都昌虎山尾礦庫的巖土設計特點分析

文/謝德芳、辛增壽 九江地質工程勘察院 江西九江 332000

1、關于場地工程地質條件說明

關于場地的工程地質條件來說，一般可分為幾個方面，主要是地理條件，地形與地貌，地質構造方面，地層結構，巖性特征，還有關于不良的地質作用。

1.1 地理位置

都昌虎山尾礦庫位于江西省的都昌縣的土塘鎮官洞村，在都昌虎山尾礦庫的周圍，交通比較便利，對于尾礦庫的建設，運輸材料等有便利及優勢的作用。尾礦庫附近的交通主要是集中在公路方面，在尾礦庫的四周的城市通向都昌縣的公路五通八達，形成交通網，大大提高了庫區建設的便捷程度。

1.2 地貌與地形

庫區的地形地貌基本屬于低山丘陵區，最高點和最低點分別為西北角和下游的溝谷處。庫區周圍的生態環境良好，植被覆蓋率較高，整個生態環境保護的較好，這對于庫區的穩定性很有幫助。

1.3 地質構造與地形結構方面

庫區所覆蓋范圍，地質條件較穩定，沒有區域性斷裂的存在，庫區的主要地質是東西向復式背斜的南翼。在對尾礦庫的工程地質調查以及野外鉆探揭露的考察來看，尾礦庫的主要地層有中元古界雙橋山群(Pt2sh)巖層，人工填-沖積(Qml+al)層，人工填積(Qml)層等地質結構等地層結構。

1.4 不良的地質作用

對于庫區的建設來說，不良的地質作用對于庫區的穩定性和庫區的使用年限都存在很大的隱患。在考察庫區的地質和地層之后，對于不良的地質作用，如危巖和崩塌，活動斷裂，滑坡，泥石流，巖溶等不良的地質對庫區的危害并不大，但是應注意的是，庫區周圍臨時修路而開挖山體所以導致有局部小的危巖碎塊，所以庫區應注意小局部的崩塌，在暴雨情況下的滑坡和泥石流。

2、尾礦堆積體沉淀規律以及巖土層物理力學性質

這部分主要就是關于尾礦沉積的規律和尾礦庫區巖土層的物理力學性質，在這之前要了解到尾礦分層標準和原則。1、尾礦分層標準和原則，1尾礫砂粒徑大于2mm的顆粒質量占總質量的25%～50%，2尾粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒質量超過總質量的50%，3尾中砂粒徑大于0.25mm的顆粒質量超過總質量的50%，4尾細砂粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量的85%，5尾粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量的50%。2、粉性尾礦，尾粉土粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%，且塑性指數不大于10。3、黏性尾礦，尾粉質黏土塑性指數大于10，且小于或等于17，尾黏土塑性指數大于17。

尾礦沉積的規律和尾礦庫區巖土層的物理學性質，尾礦的沉積有物理性質和沉積特性兩方面決定。在具體的因素中，重力分選作用，放礦形式，干灘距離，尾礦池內水位的變化會影響到尾礦沉積。對于庫區的巖土層的物理學性質來說，根據野外的鉆探，原位的測試，土工的試驗來說，可以得出尾礦堆積體各巖層設計參數的。

3、場地水文的地質條件

地質條件分很多種類，對于場地水文的地質條件來說，我們一般關心的是氣象方面，水文方面，水文方面我們進一步了解的有地表水方面，地下水方面，除此之外，關于浸潤線，腐蝕性評價和滲透性評價與這個也息息相關。

3.1 氣象與水文

庫區的氣候屬于亞熱帶濕潤性季風氣候區，整體氣候來說，雨熱豐富，春秋較短，冬夏較長。庫區與山間的河流由于在下游會匯合，所以在山谷的出谷處，庫內的溝谷小溪流已經不存在了。

3.2 地表水與地下水

在勘測的過程之中，庫區的地表水來源主要有兩個方面：尾礦的排水以及大氣降水。并且，據調查，這一部分的水體也會通過尾礦的回水系統而繼續進入到選礦車間進行循環使用。庫區的地下水主要的部分是潛水，潛水的水位受到排礦位置的影響比較大。潛水主要通過尾礦體和壩體內設置的排滲的設施而流向了初期壩的方向。

3.3 浸潤線

浸潤線的勘察應該采用干鉆，并且用套管護壁，當地下水出現時就停止干鉆，記錄當時的觀測記錄初見水位，等到24小時之后測量穩定水位之后，就用泥漿將護壁鉆進。

3.4 腐蝕性評價與滲透性評價

在勘測時期，在壩體和庫區采取了地表水試樣，在水質分析結果中，可以得到地下水的主要化學成分為以鈉，鈣等的陽離子以及以硫酸根等的陰離子為主。在勘測過程中，滲透性的試驗結果可得，由于尾礦的堆積層存在交錯層理以及尾粉土砂中也夾有薄層尾粉土所以滲透變異性比較大。

4、壩體以及庫區的調查

這部分主要包括兩個大方面，壩體調查和庫區調查，在此之外，排滲設施調查以及排滲效果的評價對壩體與庫區的研究也具有很重要的一部分因素。

4.1 壩體調查與庫區調查

在勘察的過程中，在初期壩并未發現裂縫的存在，并沒有什么異象的產生，在壩體的護坡和維護方面比較好。壩體的排水溝面完好無損，溝內也并沒有淤積堵塞的現象，壩排洪方面正常。對庫區的調查，庫區的匯水面積大約是在0.71平方千米左右。

4.2 排滲設施以及排滲漏效果的評價

初期壩的基底下部有鋪設碎石加土工布分層設計的排滲體，這使壩體排滲運行的效果良好。

5、場地的地震效應

對于大壩以及庫區來說，地震對于大壩和庫區的影響可謂說是很大了。當大壩及庫區的建設及質檢都很合格時，大壩和庫區的穩定性會很強，對于地震有一定的防御影響。所以對于建筑場地抗震的設防烈度，尾礦壩抗震的等級，建筑場地類別劃分，抗震液化判定，抗震時程曲線，抗震驗算，抗震工程措施應該進行進一步研究。

根據勘察的結果來說，庫區的抗震設防烈度為六度，設計分組為第一組。根據調查來說，尾礦堆積壩抗震等級為二等，工程抗震的類別是乙類。場地內有飽和砂土和粉土，場地的抗震設防烈度為6度。在抗震的過程中，根據工程的實際情況，采取有利于地震穩定性的工程措施，如控制尾礦堆積的上升速度以及在壩附近的干灘設置排水措施等。

6、結論與建議

在庫區的范圍內并未發現區域性活動斷裂、滑坡、泥石流等不良地質作用。從總體來看，場地是比較穩定的。尾礦庫目前為三等庫，終期等別為二等庫。尾礦庫初期壩是碾壓堆石壩，壩基比較穩定;堆積子壩壩面的設施很完善，坡面無沖刷等的現象，壩體排滲條件較好，沒有滲透變形，目前處于穩定的狀態。為了有利于排水固結，現場應該盡量調整放礦的參數，并保證均勻的放礦，有利于壩體的穩定考慮應控制壩體筑壩的速率。庫區后期咋加高及運行中，應加強對堆場及尾礦壩內浸潤線的長期觀測。汛期來臨前放低庫內的水位，留足干灘的長度，采取有效的措施來保證尾礦庫安全渡汛。尾礦庫的建設會導致庫內四周山體植被被清理，兩岸會由于修建臨時道路建設開挖山坡，形成碎石土松散堆積體，應該采取適當的措施護坡確保邊坡穩定性，防止在暴雨情況下引發小型滑坡、泥石流等不良影響。