某尾礦(尾礦堆積壩)庫巖土工程勘察(閉庫階段穩(wěn)定性分析)

1、某公司某溝尾礦庫巖土工程勘察報(bào)告（閉庫階段穩(wěn)定性分析）2012(勘) 848 勘察院二O一二年七月洋縣釩鈦磁鐵礦有限責(zé)任公司砭家溝尾礦庫巖土工程勘察 29 某公司某溝尾礦庫巖土工程勘察報(bào)告（2012.5.287.8）（閉庫階段穩(wěn)定性分析勘察）工程編號(hào)：2012（勘）848院 長：總工程師：審 核 人：技術(shù)負(fù)責(zé)：編 寫 人：某勘察院二O一二年七月陜西核工業(yè)工程勘察院 目 錄1 前言31.1工程概況31.2目的任務(wù)41.3本次勘察依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)51.4勘察工作與完成工作量61.5有關(guān)說明92 自然地理及交通位置102.1地理位置及交通102.2地形地貌及水文氣象102.2.2.1、氣象112.2.

2、2.2、水文113 庫區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造及不良地質(zhì)作用123.1區(qū)域地質(zhì)與構(gòu)造123.2庫區(qū)地層123.3不良地質(zhì)作用144 尾礦庫巖土工程特征144.1初期壩址巖土工程地質(zhì)特性154.2初期壩特征及工程特性154.3尾礦堆積體的工程特性155 水文地質(zhì)條件195.1區(qū)域及庫區(qū)水文地質(zhì)條件195.2初期壩水文地質(zhì)條件205.3現(xiàn)狀堆積壩水文地質(zhì)條件216 地震效應(yīng)236.1地震動(dòng)參數(shù)236.2現(xiàn)狀尾礦土地震液化判定247 穩(wěn)定性分析及評價(jià)247.1現(xiàn)狀初期壩穩(wěn)定分析及評價(jià)247.2現(xiàn)狀堆積壩穩(wěn)定性分析及評價(jià)257.3現(xiàn)狀排洪涵管穩(wěn)定性分析及評價(jià)278 結(jié)論與建議278.1結(jié)論278.2建議及有關(guān)說明

3、28附圖目錄序號(hào)圖號(hào)圖 名比例尺11工程地質(zhì)圖1：100022-11-1工程地質(zhì)剖面圖水平1：200、垂直1：20032-22-2工程地質(zhì)剖面圖水平1：200、垂直1：20042-33-3工程地質(zhì)剖面圖水平1：200、垂直1：20053-1Zk2 柱狀圖1：20063-2Zk5 柱狀圖1：20073-3Zk8 柱狀圖1：20083-4Zk11 柱狀圖1：20094尾礦壩穩(wěn)定性計(jì)算概劃圖1：200附件目錄1、單環(huán)注水試驗(yàn)記錄表2、十字板試驗(yàn)成果表3、土工試驗(yàn)報(bào)告某公司某溝尾礦庫巖土工程勘察報(bào)告（閉庫階段穩(wěn)定性分析勘察）1 前言某公司位于某縣桑溪鎮(zhèn)，是一個(gè)集采礦、選礦為一體的企業(yè)。該公司于5月20

4、日委托我院對該庫進(jìn)行閉庫階段的穩(wěn)定性分析勘察?？辈旃ぷ魇歉鶕?jù)某公司某溝尾礦庫巖土工程勘察綱要及相關(guān)規(guī)范實(shí)施的。本次勘察為閉庫階段穩(wěn)定性分析勘察。我院工作人員于2012年5月28日進(jìn)場施勘，6月9日完成了野外施勘工作。項(xiàng)目主要工程技術(shù)人員一覽表 表1-1序號(hào)姓名職務(wù)/職稱本項(xiàng)目職務(wù)從事的主要工作1總經(jīng)理/高級工程師注冊土木工程師（巖土）項(xiàng)目負(fù)責(zé)現(xiàn)場踏勘，審核勘察綱要、圖紙與報(bào)告。2總工程師/高級工程師注冊土木工程師（巖土）項(xiàng)目總工現(xiàn)場踏勘與勘察綱要編制，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)繪,審核圖紙與報(bào)告。3助理工程師專業(yè)工程師工程地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪，鉆探、井探編錄，圖紙、報(bào)告編制4技術(shù)員編錄員鉆探編錄、工程

5、地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪5高技工機(jī) 長鉆 探1.1工程概況某溝尾礦庫位于廠區(qū)以東400m的某溝內(nèi)，尾礦庫初期壩位于該溝溝口。該尾礦庫建于2006年6月份，初期壩采用M7.5漿砌石擋墻結(jié)構(gòu)，初期壩高20m，壩頂標(biāo)高478.4m, 壩頂寬2m，壩軸線長度76m 。堆積壩高39.8m,總壩高59.8m，最終堆積壩標(biāo)高527.2m，有效庫容98.4×104m3，按尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）分類屬等尾礦庫。該尾礦庫設(shè)計(jì)排洪系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為為排洪涵管，該排洪系統(tǒng)于2011年初發(fā)生局部破壞，造成部分尾礦泄露，經(jīng)應(yīng)急處理，該涵管已被封堵，后經(jīng)西安有色設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)排洪系統(tǒng)主要為兩部分：第一部分為

