選礦廠水文地質及工程地質分析范文

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【摘要】

采用多種手段對擬建選礦廠場地的水文地質及工程地質方面進行調查;通過對場地的水文地質條件分析發現，場地的地下水位較高，滲流現象明顯;工程地質條件分析表明，工程場地不均勻，但地基承載力較好。本文通過對場地水文地質條件和工程地質條件的研究并結合實際情況為后續建設的選礦廠基礎設計和建設提供重要依據和建議。

【關鍵詞】

水文地質;工程地質;基礎設計

1工程概況

礦山區域位于青藏高原之東南緣、滇西北著名的橫斷山脈中段。擬建選礦廠場地海拔達3450～3550m;位于普朗河東岸緩坡地段，場地沿普朗河方向長約1.4km，垂直于普朗河方向寬50～200m，地形總體由東向西傾，場地內地形坡度較平緩，一般10～15°;植被覆蓋較好，植被以高山松和高山礫石為主，局部分布高原草甸和灌木。本文通過測繪、物探、鉆探、現場原位測試、現場巖土試驗及室內試驗等相結合的綜合方法對擬建選礦廠場地的水文地質和工程地質進行調查和研究;在室內系統的整理、分析所取得的數據和資料，為擬建選礦廠的基礎設計和建設提供建議。

2場地水文地質

水文地質分析的是地表水以及地下水的分布和形成規律等，它對建筑物及基礎的穩定性和安全性有著極大的影響。(1)地表水。擬建場區處于金沙江源頭流域，是金沙江水源的補給區，區內水系發育，周邊發育的河流為普朗河。通過漂流法對普朗河的流量進行了測定，旱季流量為1.36m3/s，雨季流量為10m3/s。研究區場地內泉點出露較多，泉水流量隨季節的影響變化較大，大多為季節性泉，旱季時大部分斷流。(2)地下水。場地內地下水可劃分松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種類型，根據場地地層結構，場地內淺部主要分布碎石類土，孔隙大、透水性強，場地地下水以松散巖類孔隙水為主。為取得場地地層的滲透性參數，所采用的水文地質試驗有鉆孔抽水試驗和鉆孔注水試驗。抽、注水實驗的原理是通過從某一含水層(抽水井或注水井)中抽取或注入一定流量的水，并觀測抽水井和觀測孔中水位與時間的變化關系，來判斷水流運動狀態，計算含水層的滲透系數。在室內對抽、注水試驗的數據進行整理繪出的水位與時間的關系圖，圖1、圖2分別為抽水孔XCK21的Q、S－t圖，注水孔XCK6的Q－t圖。通過對XCK21等5個孔進行抽水試驗和對XCK6等6個進行注水試驗，得出第四系松散巖類含水層滲透系數為5.81×10－5～6.03×10－3cm/s。(3)水文地質分析建議。通過鉆孔資料和抽水試驗發現場地的地下水位較高，第四系坡積地層相對松散，屬于強透水性地層，第四系冰積層密實度相對較好，屬于中等～強透水性地層。地下水總體受地形地貌控制在松散巖類孔隙向普朗河流動，如遇地形陡變或局部隔水層時會出露地表形成泉點。在場地平整和基坑開挖時會出現滲流且涌水量較大。所以建議在基礎施工期間考慮采取臨時性的明溝排水或盲溝排水措施，垂直地下水流向設置橫向截水溝，并設置縱向截水溝相連接，使地下水通過導排設施排出場地。永久性排水設施應采取盲溝排水，盲溝應結合地下水易集中滲出部位布置，優先布置在邊坡坡腳、擋墻墻腳部位，形成縱橫交錯的地下水導排系統，將地下水排出場區［3］。

3場地工程地質

(1)地層。根據現場地質測繪及勘探揭示，擬建場地地表被耕土所覆蓋，其下由第四系坡積層及四系冰積層組成，基底為三疊系上統圖姆溝組2段(T3t2)板巖。坡積層以碎石層為主，角礫和塊石呈局部分布;冰積層以卵石和碎石為主，漂石、塊石和圓礫、角礫層呈夾層狀分布。(2)巖土層物理力學性質。經過室內巖土試驗、現場原位測試及物探手段獲取了場地主要土層的物理力學性質指標，得到的數據如下:通過對主要巖土層物理力學的研究可以得出:坡積層角礫在重型圓錐動力觸探試驗修正錘擊數(N63.5)為4.0擊，呈松散～稍密狀態，其力學性質較差，地基承載力較低;坡積層碎石在重型圓錐動力觸探試驗修正錘擊數(N63.5)為5.7擊，呈松散～稍密狀態，載荷試驗承載力特征值為160kPa，現場直接剪切試驗粘聚力C值為11.01kPa，內摩角φ為25.19°，其力學性質一般，地基承載力一般;坡積層塊石呈稍密狀態，其力學性質一般，地基承載力一般;冰積層圓礫呈稍密狀態，其力學性質一般，地基承載力一般;冰積層卵石、冰積層漂石、冰積層碎石和冰積層塊石力學強度較高。(3)工程地質分析建議。結合現場地質測繪及勘探資料和巖土的物理力學性質，得知場地內除淺表分布的植物層，其余各巖土層均可作為建筑物的基礎持力層。但第四系冰積層內各地層交雜分布，成層性差，各地層間力學性質差異較大，易產生不均勻沉降，不可將這層地層作為地基持力層。在后續的基礎建設中，如果建筑物荷重不大時，可采用第四系冰積地層或冰積地層、坡積地層共同作為天然地基淺基礎持力層，基礎形式可采用條形基礎、獨立基礎或筏板基礎等。當采用冰積地層和坡積地層共同作為同一建筑物的基礎持力層時，應考慮二者力學強度差異較大，存在不均勻沉降問題，可采取對坡積地層進行地基處理或加強上部結構強度以消除不均勻沉降影響。對于荷重較大的建筑物以及動力機器基礎，當采用地基處理方案不能滿足建筑物荷重要求時，可采用樁基礎［4］，以第四系冰積碎石、塊石或卵石、漂石層為樁端持力層。

4結語

(1)擬建選礦廠場地的地下水位較高，場地的滲透性較強，地下水受地形地貌的控制，總體上向普朗河方向流動。(2)擬建選礦廠場地在基礎施工時要預防滲流發生，應修建排水措施，可采取明溝排水和盲溝排水相結合的方式;在修建排水工程措施的時候應考慮滲流易發的坡腳和擋墻墻腳。(3)擬建選礦場地巖土力學性質較好，在基礎設計時應注意不同巖土間力學差異，避免出現不均勻沉降;對于荷重不大的可使用條形基礎、獨立基礎或筏板基礎等，如建筑荷載過大可考慮使用樁基礎。

參考文獻

［1］DL/T5213－2005，水利水電工程地質勘察規范［S］．

［2］SL345－2007，水利水電工程地質勘察規范［S］．

［3］徐玉龍.山谷型填埋場雨污分流系統設計［J］．環境衛生工程，2010，18(6):45－46．

［4］張世民.深厚軟土中剛柔復合樁基沉降計算及設計分析［D］．杭州:浙江大學，2004．

作者：吳允飛 鄒國富 申岑 孫熙寧 韓科學 單位：昆明理工大學國土資源工程學院 中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院