永州市珠山镇燕子冲尾矿库水文地质勘察报告

一、概述（一）工程概况零陵锰资源有限公司拟在珠山镇燕子冲建尾矿库，为了解该拟建场地水文、工程地质情况，受零陵锰资源有限公司委托，我院承担了燕子冲水库尾矿库坝址和尾矿库水文、工程地质勘察工作。

燕子冲尾矿库位于零陵区珠山镇山支尾村，北西3.5公里为珠山镇，有322国道线和衡昆高速公路通到珠山镇，有乡村公路及矿山路通往拟建尾矿库附近，交通较方便。

（二）勘察工作1、勘察目的与任务本次勘察目的是：为尾矿库坝址的设计与施工提供水文、工程地质资料。

主要任务是：①查明库区和坝址范围内的岩土工程地质条件，地质结构和岩土物理性质，对岩土的均匀性、强度和变形性状作出定性和定量评价，查明有无岩溶发育。

②查明库区水文地质条件，地下水埋藏条件、水位变化幅度，评价地下水对建筑材料的腐蚀性，评价库区岩土渗透性。

③查明库区及坝址范围发育的不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及对工程的影响，提出评价；特别要求查明尾矿库区及坝肩山体稳定性及滑坡体性质。

④查明库区及坝址范围内各层岩土的类别、厚度、结构、工程特性，提供工程地质剖面图、钻孔柱状图等。

⑤查明尾矿堆积体的颗粒组成、密实程度及其沉积条件，尾矿的物理力学性质。

⑥根据场地岩土性质，对坝基、坝肩、库区、进行稳定分析。

⑦对库区筑坝材料的适宜性进行调查。

2、勘察依据本次勘察执行的技术标准如下：①、《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；②、《上淤法尾矿堆积坝工程地质勘察规程》（TGJ11-86）；③、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；④、《尾矿库安全监督管理规定》（安监总局2006年第6号令）⑤、《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）；⑥、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）；⑦、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）。

3、勘察方法①、现场踏勘：接受任务后，我院组织专业技术人员对场地地形、地貌及植被覆盖特征进行了解外，还组织有关人员查阅与场地有关的区域地质资料。

②、勘察工作布置：地形图采用零陵区国土资源2009年08月编制的1：1000地形图，采用自由座标系和相对高程系，钻孔由设计部门在图上布置，共布置钻孔6个。

③、钻探施工：本次勘察使用XY-100型钻机一台，钻探时，对土层基本采用干钻取芯，每个回次控制在1.00—1.50米以内，岩芯采取率：土芯96%，岩芯92%，岩土芯采取率达到规范要求标准。

钻进过程中对岩土芯细致描述，并及时做好机台班报表。

④、钻孔编录：由专职技术人员按规范要求进行编录。

⑤、原位测试和室内试验：原位测试采用标准贯入试验，岩、土、水样室内检测工作委托湖南省永州岩矿岩土实验测试所完成。

4、勘察进程和完成工作量本次勘察工作于2009年08月26日进场施工，09月01日完成野外工作，历时6天，经室内资料整理，完成实物工作量如下表：完成工作量统计表5、勘察质量评述本次勘察所施工的钻孔，依据各孔坐标在现场确定，钻孔孔位用皮尺定位，误差不超过0.10米，钻孔深度控制到持力层及其以下砂岩6.30-9.40米，原位测试及取样频数符合统计运算要求。

编录及时，各地质体界线误差不大于10cm。

总之，本次勘察工作，质量满足行业标准要求，实现了预期目的，资料可靠，可作为设计施工依据。

二、勘察场地工程地质条件（一）地形地貌场地区属剥蚀低山丘陵地貌，地势总的为北西转向东西的低山谷地，东南西三面地势较高，标高在236.63米—242.22米，低谷标高181.39米，高差55.24—60.83米。

山顶多为浑园状，地形坡度较陡，坡度20-30°，谷底北低、南高，倾角5-10°。

场地内绝大部分地表为第四系残坡积覆盖，地表零星见到基岩露头，场地为荒山区，植被比较发育，植被覆盖率达70-80%，低处为杂草，半山腰以上为灌木及少量松木，地形条件简单。

