馬杰

摘要：三洋壩金礦采選項(xiàng)目位于隴南市西和縣，位于西秦嶺南側(cè)的隴南山地，擬建尾礦庫(kù)等級(jí)為三等，本次尾礦庫(kù)巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。三洋壩金礦區(qū)大地構(gòu)造屬于秦嶺造山帶西段腹地，揚(yáng)子板塊北緣，南秦嶺印支陸隆帶之北，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。本文對(duì)工程區(qū)地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)作用等進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而對(duì)地基土工程地質(zhì)及尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后提出了尾礦庫(kù)滲漏預(yù)防措施，為以后的工程建設(shè)提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：三洋壩尾礦庫(kù)；巖土工程特性；工程適宜性；評(píng)價(jià)

三洋壩金礦采選項(xiàng)目位于隴南市西和縣六巷鄉(xiāng)花橋村三洋壩，勘察區(qū)位于西秦嶺南側(cè)的隴南山地，依據(jù)地貌特征和成因類型勘察區(qū)可分為侵蝕構(gòu)造中低山、侵蝕堆積河谷兩大地貌單元。該區(qū)屬我國(guó)東西和南北地質(zhì)構(gòu)造結(jié)合、交匯樞紐地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期及喜山期多期次、多旋回不同層次的構(gòu)造演化，形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。本次巖土工程勘察的目的是為尾礦壩的設(shè)計(jì)提供完整、可靠的地質(zhì)參數(shù)和地質(zhì)依據(jù)。

1.地層及巖性特征

據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪及勘探揭露，尾礦庫(kù)場(chǎng)地地層自上而下由第四系全新統(tǒng)坡積物（Q4dl）、第四系全新統(tǒng)沖洪積物（Q4al+pl）及中泥盆統(tǒng)（D2g）構(gòu)成?，F(xiàn)按巖性自上而下分述如下：

1.1第四系（Q4）

①含礫粉質(zhì)粘土（Q4dl）：黃褐色，可塑，中密，稍濕，主要分布在溝道左側(cè)斜坡上，碎石粒徑多在0.5cm～1cm，最大可見7cm，母巖巖性主要為板巖、灰?guī)r等，含量約25%，表層富含植物根系，厚度2m～8.7m。②含碎石粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：黃褐色，中密-密實(shí)，稍濕，可塑，主要分布在溝道左岸，碎石粒徑多在2cm～ 5cm，偶見漂石，母巖巖性主要為板巖、灰?guī)r等，含量約20%，厚度1.6m～7.5m。③碎石（Q4al+pl）：主要分布于溝道內(nèi)，淺灰-灰色，稍濕，中密-密實(shí)，骨架顆粒由漂石、碎石組成，磨圓度差，級(jí)配不均勻，成分主要為板巖、灰?guī)r、變砂巖，風(fēng)化強(qiáng)烈，以粉質(zhì)粘土及巖屑充填，骨架粒徑一般在3cm～6cm，大于2cm的顆粒含量占總質(zhì)量的50%～85%，其中碎石含量約30%，漂石40%，最大粒徑約45cm，砂土及粉土含量較少，層厚1.0m～4.6m。

1.2泥盆系（D）

④強(qiáng)風(fēng)化板巖夾灰?guī)r：淺灰色，薄層狀變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，主要成分為絹云母、石英、炭質(zhì)等，巖體破碎，巖質(zhì)軟，局部段夾中層灰?guī)r，可見石英脈，層厚6.4m～ 10.5m。⑤中風(fēng)化板巖夾灰?guī)r：淺灰色，薄層狀變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要成分為絹云母、石英、炭質(zhì)等，巖體較破碎，巖質(zhì)軟，局部段夾中層灰?guī)r，可見石英脈，揭穿層厚11.5m。⑥微風(fēng)化板巖夾灰?guī)r：淺灰色，薄層狀變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較不發(fā)育，主要成分為絹云母、石英、炭質(zhì)等，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，局部段夾中層灰?guī)r，可見石英脈，未揭穿，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、鉆孔及物探揭示，其厚度大于50m。

