格尔木庆华矿业有限责任公司野马泉(M4、M5)铁锌矿采矿工程岩土工程勘察.doc

格尔木庆华矿业有限责任公司 野马泉（M4、M5）铁锌矿采矿工程岩土工程勘察报告工程编号：20102010 勘察证书编号：272201-ky 西北地质勘察基础工程总公司第五工程处 二一年八月一日格尔木庆华矿业有限责任公司 野马泉（M4、M5）铁锌矿采矿工程岩土工程勘察报告勘察单位：西北地质勘察基础工程总公司第五工程处项目负责： 报告编写： 总工程师： 审 核： 经 理： 提交日期：二一年八月一日目 录一、前言1（一）拟建工程概况1（二）勘察目的及技术要求1（三）勘察工作依据的标准和规范2（四）勘察手段及完成的工作量2二、场地工程地质条件3（一）区域地质构造3（二）地形地貌3（三）气象概况4（四）地层岩性4（五）水文地质条件6（六）不良地质作用6（七）特殊性岩土6三、岩土工程分析评价6（一）场地和地基的稳定性评价6（二）工程地质条件评价7（三）地基土承载力特征值10（四）水和土的腐蚀性评价10（五）场地地震效应11四、地基基础方案建议11五、结论与建议11六、施工注意事项13七、附件（一）附表1. 附表1：勘探点一览表2. 附表2：动力触探试验成果表3. 附表3：土工试验成果表4. 附表4：物理力学性质指标统计表5. 附表5：易溶盐分析报告6附表6：岩石物理力学性质试验报告（二）附图1. 勘探点平面位置图2. 工程地质剖面图3. 钻孔柱状图格尔木庆华矿业有限责任公司野马泉（M4、M5）铁锌矿采矿工程岩土工程勘察报告一、前言受格尔木庆华矿业有限责任公司委托，西北地质勘察基础工程总公司第五工程处对其拟建的野马泉（M4、M5）铁锌矿采矿工程进行了岩土工程详细勘察工作。本次勘察于2010年6月23日进入现场并开始外业工作，7月22日外业工作完成。（一）拟建工程概况拟建场地位于青海省格尔木乌图美仁乡。场地地形开阔平坦，属山前冲洪积扇。主要拟建（构）筑物包括：主井、副井、东风井、西风井、主井卷扬机房、副井卷扬机房、副井井口房、东风井风机房、西风井风机房、高位水池、消防水池、35/10KV总降压配变电所、综合维修车间、油库、综合仓库、1#空压站、2#空压站、卸矿仓及信号房、坑口配变电所、地埋式生活污水处理设备、锅炉房、柴油发电机房、生活水处理车间、雷管库、炸药库、水塔、辅助用房等。勘察场地占地约30002000m2。拟用基础形式、基底埋深及单位荷载不详。勘察坐标及高程均由委托方完成。现场勘探点测放由建设方委托我单位完成。坐标系采用北京54，高程采用黄海高程系。根据岩土工程勘察规范（GB 500212001）（2009版）及场地地层条件划分, 拟建建筑物工程重要性等级为二级、场地等级为二级、地基等级为二级，由此确定本次岩土工程勘察等级为乙级。（二）勘察目的及技术要求1查明拟建厂区内的地层结构、土和岩石的物理力学性质，并对地基的稳定性和承载力作出评价。2提供各土层的分布情况及相应的钻孔柱状图，地质剖面图，各层土的物理力学性质及相应的土工试验报告。3查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，并提出评价及防治工程所需的计算指标及资料和整治方案建议。4查明地下水的埋藏情况与地下水对建筑材料的腐蚀性评价及地层的渗透性，地下水位变化幅度和规律。5判定地基岩石和土及地下水在建筑物施工及使用中可能出现的变化及影响，并提出防治建议。6提供场地地震烈度及其对设计的建议。7提供围岩土石施工等级，评价施工条件，提出注意事项。