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        江西省德安縣張十八鉛鋅銻礦場區(qū)工程地質條件及防治措施

        2022-11-22 20:38:32
        資源信息與工程 2022年2期
        關鍵詞:碳質場區(qū)泥質

        李 超

        (江西贛北地質工程勘察有限公司,江西 九江 332100)

        1 地質環(huán)境背景

        1.1 自然地理

        江西省德安縣張十八鉛鋅銻礦位于九江市德安縣豐林鎮(zhèn)上屋王村茅山水庫北側,交通便利。場地屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū),溫暖濕潤,四季分明;屬鄱陽湖水系,降水量地區(qū)分布差異不大,雨量集中在4—6月,易發(fā)生旱澇災害;屬剝蝕殘丘地貌、丘間谷地,群山連綿,溝谷植被發(fā)育,可耕土地少。

        1.2 區(qū)域地質

        場地位于近東西向的九江瑞昌印支期褶斷帶南端彭山穹隆,東、西、北三面以一個環(huán)弧狀層間滑動斷裂帶與印支期褶斷帶相分割,南緣以一條長期活動的東西向高塘—瑞昌路口斷裂與近東西向印支期褶斷帶相接。喜山期近南北向深斷裂分別縱切整個彭山穹隆構造[1]。

        1.3 區(qū)域地震

        場地屬長江中下游地震亞區(qū)九江—靖安地震亞帶,有記載的地震震級均小于6級[2],設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g,設計特征周期值為0.35 s,未見有活動跡象,穩(wěn)定性較好。

        2 工程地質條件

        2.1 地形地貌

        場區(qū)地貌為剝蝕殘丘地貌及丘間谷地,地勢起伏較大,丘體地表坡度20°~30°,山體表面植被發(fā)育,以杉樹、雜樹為主;屬大氣降水補給徑流區(qū),地表不易儲水,降雨季節(jié)伴有間歇性山間溪流。

        2.2 地質巖性特征

        擬建場內根據(jù)地層堆積時代和成因,將鉆孔深度范圍揭露地層分為雜填土、黏土、泥質頁巖、灰?guī)r和碳質頁巖5大類,細分為11個亞類。

        (1)雜填土:黃褐、紅褐色,松散,主要為碎石、塊石,局部分布,厚0.50~8.50 m,平均厚為2.40 m;承載力特征值為60 kPa。

        (2)黏土細分為粉質黏土和含碎石礫質黏性土2個亞類。前者灰褐、黃褐色,可塑,主要為粉粒、黏粒等,韌性中等,干強度中等,稍具光澤;局部分布,厚0.70~4.90 m,平均厚為2.19 m;承載力特征值為120 kPa。后者褐黃、灰黃色,中密,稍濕,主要為黏粒、粉粒等,局部夾碎石,碎石成分為強風化頁巖,粒徑1~5 cm,多呈棱角狀,體積分數(shù)10%~20%;局部分布,厚0.80~10.40 m,平均厚為3.87 m;承載力特征值為140 kPa。

        (3)泥質頁巖細分為強風化泥質頁巖、中風化泥質頁巖和微風化泥質頁巖。

        泥質頁巖呈青灰色,泥質結構,厚層狀構造,主要成分為泥質、鈣質等,因鉆孔深度所限局部該層未揭穿。強風化泥質頁巖節(jié)理裂隙發(fā)育,裂隙多被方解石充填;局部分布,厚4.50~8.90 m,平均厚為6.15 m,承載力特征值為350 kPa。中風化泥質頁巖裂隙不發(fā)育,偶見細脈狀方解石;局部分布,厚1.60~7.60 m,平均厚為4.04 m,承載力特征值為800 kPa。微風化泥質頁巖裂隙不發(fā)育,偶見細脈狀方解石;局部分布,厚4.40~9.50 m,平均厚為6.05 m,承載力特征值為1 400 kPa。

        (4)灰?guī)r為中風化石灰?guī)r:灰白色,中風化,隱晶質結構,中—厚層狀構造,主要為方解石;局部分布,厚6.10~12.00 m,平均厚為9.30 m;因鉆孔深度所限該層未揭穿,承載力特征值為2 000 kPa。

