金堆城钼矿西川排土场工程地质条件分析研究

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[摘 要]西川排土场是金堆城钼矿为满足后续排土需要所拟建的排土场，本文从西川排土场的地形地貌、地质背景、水文地质条件、工程地质条件等方面对排土场工程地质条件进行了分析，论证了西川排土场场地的适宜性。研究表明，西川排土场工程地质条件能够满足矿山排土需求，在技术上是可行的。

[关键词]金堆城钼矿 排土场 工程地质条件

中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0029-01

金堆城钼矿属于大型露天矿山，现有的排土场为北沟、南牛坡、甘江沟三个排土场是上世纪七十年代建成并开始运行，由于剩余容积不能满足矿山进一步排土需要，在位于露天采矿场西侧拟建西川排土场，其设计废石堆置高度大于150m，设计容积7870万m3。

1 地形地貌

拟建西川排土场为山间凹地地貌，北侧为甘江沟排土场，南侧为南牛坡排土场，东西两侧为山脊地形，高程1337-1180m，排土场场地整体地形呈一锅底地形。

2 气象

本区属亚热带与大陆性湿润气候过渡带，具有高山气候特征。区内气候四季分明，夏季凉爽，冬季寒冷。年平均温度8.8℃，最热月（7月）平均气温20.2℃；最冷月（1月）平均气温-2.7℃。本地区降雨量相对稳定，年平均降雨量849.9mm，降水多集中在7～9月，多以暴雨为主， 占全年降雨量的51.38%。最大月降雨量383.4mm（1998.7），最大日降雨量114.1mm（1992.8.4）。

3 地质背景

西川排土场处于华北地台西南缘金堆城小区，区内以巨厚层元古代和寒武系沉积为特征，基底为变质岩系，盖层由长城系及新生代构造层构成，岩浆活动以熊耳群裂隙式或中心式爆发为主，侵入酸性花岗岩岩株。区内断裂构造以北东向断裂束和东西向断裂为主，组成棋盘格子状。

1.1 地 层

排土场区出露地层，上部覆盖层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、上更新统冲洪积层（Q3al+pl）、坡积层（Q3dl）及现代人工堆积（Q42ml），岩性为碎石土、漂石、卵石及砂卵石层，局部覆盖粉质粘土层；基底为长城系熊耳群洛源组（Chl1）、侏罗系侵入岩（Kh），长城系熊耳群洛源组岩性以安山玢岩为主，侏罗系侵入岩岩性为二长花岗岩。

1.2 构 造

根据区域地质资料，排土场共存在三条断裂构造，其中F1、F2断裂走向呈北东向， F3断裂走向近东西向。F1断裂从排土场北部斜穿，断层三角面等微地貌特征明显，倾向南东，倾角65-70°，延伸长度达25km，断裂带宽度逾20m；F2断裂为F1次级断裂，从排土场中部穿越，被第四系覆盖，倾向北西，倾角70-75°，断裂带宽度小于10m；F3断裂基本沿西川河延伸，被第四系覆盖，倾向南，倾角65 °，断裂带宽度小于10m。

1.3 新构造运动及地震

区内新构造活动比较活跃，新生代以来，地壳强烈运动，产生一系列的北东向，北西向分支断裂。秦岭地壳又以差异断裂、断块运动为主，从而形成岭盆相间的构造地貌格局。

根据国家地震烈度图，拟建排土场处于Ⅴ度带。历史地震最严重为1556年华县8级大地震，对拟建排土场的影响烈度达7度 。1970年至今，该区共记录≥2级地震14次，其中 >3级的3次，≥4.0级1次。2008年5月12日发生的汶川8.0级地震时，区内震感明显，房屋没有发生倒塌破坏。

4 水文地质条件

排土场区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

第四系松散岩孔隙水主要分布于西川河河谷阶地中，含水层为冲洪积砂砾石、漂石层，含水层厚度一般5.6～16m，水位埋深0.5～13m不等，富水性相对较好。该类地下水的补给主要为大气降水，在丰水期可接受地表水的侧向渗漏补给，地下水的径流方向和地表水径流方向大体一致，向河床沟谷排泄；局部溢出地表，以下降泉的形式排泄。

