張 姍 磊

(中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088)

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肯尼亞內(nèi)馬鐵路一期工程沿線砂石料場(chǎng)分布及評(píng)價(jià)

張 姍 磊

(中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088)

通過外業(yè)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)勘探，分析了肯尼亞內(nèi)馬鐵路一期工程的地形地貌，列出了該工程沿線分布的砂石料場(chǎng)，并對(duì)其質(zhì)量和儲(chǔ)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為后續(xù)開采利用提供了參考依據(jù)。

鐵路，砂場(chǎng)，石場(chǎng)，地形地貌

近年來，肯尼亞經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但與之相配套的交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展則較為滯后，特別是地區(qū)既有鐵路網(wǎng)，已無法適應(yīng)區(qū)域快速增長(zhǎng)的客貨運(yùn)輸需求，為加速完善東非地區(qū)鐵路網(wǎng)建設(shè)，肯尼亞政府決定修建內(nèi)羅畢—馬拉巴鐵路工程。本項(xiàng)目地處東非大裂谷地區(qū)，沿線溝壑縱橫，地勢(shì)復(fù)雜，巖性多以第四系火山巖為主，為滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要，沿線砂石料場(chǎng)的調(diào)查尤為必要。

1 工程概況

新建內(nèi)羅畢至馬拉巴鐵路項(xiàng)目一期位于肯尼亞境內(nèi)，呈東南至西北走向，是東非地區(qū)鐵路主干線Mombasa-Nairobi-Malaba-Kampala-Kigali鐵路的重要組成部分，是在建蒙內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路的延長(zhǎng)線，正線總長(zhǎng)120 km。線路起自內(nèi)羅畢南站，跨越內(nèi)羅畢國(guó)家公園、恩貢區(qū)，穿越東非大裂谷東翼山區(qū)，到達(dá)東非大裂谷谷底區(qū)后沿B3公路前行，穿過Suswa鎮(zhèn)后進(jìn)入東非大裂谷西翼區(qū)。

全線線路長(zhǎng)120.409 km，設(shè)有橋梁33座，19.545 km，隧道3座，7.834 km，橋隧總長(zhǎng)27.379 km，占線路總長(zhǎng)的22.7%。本線一期工程近、遠(yuǎn)期共設(shè)置車站11個(gè)。

2 地形地貌

內(nèi)馬標(biāo)軌鐵路一期工程(DK0～DK120)位于非洲東部，肯尼亞中部，全線均位于東非高原區(qū)。線路橫跨埃塞俄比亞—肯尼亞裂谷(東非大裂谷)東支肯尼亞段。線路總體呈東南至西北走向，起自內(nèi)羅畢，沿線地勢(shì)高低起伏，尤其是裂谷兩側(cè)高差較大，近似呈“M”形，沿線地帶初步劃分為：東部熔巖高原區(qū)和裂谷區(qū)。

1)東部熔巖高原區(qū)(DK0～DK32)。線路起始段位于內(nèi)羅畢市區(qū)，屬于Kapiti火山巖高原西部，地形起伏較小，地面高程約為1 630 m～1 860 m，相對(duì)高差0 m～50 m。地勢(shì)略向東部?jī)A斜，基巖多有出露，主要為響巖、粗面巖和玄武巖等；第四系覆蓋層普遍較薄，谷底、深溝厚度較大，主要以黑棉土為主。地表植被發(fā)育，有茂密的荊棘灌木叢或呈稀樹草原狀。