（三）勘察工作依据的标准和规范依据的现行国家规范、规程有：1岩土工程勘察规范（GB 500212001）（2009版）2建筑地基基础设计规范（GB 500072002）3建筑抗震设计规范（GB 500112001）（2008版）4. 工程岩体分级标准（GB50128-94）5土工试验方法标准（GB/T 501231999）6工程建设强制性标准条文（工程勘察部分）7工程地质手册（第四版）（四）勘察手段及完成的工作量本次勘察采用钻孔揭露地层，辅以重型动力触探试验、土工试验及工程地质调绘相结合的勘察手段。钻孔采用XY-180及XY-100型工程钻机回转钻进，钻进工艺为无泵反循环，采用泥浆护壁。岩芯采取率各孔均大于85%，钻孔倾斜度均小于1%，满足规范要求。样品在钻孔内采取，除用于易溶盐分析的样品现场封包，样品级别为级外，其余用于筛分的样品级别均为扰动级。根据地层条件，采取样品数量及质量均可满足对地层评价要求。样品试验按照土工试验方法标准（GB/T 501231999）有关规定执行。重型动力触探在钻孔内进行，因本场地地层连续贯入困难，动探分段进行。按规范要求，动探数量及代表性可满足评价要求。勘察工作量布置依据建设方提供的总平面布置图进行。根据现行岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009版），结合工程实际以及地方建筑经验，设计工作量基本能够满足对场地评价的要求，勘察时未做大的改动。共布置钻孔60个，孔深880m。施工中均按设计进行。实际完成工作量见插表1。 勘察工作量统计表 插表1项目设计工作量完成工作量钻探60个/1032m66个/1042.10m重型动力触探-22.10m筛分试验-122组岩样分析-4组易溶盐简分析-42组二、场地工程地质条件（一）区域地质构造本区元古宙是造山带变质结晶基底形成时期，自显生宙以来，经历了多期较为强烈的构造运动，形成了活动陆缘的典型结构。从晚寒武纪开始造山并隆升成陆地，直至奥陶纪，期间无任何沉积记录。晚奥陶世本区开始了第一次也是最强烈一次拉张裂陷，发生海相喷流沉积作用，沉积了大量的含钴、金、铜等元素的金属硫化物，形成重要的矿源层。志留纪至泥盆纪本区转为大陆边缘，发生了自南而北陆陆俯冲，晚泥盆纪的磨拉石建造和强烈陆相火山喷发及华力西期花岗岩侵入代表这一时期结束。石炭纪至二叠纪期间本区下沉为陆表海，沉积了一套以碳酸盐岩为主体的浅滨海相沉积物，代表了相对稳定环境。三叠纪期间由于古特提斯洋向北俯冲，陆壳碰撞并发生叠复或陆内俯冲，晚三叠世造山带进入了一个重要的转折时期，是主造山期陆内碰撞造山向造山后造山带伸展崩塌阶段转折时期，大规模陆内叠覆造山作用结束，幔源岩浆底侵作用发育，进入一个重要的成矿爆发期。早侏罗世侵入岩相对于三叠世要弱得多，多叠加出现，高钾钙碱性花岗岩代表了造山后伸展背景，位于祁漫塔格的基性岩墙产出说明至侏罗纪岩石圈已伸展、减薄，底侵基性岩浆快速上升侵位。之后造山结束，大陆地壳开始向稳定化发展。勘察场地内第四系覆盖层厚度较大，主要岩性为上部砾砂、角砾为主，下部为稳定的基岩，第四系以来构造运动微弱，无断裂带穿越，场地稳定性较好。（二）地形地貌勘察场地地貌为山前冲洪积倾斜平原，地势南高北低；南部倚山，北部开阔，向北逐渐过渡为冲洪积平原。冲沟不发育，分为两级：一级冲沟为自山前发育的“V”字形南北向小沟，宽度13m，切割深度在采矿区不大于1m；二级冲沟位于作业区西侧，紧靠沉淀池边缘。在该段走向为SW/30，宽约80m，为“U”形平俯冲沟。场区四周空旷，区域上南、东、西三面环山，地貌现状为稀疏草原，生态状况良好。场地第四系冲洪积物覆盖较厚，岩性以角砾及卵石为主。