2.場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造

2.1斷裂

經(jīng)地球物理勘探3條剖面工作成果得知剖面控制范圍及深度內(nèi)地層巖性穩(wěn)定連續(xù)，庫(kù)區(qū)內(nèi)沒有斷裂構(gòu)造存在。詳見物探工作報(bào)告。

2.2節(jié)理

受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造節(jié)理裂隙較為發(fā)育，本次勘察在壩址及庫(kù)區(qū)進(jìn)行了節(jié)理裂隙測(cè)量，主要發(fā)育兩組節(jié)理，為剪節(jié)理，產(chǎn)狀分別為：275°～290°∠42°～60°，337°～350°∠59°～70°，節(jié)理寬度多在1mm左右，1m內(nèi)發(fā)育節(jié)理?xiàng)l數(shù)7～9條，貫通性較差，泥質(zhì)充填。

2.3層理

勘察區(qū)多為薄層狀板巖夾中厚層灰?guī)r，層間結(jié)合性較差，偶見石英脈充填，表層風(fēng)化強(qiáng)烈，傾向東南，產(chǎn)狀多在155°～170°∠40°～55°，局部地段受褶皺影響，個(gè)別地段傾角有所變化。

3.水文地質(zhì)條件

勘察區(qū)位于山區(qū)內(nèi)的溝谷地帶，地形切割強(qiáng)烈，山勢(shì)較陡。該區(qū)地下水主要為第四系松散巖類孔隙水，基巖風(fēng)化裂隙水兩大類。

3.1第四系松散巖類孔隙水

（1）河谷潛水。呈條帶狀分布于河谷區(qū)，賦存于河谷第四系砂礫卵石孔隙之中，水位埋藏較淺，一般小于5m，含水層厚度一般在2m～5m，滲透性屬?gòu)?qiáng)透水含水層，富水性較差，一般多為SO4·HCO3-Ca型水，水質(zhì)較好。

（2）殘坡積層孔隙潛水。分布在斜坡殘坡積物中，含水層呈不連續(xù)片狀分布，含水層較薄，且含水層多泥質(zhì)充填，一般為0.5m～2m，屬中等透水含水層。

3.2基巖風(fēng)化裂隙水

主要賦存于泥盆系千枚狀板巖夾薄層灰?guī)r地層中，構(gòu)造裂隙帶為主要含水層，含水層呈不規(guī)則狀，厚度8m～10m，滲透性、富水性較差，屬弱透水含水層，多為SO4·HCO3-Ca型水，水質(zhì)較好。

本次勘察溝道內(nèi)多數(shù)鉆孔見地下水，水位埋深1.2m～ 8.8m，相應(yīng)水位標(biāo)高為1732.10m～1747.48m。

4.不良地質(zhì)作用

根據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪及物探結(jié)果，尾礦庫(kù)壩基、庫(kù)區(qū)未發(fā)現(xiàn)對(duì)尾礦庫(kù)產(chǎn)生威脅的斷裂構(gòu)造、崩塌、滑坡等不良地質(zhì)作用存在。

該區(qū)人類工程活動(dòng)較小，坡面第四系殘坡積物厚度相對(duì)較薄，坡面植被發(fā)育，在局部有小面積坡面泥流形成的可能，一般不會(huì)產(chǎn)生較大的崩塌、滑坡災(zāi)害。

尾礦庫(kù)所在溝谷具備泥石流形成的地貌條件，但泥石流的形成主要取決于區(qū)內(nèi)的松散物質(zhì)，庫(kù)區(qū)屬于基巖山區(qū)，坡面及溝道內(nèi)能轉(zhuǎn)化為泥石流所需的松散物質(zhì)較少，且溝道植被茂密，覆蓋度高，水流清澈，泥石流災(zāi)害發(fā)生易發(fā)性小，據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（T/CAGHP006-2018），綜合判斷該溝為非泥石流溝，不會(huì)產(chǎn)生較大的泥石流災(zāi)害，但應(yīng)做好防洪措施。