基岩裂隙水主要分布于拟建西川排土场基岩出露区，分布较为广泛，空间分布不连续。地下水主要赋存于元古界长城系熊耳群安山玢岩、白垩纪花岗岩风化裂隙和构造裂隙中，富水性较差。该类地下水的补给主要为大气降水，地下水一般顺基岩节理裂隙下渗，径流途径短，常以下降泉形式从岩层节理裂隙中溢出。

5 排土场工程地质条件

5.1 岩组特征

⑴碎石土：灰黄色，中密-密实，成分为花岗岩碎石、块石，风化微弱，分布于北侧及南侧山体坡脚。

⑵漂石层：灰黄色，稍湿，漂石含量大于50%，卵石含量35-40%，卵石、粗砂充填其空间，漂石、卵石成分为二长花岗岩，风化较强烈，分选差，磨圆良好，密实，主要分布于二级阶地下部，厚度约24m。

⑶粉质粘土：褐黄色，湿-很湿，可塑-硬塑状，厚度7.0m，分布于三级阶地表面，分布不连续。

5.2 承载力评价

根据原位实验及土工试验资料，综合确定各土层承载力特征值fak如下。

⑤-12卵石，320 kPa

④-11漂石，450kPa

④-12粉质粘土，230kPa

③-1碎石土，290 kPa

②-11二长花岗岩强风化，600 kPa

②-12二长花岗岩弱风化，1500 kPa

①-11安山玢岩强风化，500 kPa

①-12安山玢岩弱风化，1200 kPa

5.3 场地与地基土地震效应

⑴建筑抗震地段划分

拟建排土场地势低洼，四周山脊突出，地层分布不均匀，依据《GB50011-2001规范》表4.1.1，该建筑场地处抗震不利地段。

⑵场地土类型及建筑场地类别

根据排土场覆盖层岩土性状，判定场地土为中硬场地土，土层等效剪切波速500（m/s）≥>250（m/s），场地覆盖层厚度

⑶地震烈度

依据《GB50011-2001》附录A.0.24，华县抗震设防烈度8度，设计地震基本加速度值为0.20g ，设计地震分组为第一组。

⑷饱和土液化判别

排土场场地不存在饱和液化土层，依据《GB50011-2001》第4.3.3-3条，判定该场地土不具液化条件。

5.4 不良地质现象

排土场地势相对低洼，坡度较缓，自然斜坡稳定，无不良地质现象。

6 场地稳定性和适宜性评价

排土场场地处于山间凹地地貌，上部覆盖层地基土为中硬场地土，白垩系侵入二长花岗岩及元古界熊耳群安山玢岩构成下卧层，存在三条断裂，虽F1断裂具有复活断裂特征，在挽近以来，无活动迹象，断裂对排土场稳定无影响；场地无液化土及软弱层，无不良地质作用及地质灾害，场地稳定，场地处于抗震不利地段，场地是适宜的。

7 结论

⑴拟建排土场场地处于山间凹地地貌，无不良地质现象，场地稳定，适宜建排土场。

⑵排土场出露地层上部覆盖层为第四系全新统碎石土、漂石、卵石及砂卵石层，局部覆盖粉质粘土层；基底为长城系熊耳群洛源组（Chl1）、侏罗系侵入岩（Kh）。

⑶排土场存在三条断裂属于非活动性断裂，对建设排土场无影响。

⑷各主要地基岩土层的承载力可满足要求。

⑸排土场场地岩土均为低压缩性土，无软弱土，不存在地基失稳及滑动破坏。

参考文献

[1] 侯海燕，郭庄喜.汤家坪钼矿马鞍山排土场工程地质条件分析研究 [J].现代矿业，2009年07期

[2] 杨可乐，等.西川排土场工程地质勘察报告[R].陕西地矿第二工程勘察院，2009

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[4] 张喜发，岩土工程勘察与评价[M]，长春：吉林科学技术出版社