6、庫區(qū)上游攔洪壩，側(cè)堰進(jìn)流經(jīng)排洪渠泄流至消力池后排出庫外；第二部分為庫區(qū)采用排洪斜槽進(jìn)流經(jīng)排洪涵管泄流匯入排洪渠后經(jīng)消力池消能后排出庫外。（見照片1、2）該庫于2012年5月底已經(jīng)閉庫。現(xiàn)階段勘察為閉庫階段穩(wěn)定性分析勘察評價(jià)。照片1、初期壩（鏡向北）1.2目的任務(wù)根據(jù)該尾礦庫、初期壩、堆積壩的特征，按國家現(xiàn)行巖土工程勘察規(guī)范及上游法尾礦庫工程勘察規(guī)程的要求進(jìn)行巖土工程勘察，為尾礦庫穩(wěn)定性分析提供可靠的巖土工程技術(shù)資料。本次穩(wěn)定分析勘察的主要目的任務(wù)：1、查明尾礦庫初期壩址、壩肩、庫岸的地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，評價(jià)其穩(wěn)定性和滲漏性；2、查明庫區(qū)泥石流、滑坡、斷裂破碎帶、溶洞等不良地質(zhì)作用

7、的分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢及其可能產(chǎn)生的危害，對其穩(wěn)定性做出評價(jià)，提出治理方案初步建議。3、查明尾礦堆積壩體的組成，密實(shí)程度及其沉積條件；4、查明尾礦堆積壩體的物理力學(xué)性質(zhì)，包括動(dòng)力性質(zhì)及高應(yīng)力狀況下的強(qiáng)度與變形性質(zhì)；5、查明勘察期間浸潤線的位置；當(dāng)滲漏較嚴(yán)重或因滲漏而污染自然環(huán)境時(shí)，尚應(yīng)查明滲漏途徑；6、研究初期壩基的穩(wěn)定性，查明各種不穩(wěn)定因素，提出相應(yīng)的工程措施方案。7、分析場地的地震效應(yīng)，分析在地震力作用下，尾礦堆積體的液化等穩(wěn)定性，并提出抗震設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)；8、根據(jù)本次勘察成果，對尾礦庫的壩體特征，排洪滲流系統(tǒng)、環(huán)境工程地質(zhì)條件等進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算及評價(jià)，并提出治理建議。1.3本次勘察依據(jù)的

8、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）2、巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范（YS5202-2004）（J300-2004）3、上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程（YBT11-86）4、尾礦堆積壩巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范（GB50547-2010）5、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）6、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）7、中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）8、尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）9、土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50266-99）10、工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50266-99）11、建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ87-92）1

9、2.某縣某溝尾礦壩及右岸邊坡巖土工程勘察報(bào)告（陜西工程勘察院）13.某公司某溝尾礦庫閉庫設(shè)計(jì)（西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院）1.4勘察工作與完成工作量1.4.1勘察工作受某公司委托，我院承擔(dān)了該尾礦庫閉庫階段的穩(wěn)定性分析勘察工作。按照巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）、上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程（YBT11-86）、尾礦堆積壩巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范（GB50547-2010）、勘察合同等編制了勘察綱要，針對尾礦堆積壩的特點(diǎn)，布置勘探線、勘察點(diǎn)。施勘工作主要采用工程地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)繪、鉆探揭露,取樣、原位測試、現(xiàn)場滲水試驗(yàn)等手段進(jìn)行。并于2012年5月28日6月9日完成了野外施勘工作?？辈?/p>

10、資料真實(shí)可靠，能滿足穩(wěn)定性分析的要求。1、工程地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)繪本次勘察對尾礦庫所在某溝分水嶺范圍內(nèi)的0.3km2進(jìn)行了1：1000工程地質(zhì)水文地質(zhì)測繪，按簡單場地考慮，采用路線法進(jìn)行，對地質(zhì)構(gòu)造、地層界線、不良地質(zhì)作用范圍進(jìn)行追索。觀測點(diǎn)一般定在：（1）不同時(shí)代的地層接觸帶，不同巖性分界線；（2）地質(zhì)構(gòu)造線；（3）不同地貌單元的分界線即同一地貌單元的微地貌區(qū)；（4）露頭良好的地區(qū)；（5）不整合界面；（6）不良地質(zhì)作用分布地段。觀測點(diǎn)采用皮尺、羅盤等半儀器法確定。工程地質(zhì)測繪規(guī)范要求，按簡單的工程地質(zhì)條件考慮(成圖及繪圖比例尺均為：1：1000)，觀察點(diǎn)348點(diǎn)/Km2,觀察路線長16.6 Km

11、，觀測點(diǎn)間距4060m。本次工程地質(zhì)與水文地質(zhì)測繪路線共5條，總長6km，觀測點(diǎn)180個(gè)，觀測點(diǎn)間距3055m。控制面積約0.3km2。對庫區(qū)附近進(jìn)行了觀測點(diǎn)加密。達(dá)到規(guī)范要求，可滿足工程要求。2、鉆探本次共布置勘探孔12個(gè)，按3條縱剖面線布置勘探點(diǎn)，勘探線間距為40m，勘探點(diǎn)間距為45145m?？碧近c(diǎn)平面位置詳見附圖1:工程地質(zhì)平面圖。鉆探施工采用一臺(tái)XY-1A型鉆機(jī)，鉆探方法：浸潤線以上為無水干鉆，浸潤線以下采用泥漿護(hù)壁正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，開孔直徑146mm，終孔直徑110mm，共完成鉆孔12個(gè)，孔深11.5052.30m，總進(jìn)尺320.60m（見表1）。3、巖、土、水取樣為取得尾礦堆積體的物