5.地基土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

5.1工程巖體分類

根據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆孔揭露及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218-2014），對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的巖體進(jìn)行了工程巖體分級(jí)，其成果見表1。

5.2場(chǎng)地巖土承載力特征值

根據(jù)場(chǎng)地巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及原位測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定場(chǎng)地巖土層的承載力特征值fak及變形參數(shù)列于表2。

5.3地基土綜合工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

①含礫粉質(zhì)粘土（Q4dl）：主要分布在溝道左側(cè)斜坡上，厚度不均勻，分布不連續(xù)，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)性質(zhì)與均勻性差，不宜做壩基礎(chǔ)持力層。②含碎石粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：主要分布于溝谷內(nèi)，中密，厚度不均勻，分布不連續(xù)，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)性質(zhì)與均勻性差，不宜做壩基礎(chǔ)持力層。③碎石（Q4al+pl）：主要分布于溝谷內(nèi)，密實(shí)，厚度較小，工程力學(xué)性能較好，承載力較高，可做擬建攔洪壩基礎(chǔ)持力層。④強(qiáng)風(fēng)化板巖夾灰?guī)r：層位穩(wěn)定，埋深較小，厚度較大，工程力學(xué)性能較好，承載力較高，可作為擬建防滲壩的基礎(chǔ)持力層。⑤中風(fēng)化板巖夾灰?guī)r：層位穩(wěn)定，埋深較大，厚度較大，工程力學(xué)性能較好，承載力高，可做擬建初期壩基礎(chǔ)持力層或下臥層。

6.尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)評(píng)價(jià)

6.1庫(kù)區(qū)穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)勘探結(jié)果，庫(kù)區(qū)無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)作用，邊坡穩(wěn)定性好，庫(kù)區(qū)巖性以薄層板巖夾中-厚層灰?guī)r為主，第四系覆蓋層相對(duì)較薄，無第四系活動(dòng)斷裂，場(chǎng)地穩(wěn)定性較好，適宜尾礦庫(kù)建設(shè)。

6.2庫(kù)區(qū)滲漏分析評(píng)價(jià)

（1）壩基滲漏。根據(jù)勘探和地面地質(zhì)調(diào)查，庫(kù)區(qū)南北西側(cè)山體及谷底均揭露到基巖，鑒于壩址區(qū)南北封閉，谷底基巖基本上由相對(duì)不透水的板巖夾灰?guī)r組成，中風(fēng)化巖體較完整，強(qiáng)度較高，庫(kù)區(qū)內(nèi)無構(gòu)造斷裂發(fā)育。結(jié)合建筑物特征，通過壩基開挖，清除表層松散覆蓋層后，庫(kù)區(qū)滲漏主要為沿強(qiáng)風(fēng)化節(jié)理裂隙通道的滲透。壩體伸入到基巖中風(fēng)化層1.5m后，壩址就具有一定的防滲特性。

（2）側(cè)向滲漏。壩址區(qū)位于溝坡地帶，左右壩肩山體高差45m～50m，坡度25°～36°，地形條件良好，左壩肩覆蓋層厚度5.6m～8.5m，右壩肩2.5m～3.8m，強(qiáng)風(fēng)化層深約8.0m，兩側(cè)壩肩多為強(qiáng)透水第四系地層和中等透水的強(qiáng)風(fēng)化板巖構(gòu)成，加之本區(qū)氣候濕潤(rùn)多雨，應(yīng)防止壩肩繞壩滲漏或其他側(cè)向滲漏問題。

