陕西尾矿坝工程地质勘察报告

xxxx矿业有限公司席家沟尾矿库工程地质勘察报告xx省地矿局第一工程勘察所二Ｏ一一年八月xxxx矿业有限公司席家沟尾矿库工程地质勘察报告所长：主任工程师：审核：项目负责：编写人：提交单位：xx省地矿局第一工程勘察所时间：二Ｏ一一年八月地址：xx市南环路中段电话：传真：目录HYPERLINK地下水类型及特征10HYPERLINK\l"_Toc302984880"4下坝址（方案一）工程地质条件11HYPERLINK\l"_Toc302984881"4.1地形地貌11HYPERLINK\l"_Toc302984882"4.2地层岩性、构造特征11HYPERLINK\l"_Toc302984883"4.3下坝址稳定性分析12HYPERLINK\l"_Toc302984884"坝肩两侧边坡稳定性分析12HYPERLINK\l"_Toc302984885"坝基稳定性及渗漏分析12HYPERLINK\l"_Toc302984886"4.4尾矿库排水设施13HYPERLINK\l"_Toc302984887"5上坝址（方案二）工程地质条件13HYPERLINK\l"_Toc302984888"5.1地形地貌13HYPERLINK\l"_Toc302984889"5.2地层岩性、构造特征13HYPERLINK\l"_Toc302984890"5.3上坝址稳定性分析14HYPERLINK\l"_Toc302984891"两侧坝肩边坡稳定性分析14HYPERLINK\l"_Toc302984892"坝址稳定性及渗漏分析14HYPERLINK\l"_Toc302984893"5.4尾矿库排水设施15HYPERLINK\l"_Toc302984894"6上下坝址方案比较分析15HYPERLINK\l"_Toc302984895"7拦洪坝坝址区工程地质16HYPERLINK\l"_Toc302984896"7.1地形地貌16HYPERLINK\l"_Toc302984897"7.2地层岩性、构造特征16HYPERLINK\l"_Toc302984898"7.3坝址稳定性分析16HYPERLINK\l"_Toc302984899"8筑坝材料及坝型16HYPERLINK\l"_Toc302984900"9结论与建议18HYPERLINK\l"_Toc302984901"9.1结论18HYPERLINK\l"_Toc302984902"9.2建议18附图：1、xxxx矿业席家沟尾矿库工程地质平面图2、工程地质剖面图1—1′3、工程地质剖面图2—2′4、工程地质剖面图3—3′5、工程地质剖面图4—4′6、工程地质剖面图5—5′7、工程地质剖面图6—6′8、ZK1-ZK6钻孔柱状图附件：席家沟尾矿库勘察技术要求xxxx矿业有限公司席家沟尾矿库及选矿厂工程地质勘察报告1工程概述1.1工程概况xxxx矿业有限公司席家沟尾矿库工程坝址位于石泉县两河镇金盆村一组、子午河下游右岸支沟—席家沟内，整个工程由初期坝、拦洪坝、堆积坝、排洪涵管等系统构成。席家沟沟谷呈北东—南西走向，为一狭长沟谷，一般无地表径流，但在雨季地表水流量较大。纵坡降为3%，东北高西南低。1.2尾矿坝原初期尾矿坝位于席家沟沟口以上约100m，因局部塌陷，存在安全隐患，已不能满足矿渣排放、堆积的需要，因此拟选择在原坝址区（方案一）或原坝址以上150m处（方案二）新建初期尾矿堆积坝，具体坝址见工程地质平面图所示。拟建尾矿库总库容为60万m3，总坝高35.0m，尾矿库级别为5等，排洪方式采用排洪斜槽－涵洞方式。其中下坝址（方案一）坝高约15.0m，长83.0m,坝顶标高504.00m；上坝址（方案二）坝高10.0m，长56.0m,坝顶标高为500.00m。尾矿库上游设置拦洪坝，坝高10.0m，长28.0m，坝顶宽度3.0m。