（二）地质构造场地位于雪峰山台凸之东南边，祁阳山字型构造，南翼反射弧内侧，呈向斜盆地构造，构造线为北北东，盆地北起东安县老八丘田，南至新宅里，长23公里，宽0.50—3公里，轴向北偏东15°左右，核心由三叠系和二叠系地层构造，向斜西陡东缓，于家地段开阔，向北东南西收缩封闭。

断裂构造较为发育，以北北东向压扭性纵向断层为主，断层规模较大，沿走向呈舒缓波状。

东西横断层次之，但破坏了地层和矿层的连续性。

水库和尾矿库场地位于北北东向压扭性纵断层的西面。

为一向西倒转的向斜盆地，盆地核心（水库和尾矿库低谷处）为二叠系上统龙谭组含煤地层。

水库和尾矿库场地内未见到大的构造通过痕迹，且新构造运动不明显，处于相对稳定期。

（三）地层岩性根据地质调查和钻孔揭露，水库和尾矿库区地层为第四系种植土、坡积层、二叠系上统龙谭组、二叠系下统当冲组、栖霞组及石炭系中上统壶天群灰岩等组成，现就地层岩性自上而下分述如下：1、场地区域地层①种植土（Q pd）褐黑色，湿，松散，含植物根茎，该层分布在库区半山坡及谷底，厚0.00—0.50米。

②、坡积层（Q dl）褐灰色，由粘土、碎石等物组成，结构松散，该层分布在库区半山坡及谷底，厚0.00—3.50米。

③、龙谭组（P2l）为二叠系上统，由砂岩、灰岩、炭质页岩组成，底部夹薄层无烟煤，煤厚0.10—0.30米，该层分布在尾矿库谷底一带，厚70—110米。

④、龙谭组（P1d）为二叠系下统，由硅质岩、泥质灰岩透镜体灰岩、炭质页岩、页岩组成，为含铁锰矿层位，表面因气化形成堆积锰矿，深度含碳酸锰。

该层分布在库区西南山头及半山坡一带，厚16—42米。

⑤、栖霞组（P1d）为二叠系下统，由灰岩、团块状灰岩、泥质灰岩组成。

该层分布在库区西，厚15—20米。

⑥、壶天群（C2+3ht）为石炭系中上统，厚层状白云岩、白云质灰岩组成。

该层分布在库区西的低平地带，厚度大于100米。

2、水库、尾矿库地层①、坡积层（Q dl）褐黑色，由粘土、碎石等物组成，结构松散，透水性强。

该层分布整个燕子冲山谷底部，厚0.80—4.80米。

②、粉质粘土（Q el）褐黄色，结构较紧密，呈硬塑-可塑状态，切面光滑，属中等压缩性土，含锰质结核，透水性弱，为隔水层。

该层见于水库坝址及其附近，厚3.40—4.50米。

③、页岩（P2l）灰黑色，隐晶结构，薄层状构造，顶部约0.50米为强风化，呈黑色泥团，以下页岩层理清晰，为软质岩石，透水性弱，为隔水层。

该层见于尾矿库坝址及其附近，层厚4.50—5.50米。

④、砂岩（P2l）灰白色，中-厚层状石英砂岩，中等风化，岩芯破碎，为较硬岩石，该层为水库、尾矿库基底岩石。

分布整个场地，埋深3.30—7.40米，钻探揭露厚度6.30—9.40米。

各孔钻探深度和揭露地层厚度列表如下。

各孔钻探深度及揭露地层厚度统计表（四）地震根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）和《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），该场地属于抗震设防乙类，场地抗震设防烈度小于Ⅵ度,设计地震分组为第一组, 场地粉质粘土为中硬土类型，厚度在3.40～4.50米之间，根据场地岩土性状，结合当地经验，粉质粘土剪切波速Vs=280m/s，页岩和砂岩剪切波速Vs＞500m/s，根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度，建筑场地类别为Ⅱ类，场地处于抗震有利地段。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）地震动反应谱周期为0.35S，地震动峰值加速度小于0.05g，场地抗震设防按重点设防类别设防。