        (5)碳質頁巖細分為碳質頁巖殘積土、強風化碳質頁巖、中風化碳質頁巖和微風化碳質頁巖。

        碳質頁巖殘積土呈灰黑色,可塑,由碳質頁巖風化殘積而形成,韌性中等,干強度中等;局部分布,厚0.50~10.80 m,平均厚為2.61 m。強風化碳質頁巖、中風化碳質頁巖和微風化碳質頁巖呈灰黑色,泥質結構,厚層狀構造,主要為泥質、粉砂質,局部夾碳質。前者裂隙較發(fā)育,局部分布,厚0.3~19.30 m,平均厚為5.32 m,承載力特征值為370 kPa;中者裂隙不發(fā)育,局部分布,厚0.80~17.50 m,平均厚為7.36 m,因鉆孔深度所限局部該層未揭穿,承載力特征值為1 300 kPa;后者裂隙不發(fā)育,局部分布,厚4.70~27.40 m,平均厚為14.20 m,因鉆孔深度所限局部該層未揭穿,承載力特征值為2 000 kPa。

        3 水文地質條件

        場區(qū)南部為茅山水庫,低洼處可見小溪及積水,自北向南流向水庫。地下水類型主要為第四系孔隙性潛水和基巖裂隙水。

        孔隙性潛水主要分布于丘間谷地,賦存于雜填土、粉質黏土、含碎石礫質黏性土和強風化碳質頁巖中。雜填土為強透水層,含碎石礫質黏性土、粉質黏土和強風化碳質頁巖為弱透水層(組);主要接受大氣降水及地表水補給,平水期和枯水期向周邊水系徑流排泄或補給下伏基巖含水層,豐水期接受周邊水系反補;水位、水量受季節(jié)性影響明顯,變化較大;場地穩(wěn)定地下水水位在現(xiàn)地面下1.5~3.9 m,穩(wěn)定水位標高為66.92~68.54 m,年變化幅度為1.0~2.0 m。

        基巖裂隙水主要賦存于微風化泥質頁巖、中風化石灰?guī)r、中風化碳質頁巖和微風化碳質頁巖中,其水量大小和徑流受巖體節(jié)理裂隙發(fā)育程度、連通性和構造的控制,主要接受第四系松散層孔隙水及地表水補給,順裂隙面及孔隙向低處徑流排泄,富水性較弱,水量貧乏。

        此外,本區(qū)場地環(huán)境類別為Ⅱ類,2個水樣和2個土樣表明地下水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性;土對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

        4 工程地質條件評價

        4.1 不良工程地質現(xiàn)象

        場區(qū)未見明顯新構造運動及全新斷裂活動痕跡;土層內未見土洞、空洞等不利工程因素,同時無埋藏的河道、溝浜、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物;地勢較開闊,周邊無高陡山體、孤巖、斜坡等不良現(xiàn)象;產(chǎn)生滑坡、泥石流地質災害條件可能性小[3]。

        4.2 特殊性巖土

        場區(qū)特殊性巖土主要為填土,且局部分布,主要分布于場區(qū)淺表層,呈松散狀態(tài),成分較復雜,密實程度不均勻,穩(wěn)定性較差。在開挖后易產(chǎn)生坍塌和失穩(wěn),將不利于場地基坑工程的順利施工;強風化巖石風化劇烈,呈碎塊狀,導致地基承載力均勻性較差;中風化巖層風化不均勻,在基礎施工時開挖難度極大。

        4.3 地震及地震液化評價

        場區(qū)地震基本烈度屬Ⅵ度,基本地震加速度值為0.05g,設計特征周期為0.35 s,土層剪切波速范圍值為500 m/s≥vs>250 m/s,場地類別為Ⅱ類,為中硬場地土。綜合區(qū)域水文和地質資料,場區(qū)主體為軟質場區(qū)巖石,丘間谷地土為中軟場地土,Ⅱ類建筑場地,為抗震一般場地,建筑抗震設防標準為標準設防類,未見可液化土層。

        4.4 地基穩(wěn)定性和均勻性評價

        場區(qū)地基主要巖層為強風化泥質頁巖、中風化泥質頁巖、強風化碳質頁巖、中風化碳質頁巖、中風化灰?guī)r,場地穩(wěn)定性較好,環(huán)境工程地質條件一般,水文地質條件簡單,綜合判定場地地基較穩(wěn)定。