12、理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，在鉆孔內(nèi)取原狀樣。原狀樣在浸潤線以上用取砂器、浸潤線以下用雙管單動(dòng)薄壁取土器采取，并在注水試驗(yàn)點(diǎn)采取擾動(dòng)樣；原始地面以下粘土層采用上提活閥式取土器采取原狀土樣；巖石樣在巖芯中采取。水樣從尾礦庫排水管中采取。共取原狀尾礦樣40件，擾動(dòng)樣5件。完成勘探點(diǎn)工作量一覽表 表1序號(hào)孔號(hào)孔 口 標(biāo) 高孔深水位埋深取樣標(biāo)貫十字板測試動(dòng)力觸探mmm件次點(diǎn)/m（N63.5）m1Zk1493.3015.607.6072Zk2493.3025.406.80393Zk3493.5011.504.3044Zk4515.9021.109.6080.55Zk5515.9045.809.6018186Zk65

13、15.9025.809.40110.37Zk7525.3023.1011.309/178Zk8525.3052.3018.508200.69Zk9525.6021.3018.10240.610Zk10524.8017.505.1011Zk11524.8042.806.1018810/190.412Zk12524.8017.407.70330.6合計(jì)320.60409219/363.04原位測試（1）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)在尾礦堆積體中采用自動(dòng)落錘，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，010m每隔1.5m、1020m每隔2.0m、20m以下每隔3m進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)先預(yù)打15cm不計(jì)數(shù)，記錄后30cm的擊數(shù)。本次

14、在10孔內(nèi)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，共計(jì)92次。(2)孔內(nèi)十字板試驗(yàn)十字板試驗(yàn)采用LMC-J110型靜探儀進(jìn)行，探頭連接在鉆桿上，探頭通過電纜與地面儀器相連，十字板剪切試驗(yàn)：本次在2個(gè)孔（ZK7、11）中進(jìn)行了十字板剪切試驗(yàn)，在軟土地層中全孔做試驗(yàn)，試驗(yàn)間距為2m。共進(jìn)行19次試驗(yàn)。用回轉(zhuǎn)鉆開孔，再用提土器清孔，虛土不宜超過15cm，并將探頭下至預(yù)定深度以下，安裝好設(shè)備，以約每10秒一轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)鉆桿，使最大扭力值在3-10min內(nèi)達(dá)到。記錄土體剪損時(shí)的抗剪強(qiáng)度（即讀取最大讀數(shù)）；在完成上述原狀土試驗(yàn)后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即可獲得殘余抗剪強(qiáng)度。（3）重型()動(dòng)力觸探試驗(yàn)為了評價(jià)青溝溝內(nèi)第四系松散層的密實(shí)度，

15、在ZK10、ZK11孔位置進(jìn)行了重型()動(dòng)力觸探試驗(yàn)。試驗(yàn)錘質(zhì)量63.5kg，落距76cm。累計(jì)重型()動(dòng)力觸探試驗(yàn)深度2.40m。5、注水試驗(yàn)在堆積體上的尾中細(xì)砂、粉砂兩種巖性中進(jìn)行單環(huán)注水試驗(yàn)，共5個(gè)點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)，把鐵環(huán)嵌入到試坑中，環(huán)內(nèi)水柱保持在10cm上，鐵環(huán)直徑為25cm，試驗(yàn)一直進(jìn)行到滲入水量Q固定不變?yōu)橹?。求得各時(shí)間段內(nèi)的平均滲透速度，并在現(xiàn)場繪制Q-t曲線。開始按1min、2min、2min、5min、5min時(shí)間間隔觀測注入流量，以后均按5min間隔記錄一次流量，直至最終的測讀流量與最后兩個(gè)小時(shí)內(nèi)平均流量之差不大于10%，才結(jié)束試驗(yàn)。6、室內(nèi)巖土試驗(yàn)本次勘察尾礦樣進(jìn)行了常規(guī)、直

16、剪、不固結(jié)不排水三軸剪實(shí)驗(yàn)，對尾礦砂樣還進(jìn)行了顆粒分析，具體數(shù)量見表2。 室內(nèi)試驗(yàn)工作一覽表 表2序號(hào)項(xiàng)目單位工作量1尾礦樣常規(guī)件392直剪件83三軸剪件204顆分+粘粒件391.4.2完成工作量此次尾礦庫勘察完成鉆探孔12個(gè),累計(jì)進(jìn)尺320.6m等,工作量詳見表3。 完成總工作量一覽表 表3序號(hào)工作內(nèi)容單位工作量1工程地質(zhì)測繪Km20.32鉆探m/孔320.6/123標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)次/孔92/104十字板試驗(yàn)次/孔19/25重型動(dòng)力觸探m/孔3.0/66注水試驗(yàn)點(diǎn)57原狀樣/擾動(dòng)樣件40/58測量點(diǎn)301.5有關(guān)說明1）勘探點(diǎn)位置是根據(jù)設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)坐標(biāo)，采用儀器法測放的。2）工程地質(zhì)測繪依據(jù)的