三、场地气候及水文地质条件（一）场地气候条件场地位于亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，春季阴雨连绵，温低湿重；夏季降雨充沛，并常形成暴雨，温高湿重。

秋季秋高气爽，降雨适中，也常有暴雨；冬季寒冷干燥，降雨较少。

每年4-6月为雨季，降雨量约占年降雨量的40%，枯水期为11月至次年1月。

根据永州气象站1983—2003年观测资料如下：永州市近20年部分气象资料一览表（二）场地水文地质条件1、概述场地北有一条小河，河水由北东方向流入东湘江。

场地所处山谷走向东西转向南北，地势南高，北低，水流方向由东西转向南北。

场地水体可分为二部分：一是滞水，二是基岩裂隙水。

上层滞水主要赋存于地表水库、植表土和坡积层中。

粘土结构紧密，土质均匀，不含重力水，其含水性弱，为相对隔水层。

页岩，以炭泥质为主，炭泥质胶结，不含重力水，且含水性弱，为相对隔水层。

基岩裂隙水赋存于石英砂岩中，由于中风化岩石节理裂隙发育。

地表水主要补给来源为大气降水，受气候控制。

2、地基土渗透性水库在ZK5和ZK6两孔中取粘土二组做渗透性测试，其结果如下：3、水质分析在尾矿库初坝体ZK1孔中取水样一件作水质分析，场地地下水为重碳酸钙型水（HCO3-Ca2+型），PH值7.29，侵蚀性CO2为0，属中性水，受环境类型和地层渗透性影响，地下水对混凝土结构为微腐蚀性影响，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋为微腐蚀性，水对钢结构具弱腐蚀性。

四、场地工程地质条件评价（一）岩土层物理力学性质及其评价1、坡积层（Q dl）该层为松散状，含易分解组分，厚度薄，不可作拟建工程填筑材料。

2、粉质粘土（Q el）该层呈硬塑-可塑状态，在该类土中取试验样二组，测得其工程地质性质如下：粉质粘土层（Q el）土的工程性质统计表在该层做标准贯入试验2次，其统计结果如下：粉质粘土层（Q el）标准贯入试验成果表根据上述二项测试结果可知，该土层即可做坝体填筑材料，又可作坝体持力层。

3、页岩（P2l）灰黑色，岩石呈中风化状态，根据ZK1孔所取的岩样做单轴抗压试验（成果见附表），试验值在8.84～12.00Mpa之间，平均值为9.15Mpa，可作尾矿库初期坝持力层。

4、砂岩（P2l）灰白色，层状，岩石为中风化状态，根据ZK1和ZK5两孔所取的二组岩样做单轴抗压试验（成果见附表），试验值在41.70～44.85Mpa之间，平均值为43.27Mpa，标准值38.94 Mpa。

（二）推荐岩土力学参数根据本次勘察成果及有关规范要求，并结合其他坝的工程经验，现推荐各岩土层工程地质参数如下，供设计参考：场地岩、土层承载力推荐表（三）场地稳定性、适宜性评价1、场地无大的断裂构造通过，无新的构造运动的痕迹；2、场地位于地震烈度小于Ⅵ度区，处于抗震有利地段；3、场地处于荒山，植被茂密，无大量水土流失现象；4、场地范围内及周围未发现山体、岩体、土体蠕动和山体滑坡、泥石流等现象；5、场地内的粉质粘土、页岩是水库坝体和尾矿库初期坝体良好的持力层。

综合上述，该场地为稳定场地，适宜建尾矿库。

五、坝基类型及持力层选择根据勘察资料和室内试验，结合分析场地岩土工程地质条件，坝基类型适宜建碾压式土石坝，水库持力层为粉质粘土，尾矿库持力层为页岩。

六、结论和建议1、拟建尾矿库，水库场地为稳定场地，适宜建筑；2、尾矿库初期坝持力层为页岩，坝基砌置深度2-3米；水库坝持力层为粉质粘土，坝基砌置深度3-5米；3、建坝所需的石灰岩片石、块石和粘土在场地西侧，中上统石炭系壶天群灰岩和其表层一定厚度的残积粘土，方便采取。