1.3目的任务根据国家有关规范，结合甲方要求，本次勘察的主要目的任务是查明尾矿坝坝基区、拦洪坝坝基区及尾矿库两岸工程地质条件，为库坝建筑设计提供依据，主要勘察工作内容为：（1）查明库坝区地形地貌、地层岩性，地质构造的类型、产状及分布规律。（2）评价坝基及两岸边坡稳定及渗漏等。（3）评价库区场地稳定性及两岸边坡稳定性，提供抗震设计参数指标。（4）查明地下水的类型及埋藏条件，并评价场地水、场地土对建筑材料的腐蚀性。（5）提供坝址区覆盖层的厚度，岩石风化程度及风化深度以及各层岩土的物理力学性质，地基土的压缩系数、承载力以及基岩和砼的摩擦系数等。（6）查明坝基及两岸和库区有无活动断层、裂隙、滑坡、溶洞等地段不良地质作用，提出对不良地质作用防治措施建议。（7）提供筑坝材料分布范围、储量和质量,评价开采运输条件。1.4勘察执行技术标准《岩土工程勘察技术规范》（YS5202－2004J300—2004）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1—90）《建筑地基基础设计规范》 （GB50007－2002）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）《尾矿库安全技术规程》《工程地质手册》(中国建筑工业出版社，第四版)1.5工作概况本次勘察主要采用以工程地质测绘为主，结合工程地质钻探和工程地质坑探开展工作。工程点主要布设在坝轴线上及排洪斜槽-涵洞、排洪隧洞沿线。其中在下坝址（方案一）坝轴线上布设2个钻孔、2个探坑，以查明原初期尾矿库坝体填土厚度、土体密实程度、基岩埋深等；在上坝址（方案二）坝轴线及坝体上下游共布设4个钻孔、2个探坑（具体如工程地质平面图所示），以查明库区覆盖层厚度、地层结构、风化程度。沿方案一、方案二排洪斜槽－涵洞、排洪隧洞线路布设探坑19个，以查明管线线路岩土成因、类型、厚度等。探坑深度1.1～4.5m，均进入下伏强风化基岩中。钻孔深度15.2～21.8m，均揭穿覆盖层进入基岩弱风化层。地形图由甲方提供。野外工作自2011年7月16日开始，至7月28日结束，之后转入室内资料整理汇编。各项工作都严格按有关规范执行。勘察质量符合要求，成果资料可作为设计依据。主要完成实物工作量见下表。完成实物工作量一览表表1名称比例尺工作量备注工程地质测绘1:10000.35km2水文地质调查0.35km2剖面1—1′1:20083.0m剖面2—2′1:25059.0m剖面3—3′水平1:400垂直直1:200120.0m剖面4—4′1:15041.2m剖面5—5′水平1:500垂直1:100990.1m钻孔86.2m6个探井55.2m23个动探试验1.8m18次1.6交通位置及区内自然地理条件xxxx矿业有限公司席家沟尾矿坝（库）位于石泉县两河镇金盆村一组，工作区距离石泉县城约35.0km，距离两河镇约1.0km,有乡村公路从工程区西侧南北向通过，并与201国道相接。通往尾矿库库区的简易公路正在修建中，交通基本便利（见插图1：交通位置图）。尾矿库位于子午河下游支沟—席家沟内。该沟基本呈北东—南西向，为一干沟，无地表径流，但在雨季地表水流量较大，最大洪水流量约30m3/s（访问资料）。汇水面积约0.35km2。插图1：交通位置图气候属秦岭山地、湿润气候区。区内光照适中，雨量充足，气候温和，四季分明，冬夏长春秋短，年平均气温15.4℃，极端最高气温41.5℃，极端最低气温－10℃，多年平均降水量799.3mm，年最大降水量1109.2mm，年最小降水量540.3mm，夏秋雨季降水量占全年的70%，一般七、八、九月为雨季。霜冻期61－146d，初冻最早10月中旬，终冻最迟4月初。区内土地贫瘠，农作物以玉米、豆薯类为主，水稻、小麦次之，粮食丰年可以自给。