17、是甲方提供的1：1000地形圖，尾礦庫區(qū)工程地質(zhì)測繪是根據(jù)自測的1：1000地形圖進(jìn)行的。地質(zhì)點(diǎn)是采用半儀器法標(biāo)定的。3）報(bào)告部分資料引用前期資料某縣某溝尾礦壩及右岸邊坡巖土工程勘察報(bào)告（陜西工程勘察院）、某公司某溝尾礦庫閉庫設(shè)計(jì)（西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院）。2 自然地理及交通位置2.1地理位置及交通該尾礦庫位于某縣桑溪鎮(zhèn)某溝溝溝內(nèi)，桑溪鎮(zhèn)距金水鎮(zhèn)50Km，有簡易公路相通。金水鎮(zhèn)距25Km某縣縣城，以108國道及京昆高速相連，陽（平關(guān)）安（康）鐵路穿越某縣的胥水鎮(zhèn)，交通較方便。（圖1） 圖1、交通位置圖2.2地形地貌及水文氣象2.2.1地形地貌勘察區(qū)地處秦嶺山脈南坡，區(qū)域地貌屬中低山，山高坡陡，

18、總體地勢北高南低，地形條件復(fù)雜，植被發(fā)育，地形切割強(qiáng)烈，沖溝發(fā)育。庫區(qū)位于桑溪鎮(zhèn)的某溝中，某溝上游為“V”型溝，中下游為“U”型溝，近南北走向，該溝長約1.1km，溝內(nèi)高程4701020m，溝底寬4012m，庫區(qū)范圍內(nèi)山勢雄厚，坡面植被茂盛，主要以灌木為主，溝內(nèi)及溝口無耕地及農(nóng)戶。2.2.2氣象、水文2.2.2.1、氣象該區(qū)屬北亞熱帶內(nèi)陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫14.5，七月份最熱，平均氣溫25.9；一月份最冷，平均氣溫2.2。極端最高氣溫38.7，極端最低氣溫-10.1，無霜期238天。年均降水量820.6mm（19612000年），最多年降水量1376.1mm（1983年），最少年降水量44

19、1.5mm（1997年）（見圖2-2：1980-2000年月降水量等值線圖）。暴雨日降水量最大為158.5mm，1小時(shí)最大降水量32.9mm，10分鐘最大降水量20.2mm(1980年)。暴雨中心以秦嶺中山區(qū)為主。圖2-2、1980-2000年月降水量曲線2.2.2.2、水文該區(qū)屬漢江水系，某溝屬漢江四級支流，在溝口匯入桑溪河，后匯入子午河，后匯入漢江。某溝常年有水，主要補(bǔ)給來源為大氣降水及地下水。初期壩以上匯水面積0.3km2。該溝流量受降雨影響較大，雨季流量大，干旱時(shí)流量小。施勘期間于2012年6月4日在攔洪壩位置測得流量12L/s，在初期壩位置測得67L/s。3 庫區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造及不良地質(zhì)

20、作用3.1區(qū)域地質(zhì)與構(gòu)造勘察區(qū)地處秦嶺以南，屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)北緣，龍門-大巴山緣隆褶帶北部的漢南-米倉臺(tái)拱區(qū)，北與秦嶺褶皺系毗鄰。區(qū)域上所出露地層為早元古界西鄉(xiāng)群下部（Ptxx31）石英綠泥石正片巖和綠泥石陽起石綠簾石片巖夾霏細(xì)巖、千枚巖、硅化灰?guī)r及變質(zhì)砂巖，第三系（E）紫紅色厚層礫巖、砂礫巖及早元古界細(xì)粒輝長巖（21-2）、粗粒輝長巖（21-3）、及片麻狀花崗巖（r21-6）。 該內(nèi)東距兩河口-喜河-五里壩槽臺(tái)分界斷裂約7Km，南距茶鎮(zhèn)-漢王城斷裂約16Km。區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)全新活動(dòng)斷裂。3.2庫區(qū)地層該庫區(qū)上游出露的地層中下游為第三系（E）紫紅色厚層礫巖、砂礫巖，上游為早元古界片麻狀花崗

21、巖（r21-6）。溝谷底部內(nèi)分布有第四系沖洪積(Q4al+pl)，其巖性為碎石及第四系人工填土(Q4ml),其巖性為尾礦渣。（見照片2、3）照片3、第三系紅色砂礫巖照片4、 庫區(qū)干灘及水域1）砂礫巖（E）主要分布于該溝中下游，為褐紅色，巨厚層狀，產(chǎn)狀近水平，泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)度較高，砂巖與礫巖互層出現(xiàn)，層厚均為12m。2）片麻狀花崗巖（r21-6）主要分布于該溝上游，其它部位多以脈體形式產(chǎn)出，巖石呈灰白色，主要由石英和長石組成，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。該巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，多呈閉合狀，延伸較好。主要發(fā)育有兩組節(jié)理：230°265°32°36°，34條/m為主要節(jié)理；