2)裂谷區(qū)(DK32～DK120)。DK32+000～DK120+000段為東非大裂谷東支段。谷底大多較為平坦，且有火山分布，裂谷兩側(cè)是陡峭的斷崖，谷底與斷崖頂部的高差較大，坡度較陡，地形起伏較大。地貌上可進(jìn)一步分為裂谷東翼山區(qū)、裂谷平原區(qū)和裂谷西翼山區(qū)。

a.裂谷東翼山區(qū)(DK32～DK71)。靠近內(nèi)羅畢一側(cè)，地形起伏不大，地勢(shì)略向東南傾斜，受斷裂下陷運(yùn)動(dòng)影響嚴(yán)重，裂谷邊緣側(cè)為陡峭山脊，地面高程1 690 m～2 050 m，相對(duì)高差0 m～150 m。基巖局部出露，主要為粗面巖、局部為流紋巖，在陡坡地段多形成危巖，易引發(fā)落石，第四系覆蓋層較薄，僅在地勢(shì)低洼處存在。山間植被較發(fā)育。

b.裂谷谷底區(qū)(DK71～DK106)。線路經(jīng)過段為裂谷谷底區(qū)，兩邊峭壁相夾形成“地塹”地貌。裂谷內(nèi)地形開闊，主要以寬闊的平原為主，裂谷谷底中部，分布有規(guī)模不一的火山，場(chǎng)地內(nèi)植被覆蓋率高。地面高程1 650 m～1 820 m，相對(duì)高差0 m～150 m，地表大多被第四系地層所覆蓋，基巖以玄武巖、凝灰?guī)r為主。

c.裂谷西翼山區(qū)(DK106～DK120)。裂谷西翼區(qū)段地面高程1 700 m～2 010 m，地勢(shì)升高，相對(duì)高差0 m～150 m，地形變化較大。陡峭的山脊之間多為較平緩的山谷，山脊走向與大裂谷近似平行。基巖以第四系玄武巖、凝灰?guī)r為主，局部出露，第四系覆蓋層較厚。

3 沿線砂石料場(chǎng)分布及評(píng)價(jià)

工程前期對(duì)全線進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查及勘探，并在現(xiàn)有條件下進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)。現(xiàn)對(duì)全線初步判斷可用的砂石料場(chǎng)按材料類型分述如下。

3.1 砂場(chǎng)

1)DK81砂場(chǎng)。位于東非大裂谷谷底區(qū)，里程DK89+300左700 m沖溝內(nèi)。場(chǎng)地地勢(shì)平緩，地表植被發(fā)育。交通便利。

本場(chǎng)地出露的主要地層為粉質(zhì)黏土和細(xì)砂，灰褐色，稍濕，稍密，表層0.5 m含植物根系，細(xì)砂與粉質(zhì)黏土及細(xì)角礫土互層，局部夾粉土薄層。無用層厚度約3.7 m，有用層厚度約1.8 m。調(diào)查期間見地下水。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鑒定，場(chǎng)區(qū)內(nèi)砂料含泥量偏高，不能滿足混凝土細(xì)骨料的要求，場(chǎng)區(qū)內(nèi)細(xì)砂儲(chǔ)量較小，無用層較厚，有用層較薄。本區(qū)不適宜做砂場(chǎng)。

2)DK95砂場(chǎng)。位于蘇斯瓦，里程DK95+200左1.5 km。場(chǎng)地位于沖溝淺層，沖溝寬約10 m，雨季可能有瞬時(shí)流水。距B3公路較近，交通便利。

本場(chǎng)地出露的主要地層為粉土、細(xì)砂、粉質(zhì)黏土，灰褐色，稍濕，稍密，表層粉土厚度約2 m，細(xì)砂為夾層，厚度約2.2 m，局部含少量姜石。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鑒定，場(chǎng)區(qū)內(nèi)砂料含泥量偏高，不能滿足混凝土細(xì)骨料的要求。

3.2 石場(chǎng)

1)DK35石場(chǎng)。產(chǎn)地Ngong，為既有石料場(chǎng)，DK35右側(cè)約0.5 km。地形起伏，山頂部平面由于受到剝蝕所形成，山坡多為凸向坡，地表植被較發(fā)育。地貌屬于低山丘陵區(qū)。料場(chǎng)有便道連通恩貢鎮(zhèn)級(jí)公路，交通便利。

