公路压覆岩盐矿的地质背景及资源储量边界确定方法

姜灿强

（中盐勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410014）

由于我国道路交通体系的不断完善，公路工程的建设规模逐渐扩大，为了保证公路能够更好地投入到使用当中，针对河南省普通省道网中S228卫新线进行改造，能够进一步满足物资流通需求，推动该地区经济的快速发展，使得河南省公路网建设更为完善。

1 工程概况

项目起点位于襄城县与叶县交界处，向南下穿禹亳铁路后，与S324（原S242）相交，经河北高村后上跨沙河，沿湾李村东侧向南，经吕庄后下穿孟平铁路复线，向南经邓李乡西，于赵庄继续向南与G329（原S241）相交，于汪庄村南下穿宁洛高速，穿过老樊寨村，路线全长43.34 km，设计速度80 km/h。本项目共修建涵洞22道，其中新建18道，拆除重建4道。涵洞统计数据见表1。

表1 涵洞设置统计表

2 公路压覆岩盐矿的地质背景

项目所在区域属淮北冲积湖积平原，占全国平原面积的1.8%。项目沿线区域地貌、地势如图1所示。

图1 项目沿线区域工程地势图

该地区的地质构造属中朝准地台一级大地构造单元，南部边缘区分属地台的两个二级构造单元，即华熊台缘坳陷和华北坳陷的南缘。区域内以断裂构造为主，另有部分褶皱构造，其中，断裂构造直接影响全县的地体结构和地貌形态。境内叶鲁断裂西起鲁山，经程寨通过县城北约2 km处，过廉村东至舞阳县泥河洼以东，全长百余公里，两侧相对北升南降，落差800～1 000 m，是叶舞盆地北部边缘的控制构造。

岩盐主要赋存于核桃园组一段和核桃园组二段中上部，矿层呈固态产出，钻探未发现卤水层。固态矿层一般为块状、层状构造，也有少部分为似层状、纹层状构造。在矿层顶底板的泥岩中常有呈团块状、透镜状或脉状出现的石盐矿石。矿层和围岩呈突变接触，界面比较清晰，矿层产状和地层产状一致，倾向7°左右，倾角一般6～12°。项目区竖向穿越普查区中部， 线路经过ZK5，午4井、午2和ZK8在项目区附近。据ZK5资料，具有开发利用价值的层段共有7个，2个含矿地层，含盐矿层总厚427.71 m。

3 公路压覆岩盐矿资源储量边界确定方法研究

3.1 公路压覆岩盐矿概况

该公路呈现条带状布置，主线路基宽度是12.0 m，路面宽度是15.0 m，途径河南省叶舞凹陷岩盐矿普查区内公路长度为10 600 m。在北侧压覆范围压覆具有开发利用价值的层段共有6个：第一含矿层段，含矿层累计厚度37.55 m，地层埋深范围1 645～1 697 m；第二含矿层段，含矿层累计厚度58.23 m，地层埋深范围1 732～1 804 m；第三含矿层段，含矿层累计厚度26.5 m，地层埋深范围1 849～1 883 m；第四含矿层段，含矿层累计厚度52.45 m，地层埋深范围1 933～2 016 m；第五含矿层段，含矿层累计厚度67.63 m，地层埋深范围2 037～2 142 m；第六含矿层段，含矿层累计厚度35.55 m，地层埋深范围2 324～2 383 m。

3.2 拟压覆资源储量边界确定采用的方法

本次压覆共涉及1个岩盐矿地勘项目，确定其压覆边界重点以矿体开采技术条件为依据，涉及的矿体埋藏比较深，开采方法采用钻井水溶开采法，设工程为条带状，所以本次利用垂线法确定单个建筑物影响边界，然后视具体情况选取最大可能影响范围的建筑物为确定压覆范围，即建筑物下矿体埋深最深，然后确定整个拟建项目的压覆范围。该地区的岩性为砂泥岩、白云岩与泥岩互层。顶部为浅灰色泥岩与粉砂岩、灰白色白云岩；中部为紫色砂岩、泥岩及白云岩、泥灰岩；下部为棕色、紫色砂岩、泥岩互层，夹有杂色砾岩及薄层灰色粉砂岩等。

在确定压覆范围时，采用方法为移动角选取，维护带宽度及依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷矿柱留设与压矿开采规程》和《采空区公路设计与施工技术细则》的有关规定，以及根据矿区实际情况确定压覆区范围。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 《采空区公路设计与施工技术细则》相关规定，本项目公路保护等级为Ⅰ级。按照保护等级Ⅰ级来确定围护带的宽度为20 m。垂线法适用于建设工程呈长条状或长条弯曲状的情况，如铁路、公路等。上述工程窄而长，如果用垂直剖面法可能需要作数条或十数条剖面，无疑就加大了报告工作量，且图上线段较多，容易混淆。