22、10°15°40°65°，23條/m，為次要節(jié)理。3）第四系（Q4）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl），分布于庫區(qū)溝谷底部，巖性主要為含碎石。為沖洪積形成，多呈棱角狀次棱角狀，其成分主要為礫巖、片麻狀花崗巖，粒徑以512 cm，偶見塊石。層厚度一般為12m。碎石之間為砂泥質(zhì)充填。較密實(shí)。第四系素填土（Q4ml），分布于初期壩及上游，為尾礦砂堆積而成。尾礦砂分布于初期壩至水域之間。該層按粒徑大小可分為尾細(xì)砂、尾粉砂。尾細(xì)砂、尾粉砂，標(biāo)貫擊數(shù)一般介于24擊，松散，軟可塑。3.3不良地質(zhì)作用該尾礦庫所在溝道及上游兩岸植被發(fā)育，巖石以砂礫巖、片麻狀花崗巖為主

23、，巖體較完整，殘坡積層厚度一般小于1m。經(jīng)此次工程地質(zhì)與水文地質(zhì)測繪，勘察區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等其他不良地質(zhì)作用。4 尾礦庫巖土工程特征某溝尾礦庫主要有四部分組成，下游為初期壩，初期壩以上為堆積壩、堆積壩以上為干灘及水域?，F(xiàn)對其結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成及其物理力學(xué)性質(zhì)分述如下：4.1初期壩址巖土工程地質(zhì)特性根據(jù)前期資料某縣某溝尾礦壩及右岸邊坡巖土工程勘察報(bào)告（陜西工程勘察院）及探井TJ1、2、3揭露，初期壩兩側(cè)壩肩及壩底的持力層為第三系強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖。該段礫巖以泥質(zhì)膠結(jié)為主，巖石較堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度較高，巖層產(chǎn)狀近水平狀，巖體呈巨厚層狀，層間結(jié)合力強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。初期壩所處地段未見有全新活動(dòng)斷層，未見有滑坡

24、等不良地質(zhì)作用。4.2初期壩特征及工程特性該尾礦庫建于2006年六月份，初期壩為M7.5漿砌石壩，初期壩壩高20m，壩頂標(biāo)高487.4m, 壩頂寬2m，壩軸線長度76m,上游坡比1:0.75,下游坡比1：0.2，初期壩上游壩面設(shè)土工布反濾層，壩體與岸坡結(jié)合處設(shè)截水溝。初期壩壩體材料為M7.5漿砌石，石材為微風(fēng)化花崗巖、輝石閃長巖。壩體無裂縫，表面平整。4.3尾礦堆積體的工程特性4.3.1堆積壩體的結(jié)構(gòu)某溝尾礦庫堆積壩最終堆積高度為（初期壩以上）39.8m，現(xiàn)壩頂標(biāo)高為59.8m，堆積壩外坡平均坡度為1：5.26（照片4）?？辈炱陂g干灘長度約為120m，水域長220m，水域?qū)?555m（照片3）

25、。照片4、各級子壩（堆積壩） （鏡向下游）4.3.2組成特征尾礦堆積體是由尾礦漿經(jīng)放礦水力沖積形成的。尾礦渣與水的混合物用礦漿泵通過管道輸送到堆積壩頂，再通過支管道排放到堆積壩內(nèi)側(cè)干灘，任其流向上游水域，隨著干灘的增高，不斷筑新一級堆積壩，不斷向上游推進(jìn)。該尾礦堆積體系人工粉碎礦石經(jīng)選礦水力排出而成，受水力的影響，從管口到水域（由近及遠(yuǎn)）尾礦砂的沉積的顆粒由粗到細(xì)，即由管口的細(xì)砂到水域深處的尾粉砂。其主要成分為尾礦砂。尾礦砂磨圓度差，顆粒多呈粒狀，并見有片狀、針狀、棱角狀，粒度不甚均勻。管內(nèi)排出礦渣的不同粒級含量為： 大于2mm粒徑的礫石平均為1.38%，20.5mm粒徑的粗砂平均為9.83%

26、，0.50.25mm粒徑的中砂為8.90%，0.250.075mm粒徑的細(xì)砂平均含量為55.80%，0.0750.05粉砂平均含量為24.07%。在同一級堆積壩上，由于放礦管位置在橫向上不規(guī)律的移動(dòng)變化，每排放一次，形成一個(gè)小型沖積扇，即從沖積扇中間向兩邊、由上游向下游，顆粒由粗變細(xì)。在同一級堆積壩上沖積扇之間呈無規(guī)律的相互迭瓦狀。從而形成了距堆積壩垂直距離相同的一定地段的剖面上顯示出粒度粗細(xì)交替的變化特征，從而形成了較典型的韻律結(jié)構(gòu)。此外，放礦流量的變化也能引起搬運(yùn)作用的一些變化，即流量大時(shí)，沖力也大，則相同粒徑的顆粒搬運(yùn)較遠(yuǎn)，流量小時(shí)，相同粒徑顆粒搬運(yùn)較近。從而在剖面上也可能形成一些粗細(xì)相