本場(chǎng)地出露的地層巖性為玄武巖，青灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為基性斜長(zhǎng)石、橄欖石、輝石等，節(jié)理發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅲ級(jí)硬土，厚度1 m～3 m，有用層為弱風(fēng)化，Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石，厚度約20 m。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)調(diào)查，場(chǎng)區(qū)內(nèi)玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場(chǎng)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量大，初步估算大于100萬m3。本石場(chǎng)為南環(huán)公路供應(yīng)碎石，適宜做石料場(chǎng)。

2)DK37石場(chǎng)。產(chǎn)地Ngong，未開采，位于DK37左側(cè)約16 km。料場(chǎng)地形起伏，為剝蝕殘丘，地表植被不發(fā)育。料場(chǎng)交通較便利，有便道與公路連通，但距離擬建線路較遠(yuǎn)。

本場(chǎng)地出露的地層巖性為第四系更新統(tǒng)碧玄巖，青綠色，節(jié)理較發(fā)育。依次發(fā)育的地層為：強(qiáng)風(fēng)化碧玄巖、弱風(fēng)化碧玄巖。剝離層主要為強(qiáng)風(fēng)化層，Ⅳ級(jí)軟石，厚度約2 m～6 m，無不良夾層，有用層為弱風(fēng)化，Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石，厚度約10 m～15 m。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)區(qū)內(nèi)弱風(fēng)化碧玄巖符合碎石要求，可作為C40混凝土的粗骨料。場(chǎng)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量較大，大于100萬m3。本區(qū)適宜做石料場(chǎng)，鑒于距離線位較遠(yuǎn)，可作為備選料場(chǎng)。

3)DK76石場(chǎng)。產(chǎn)地Maimahiu，為既有石場(chǎng)，位于DK76右側(cè)約7.5 km。場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦，向東南微傾，山坡偶見殘丘，地表植被較好。料場(chǎng)與B3公路有土路相連，交通條件一般。

本場(chǎng)地出露的地層巖性為第四系更新統(tǒng)流紋巖，青灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理發(fā)育，裂隙面呈鐵銹色，巖芯呈短柱狀，錘擊聲響。剝離層主要為全風(fēng)化層，Ⅲ級(jí)硬土，厚度約1 m，強(qiáng)風(fēng)化層，Ⅳ級(jí)軟石，厚度約2 m。無不良夾層，有用層為弱風(fēng)化，Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石，厚度約20 m。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，該場(chǎng)地流紋巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度平均值為88 MPa，洛杉磯磨耗率為10.1%，堅(jiān)固性指標(biāo)為1%，壓碎指標(biāo)值為6.6%，采用快速砂漿棒法對(duì)石材樣品進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果不具堿活性。

場(chǎng)區(qū)內(nèi)弱風(fēng)化流紋巖可作C40混凝土的粗骨料。儲(chǔ)量較大，大于50萬m3。本區(qū)適宜做石料場(chǎng)。

4)DK95石場(chǎng)。產(chǎn)地Suswa，位于東非大裂谷谷底區(qū)，里程DK95左側(cè)約2 km。場(chǎng)地地形平緩，局部分布有殘丘，植被以草皮為主，局部有灌木。距離B3公路1 km，交通便利。

本場(chǎng)地出露的地層巖性為玄武巖，灰黑色，斑狀或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為基性斜長(zhǎng)石、橄欖石、輝石等，淺層有大量氣孔和杏仁，柱狀節(jié)理發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅱ級(jí)普通土，厚約1 m，強(qiáng)風(fēng)化層，Ⅳ級(jí)軟石，厚度約3 m～8 m。有用層為弱風(fēng)化，Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石，厚度約10 m。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)區(qū)內(nèi)玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場(chǎng)區(qū)儲(chǔ)量較大，大于100萬m3。本區(qū)適宜做石料場(chǎng)。

