(含煤层气、页岩气)为主要目的的地质勘查项目。
③ 海洋地质调查(含海洋石油)项目,是指在预定海域,以查明海底矿产资源为主要目的的综合地质调查及海洋公测很难过地质调查项目。
④ 水文、工程、环境地质勘查项目,是指在特定地区,以查明地下水情况及水文、工程、环境地质条件的调查及勘查项目。
按其项目性质又分为:
a.水文地质项目,是指以查明水资源及其开发利用现状,提出水资源合理开发利用和保护方案,查明专门水文地质问题及区域水文地质条件为目的的水文地质项目。
b.工程地质项目,是指为满足建筑工程需要而进行的以查明区域工程地质条件为目的的地质工作项目。
c.环境地质项目,是指以查明环境地质问题和区域性环境地质条件为目的的地质工作项目。
d.水文、工程、环境地质综合勘查项目,是指为综合查明水文、工程及环境地质问题及水文、工程、环境地质条件为目的的综合地质工作项目。
按服务对象又分为:
a.城市地质项目,是指为城市建设与规划服务的水文地质、工程地质、环境地质的设计、勘查、评价、论证的项目。包括:城市区域水文地质与水资源勘查;城市建筑所进行的区域性与专项工程地质问题的勘查;城市环境地质调查及专门性环境地质问题的勘查;城市水文、工程及环境地质综合评价等。
b.国土开发整治区地质项目,是为国土资源的开发与合理利用及进行区域性构筑物(如水坝、铁路、桥梁、公路等)建筑而进行的水文、工程、环境地质的综合勘查、评价、论证等工作的地质项目。
c.农牧业地质项目,是为农牧业供水、解决人畜用水,进行旱涝、盐碱地综合治理,修筑农田水利工程等问题进行的水文、工程、环境地质勘查、评价及调查项目。
d.厂矿企业地质项目,是为已建、新建、扩建的厂矿企业进行工程前的水文、工程地质可行性研究的地质工作项目。
e.其他地质项目。属于水文地质、工程地质、环境地质而不包括在以上四项内的地质工作项目。
⑤区域地质调查项目,是指在选定地区内充分研究和运用已有资料基础上按规定比例尺进行系统区域地质填图及找矿,综合研究区域地质构造、地层、岩石基本特征与矿产的关系,初步查明区域内矿产分布规律、圈出劈叉远景区,支出找矿方向的综合地质调查工作项目。按填土的比例尺分为大比例尺(1∶5万)、中比例尺(1∶20万)、小比例尺(1∶50万、1∶100万)。
⑥地球物理(化学)勘查项目,简称物化探项目,是指在特定地区,采用地球物理和化学勘查方法,探测区域地质构造,提供找矿异常区的地质项目。按类别可分为:区域物探、区域化探项目、地面(井中)物(化)探项目、海洋物(化)探项目。
⑦航空遥感地质调查项目,是指在大气层下利用飞机、气球、卫星等作为传感平台,运载各类要赶一起,研究地质体和地质现象的地质项目。按研究内容可分为:地质制图项目,地质构造研究项目,矿产普查项目,水文地质调查项目,工程地质和灾害地质调查项目,地震地质研究项目,环境地质和城市地质综合调查项目,石油及天然气地质研究项目。
⑧地质科学研究项目,是指按照预定的地质科研课题进行的地质研究项目。
⑨成矿远景区划及资源总量预测项目,是指按照地区或成矿区(带)编制成矿远景区划及进行资源总量预测的工作项目。
(4)地质项目按其工作阶段划分为基础地质项目、普查地质项目、详查地质项目、勘探地质项目:
① 基础地质项目,是指对某一区域内的矿物、岩石、地层、构造及其发展历史等基本地质条件所进行调查研究工作,并构成地质项目条件的地质项目。
② 普查地质项目,简称普查项目,是指在特定地区的基础地质工作以后以寻找矿产为目的,查明有无进一步工作价值的初步评价工作的地质项目。
③ 详查地质项目,简称详查项目,是指在特定地区的基础地质工作或普查地质工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按有关规范进行的详细评价工作的地质项目。
④ 勘探地质项目,简称勘探项目,是指在特定地区在详查工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按照有关规范进行的勘探工作的地质项目。
(5)地质勘查项目按其重要程度和管理权限划分一类、二类、三类项目。
一类项目主要为基础性勘查项目及具有较好资源远景的战略性勘查项目,由国土资源管理部门确定与管理。
二类项目主要为战略性勘查项目及公益性勘查项目,各省(自治区、直辖市)国土资源主管部门根据本省(区、直辖市)中长期规划确定与管理。
三类项目是指一、二类项目之外,由各地质勘查主管部门及地勘单位根据自身发展需要确定和管理的勘查项目。