27、間的夾層和互層的韻律結(jié)構(gòu)。根據(jù)尾礦的沉積特征、顆粒組成、粒徑變化，將尾礦堆積體從上到下基本可劃分為2個(gè)堆積層。即層為尾細(xì)砂，層為尾粉砂，（附圖2-12-3）。-1層為尾細(xì)砂，灰色，飽和，松散，該層夾尾粉砂，薄層或互層。顆粒組成為：礫石0.02.59%，平均1.33%，粗砂2.5726.09%，平均9.53%，中砂6.5719.60%，平均14.94%；細(xì)砂52.5170.25%，平均60.50%；粉砂4.4314.34%，平均10.97%。該層分布全區(qū)，厚度1.1013.20m，平均8.17m。-2層為尾粉砂，灰色，濕，飽和，該層夾尾細(xì)砂，薄層或互層。顆粒組成為：礫石0.53.0%，平均1.4

28、0%，粗砂1.0628.22%，平均9.92%，中砂2.1012.12%，平均7.57%；細(xì)砂24.7367.50%，平均54.77%；粉砂15.3145.50%，平均26.93%。該層分布全區(qū)，厚度4.6043.80m，平均14.59m。4.3.3尾礦堆積體的工程特性指標(biāo)各層土物理力學(xué)指標(biāo)見表4-14-2、5；各層土十字板剪切試驗(yàn)成果見表6；各層土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果見表7；表4 -1 -1層尾細(xì)砂（Q4ml）物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)統(tǒng) 計(jì)值統(tǒng)計(jì)指標(biāo)nmm(min)m(max)建議值含水量w（%）717.3217.0318.120.3020.01717.32天然重度（kN/m3）719.3319.3

29、19.80.1030.00519.33比重G72.712.712.71002.71干密度d （g/cm3）71.641.621.680.0250.0151.64備 注注：n-頻數(shù)；minmax -最小值-最大值；m -平均值；-標(biāo)準(zhǔn)差；-變異系數(shù)：m(max)最大平均值； m(min) 最小平均值，（下同）表4-2 -2層尾粉砂（Q4ml）物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)統(tǒng) 計(jì)值統(tǒng)計(jì)指標(biāo)nmm(min)m(max)建議值含水量w（%）3117.2817.0318.120.1610.00917.28天然重度（kN/m3）3119.4019.019.70.1670.00919.40比重G312.712.712

30、.71002.71干密度d （g/cm3）311.631.601.660.0160.0101.63直剪粘聚力C（kpa）80.430.380.480.0330.0760.40內(nèi)摩擦角（o）821.1720.9521.330.1510.00721.0備 注表5 各層尾尾礦土（Q4ml）靜三軸試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)巖性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)-1-2尾細(xì)砂尾粉砂粘聚力(kpa)內(nèi)摩擦角（度）粘聚力(kpa)內(nèi)摩擦角（度）N（次）331717m4.1629.834.229.45m(min)m(max)4.054.5828.8930.353.854.3928.3530.130.1490.8160.2010.710.0360.0

31、270.0480.024建議值4.0029.04.0029.0備 注表6 十字板原位剪切試驗(yàn)成果表統(tǒng)計(jì)指標(biāo)地層N（次）m（kpa）minmax（kpa）建議值（kpa）備注-1尾細(xì)砂原狀740.1255710.590.26436.0殘余725.120366.380.25521.0靈敏度71.611.252.180.3220.2001.70-2尾粉砂原狀1260.6209625.190.41650.0殘余1249.2177921.950.44640.0靈敏度121.351.131.770.2080.1541.40表7 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)值統(tǒng)計(jì)地層N（個(gè)）Minmax（擊）m（擊）建議值（擊）-1尾

32、細(xì)砂293.06.04.271.100.2573.5-2尾粉砂632.06.03.691.350.3643.04.3.4尾礦堆積土的工程特性根據(jù)鉆探、取樣、原位測試和室內(nèi)試驗(yàn)成果，現(xiàn)對尾礦堆積體各層的工程特性評述如下：-1層尾細(xì)砂，稍濕飽和，松散，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)范圍一般為3.06.0擊，十字板抗剪強(qiáng)度為2557kpa kpa；天然重度為19.319.8KN/m3，靜三軸試驗(yàn)粘聚力為4.054.58kpa，內(nèi)摩擦角為28.8930.35度。尚未完成自重固結(jié)，工程性能差。-2層尾粉砂，飽和，松散，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)范圍一般為2.06.0擊；天然重度為19.019.7KN/m3，直剪試驗(yàn)粘聚力為0.380.

33、48kpa，內(nèi)摩擦角為20.9521.33度；靜三軸試驗(yàn)粘聚力為3.854.39kpa，內(nèi)摩擦角為28.3530.13度。尚未完成自重固結(jié)，工程性能差。4.2.4庫區(qū)巖土工程地質(zhì)特性層碎石，松散稍密。承載力特征值200kpa。工程性能較好。-1層全風(fēng)化砂礫巖，強(qiáng)風(fēng)化，其承載力特征值為200KPa，工程性能較好。-2層強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，強(qiáng)風(fēng)化，其承載力特征值為500KPa，工程性能較好。層強(qiáng)風(fēng)化片麻狀花崗巖，其承載力特征值為600KPa，工程性較好。5 水文地質(zhì)條件5.1區(qū)域及庫區(qū)水文地質(zhì)條件該區(qū)屬秦巴山地水文地質(zhì)區(qū)之山間溝谷水文地質(zhì)亞區(qū)，賦存有基巖裂隙水和松散層孔隙水。根據(jù)賦水巖性不同，將該區(qū)地下