        場區(qū)地基持力層有強風化泥質頁巖、中風化泥質頁巖、強風化碳質頁巖、中風化碳質頁巖、中風化灰?guī)r,下部未見軟弱層,為均勻地基。

        5 巖土工程評價

        5.1 場地穩(wěn)定性及適宜性評價

        根據(jù)區(qū)域資料擬建場地未見有大的區(qū)域性活動斷裂構造通過,勘察鉆孔內未見斷層破碎帶、斷層擦痕和斷層角礫等斷裂構造痕跡,地質構造不發(fā)育,場地較穩(wěn)定。

        場地除填土特殊性巖土外,未見明顯新構造運動及全新斷裂活動痕跡。土層內未見土洞、空洞等不利工程因素,同時無埋藏的河道、溝浜、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物,及無高陡山體、孤巖、斜坡等不良地質現(xiàn)象,屬抗震一般地段。綜合判定場地為穩(wěn)定型場地,適宜工程建設。

        5.2 巖土層評價

        根據(jù)巖土層的巖性、強度、壓縮性和承載力特征,將場區(qū)巖土層分為三類擬建物巖土層。

        (1)不適宜擬建物巖土層。場區(qū)內不適宜擬建物巖土層主要為填土,填土主要分布于淺表層,填土結構松散,土質不均勻,具高壓縮性,不宜作為擬建物基礎持力層。荷載要求不高的擬建物可選擇粉質黏土、含碎石粉質黏土和碳質頁巖殘積土為基礎持力層。粉質黏土屬一般堆積黏性土類,具中等壓縮性,承載力一般,地基強度一般;含碎石粉質黏土厚度不均勻,強度差異較大,壓縮性高;碳質頁巖殘積土屬風化巖類,地基強度低,厚度較大,分布均勻。

        (2)一般擬建物巖土層。擬建區(qū)內一般擬建物巖土層主要為強風化泥質頁巖和強風化碳質頁巖,主要為基巖強分化表層,分布層位和厚薄不均勻,強度較高,壓縮性較小,可作為一般擬建物樁基礎的持力層。

        (3)重要擬建物巖土層。擬建區(qū)內荷載要求較高的擬建物持力層的巖土層主要為中風化泥質頁巖、微風化泥質頁巖、中風化灰?guī)r、中風化碳質頁巖和微風化碳質頁巖。根據(jù)工程實際和巖土層埋深,重要擬建物巖土層為中風化泥質頁巖和中風化碳質頁巖。

        中風化泥質頁巖和中風化碳質頁巖局部分布,厚度較均勻,層位較穩(wěn)定,強度高,壓縮性低,力學性能高,埋藏中等,可作為重要擬建物樁基礎持力層;微風化泥質頁巖、中風化灰?guī)r和微風化碳質頁巖厚度均勻,層位穩(wěn)定,強度高,壓縮性低,力學性能高,但埋藏深,擬建物工程無需達到此埋深,如不考慮工程成本,亦可作為擬建物樁基礎持力層。

        5.3 防治措施

        場區(qū)局部地勢陡峭,開挖整平后會形成高邊坡,場區(qū)西側有5~10 m邊坡,邊坡以強風化碳質頁巖、強風化泥質頁巖為主。從安全適用和經(jīng)濟合理角度出發(fā),支護工程應防治并舉,加強監(jiān)測管理。場內通過支擋加固和坡頂排水的組合措施,保證廠區(qū)施工和后期安全。

        主要防治措施為:采用錨桿+掛鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土面層;地表設置截水溝和排水溝,排除地表水,形成邊坡巡查的長效機制,經(jīng)常性檢查截水溝、排水溝的暢通情況,防止淤集雜物而阻擋地表水的排泄,檢查排水溝是否滲漏,防止地下水滲入坡體內;實施雨季雨量監(jiān)測預警機制,發(fā)現(xiàn)險情,及時發(fā)出報警信息,組織施工人員、施工機械撤離,確保安全。

        6 結 論

        (1)張十八鉛鋅銻礦場區(qū)地貌為剝蝕殘丘及丘間谷地,地勢起伏較大;地層巖組劃分為5大類和11個亞類;地下水類型主要為第四系孔隙性潛水和基巖裂隙水,且地下水和土對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性;無不良工程地質現(xiàn)象;特殊性巖土主要為填土;地基穩(wěn)定性和均勻性較好,為穩(wěn)定型場地。

        (2)將區(qū)內巖土體分為不適宜擬建物巖土層、一般擬建物巖土層和擬建物巖土層三大類,并提出支擋加固和坡頂排水組合措施,保證廠區(qū)施工和后期安全。

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