楊 星

（河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)，河北 邯鄲 056001）

隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)區(qū)的廢棄物、固體垃圾成為了環(huán)境和地下水污染的主要兇手。工業(yè)廢棄物種類多、成分復(fù)雜，污染具有潛在性和滯后性，為解決工業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的難題，工業(yè)廢棄物填埋場(chǎng)的建設(shè)成為解決問(wèn)題的首選。石灰?guī)r地區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件很復(fù)雜，地下水保護(hù)條件更為復(fù)雜，區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育較強(qiáng)，滲濾液一旦發(fā)生泄漏對(duì)地下水、地表水的安全存在極大的風(fēng)險(xiǎn)，極容易引起地下水的污染。本文中涉縣循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目位于邯鄲涉縣工業(yè)園區(qū)核心區(qū)，附近有邯長(zhǎng)鐵路、202省道、青蘭高速，交通便利。區(qū)內(nèi)鉆孔揭露地層以石灰?guī)r為主，在勘察的過(guò)程中針對(duì)選址工作的重點(diǎn)，主要是通過(guò)收集區(qū)域內(nèi)已有地質(zhì)、水文地質(zhì)及鉆孔資料結(jié)合水井專項(xiàng)調(diào)查、電法勘探、工程鉆探和綜合分析研究成本次任務(wù)，其中瞬變電磁電法457點(diǎn)位，高密度電法3600m，地質(zhì)鉆探106m。對(duì)選址場(chǎng)地地質(zhì)條件、巖溶和溶洞發(fā)育條件、適宜性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)得出了勘察結(jié)論。本文就選址勘察談一些觀點(diǎn)，供在石灰?guī)r地區(qū)填埋場(chǎng)選址的有關(guān)方面進(jìn)行參考。

1 勘察內(nèi)容和勘察方法的選擇

填埋場(chǎng)勘察工作分選址可行性研究階段勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察[7]。填埋場(chǎng)的選址勘察屬于可行性研究階段勘察，主要掌握?qǐng)鰠^(qū)的地層、巖性、構(gòu)造、含水層分布等地質(zhì)水文條件，以及巖、土物理力學(xué)性質(zhì)和邊破穩(wěn)定性等工程地質(zhì)條件及地震烈度等資料，并編制建設(shè)項(xiàng)目選址勘察報(bào)告，作為進(jìn)行可行性研究選址的重要依據(jù)。填埋場(chǎng)選址勘察范圍包括區(qū)域、近場(chǎng)區(qū)、場(chǎng)區(qū)，區(qū)域勘察方法以收集區(qū)域地質(zhì)環(huán)境資料為主，并配合野外調(diào)查。場(chǎng)區(qū)及近場(chǎng)區(qū)勘察方法有填圖、鉆探、物探、測(cè)量、野外和室內(nèi)試驗(yàn)等。

2 灰?guī)r地區(qū)工業(yè)廢棄物填埋場(chǎng)勘察的重點(diǎn)工作

石灰?guī)r山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，除了滿足標(biāo)準(zhǔn)要求和一般性原則，還應(yīng)掌握?qǐng)龅毓こ痰刭|(zhì)、水文地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等工作應(yīng)側(cè)重以下方面。

2.1 場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)、巖性

勘察工作應(yīng)該明確場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層層序、厚度、巖性特征等。當(dāng)場(chǎng)地巖層連續(xù)性良好，不存在地質(zhì)異常和新構(gòu)造，地層沉積較穩(wěn)定時(shí)，對(duì)填埋場(chǎng)選址更加有利。對(duì)于上部覆蓋土成因類型、顆粒組成及厚度等條件對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液在土層中水力停留時(shí)間有著很大的關(guān)系。覆蓋土層孔隙率越低、厚度越大時(shí)，水力停留時(shí)間越長(zhǎng)，阻滯滲濾液下滲和滲濾液得以凈化的能力就越強(qiáng)。

2.2 場(chǎng)區(qū)的穩(wěn)定性

在巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，區(qū)內(nèi)容易發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流及采空塌陷、巖溶塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，直接威脅填埋場(chǎng)及主壩、建筑物的安全。此外斜坡穩(wěn)定性復(fù)雜多變，地基土變化較大，水土流失嚴(yán)重同樣會(huì)給垃圾填埋場(chǎng)的建設(shè)和使用帶來(lái)不利影響。因此，選擇相對(duì)穩(wěn)定的場(chǎng)地保證填埋場(chǎng)的工程構(gòu)筑物避開(kāi)不良地質(zhì)災(zāi)害是石灰?guī)r區(qū)填埋場(chǎng)選址工作的重要內(nèi)容之一。