垂线法操作要点：将本高速公路及附属设施建设场地位置发展到矿区的资源储量估算平面图上，在场地边界之外圈出20 m宽一个围护带边界。从围护带边界的各角点向外作垂线，垂线长由各区松散层平均厚乘以余切45°所得，连接各垂线端点，即得到建(构)筑物在地表松散层与基岩接触面上的保护边界。从得到的建(构)筑物在地表松散层与基岩接触面上的保护边界的各角点向外作垂线，将各垂足连线即得到压覆边界线。

3.3 拟压覆资源储量边界移动角选取及计算依据

结合《建筑物、水体、铁路及主要井巷、煤柱留设与压煤开采规程》的有关条例得知，该建设项目属于延伸形构筑物，适用于垂线法计算保护边界，本项目采用“垂线法”进行相应的计算。

3.3.1 移动角选取及依据

移动角参数选用平顶山矿区地表移动实测参数，依照《建筑物、水体、铁路及主要井巷、煤柱留设与压煤开采规程》附录五中附表5-2及附表5-4，结合省内行业经验数据，本次松散层移动角φ、岩层走向移动角δ、岩层上山方向移动角γ、下山方向移动角β等，均按照个矿区具体情况选取和计算。松散层移动角φ值见表2。

表2 松散层移动角φ值

3.3.2 松散层厚度

根据拟建公路与受压覆项目中的钻孔分布情况，岩移计算点松散层厚度利用距离拟建项目最近钻孔的松散层厚度。结合《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第17条和《采空区公路设计与施工技术细则》6.2.2条规定，高速公路 （包括桥梁和隧道） 按照保护等级Ⅰ级，确定该项目围护带宽度是20 m。

3.3.3 围护带宽度

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第17条和《采空区公路设计与施工技术细则》6.2.2条规定，高速公路（包括桥梁和隧道）按照保护等级Ⅰ级来确定围护带的宽度为20 m。通过合理确定围护带宽度，能够保证公路压覆岩盐矿资源储量边界确定更为合理，为相关人员提供准确的数据信息，保证公路压覆岩盐矿资源得到高效的开发与利用。

3.4 公路压覆保护范围的确定

结合《公路安全保护条例》中有关规定，具体如下：县级以上地方人民政府应当根据保障公路运行安全和节约用地的原则以及公路发展的需要，组织交通运输、国土资源等部门划定公路建筑控制区的范围。公路建筑控制区的范围，从公路用地外缘起向外的距离标准为：国道不少于20 m；省道不少于15 m；县道不少于10 m；乡道不少于5 m。公路弯道内侧、互通立交以及平面交叉道口的建筑控制区范围根据安全视距等要求确定。

压覆区上部地层为第四系黏土层夹粉质黏土层，中部为新近系，下部为古近系。地层主要岩性为泥岩、砂岩、油页岩、岩盐等，拟压覆区内叶舞凹陷岩盐矿松散层北部厚度为471 m，南部厚度为271 m。灰白色岩盐与泥岩呈韵律沉积，属松软岩类顶底板，为水平岩层。为确保建设项目安全，本次核实参照《采空区公路设计与施工技术细则》相关规定，合理确定核实区岩层移动角和松散层移动角指标，然后估算压覆的盐层资源量。该地区的岩性为砂泥岩、白云岩与泥岩互层。顶部为浅灰色泥岩与粉砂岩、灰白色白云岩；中部为紫色砂岩、泥岩及白云岩、泥灰岩；下部为棕色、紫色砂岩、泥岩互层，夹有杂色砾岩及薄层灰色粉砂岩等。

结合该公路压覆移动角指标计算能够得知，公路压覆范围超过保护条例确定的保护范围，因此，确定成盐区内本高速公路压覆范围时，结合有关指标确定本建设项目拟对叶舞凹陷岩盐矿普查区（3）（4）区块形成压覆的范围。zk8向线路做垂线，交点以北拟压覆成盐区拐点坐标（西安80坐标）见表3。

表3 S228卫新线叶县段拟压覆北部成盐区拐点坐标一览表

4 结语

综上，通过对某公路压覆岩盐矿的地质背景及资源储量边界确定方法进行有效分析，能够保证该公路项目施工的有序进行，有效减小压覆岩盐矿对项目施工产生的影响，能够保证公路工程项目整体质量得到更好提升，故可以为有关工程提供良好参考。