永州市珠山镇燕子冲尾矿库水文地质勘察报告.docx
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永州市珠山镇燕子冲尾矿库水文地质勘察报告.docx
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永州市珠山镇燕子冲尾矿库水文地质勘察报告
一、概述
(一)工程概况
零陵锰资源有限公司拟在珠山镇燕子冲建尾矿库,为了解该拟建场地水文、工程地质情况,受零陵锰资源有限公司委托,我院承担了燕子冲水库尾矿库坝址和尾矿库水文、工程地质勘察工作。
燕子冲尾矿库位于零陵区珠山镇山支尾村,北西3.5公里为珠山镇,有322国道线和衡昆高速公路通到珠山镇,有乡村公路及矿山路通往拟建尾矿库附近,交通较方便。
(二)勘察工作
1、勘察目的与任务
本次勘察目的是:
为尾矿库坝址的设计与施工提供水文、工程地质资料。
主要任务是:
①查明库区和坝址范围内的岩土工程地质条件,地质结构和岩土物理性质,对岩土的均匀性、强度和变形性状作出定性和定量评价,查明有无岩溶发育。
②查明库区水文地质条件,地下水埋藏条件、水位变化幅度,评价地下水对建筑材料的腐蚀性,评价库区岩土渗透性。
③查明库区及坝址范围发育的不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及对工程的影响,提出评价;特别要求查明尾矿库区及坝肩山体稳定性及滑坡体性质。
④查明库区及坝址范围内各层岩土的类别、厚度、结构、工程特性,提供工程地质剖面图、钻孔柱状图等。
⑤查明尾矿堆积体的颗粒组成、密实程度及其沉积条件,尾矿的物理力学性质。
⑥根据场地岩土性质,对坝基、坝肩、库区、进行稳定分析。
⑦对库区筑坝材料的适宜性进行调查。
2、勘察依据
本次勘察执行的技术标准如下:
①、《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001);
②、《上淤法尾矿堆积坝工程地质勘察规程》(TGJ11-86);
③、《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001);
④、《尾矿库安全监督管理规定》(安监总局2006年第6号令)
⑤、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001);
⑥、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008);
⑦、《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)。
3、勘察方法
①、现场踏勘:
接受任务后,我院组织专业技术人员对场地地形、地貌及植被覆盖特征进行了解外,还组织有关人员查阅与场地有关的区域地质资料。
②、勘察工作布置:
地形图采用零陵区国土资源2009年08月编制的1:
1000地形图,采用自由座标系和相对高程系,钻孔由设计部门在图上布置,共布置钻孔6个。
③、钻探施工:
本次勘察使用XY-100型钻机一台,钻探时,对土层基本采用干钻取芯,每个回次控制在1.00—1.50米以内,岩芯采取率:
土芯96%,岩芯92%,岩土芯采取率达到规范要求标准。
钻进过程中对岩土芯细致描述,并及时做好机台班报表。
④、钻孔编录:
由专职技术人员按规范要求进行编录。
⑤、原位测试和室内试验:
原位测试采用标准贯入试验,岩、土、水样室内检测工作委托湖南省永州岩矿岩土实验测试所完成。
4、勘察进程和完成工作量
本次勘察工作于2009年08月26日进场施工,09月01日完成野外工作,历时6天,经室内资料整理,完成实物工作量如下表:
完成工作量统计表
项目
单位
数量
备 注
勘察钻孔
孔
6
其中技术孔3个
勘探进尺
米
88.90
岩芯编录
米/孔
88.90/6
标准贯入试验
次
2
采取土试样
组
2
采取岩石试样
组
3
水位观测
次/孔
6/6
采取水试验样
件
1
绘制钻孔柱状图
张
6
绘制钻孔平面图布置图
张
1
绘制工程地质剖面图
条
3
编写水文工程地质勘察报告
份
1
5、勘察质量评述