（三）气象概况矿区自然景观属柴达木盆地西南缘半干旱荒漠化草原区，山脉属东昆仑山脉西段。地势平坦，总体南高北低，平均海拔3740m。气候属典型的高寒、干旱的内陆高原盆地气候，多风、少雨，蒸发强烈，冬长夏短，昼夜温差悬殊，年平均降水量138.77mm，蒸发量达2941.3mm，最低气温-30，最高气温31.2，平均气温1.58。区内有野马泉泉水，昼夜涌水量约71.52392.16吨，此外，距矿区20km处有五一河常年流水。（四）地层岩性经钻孔揭露，场地地层在勘探深度范围内出露岩性为第四系冲洪积全新统粉砂、砾砂，上更新角砾、卵石，出露基岩为花岗岩、闪长岩、绿泥石、白云质灰岩及砂岩，工程地质特征如下：粉砂（Q4al+pl）：仅高位水池钻孔揭露。黄褐色；松散稍密；稍湿；砂质不纯，粘粒含量较高,成份主要为石英及长石等，含植物根系。砾砂（Q4al+pl）：除高位水池外，场地均有分布。黄褐色；松散稍密；稍湿；砂质不纯，粉粘粒含量较高，颗粒不均，含砾3040%；主要为长英质矿物颗粒。角砾（Q3al+pl）：场地均有分布。黄褐色；中密密实；稍湿；颗粒不均，磨圆较差，多呈棱角状或次棱角状，母岩主要为花岗岩、灰岩以及大理岩等。最大粒径约60mm，其中粒径大于2mm的颗粒约占60%，余为杂粒砂及粉粘粒充填，粉粘粒含量较高，轻微胶结，岩芯多呈散粒状，局部夹薄层卵石。卵石（Q3al+pl）：在勘探深度范围内，仅主井、副井、东风井、西风井钻孔揭露。灰褐色；中密；稍湿；颗粒较均，磨圆一般，多呈圆棱状，母岩主要为花岗岩以及砂岩等。最大粒径约100mm，其中粒径大于60mm的颗粒约占10%，2060mm的颗粒约占50%，220mm的颗粒约占10%，余为杂粒砂及粉粘粒充填，轻微胶结，岩芯多呈散状。花岗岩：仅高位水池钻孔揭露。灰白色；中粗粒结构，块状构造，成份主要为石英及正长石等，含黑云母及少量暗色矿物，强风化为碎石状，主要以泥质及细砂充填。闪长岩：仅主井及副井钻孔揭露。中细粒结构，块状构造，成份主要为石英及角闪石等，含云母及少量暗色矿物。30.8033.00m段全风化，褐黄色，局部灰褐色，岩芯呈粉末状，手搓粘感较强；33.0050.00m段强风化，灰褐色，岩芯多呈碎块状，锤击易碎；50.0080.10m段弱风化，浅灰色，岩芯多呈短柱状或柱状，节理、裂隙不发育，间距多大于1m，节理面张开度较差，主要结构面结合程度一般，局部微张。岩芯节长10-30cm，锤击不易碎。绿泥石化角岩：仅西风井钻孔揭露。粒状结构，块状构造，成份主要为绿泥石、角闪石及石英，高岭土化，含暗色矿物，裂隙发育。70.0070.60m段全风化，灰黄色，岩芯呈土状及碎屑状，70.6076.00m段强风化，深灰色，含蚀变矿物，岩芯多呈碎块状，76.0080.20m段弱风化，灰绿色，岩芯多呈短柱状或柱状，节长2040cm，锤击可碎。节理、裂隙不发育，主要节理组数23组，节理间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张。白云质灰岩：仅东风井钻孔揭露。灰黑色；隐晶质结构，层状构造，成岩较好，矿物成份主要为白云质及粘土矿物，含方解石。44.00m以上强风化，含蚀变矿物，节理、裂隙不发育，节理组数一般小于3组，节理间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张，岩芯易岩节理面裂开呈块状，岩芯多呈碎块状，局部成短柱状，锤击易碎；44.0066.30m弱风化，岩芯多呈短柱状或柱状，节长2040mm，锤击可碎。砂岩：仅东风井钻孔揭露。深灰色；砂质粒状结构，层状构造，主要由粉细砂组成，矿物成份主要为石英及长石。