2.3 場(chǎng)區(qū)巖溶、溶洞發(fā)育情況

勘察工作應(yīng)該采用多種手段查明場(chǎng)區(qū)巖溶裂隙發(fā)育情況，在石灰?guī)r地區(qū)普遍存在巖溶裂隙發(fā)育的情況。巖溶、節(jié)理裂隙越發(fā)育，巖土的滲透性越高，水力連通性越強(qiáng)，巖土層阻滯、防護(hù)填埋場(chǎng)滲濾液的污染能力也越差。然而大多數(shù)填埋場(chǎng)都普遍存在滲濾液滲透問(wèn)題，巖溶地區(qū)的地下水安全受到極大的影響，且后期地下水污染修復(fù)過(guò)程極為困難，給人類安全也帶來(lái)極大的影響。由此石灰?guī)r地區(qū)應(yīng)著重對(duì)場(chǎng)區(qū)巖溶、溶洞發(fā)育情況進(jìn)行勘察，便于后期環(huán)評(píng)階段采取必要的措施。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

涉縣循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為年處理工業(yè)固體廢物15萬(wàn)噸，分兩期建設(shè)，一期建設(shè)預(yù)計(jì)規(guī)模為7萬(wàn)噸/年，建設(shè)內(nèi)容含資源化利用、焚燒、填埋、物化固化、研發(fā)中心、檢測(cè)中心、應(yīng)急中心、培訓(xùn)中心等，場(chǎng)區(qū)規(guī)劃面積252畝，結(jié)合廠址的走向，項(xiàng)目依地勢(shì)而布置。二期建設(shè)項(xiàng)目有待后期發(fā)展而定。

3.2 勘察工作及工作量

本次勘察工作主要是通過(guò)收集區(qū)域內(nèi)已有地質(zhì)、水文地質(zhì)及鉆孔資料結(jié)合水井專項(xiàng)調(diào)查、電法勘探、工程鉆探和綜合分析研究成本次任務(wù)。共收集區(qū)域環(huán)境、水文地質(zhì)等報(bào)告2份，民用機(jī)井成井資料5份、航磁圖件1份、水文地質(zhì)圖件2份；調(diào)查共選用水井、鉆孔12眼；瞬變電磁甲級(jí)點(diǎn)457個(gè)；高密度電法測(cè)線3600m；地質(zhì)鉆探106m。

3.3 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件

（1）場(chǎng)區(qū)地層。場(chǎng)區(qū)地表被第四系（Q）覆蓋，根據(jù)本次施工鉆孔實(shí)際揭露情況自上而下的順序分為：新生界第四系、新近系，總揭露厚度106m。

新生界第四系為河床相沉積，巖性以黃土黃土狀粉土、礫石及卵石為主，厚48m；新生界新近系巖性以粘土夾碎石巖塊為主，上部為黃褐色、灰色粘土夾深色巖石碎塊，下部暗紫紅色、紫紅色泥巖與棕色石英粉砂巖呈交互層，并有少量的灰質(zhì)泥巖，揭露地層厚度58m。

（2）場(chǎng)區(qū)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，整體以單斜構(gòu)造為主，無(wú)活動(dòng)斷裂存在。本次勘察工作未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造跡象存在，構(gòu)造對(duì)擬建場(chǎng)地沒(méi)有影響。

（3）場(chǎng)區(qū)主要含水層和隔水層。本次鉆探揭露地層位于地下水位以上，不含水。鉆孔揭露的卵礫石層為第四系砂礫石層孔隙含水層組，透水但不含水，該層厚度24.2m，底界埋深48m。巖性：上部為卵礫石層下部為中粗砂夾礫石層，礫石磨圓度、分選性較差。上覆薄層亞砂土、亞粘土，富水性差。

鉆孔揭露的場(chǎng)區(qū)內(nèi)粉質(zhì)粘土為第四系弱隔水層組，該層厚度2.6m，底界埋深23.8m。黃土狀粉土，夾粉狀粘土薄層，較濕，可塑～硬塑，韌性差，干強(qiáng)度中等，根據(jù)土樣該層土滲透系數(shù)為5×10-4cm/s。

（4）場(chǎng)區(qū)地下水特征。地下水化學(xué)成份陰離子含量以HCO3-為主，每升水中含量251.3mg~263.01mg，占陰離子總量的58.70%～67.90%。其次為SO42-離子，占陰離子總量的20%~23.1%。再次為Cl-和NO3-離子，占陰離子總量的10.01%~11.09%。

地下水化學(xué)成份中陽(yáng)離子以Ca2+為主，每升水中含量為85.7mg~104.8mg，占陽(yáng)離子總量的64.9%~73%。其次為Mg2+和Na+離子，占陽(yáng)離子總量的26.6%~27.72%。地下水中含有少量的K+和NH4+離子，占陽(yáng)離子總量不足1%。

3.4 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.4.1 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