本次勘察所施工的钻孔,依据各孔坐标在现场确定,钻孔孔位用皮尺定位,误差不超过0.10米,钻孔深度控制到持力层及其以下砂岩6.30-9.40米,原位测试及取样频数符合统计运算要求。
编录及时,各地质体界线误差不大于10cm。
总之,本次勘察工作,质量满足行业标准要求,实现了预期目的,资料可靠,可作为设计施工依据。
二、勘察场地工程地质条件
(一)地形地貌
场地区属剥蚀低山丘陵地貌,地势总的为北西转向东西的低山谷地,东南西三面地势较高,标高在236.63米—242.22米,低谷标高181.39米,高差55.24—60.83米。
山顶多为浑园状,地形坡度较陡,坡度20-30°,谷底北低、南高,倾角5-10°。
场地内绝大部分地表为第四系残坡积覆盖,地表零星见到基岩露头,场地为荒山区,植被比较发育,植被覆盖率达70-80%,低处为杂草,半山腰以上为灌木及少量松木,地形条件简单。
(二)地质构造
场地位于雪峰山台凸之东南边,祁阳山字型构造,南翼反射弧内侧,呈向斜盆地构造,构造线为北北东,盆地北起东安县老八丘田,南至新宅里,长23公里,宽0.50—3公里,轴向北偏东15°左右,核心由三叠系和二叠系地层构造,向斜西陡东缓,于家地段开阔,向北东南西收缩封闭。
断裂构造较为发育,以北北东向压扭性纵向断层为主,断层规模较大,沿走向呈舒缓波状。
东西横断层次之,但破坏了地层和矿层的连续性。
水库和尾矿库场地位于北北东向压扭性纵断层的西面。
为一向西倒转的向斜盆地,盆地核心(水库和尾矿库低谷处)为二叠系上统龙谭组含煤地层。
水库和尾矿库场地内未见到大的构造通过痕迹,且新构造运动不明显,处于相对稳定期。
(三)地层岩性
根据地质调查和钻孔揭露,水库和尾矿库区地层为第四系种植土、坡积层、二叠系上统龙谭组、二叠系下统当冲组、栖霞组及石炭系中上统壶天群灰岩等组成,现就地层岩性自上而下分述如下:
1、场地区域地层
①种植土(Qpd)
褐黑色,湿,松散,含植物根茎,该层分布在库区半山坡及谷底,厚0.00—0.50米。
②、坡积层(Qdl)
褐灰色,由粘土、碎石等物组成,结构松散,该层分布在库区半山坡及谷底,厚0.00—3.50米。
③、龙谭组(P2l)
为二叠系上统,由砂岩、灰岩、炭质页岩组成,底部夹薄层无烟煤,煤厚0.10—0.30米,该层分布在尾矿库谷底一带,厚70—110米。
④、龙谭组(P1d)
为二叠系下统,由硅质岩、泥质灰岩透镜体灰岩、炭质页岩、页岩组成,为含铁锰矿层位,表面因气化形成堆积锰矿,深度含碳酸锰。
该层分布在库区西南山头及半山坡一带,厚16—42米。
⑤、栖霞组(P1d)
为二叠系下统,由灰岩、团块状灰岩、泥质灰岩组成。
该层分布在库区西,厚15—20米。
⑥、壶天群(C2+3ht)
为石炭系中上统,厚层状白云岩、白云质灰岩组成。
该层分布在库区西的低平地带,厚度大于100米。
2、水库、尾矿库地层
①、坡积层(Qdl)
褐黑色,由粘土、碎石等物组成,结构松散,透水性强。
该层分布整个燕子冲山谷底部,厚0.80—4.80米。
②、粉质粘土(Qel)
褐黄色,结构较紧密,呈硬塑-可塑状态,切面光滑,属中等压缩性土,含锰质结核,透水性弱,为隔水层。
该层见于水库坝址及其附近,厚3.40—4.50米。
③、页岩(P2l)
灰黑色,隐晶结构,薄层状构造,顶部约0.50米为强风化,呈黑色泥团,以下页岩层理清晰,为软质岩石,透水性弱,为隔水层。
该层见于尾矿库坝址及其附近,层厚4.50—5.50米。
④、砂岩(P2l)
灰白色,中-厚层状石英砂岩,中等风化,岩芯破碎,为较硬岩石,该层为水库、尾矿库基底岩石。
分布整个场地,埋深3.30—7.40米,钻探揭露厚度6.30—9.40米。
各孔钻探深度和揭露地层厚度列表如下。
各孔钻探深度及揭露地层厚度统计表
工程名称
钻孔
编号
孔口
标高
(m)
钻孔深度
(m)
坡积层①
粉质粘土②
页岩③
砂岩④
层厚
(m)
层底标高
层厚
(m)
层底标高
层厚
(m)
层底标高
层厚
(m)
层底
标高
尾矿库
ZK1
186.20
12.80
1.20
185.00
/
4.50
180.50
7.20
173.30
ZK2
185.40
14.70
1.20
184.20
/
5.50
178.70
8.00
170.70
ZK3
188.00
15.60
0.80
187.20
/
6.60
180.60
8.20
172.40