弱风化，节理、裂隙不发育，间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张，岩芯多呈柱状，节长2040cmm，锤击不易碎。（五）水文地质条件拟建场地地表水系不发育，场地内无大的冲沟，仅在暴雨季节有暂时性地表积水，因地势平缓，除冲沟内呈集中水流外，多呈漫流状。自场地南部向西部汇集，汇水面积较小，对工程建设影响不大。场地地下水埋藏较深，工程建设时可不考虑其影响。（六）不良地质作用根据现场勘探及地质调查，场区内不良地质作用不发育。（七）特殊性岩土本次勘察对场区内地基土取样进行易溶盐简分析；含盐量0.14%0.51%。根据易溶盐分析结果，地基土属硫酸、亚硫酸盐渍土(c (Cl-)/2c (SO42-)=0.141.97)，盐渍土强度弱中(含盐量0.30%0.51%5.0)。地基土中SO42-含量最大值为2856.0mg/Kg，约为0.29%，可见Na2SO4含量 0.58% 1%，因此可不考虑盐渍土的盐胀性。三、岩土工程分析评价（一）场地和地基的稳定性评价1场地稳定性评价拟建场地属山前冲洪积扇，地势开阔，地形基本平坦。场地范围内无全新世活动断层通过。场地内不良地质作用不发育，亦无砂土液化的可能性，场地类别为类， 属可进行建设的一般场地。2地基的稳定性评价场地第四系冲洪积物覆盖较厚，地层结构主要为第四系全新统（4al+pl）砾砂、上更新（3al+pl）角砾及卵石，下伏基岩。覆盖层地层岩性较单一，力学性质较好，地基土分布较均匀、稳定；场地地基土属均匀性地基土。（二）工程地质条件评价1拟建建（构）筑物除高位水池及四个竖井外，场地地层为层全新统砾砂、层上更新角砾为主。层砾砂埋深浅，强度低，不宜利用。层角砾分布均匀、稳定，厚度较大，强度较高。重型动力触探试验击数修正平均值N63.5 =16.5击；d10=0.1850.406mm，Cu=18.44345.176，Cc=0.5091.988；自然坡角= 42。是良好的天然持力层。2拟建建筑物高位水池场地地层为全新统薄层粉砂和强风化花岗岩。粉砂埋深浅，强度低，不宜利用；强风化花岗岩厚度大，强度高，是良好的天然持力层。 3各类竖井工程地质条件评价如下：(1)主井、副井角砾：主井层厚29.80m，副井层厚21.00m。强度较高。重型动力触探试验击数修正值N63.5 =15.3击；d10=0.2520.296mm，Cu=23.69129.049，Cc=1.2361.89。自然坡角=39，围岩等级级，施工等级为级普通土。卵石：主井层厚2.10m，副井层厚9.80m。强度高。重型动力触探试验击数修正值N63.5 =17.6击；d10=0.4190.439mm，Cu=103.22109.07，Cc=13.0414.45。天然坡角= 40。围岩等级级，施工等级为级硬土。闪长岩：分布稳定，厚度大，强度高。全风化层厚主井1.80m，副井2.10m，岩石破碎多呈块状或土状，结构构造大部分破坏，部分呈土状，结构类型为散体状结构，围岩等级属级，土石方施工等级为级硬土。强风化层：主井厚度6.30m，副井厚度17.00m，结构构造大部分破坏，呈碎块状，矿物色泽变化较大，结构类型为碎裂结构，围岩等级为级，土石方施工等级为级次坚石。弱风化微风化层，结构相对完整，仅裂隙面出现风化矿物，局部存在薄层风化夹层，岩石完整性较好，因地表无露头，根据钻孔岩芯鉴定，节理、裂隙不发育，间距多大于1m，节理面张开度较差，主要结构面结合程度一般，局部微张，结构类型属块状结构，围岩等级属级，土石方施工等级属级次坚石。