经济作物主要有黄姜、蚕桑、木耳、药材。林地覆盖较大。目前已发现可供利用小矿产资源有铁、铅锌、钒钛、金、石灰岩等，属经济发达区内的欠发达区。2区域地质概况2.1区域地质构造特征本区大地构造位于秦岭地槽与扬子准地台交接部位、处饶丰－麻柳坝－钟宝区域大断裂东侧，属南秦岭印支褶皱带，白水江－白河褶皱束。根据沉积区的差异特点，本区地层划属南秦岭分区、徽县—旬阳分区，区内火山活动较为强烈，沉积岩相、厚度差异较大，其基底为一套浅－深变质细火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩及细碎屑岩沉积。饶丰－麻柳坝－钟宝大断裂和月河断裂构成了区内的主构造格架。地层及岩性1、地层岩性（1）寒武系中上统（∈2-3）分布于饶丰河以东的广大地区，地表出露连续，且分布面积大。岩性主要为含石榴子石绢云母石英片岩、绢云母千枚岩夹炭质片岩、硅质岩、硅质板岩及透镜状灰岩，出露厚度大于1400m，与上覆奥陶系地层呈平行整合接触。（2）洞河群（∈-O）dh上部为灰岩、钙质片岩，中部为厚层硅质岩，下部为灰岩、钙质片岩。主要分布于两河镇一带，是工程区主要的出露岩性。（3）第四系（Q4）为第四系全新统冲洪积层和残坡积层。冲积层主要为河漫滩堆积，多为砂砾石和漂（块）石。厚度3.2-9.30m。坡积层多为含碎石粘性土堆积，分布于山麓、斜坡坡脚或地形平缓处，层厚1.5-15.0m。2、构造=1\*GB2⑴褶皱工程区位于南秦岭褶皱系、白水河-白河褶皱束南侧。走向NW-SE，出露地层主要为寒武系中上统（∈2-3）及洞河群（∈-O）dh片岩、硅质岩，产状35-70∠30-55°。=2\*GB2⑵断裂区域构造主要为工程区西南侧约500m处发育的饶丰-麻柳坝-钟宝主断裂，该断裂呈反“S”形弧状展布，破碎带数十米至数百米，倾向多变化，在工程区一带（北段）东倾，中段SW倾，到湖北境内复向SW倾，倾角60-80°，逆断层。为古生代以来的台、槽分界断裂。月河断裂呈弧形，由xx沿月河向西北延伸，至饶丰河走向转为NNW-SSE向，倾向东偏北，在两河镇附近与饶丰-钟宝断裂相交。综上所述，区域内新构造活动以大面积隆升为主，场区外饶丰-麻柳坝-钟宝主断裂及月河断裂走向呈舒缓波状，与最大主应力方向近于垂直，属区域构造不稳定区。3、岩浆岩区内出露的主要以酸性岩浆岩为主，工作区北侧出露有较大规模的宁陕岩体，岩性主要为细-中粒黑云母花岗岩。其他地段出露一些规模较小的花岗岩脉，细晶岩脉及少量基性岩脉。主要出露于工作区北部广大区域。3库区水文、工程地质条件3.1地形、地貌及岩性特征拟建尾矿库区位于子午河下游支沟席家沟内，沟谷全长约1.25km，沟谷宽度15－40m，为一陡峻的“V”型谷，沟谷展布方向总体为北东—南西向，与两岸绢云石英片岩岩层走向呈锐角相交，地貌属中低山山地剥蚀地貌（见照片1）。照片1库坝区地貌（从下向上看）库区沟谷两岸多为陡坡地形，呈不对称的“V”型谷，右岸自然坡度25°～35°，左岸30°～45°。岩性主要为寒武系中上统绢云石英片岩，地层产状73∠42°,变化不大。沟谷缓坡及坡底部覆盖有1.1～2.8m的坡积土；沟床底部局部基岩出露,大部分覆盖有0.5-4.5m冲洪积堆积的碎石土、砂砾石及尾矿沉积砂（见工程地质剖面图5－5′）。3.2地震与场地稳定性评价区域上工程区为大面积隆升区，为区域构造稳定区，地震以弱震为主。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），石泉县地震动峰值加速度为0.05g，抗震设防烈度为6度，地震分组分第三组，设计特征周期0.35s。3.3库区构造特征库区主要发育的构造为一组“X”节理构造，为剪节理。其产状Jj1:236∠54°，频数2～3条/m，长度5～15m，节理面平直，光滑，微张-紧闭，浅表有夹泥；Jj2:220∠78°，频数1～2条/m，长度5～10m，特征同Jj1，浅表多张开，有夹泥。