（1）地層穩(wěn)定性 擬建場(chǎng)地位于武安凹斷束Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元，本區(qū)內(nèi)構(gòu)造穩(wěn)定，對(duì)場(chǎng)地影響不大。從場(chǎng)地來(lái)看，本區(qū)屬穩(wěn)定的單斜構(gòu)造。場(chǎng)區(qū)淺部高密度電法和深部區(qū)域地層瞬變電磁電法電阻率分布較均勻，說(shuō)明巖層連續(xù)性良好，不存在地質(zhì)異常和新構(gòu)造，地層沉積較穩(wěn)定。

（2）不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震效應(yīng) 在場(chǎng)地勘察范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流及采空塌陷、巖溶塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)域內(nèi)未發(fā)生過(guò)破壞性地震，鄰近地震也未給本區(qū)帶來(lái)破壞性影響。

（3）地基承載力 本次勘察共取原狀土樣10件，進(jìn)行了常規(guī)物理性質(zhì)試驗(yàn)工作，取得了一定量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。各層巖土的承載力特征值fak及壓縮模量ES1-2（帶*為變形模量）表-1，當(dāng)工程滿足承載力特征值及壓縮模量時(shí)，可視地基承載力穩(wěn)定。

表1 承載力特征值及壓縮模量

3.4.2 巖溶發(fā)育條件評(píng)價(jià)

巖性是巖溶發(fā)育的基礎(chǔ)和內(nèi)在因素。不同巖石由于其礦物成份、化學(xué)成份不同，溶蝕的難易程度不同。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探結(jié)果分析，場(chǎng)區(qū)位于河床之上新生界厚度較大，鉆探揭露最大深度為106m，未揭穿新生界底層。不具備巖溶發(fā)育的基礎(chǔ)和內(nèi)在因素，所以不存在巖溶裂隙發(fā)育條件。

3.4.3 溶洞發(fā)育評(píng)價(jià)

（1）物探成果分析 根據(jù)電法成果切面圖（圖1）中未發(fā)現(xiàn)高阻值區(qū)，區(qū)域電阻率分布較均勻，說(shuō)明巖層連續(xù)性良好，低阻值帶視為含水層巖組，且基本在填埋區(qū)以外。因此存在不良地質(zhì)和溶洞的可能性較小。由此，排除場(chǎng)區(qū)150m以淺地層發(fā)育有大型溶洞的可能。

圖1 埋深150m處切面圖

（2）鉆探成果分析 在場(chǎng)區(qū)的填埋區(qū)內(nèi)實(shí)施了1#鉆孔，鉆探揭露最大深度為106m，未揭穿新生界底層，巖芯判斷地層情況與電法勘探成果基本一致，由此驗(yàn)證了高密度電法和瞬變電磁法所測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。其次在鉆探深度內(nèi)可客觀的評(píng)價(jià)場(chǎng)地內(nèi)溶洞發(fā)育和存在的情況，鉆探巖芯顯示地層沉積穩(wěn)定，不存在溶洞形成的先決條件，因此鉆探揭露106.00m以淺地層不存在溶洞。

3.5 場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)

綜合場(chǎng)地地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，場(chǎng)區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單較穩(wěn)定，巖溶及溶洞不發(fā)育。在鉆探勘察深度內(nèi)未揭露地下水,可不考慮地下水對(duì)本工程的影響，場(chǎng)地內(nèi)巖土種類較多，對(duì)照《城鄉(xiāng)規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范》CJJ 57-2012附錄C“工程建設(shè)適宜性的定性分級(jí)”規(guī)定，場(chǎng)區(qū)選址在地質(zhì)條件上可定為較適宜。

4 結(jié)語(yǔ)

石灰?guī)r區(qū)工業(yè)廢棄物填埋場(chǎng)的選址勘察是建設(shè)項(xiàng)目過(guò)程中的重要的環(huán)節(jié)，其涉及多種學(xué)科領(lǐng)域包括工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、環(huán)境工程、土力學(xué)等，選址除了滿足標(biāo)準(zhǔn)要求和一般性原則外，在勘察過(guò)程中，應(yīng)著重對(duì)石灰?guī)r山區(qū)巖溶裂隙發(fā)育情況、場(chǎng)區(qū)地層巖性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，這將關(guān)系到后期環(huán)評(píng)階段采取的防滲漏措施的選擇。同時(shí)為了保證勘察結(jié)論的準(zhǔn)確性，勘察時(shí)應(yīng)采用多種勘察手段開(kāi)展工作，以便相互對(duì)比、驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)例工程的介紹，目的是對(duì)實(shí)踐工作的總結(jié)，也是為今后石灰?guī)r區(qū)填埋場(chǎng)選址勘察工作更加的科學(xué)和合理性。