ZK4
188.00
13.50
0.90
187.10
/
6.30
180.80
6.30
174.50
水库
ZK5
186.00
17.60
4.80
181.20
3.40
177.80
/
9.40
168.40
ZK6
188.00
14.70
3.30
184.70
4.50
180.20
/
6.90
173.30
(四)地震
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)和《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008),该场地属于抗震设防乙类,场地抗震设防烈度小于Ⅵ度,设计地震分组为第一组,场地粉质粘土为中硬土类型,厚度在3.40~4.50米之间,根据场地岩土性状,结合当地经验,粉质粘土剪切波速Vs=280m/s,页岩和砂岩剪切波速Vs>500m/s,根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度,建筑场地类别为Ⅱ类,场地处于抗震有利地段。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)地震动反应谱周期为0.35S,地震动峰值加速度小于0.05g,场地抗震设防按重点设防类别设防。
三、场地气候及水文地质条件
(一)场地气候条件
场地位于亚热带季风气候区,四季分明,雨量充沛,春季阴雨连绵,温低湿重;夏季降雨充沛,并常形成暴雨,温高湿重。
秋季秋高气爽,降雨适中,也常有暴雨;冬季寒冷干燥,降雨较少。
每年4-6月为雨季,降雨量约占年降雨量的40%,枯水期为11月至次年1月。
根据永州气象站1983—2003年观测资料如下:
永州市近20年部分气象资料一览表
类别
序号
项目
单位
数值
备注
降
雨
量
1
最大年降雨量
Mm
2228.3
1994年
2
最大平均月降雨量
Mm
1150.4
1996
3
最大日降雨量
Mm
1395.1
1997.06.05
气
温
4
最高气温
摄氏度
43.70
2003.08.06
5
最低气温
摄氏度
-7.08
1985.01.04
6
年平均气温
摄氏度
17.7
风
7
最大风速
米/时
2.87
8
最多风向
NNE
(二)场地水文地质条件
1、概述
场地北有一条小河,河水由北东方向流入东湘江。
场地所处山谷走向东西转向南北,地势南高,北低,水流方向由东西转向南北。
场地水体可分为二部分:
一是滞水,二是基岩裂隙水。
上层滞水主要赋存于地表水库、植表土和坡积层中。
粘土结构紧密,土质均匀,不含重力水,其含水性弱,为相对隔水层。
页岩,以炭泥质为主,炭泥质胶结,不含重力水,且含水性弱,为相对隔水层。
基岩裂隙水赋存于石英砂岩中,由于中风化岩石节理裂隙发育。
地表水主要补给来源为大气降水,受气候控制。
2、地基土渗透性
水库在ZK5和ZK6两孔中取粘土二组做渗透性测试,其结果如下:
孔号
孔直径(mm)
试验地段(m)
渗透系数(cm/s)
ZK5
108
6.20-6.40
2.50E-0.6
ZK6
108
5.50-5.70
2.1E-0.6
3、水质分析
在尾矿库初坝体ZK1孔中取水样一件作水质分析,场地地下水为重碳酸钙型水(HCO3-Ca2+型),PH值7.29,侵蚀性CO2为0,属中性水,受环境类型和地层渗透性影响,地下水对混凝土结构为微腐蚀性影响,地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋为微腐蚀性,水对钢结构具弱腐蚀性。
四、场地工程地质条件评价
(一)岩土层物理力学性质及其评价
1、坡积层(Qdl)
该层为松散状,含易分解组分,厚度薄,不可作拟建工程填筑材料。
2、粉质粘土(Qel)
该层呈硬塑-可塑状态,在该类土中取试验样二组,测得其工程地质性质如下:
粉质粘土层(Qel)土的工程性质统计表
指标项目
范围值
平均值
标准差
推荐值
备注
天然密度ρ0g/cm3
1.96-2.00
1.98
0.06
1.92
孔隙比(e)
0.710-0.789
0.749
0.07
0.629
液限(WL)%
41.7-43.9
42.8
8.04
34.7
塑限(WP)
25.6-27.1