根据钻孔岩芯取样测定，岩石单向抗压强度=71.53Mpa，属坚硬岩， (2)东风井：角砾：层厚23.50m，强度较高。d10=0.2310.320mm，Cu=22.80031.511，Cc=1.1242.111。自然坡角= 39，围岩等级级，施工等级为级普通土。卵石：层厚3.30m，强度高。d10=0.435mm，Cu=104.22，Cc=14.23。自然坡角= 40。围岩等级级，施工等级为为级硬土。白云质灰岩：分布稳定，厚度大，强度高。强风化层厚17.20m，结构构造大部分破坏，呈碎块状，矿物色泽变化较大，结构类型为碎裂结构，围岩等级为级，土石方施工等级为级软石。弱风化层结构相对完整，仅裂隙面出现风化矿物，岩石完整性较好，因地表无露头，根据钻孔岩芯鉴定，节理、裂隙不发育，节理组数一般小于3组，节理间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张，岩芯易岩节理面离开呈块状，结构类型属块状结构，围岩等级属级，土石方施工等级属级次坚石。岩石单向抗压强度=56.42Mpa，属较坚硬岩。砂岩：分布稳定，层厚4.70m，强度高。弱风化微风化，结构相对完整，仅裂隙面出现风化矿物，局部存在薄层风化夹层，岩石完整性较好，因地表无露头，根据钻孔岩芯鉴定，节理、裂隙不发育，间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张，结构类型属块状结构，围岩等级属级，土石方施工等级属级次坚石。岩石单向抗压强度=53.56Mpa，属较坚硬岩。(3)西风井：角砾：层厚32.50m，强度较高。d10=0.2500.268mm，Cu=25.89430.656，Cc=1.5562.088。自然坡角=39，围岩等级级，施工等级为级普通土。卵石：层厚37.50m，强度高。d10=0.3470.572mm，Cu=81.559130.41，Cc=9.54414.410。自然坡角= 40。围岩等级级，施工等级为级硬土。绿泥石化角岩：分布稳定，厚度大，强度高。全风化层厚0.60m，岩石多易风化成土状或粉末状，岩体结构构造难以识别，结构类型为散体状结构，围岩等级为级，土石方施工等级为级硬土。强风化层厚6.40m，岩石多风化成块状，岩芯呈碎块状，完整性差，矿物色泽变化明显，围岩等级为级，土石方施工等级为级软石。弱风化层结构相对完整，仅裂隙面出现风化矿物，岩石完整性较好，根据钻孔岩芯鉴定，节理、裂隙不发育，主要节理组数23组，节理间距多大于1m，节理面张开度较差，局部微张，岩芯易岩节理面裂开呈块状，结构类型属块状结构，围岩等级属级，土石方施工等级属级软石。岩石单向抗压强度=27.41Mpa，属较软岩。岩石物理力学性质指标见附件：岩石物理力学性质试验报告。 竖 井 围 岩 分 级 表 插表2竖井名称地层名称地层厚度风化程度岩石坚硬程度分类结构类型围岩等级施工等级主井角砾14.9散体状结构级普通土卵石2.1散体状结构级硬土闪长岩1.8全风化坚硬岩散体状结构级硬土6.3强风化碎裂结构级次坚石40.1弱微风化块状结构级次坚石副井角砾21散体状结构级普通土卵石5.8散体状结构级硬土闪长岩2.2全风化坚硬岩散体状结构级硬土17强风化碎裂结构级次坚石30.1弱微风化块状结构级次坚石东风井角砾13.7散体状结构级普通土卵石3.3散体状结构级硬土白云质灰岩17.2强风化较坚硬岩碎裂结构级软石40.6弱微风化块状结构级次坚石砂岩4.7较坚硬岩块状结构级次坚石西风井角砾32.5散体状结构级普通土卵石37.5散体状结构级硬土绿泥石角岩0.6全风化较软岩散体状结构级硬土5.4强风化碎裂结构级软石4.2弱微风化碎裂结构级软石（三）地基土承载力特征值 根据现场原位测试、土工实验，结合当地建筑经验，分析、类比得出各层地基土承载力特征值（fak）：层角砾：fak 280kPa，变形模量E032MPa；强风化花岗岩：fak 600kPa。 （四）水和土的腐蚀性评价因场地地下水埋藏较深，地表水系不发育，水的腐蚀性对建筑物不会形成破坏，故只作土的腐蚀性评价。本次勘察对地基土层砾砂和层角砾取样进行土化学分析（结果见易溶盐分析报告）。本区地基土属强透水土层，根据场地气候及地层条件，场地环境类别为类。腐蚀性评价见插表3插表4。 按环境类型土对混凝土结构的腐蚀性评价 插表3地层层号腐蚀介质评价标准（mg/kg）实测值（mg/kg）腐蚀等级评价层砾砂硫酸盐含量SO42-750-4500374.42150.4弱弱镁盐含量Mg2+450019.2249.6微层角砾硫酸盐含量SO42-750-4500297.62856.0弱弱镁盐含量Mg2+5.5，对钢结构具微腐蚀性。因此基础应做腐蚀性防护，对建筑材料的防护，应符合现行规定和标准。根据易溶盐分析报告，场地内地基土层易溶盐含量在0.14%0.51%之间，局部属盐渍土，在遇到大量淡水浸泡时会带来地基土层的溶陷，因此建议对建筑物基础加强防水、散水措施，避免地表水体对地基土的浸泡。 （五）场地地震效应1、抗震设防烈度根据国家标准建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008版），本场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组。2、场地土类别及类型依据建筑抗震设计规范（GB 500112001）（2008版）规定，结合地层及有关资料，确定场地土类别为类，属中硬坚硬场地土。3、液化判别场区内不存在饱和的粉土和砂土，可不考虑地震时地基土液化的可能性。 四、地基基础方案建议根据拟建建(构)筑物的工程特点及场地地基土的物理力学性质，1高位水池、消防水池、水塔、地埋式生活污水处理设备等建议以层角砾为拟建建筑物基础持力层，基础形式可选用独立基础。角砾渗透系数k=1.810-1 cm/s。2主井卷扬机房、副井卷扬机房、副井井口房、东风井风机房、西风井风机房、35/10KV总降压配变电所、综合维修车间、油库、综合仓库、1#空压站、2#空压站、卸矿仓及信号房、坑口配变电所、锅炉房、柴油发电机房、生活水处理车间、雷管库、炸药库、辅助用房等建议以层角砾为拟建建筑物基础持力层，基础形式可选用条形基础。基坑开挖坡角建议小于5m时采用1:1.00，大于5m时建议采用1:1.25。五、结论与建议1、场地位于山前冲洪积扇，地势开阔，第四系覆盖较厚，地基土以角砾及卵石为主，下伏基岩，力学性能良好，围岩施工具备条件，不良地质作用不发育，亦无全新世活动断层通过，拟建建筑物场地和地基土稳定，适宜进行本工程的建设。2、场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组。场地土类别为类，属中硬坚硬场地土，无砂土液化现象，属可进行建设的一般场地。3、场地土属季节性冻土，冻土深度1.502.00m。4、层砾砂及层角砾对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具中腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。设计施工时，基础应做腐蚀性防护，对建筑材料的防护，应符合现行规定和标准。5、高位水池、消防水池、水塔、地埋式生活污水处理设备等建