库坝区无其它大的构造及断层破碎带发育。3.4库岸稳定性及地下水类型3.4.1库岸稳定性库区位于两岸陡峻的“V”字型沟谷内，区内分布的地层岩性主要为寒武系中上统绢云石英片岩,鳞片变晶结构，薄层状构造。岩层层面与沟谷岸坡呈锐角相交，微倾下游，所发育的一组“X”剪节理产状较陡，倾向与沟谷走向斜交。节理及岩层层面与岸坡坡面都呈大角度相交，为有利组合关系，对库岸稳定性影响不大。库区两岸岸坡坡面平直、陡峻，基岩出露，无与坡向同向的软弱结构面发育，无顺沟断层发育，勘察中未发现滑坡、泥石流、崩塌、地裂缝等不良地质作用。库岸稳定性好。3.4.2地下水类型及特征席家沟山高坡陡，基岩基本出露，第四系覆盖层仅分布在坡角及部分坡面，本身为无地表水迳流的干沟，说明库坝区地下水活动轻微。地下水主要为赋存于基岩强风化层中的裂隙水和第四系破积土中的季节性上层滞水，水量小，主要受大气降水补给，并向谷底及地形低凹处迳流排泄。库坝区水文地质条件简单。根据地区经验，本地区地下水PH值在6.7-6.9之间，地下水对建材有弱腐蚀性；场地土对建材无腐蚀性。4下坝址（方案一）工程地质条件4.1地形地貌下坝址位于子午河下游支沟席家沟沟口上游100m处，该处呈“V”型沟谷地貌，右陡左缓，坝址沟谷底宽80m左右，两岸岸坡陡峻，基岩基本出露。4.2地层岩性、构造特征因该处位于沟口，有原初期坝存在，因此覆盖层主要为第四系冲洪积堆积砂砾石（Q4al＋pl）及人工堆积的碎石土（Q4ml），下伏基岩为寒武系中上统绢云石英片岩，鳞片变晶结构，块状构造。该岩石风化强烈，地表多为强风化，物理力学强度一般。钻孔资料显示，强风化层厚度2.3～3.0m。主要发育的构造为一组“X”节理构造，为剪节理。其产状Jj1:236∠54°，频数2－3条/m，长度5－15m，节理面平直，光滑，微张－紧闭，浅表有夹泥；Jj2:220∠27°，频数1－2条/m，长度5－10m，特征同Jj1，浅表多微张开，夹有少量泥质。坝址区无其它大的构造及断层破碎带发育。4.3下坝址稳定性分析坝肩两侧边坡稳定性分析下坝址区左岸及右岸岸中上部基岩岩基本出露，现现坡面平直，为为陡－峻坡地地形。岩石节理走向与与坡向斜交，未未发现与坡向同同向的软弱结结构面发育。但左岸岸坡顶部因修路堆积有大量松散弃土、弃渣，受雨水浸泡、冲刷后有发生滑塌危险，边坡稳定性较差。4.3.2坝基稳稳定性及渗漏漏分析下坝址区目前为原尾尾矿坝，堆有大量未压压实的坡积碎碎石土，结构构松散，土质质不均匀。且当时开开挖时，基底底残存坡积土土未彻底清理理，坝基没有有置于稳定基基岩中。重型型动力触探原原位测试成果果表明，最大11击，最小3击，平均5..8击，变异异系数0.24，为较高变变异，显示其其密实度差、土质不均，承承载力较低（见表2）。覆盖层之下下为绢云石英英片岩，裂隙发育，风风化强烈。且目前堆有有大量不稳定定坡积土，最最大厚度达18.5mm，因此该处坝坝基稳定性较较差。另外该该处还发育有一组“X”剪节理，产状较陡，节节理面微张，对工程程施工影响较较大。动力触探试验成果果（N63.5）统统计表表2地层试验次数范围值平均值标准差变异系数标准值坡积碎石土243.8-11.225.822.120.245.64强风化板岩416.21-24.33519.413.420.0820.04注：表中击数已经经杆长等综合合修正坝址处为一低山斜斜谷地貌，两两岸山体雄厚厚。基岩为绢绢云石英片岩岩，裂隙发育，所所发育的一组“X”剪节理，延延伸有限，坝坝基渗漏主要要为沿浅部裂裂隙渗漏且渗渗漏轻微。4.4尾矿库排水水设施排水系统拟采用排排水涵管—隧洞泄洪方式式。根据剖面面图5－5′所示，设计在在原坝址处右右侧岩质山体体设置隧洞，工工程量大，费费用高，建设设周期长。