26.3
4.8
21.5
塑性指数(Ip)
16.1-16.8
16.4
1.36
15.1
液性指数(IL)
0.01-0.11
0.06
0.001
0.059
压缩系数av(Mpa-1)
0.27-0.32
0.29
0.05
0.24
压缩模量Es(Mpa)
5.59-6.33
5.96
1.01
4.95
摩擦角(φ)
15.9-18.4
17.1
3.7
13.4
凝聚力(Kpa)
35.2-42.9
39.0
12.0
27.0
在该层做标准贯入试验2次,其统计结果如下:
粉质粘土层(Qel)标准贯入试验成果表
钻孔编号
试验位置
(m)
钻杆长度(m)
贯入锤击数(击)
修正锤击数(击)
承载力
(Kpa)
ZK5
5.40-5.70
6.80
10
9
220
ZK6
4.80-5.10
6.80
11
10
240
根据上述二项测试结果可知,该土层即可做坝体填筑材料,又可作坝体持力层。
3、页岩(P2l)
灰黑色,岩石呈中风化状态,根据ZK1孔所取的岩样做单轴抗压试验(成果见附表),试验值在8.84~12.00Mpa之间,平均值为9.15Mpa,可作尾矿库初期坝持力层。
4、砂岩(P2l)
灰白色,层状,岩石为中风化状态,根据ZK1和ZK5两孔所取的二组岩样做单轴抗压试验(成果见附表),试验值在41.70~44.85Mpa之间,平均值为43.27Mpa,标准值38.94Mpa。
(二)推荐岩土力学参数
根据本次勘察成果及有关规范要求,并结合其他坝的工程经验,现推荐各岩土层工程地质参数如下,供设计参考:
场地岩、土层承载力推荐表
岩土名称
状态
地基承载力特征值(KPa)
备注
坡积层①
松散
80
粉质粘土②
硬-可塑
220
页岩③
软岩
1000
砂岩④
较硬岩
3000
(三)场地稳定性、适宜性评价
1、场地无大的断裂构造通过,无新的构造运动的痕迹;
2、场地位于地震烈度小于Ⅵ度区,处于抗震有利地段;
3、场地处于荒山,植被茂密,无大量水土流失现象;
4、场地范围内及周围未发现山体、岩体、土体蠕动和山体滑坡、泥石流等现象;
5、场地内的粉质粘土、页岩是水库坝体和尾矿库初期坝体良好的持力层。
综合上述,该场地为稳定场地,适宜建尾矿库。
五、坝基类型及持力层选择
根据勘察资料和室内试验,结合分析场地岩土工程地质条件,坝基类型适宜建碾压式土石坝,水库持力层为粉质粘土,尾矿库持力层为页岩。
六、结论和建议
1、拟建尾矿库,水库场地为稳定场地,适宜建筑;
2、尾矿库初期坝持力层为页岩,坝基砌置深度2-3米;水库坝持力层为粉质粘土,坝基砌置深度3-5米;
3、建坝所需的石灰岩片石、块石和粘土在场地西侧,中上统石炭系壶天群灰岩和其表层一定厚度的残积粘土,方便采取。
4、根据场地尾矿库规模,建议选矿厂选矿生产能力3万T/年,尾矿产率50%,尾矿比重2.2/cm3,尾矿干容重22KN/m3,矿浆浓度10%左右。
永州市零陵区珠山燕子冲水库、尾矿库工程
水文工程地质勘察报告
湖南省永州工程地质勘察院
二○○九年九月
永州市零陵区珠山燕子冲水库、尾矿库工程
水文工程地质勘察报告
项目负责:
孙红军
施工人员:
杨立友
报告编写:
李正华
报告审核:
唐瞻浩
总工程师:
朱敦健
院 长:
胡承建
提交报告单位:
湖南省永州工程地质勘察院
提交报告时间:
二○○九年九月四日
目 录
一、概述
(一)工程概况
(二)勘察工作
1、勘察目的与任务
2、勘察依据
3、勘察方法
4、勘察进程和完成工作量
5、勘察质量评述
二、勘察场地工程地质条件
(一)地形地貌
(二)地质构造
(三)地层岩性
(四)地震
三、场地气候及水文地质条件
(一)场地气候条件
(二)场地水文地质条件
1、概述
2、地层渗透性
3、水质分析
四、场地工程地质条件评价
(一)岩土层物理力学性质及其评价
(二)推荐岩土力学参数
(三)场地稳定性、适宜性评价
五、坝基类型及持力层选择
六、结论与建议
附件:
尾矿库水文工程地质勘察任务委托书
附表:
1、土的工程性质测试、渗透系数测试报告
2、岩石单轴抗压强度试验报告
3、水质分析报告
附图:
1、地质勘察钻孔布置平面图
2、工程地质剖面图
3、钻孔柱状图
- 配套讲稿:
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