（3）土的滲透變形。根據(jù)本次土工試驗(yàn)結(jié)果，庫(kù)區(qū)內(nèi)②層沖積碎石不均勻系數(shù)均大于5，顆粒級(jí)配不均勻，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50487-2008附錄G劃分，區(qū)內(nèi)②層土可能發(fā)生流土的滲透變形，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的水力比降，防止土體滲透變形的發(fā)生。

6.3庫(kù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)、洪水計(jì)算

三洋壩金礦尾礦庫(kù)的等別按三等庫(kù)考慮，依據(jù)《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》，其防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水重現(xiàn)年為50年～100年。

擬建三洋壩金礦洪水流量采用隴南地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式：

故三洋壩金礦百年一遇的洪水流量：12.32m3/s，五十年一遇的洪水流量：8.96m3/s。

7.尾礦庫(kù)滲漏預(yù)防措施

由于擬建尾礦庫(kù)為透水堆石壩，屬于透水性壩體，壩址下游5km為花橋村所在地，一旦壩址區(qū)發(fā)生尾礦滲漏滲濾液對(duì)下游地下水影響較大。因此，壩前應(yīng)采取人工防滲、截堵等措施防止尾礦水對(duì)下游環(huán)境可能產(chǎn)生的污染，并應(yīng)制定發(fā)生滲漏的應(yīng)急預(yù)案。

修建尾礦庫(kù)時(shí)，建議采取以下措施：

（1）對(duì)庫(kù)區(qū)及壩體均進(jìn)行人工防滲處理。要在庫(kù)區(qū)內(nèi)鋪設(shè)粗砂、復(fù)合土工膜和粘土復(fù)合防滲層，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施降低壩體內(nèi)浸潤(rùn)線高程，并在堆積壩體內(nèi)預(yù)埋排滲管系統(tǒng)。（2）庫(kù)區(qū)運(yùn)營(yíng)期間，在尾礦庫(kù)溝口及兩側(cè)鄰谷的溝口布置監(jiān)測(cè)井，隨時(shí)檢測(cè)水位、水質(zhì)的變化及地下水對(duì)環(huán)境的影響。發(fā)現(xiàn)污染及時(shí)向有關(guān)部門報(bào)告，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，確保水環(huán)境不受污染。

8.結(jié)論

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、勘察，擬建場(chǎng)地內(nèi)無第四系活動(dòng)斷裂，亦未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流、危巖體等不良地質(zhì)現(xiàn)象；擬建物依地勢(shì)而建，上部覆蓋層厚度一般小于10m，層位相對(duì)穩(wěn)定，綜合評(píng)價(jià)：場(chǎng)地穩(wěn)定性較好，適宜本工程建設(shè)。本庫(kù)區(qū)內(nèi)場(chǎng)地土覆蓋層厚度do為12.0m，覆蓋層厚度范圍內(nèi)場(chǎng)地土的等效剪切波速值330.2m/s。場(chǎng)地土類型為中硬場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為II類。本場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，整體持力層分布不穩(wěn)定，建議初期壩清除上覆第四系土層與強(qiáng)風(fēng)化板巖后，將壩基放在中風(fēng)化板巖上；左右兩側(cè)壩肩清除上覆第四系土層與強(qiáng)風(fēng)化板巖后，將中風(fēng)化板巖作為壩肩持力層。壩體修好后在兩側(cè)壩肩上下游做翼墻進(jìn)行防護(hù)，以加強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘肅省質(zhì)礦產(chǎn)局.甘肅省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社， 1989.

[2]于廣明，宋傳旺，吳艷霞，等.尾礦壩的工程特性和安全監(jiān)測(cè)信息化關(guān)鍵問題研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)， 2011， 33（S1）： 56-60.

[3]李家龍.廣州市某酒店工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià)[J].西部資源， 2019（03）： 101-103.

[4]鄒國(guó)富，段富平，吳莉.某尾礦庫(kù)場(chǎng)地巖土工程穩(wěn)定性的初步評(píng)價(jià)[J].采礦技術(shù)， 2006（02）： 33-36+39.