34、水劃分為松散層孔隙潛水和基巖裂隙潛水兩類。其水文地質(zhì)特征如下：（1）第四系孔隙潛水孔隙潛水主要分布于溝谷沖洪積層及兩側(cè)山坡殘坡積層中。含水層巖性為碎石、塊石混粉土。溝底含水層厚度一般為12m，主要接受大氣降水、兩側(cè)山坡基巖裂隙水補(bǔ)給，向河流和下游徑流排泄為主，地下水較豐富。兩側(cè)山坡孔隙含水層較薄，厚度一般小于1m，受降雨影響明顯，雨季賦存少量地下水。沿坡面滲流排泄或以泉的形式排泄。潛水類型為HCO3-Ca型,總硬度為356.0mg/l（水質(zhì)監(jiān)測報(bào)告引用某縣某溝尾礦壩及右岸邊坡巖土工程勘察報(bào)告）。（2）基巖裂隙水由于庫區(qū)主要為砂礫巖，裂隙多呈閉合狀，但上部風(fēng)化裂隙發(fā)育。所以該區(qū)基巖裂隙水主要賦存

35、在風(fēng)化裂隙中，基巖裂隙水屬弱富水性。（3）庫區(qū)水文尾礦庫所在溝谷為匯水面積為0.30km2,溝內(nèi)常年有水，補(bǔ)給源為泉水補(bǔ)給，該溝上游設(shè)有攔洪壩，攔洪壩以上地表徑流從涵管經(jīng)尾礦庫右岸排出庫區(qū)，攔洪壩以下初期壩以上地表徑流直接匯入尾礦庫水域，從斜槽排出庫區(qū)。尾礦庫水域面積約為3200m2，補(bǔ)給源主要有大氣降水、兩岸地下水及放礦水。其中放礦水為主要補(bǔ)給水源，尾礦庫水主要經(jīng)排洪涵管排泄，部分經(jīng)尾礦堆積體向下游排泄。但該庫已于2012年5月底閉庫，已無放礦水補(bǔ)給，水域也將逐漸萎縮。其大氣降水將成為主要補(bǔ)給源。5.2初期壩水文地質(zhì)條件初期壩為漿砌石壩，壩體預(yù)留有排滲孔，排滲孔暢通，總流量約34L/s，水流

36、清澈（照片5）。位于初期壩的后側(cè)的水位觀測孔，水位埋深為4.307.60m。說明尾礦庫排滲系統(tǒng)，排水暢通。隨著閉庫，水位埋深將進(jìn)一步降低。照片5、初期壩排滲孔（鏡向上游）5.3現(xiàn)狀堆積壩水文地質(zhì)條件5.3.1現(xiàn)狀尾礦堆積體特征該尾礦堆積壩系采用上游法充填堆筑而成，由于水流的分選作用，形成了尾礦堆積壩體的特殊地層結(jié)構(gòu)（見4.2節(jié)）。其結(jié)構(gòu)特征為：沉積狀態(tài)復(fù)雜，有許多小型沖積扇錯(cuò)綜交疊，從而形成了許多大大小小的、粒徑差異較大的透鏡體韻律結(jié)構(gòu)。即含水的砂體與弱含水的泥質(zhì)體（隔水體）互相交疊，從而消弱了堆積體內(nèi)地下水的垂直方向與水平方向的徑流。在每個(gè)小型沖積扇的中上部，顆粒較粗，透水性、含水性較好。而

37、在兩側(cè)及下游，顆粒較細(xì)，透水性含水性較差。從而形成了尾礦堆積壩獨(dú)特的水文地質(zhì)條件。即堆積壩含水層均呈透鏡狀，且每個(gè)含水透鏡體之間水力聯(lián)系很差。從總體來看，沿堆積壩軸線橫向上沖積扇的疊瓦狀結(jié)構(gòu)，隨著新堆積壩的堆筑，且逐級向上推進(jìn)，便構(gòu)成了縱剖面上向上游一級一級，由透鏡體狀含水體和隔水體構(gòu)成的疊瓦狀結(jié)構(gòu)體的錯(cuò)落排列。綜上所述，尾礦堆積壩體垂向上由沉積灘面向谷底呈現(xiàn)出總體粒度逐漸變細(xì)的特征，水平方向上由沉積灘面到水域也存在同樣的沉積規(guī)律，只是其層位變化的間距遠(yuǎn)大于垂直方向。所以堆積體內(nèi)垂向滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于水平滲透系數(shù)，垂向滲透性差。因此，這種特殊的尾礦砂與尾礦泥所構(gòu)成的韻律結(jié)構(gòu)地質(zhì)體，不利于尾礦砂體中