5)DK143石場(chǎng)。產(chǎn)地Seyabei，為廢棄石場(chǎng)，位于二期里程DK143左2 km。場(chǎng)地地形高低起伏，地表植被發(fā)育。料場(chǎng)有便道連通B3公路，交通很便利。

本場(chǎng)地出露的地層巖性為玄武巖，黑灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為長(zhǎng)石、輝石，含大量氣孔，節(jié)理較發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅱ級(jí)硬土，厚度0.5 m～1 m，強(qiáng)風(fēng)化玄武巖，Ⅳ級(jí)軟石，厚度約3 m～8 m，氣孔發(fā)育。有用層為弱風(fēng)化玄武巖，Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石，厚度約10 m。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)區(qū)內(nèi)弱風(fēng)化玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場(chǎng)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量較大，初步估算大于50萬m3。據(jù)調(diào)查，本石場(chǎng)曾為B3公路供應(yīng)碎石。本區(qū)適宜做石料場(chǎng)。

6)DK160石場(chǎng)。產(chǎn)地Narok，既有石場(chǎng)，位于二期里程DK160附近。場(chǎng)地地形起伏，地表植被較發(fā)育。距離公路較近，交通便利。

本場(chǎng)地剝離層主要為地表覆土，厚度0.3 m～1 m。有用層為弱風(fēng)化響巖，灰黑色，氣孔及杏仁狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖質(zhì)堅(jiān)硬，厚度約20 m。剝采比小于20%，滿足規(guī)范要求。調(diào)查期間未見地下水。

根據(jù)鉆探取樣的試驗(yàn)結(jié)果，該批樣品的堅(jiān)固性指標(biāo)為0.8%，壓碎值指標(biāo)為5%，單軸抗壓強(qiáng)度為182 MPa，采用砂漿棒法對(duì)該批骨料的堿活性進(jìn)行了檢驗(yàn)，滿足規(guī)范要求。場(chǎng)區(qū)內(nèi)弱風(fēng)化響巖可作為C50以上混凝土的粗骨料，儲(chǔ)量巨大，初步估算大于200萬m3。本區(qū)適宜做石料場(chǎng)，因距離較遠(yuǎn)，可作為一期工程的備選料場(chǎng)。

4 結(jié)論及建議

肯尼亞內(nèi)馬鐵路一期工程跨越東非大裂谷，巖性多為第四系更新統(tǒng)火山巖，大部分巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育，剝采比較高，運(yùn)距較遠(yuǎn)，綜合開采成本高。沿線砂源主要分布在東非大裂谷谷底區(qū)的沖溝內(nèi)，系河流沖洪積形成，經(jīng)多次沖積和沉積，砂層為夾層，厚0.5 m～2.0 m，局部大于2 m。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鑒定，砂場(chǎng)質(zhì)量較差，不可作為混凝土細(xì)骨料使用，且儲(chǔ)量不大，分布較散。儲(chǔ)量、產(chǎn)量均不能滿足要求。建議利用DK37，DK95等石場(chǎng)生產(chǎn)機(jī)制砂。

總的來說，沿線合格砂石料源分布不均，給后續(xù)施工帶來一定不便。因此建議在下階段繼續(xù)開展詳細(xì)的料場(chǎng)調(diào)查及勘探計(jì)劃，以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，節(jié)約成本。

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Distribution and evaluation of quarries, Phase Ⅰ, Nairobi to Malaba railway in Kenya

Zhang Shanlei

(CCCCRailwayConsultantsGroupCo.,Ltd,Beijing100088,China)

According to the outdoor investigation and site survey, the paper analyzes the topography of the Quarrtes, Phase I Nairobi to Malaba railway in Kenya, Lists up the quarries distribution along the railway, and evaluates its quality and storage, so as to provide some reference for the following exploitation.

railway, sand plant, stone plant, topography

2016-11-26

張姍磊(1983- )，男，碩士，工程師

1009-6825(2017)04-0160-02

P624

A