5上坝址（方案二）工工程地质条件件5.1地形地貌上坝址（方案二）位位于下坝址以上200m处，该处呈“V”型沟谷地貌，右右陡左缓，目目前经人工开开挖后，坝基基两侧已形成成直立的陡坎坎。该处沟谷谷底宽约52m。5.2地层岩性、构造造特征上坝址（方案二）坝坝轴线位于沟沟口以上350m处，沟沟谷底部为第四四系冲洪积堆堆积的砾砂（Q4al＋pl）及大量尾矿矿砂，左岸斜斜坡底部覆盖盖层为第四系系残坡积堆积积物（Q4el＋dl）,主要为坡积积碎石土夹少少量风化砂，含较多绢云片岩碎石及角砾，结构松散，碎石及角砾含量达35％左右，局部夹有40－80cm大块石。孔隙发育，透水性好。基岩为绢云石英片岩，坝址右岸基本出露，风化强烈，物理力学强度一般，根据钻孔资料，强风化层厚度在1.8～2.3m（见工程地质剖面图3-3′）。该处除发育一组延延伸有限的“X”剪节理外，坝址区无其其它大的构造造及断层破碎碎带发育。5.3上坝址稳定定性分析5.3.1两侧坝肩边坡坡稳定性分析析上坝址区左岸斜坡基基岩出露，岩岩层层面与坡坡面斜交，无无与坡向同向向的软弱结构构面发育，岸岸坡稳定性好好。右岸底部坡面平缓缓，覆盖有少量量坡积碎石土土，厚度2.6～3.5m。其余余基岩出露，岩石节理走向与坡向斜交，边坡稳定性较好。5.3.2坝址稳定定性及渗漏分析上坝址区上部为原来来排放的尾矿矿砂，下部少少量堆积碎石石土，最大厚厚度10.00m，下伏基基岩为强风化化绢云石英片片岩，稳定性性好，力学强强度高，且基基岩强风化层层厚度较小。坝址区无软弱夹层，无顺沟断层，无深层滑移问题，坝基稳定性较好。坝址处为一低山斜斜谷地貌，两两岸山体雄厚厚。基岩为绢绢云石英片岩岩，岩石致密密坚硬，所发发育的一组“X”剪节理，延延伸有限，坝坝基渗漏主要要为沿浅部裂裂隙渗漏且渗渗漏轻微。5.4尾矿库排水设施排水系统拟采用排排水涵管—斜槽泄洪方式式。根据剖面面图5－5′及6－6′所示，该排排洪管线线路路基本沿沟心心及两岸坡底底平缓地带布布设，具有线线路短、坡度度缓、施工简简便，经济性性好等优点，因因此推荐选用用该线路。但线路所在在沟心及缓坡坡覆盖有1.1～4.5m的坡积积碎石土、尾尾矿砂等，土土质不均，承承载力低，不不能直接作为为管线基础。推推荐选用⑤层强风化绢绢云石英片岩岩作为基础持持力层，基础础置于该层不不小于0.55m。6上下坝址方案比较较分析通过对上下坝址从从地形地貌、地层岩性、构造特征、边坡稳定性、经济性角度综合比较分析后，最终推荐以上坝址（方案二）作为尾矿库坝址较为理想。筑坝时坝底及坝肩肩应镶入基岩岩弱风化层不不小于1.00m。根据地区经经验，坝基岩岩土力学参数数建议值：岩土力学参数值表表表3层号及土名承载力特征值faak(Kpaa)基底摩擦系数μ内摩擦角（φ°）坡积碎石土140/42强风化绢云石英片片岩400/70中风化绢云石英片片岩6000.40-0.660857拦洪坝坝址区工程程地质7.1地形地貌拦洪坝位于沟席家家沟顶部，该处呈“V”型沟谷地貌，两岸岸岸坡陡峻，基岩出露，坝址沟谷底宽宽10m左右。7.2地层岩性、构造造特征因该处位于沟顶部部，岸坡陡峻，因此覆盖层仅分布布于沟心，主主要为第四系系冲洪积堆积积的坡积碎石土土（Q4dl），下伏伏基岩为寒武武系中上统绢绢云石英片岩岩，鳞片变晶晶结构，块状状构造。该岩岩石风化强烈烈，地表多为为强风化，物物理力学强度度一般。钻孔孔资料显示，强强风化层厚度度2.3～3.0m。坝址区无大的构造造及断层破碎碎带发育。7.3坝址稳定性性分析坝址区岸坡基岩基基本出露，坡坡面平直，为为陡－峻坡地地形。岩石节节理走向与坡坡向斜交，未未见有与坡向向同向的软弱弱结构面发育育。无滑坡、泥泥石流等不良良地质作用，坝坝址区稳定性性好。8筑坝材料及坝型优良的筑坝材料、良良好的颗粒级级配是保证坝坝体安全使用用的前提。若若采用透水堆石坝坝坝