承德峰名矿业有限公司磨盘沟尾矿库岩土工程勘察

于松

摘 要：本文通过野外调查、工程钻探，室内土工试验等手段对磨盘沟尾矿库进行了详细勘察，查出了场区的地形地貌，地层结构及岩土物理力学性质，对工程建设将要采用的基础形式提出了合理化建议。

关键词：尾矿库；初期坝；承载力；排水井

建筑概况：拟建尾矿库等级为三级，建（构）筑物主要为初期坝、排水管、排水井、消力池等。

1 地形地貌

拟建尾矿库为山谷型尾矿库。山体倾角约20～40°。尾矿库库区大部分地表为第四系地层覆盖，沟谷两侧山顶岩石基本裸露，库区沟谷及坡面植被发育。区内地势东西高中间低，地形标高在650～840m之间。地貌单元属山间沟谷地带。

2 工程地质条件

2.1 场区地质构造

本区地处燕山山脉中段，地质构造简单，无断裂构造通过坝址及库区，沟谷顺直且较狭窄，沟谷内无地表水出露。库区及坝址山体稳定，地质构造简单，无不良地质作用，造成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害可能性小。为查清库区岩体节理裂隙发育情况，野外勘察期间，采用地质罗盘对库区岩体结构面产状进行了实测。

测量结果见下图：

2.2 地层结构

根据钻孔揭露，将勘察范围内地基岩土按物质组合、埋藏条件及成因类型等特点划分为3个工程地质层，分述如下：

1层杂填土：杂色，主要由碎石块、矿渣、粉土及砂土组成，稍湿，松散。

2层角砾：黄褐色，主要成分为片麻岩风化残积物，一般粒径2～30mm，最大粒径超过50mm，含量约占50-70%，最大粒径60mm，充填物为砂土，多呈棱形，磨圆度、光洁度较差，稍湿-饱和，稍密-中密。

3-1层片麻岩：青灰-黄褐色，隐晶质结构，片麻状构造，岩芯多呈砂粒状及碎块状，節理裂隙很发育，为强风化层。

3-2层片麻岩：青灰-黄褐色，隐晶质结构，片麻状构造，岩芯多呈碎块状及块状，节理裂隙发育，为中等风化层。

2.3 岩土物理力学性质

通过综合分析可以看出：

1层杂填土：该层结构松散，物理力学性质差。

2层角砾：该层呈稍密-中密状态。

3-1层片麻岩：为强风化，软岩，破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

该层物理力学性质建议值：摩擦系数f≈0.60，黏聚力标准值c≈20kPa，似内摩擦角φ≈70°。渗透系数k≈6.5×10-4cm/s。

3-2层片麻岩：为中等风化，较软岩，较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

该层物理力学性质建议值：摩擦系数f≈0.65，黏聚力标准值c≈25kPa，似内摩擦角φ≈75°。渗透系数k≈5.5×10-8cm/s。

2.4 地下水

场区在勘察深度范围内未见稳定地下水。

3 地基工程分析

3.1 地层承载力

场区内各层土的承载力特征值（fak）、变形模量Eo（MPa）、压缩模量（Es）评价如下：

2层角砾：fak=280kpa

Eo=30Mpa

3-1层片麻岩：fak=500kpa（经验值）

3-2层片麻岩：fak=2000kpa（经验值）

3.2 场地土地震效应

该区大地构造处于Ⅰ级构造单元中朝准地台（Ⅰ2），Ⅱ级构造单元燕山台褶带（Ⅱ22），Ⅲ级构造单元承德拱断束（Ⅲ62），Ⅳ级构造单元大庙穹断束（Ⅳ202）；场区内地层结构构造简单，分布连续，未发现活动性断裂通过本区。根据场地土名称、性状及估算场地等效剪切波速为210m/s，判定该场地土属中软场地土。场区覆盖层厚度介于0.5-17m，建筑场地土类别属Ⅱ类，为对建筑抗震一般地段。场地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。特征周期值初期坝附近为0.45s。

4 结论与建议

1）建议拟建初期坝、排水管、消力池以3-1层片麻岩（强风化层）为地基持力层。初期坝左右坝肩与山体接触部位，应将山坡松散覆盖层及植被全部清除，保障坝肩与稳定岩体充分接触。拟建排水井以3-2层片麻岩（中等风化层）为地基持力层。

2）为防止雨水冲刷初期坝及后期坝坝肩，在坝肩处设置截水沟，将山坡雨水引至库外，以保证初期坝及后期坝坝肩不受破坏。

3）区内地下水位变幅为1.50-2.00m。

4）区内最大冻土深度约为1.26m。

5）基槽开挖过程中，如遇软弱土应清除，严禁基底浸水、冰冻或人为扰动；如遇地下水，可采用“明排”方法进行排水，基槽开挖后，应加强验槽工作，遇到问题及时研究处理。

参考文献：

[1] 工程地质手册.中国建筑工业出版社，2007.

[2] 岩土工程勘察规范.GB50021-2001.2009-07-01实施.中国建筑工业出版社.

[3] 建筑工程抗震设防分类标准.GB50223-2008.2008-7-30实施.中国建筑工业出版社.

[4] 建筑地基基础设计规范.GB50007-2011.2012-08-01实施.中国建筑工业出版社.