38、水的排泄和尾礦泥中水的滲出。5.3.2現(xiàn)狀尾礦堆積體水文地質(zhì)層特征-1層尾細(xì)砂，粒度不均勻，透鏡體較發(fā)育。弱透水，滲透系數(shù)為0.0120.026m/h。富水性相對較差，為相對弱含水層。分布于壩體中上部，厚度1.1013.20m。-2層尾細(xì)砂，粒度不均勻，透鏡體較發(fā)育。弱透水，滲透系數(shù)為0.0010.006m/h。富水性相對較差，為相對弱含水層。分布于壩體中下部，厚度4.6043.80m。表8、 單環(huán)注水試驗(yàn)成果表點(diǎn)號(hào)ZS1ZS2ZS3ZS3ZS3位置干灘干灘干灘干灘干灘巖性尾細(xì)砂尾細(xì)砂尾粉砂尾粉砂尾粉砂滲透系數(shù)（m/h）0.0120.0260.0060.0020.0015.3.3現(xiàn)狀尾礦堆積壩

39、浸潤線特征各鉆孔初見水位見表9，從表中可以看出：各子壩水位（浸潤線）埋深二級子壩4.307.60m，平均6.23m，九級子壩9.409.60m，平均9.53，十二級（最終）子壩11.3018.50m，平均15.97m，m；干灘水位（浸潤線）埋深為5.207.70m，平均為6.33m；各子壩水位隨著子壩加高水位埋深增大，從堆積壩頂向水域，水位埋深逐漸變淺。表9 各鉆孔水位一覽表孔號(hào)Zk1Zk2Zk3Zk4Zk5Zk6靜止水位埋深7.606.804.309.609.609.40標(biāo)高485.70486.50489.20506.30506.30506.50位 置二級子壩九級子壩孔號(hào)Zk7Zk8Zk9Z

40、k10Zk11Zk12靜止水位埋深11.3018.5018.105.206.107.70標(biāo)高514.00506.8504.30519.60517.90517.10位 置十二級（最終）子壩干 灘5.3.4現(xiàn)狀尾礦堆積體的地下水補(bǔ)給排泄條件某溝尾礦堆積體內(nèi)地下水的補(bǔ)給源有：大氣降水、放礦水、上游及兩側(cè)山坡孔隙裂隙潛水徑流補(bǔ)給等補(bǔ)給源。大氣降水屬間歇性補(bǔ)給水源，在雨季補(bǔ)給量較大，在枯水季節(jié)補(bǔ)給量小。庫區(qū)兩邊山坡孔隙裂隙水，富水性差，受季節(jié)性影響明顯，補(bǔ)給量小。閉庫前放礦水及大氣降水是尾礦堆積體地下水的主要補(bǔ)給源。閉庫后，排礦停止，已無放礦水補(bǔ)給堆積體地下水，現(xiàn)階段堆積體地下水的主要補(bǔ)給源為大氣降水，

41、故降水水量將直接影響堆積體地下水。某溝尾礦堆積體內(nèi)地下水的排泄途徑，有三種：其一，該尾礦庫初期壩壩體預(yù)留有排滲孔，部分地下水經(jīng)此排泄；其二原尾礦庫涵管雖已封堵，但封堵時(shí)預(yù)留有排水管，部分地下水下滲至原涵管，經(jīng)預(yù)留排水管排泄；其三，沿壩底第四系空隙及基巖裂隙排泄。6 地震效應(yīng)6.1地震動(dòng)參數(shù)根據(jù)中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖(第一號(hào)修改單)，該場地地震基本烈度為度，該地區(qū)地震動(dòng)峰值加速為0.05g，根據(jù)中國地震動(dòng)反譜特征周期區(qū)劃圖(第一號(hào)修改單)，地震動(dòng)反應(yīng)普特征周期為0.45s。6.2現(xiàn)狀尾礦土地震液化判定該場地地震基本烈度為度，根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）及相關(guān)規(guī)范，可不考慮

42、液化的影響。7 穩(wěn)定性分析及評價(jià)7.1現(xiàn)狀初期壩穩(wěn)定分析及評價(jià)7.1.1壩基穩(wěn)定性分析初期壩所處地段未見有全新活動(dòng)斷層，未見有滑坡等不良地質(zhì)作用，壩址區(qū)是穩(wěn)定的；根據(jù)鉆探、井探和前期資料，初期壩壩基為第三系強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，其承載力特征值(fk)為500KPa，壩基是穩(wěn)定的。7.1.2壩肩穩(wěn)定性分析初期壩肩出露地層為下第三系強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，壩肩山勢雄厚。未發(fā)現(xiàn)壩肩基巖變形跡象。初期壩壩肩是穩(wěn)定的。7.1.3初期壩穩(wěn)定性分析初期壩壩體材料為M7.5漿砌石，石材為微風(fēng)化花崗巖、輝石閃長巖。壩體無裂縫，表面平整。現(xiàn)場觀察，壩體外觀良好，未見有其他變形現(xiàn)象。7.1.4滲漏穩(wěn)定性分析初期壩壩肩以砂礫巖為主，除

43、表層風(fēng)化裂隙發(fā)育外，向深部裂隙不發(fā)育。修建初期壩時(shí)對壩肩進(jìn)行了清理，現(xiàn)場調(diào)查，壩肩未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象。因此，不會(huì)發(fā)生繞肩滲漏。壩體預(yù)留有排滲孔，排滲孔暢通，總流量約34L/s，水流清澈。壩體表面未見未見滲流破壞現(xiàn)象。因此，初期壩滲流是穩(wěn)定的。通過上述分析，初期壩址、地基、壩肩是穩(wěn)定的。7.2現(xiàn)狀堆積壩穩(wěn)定性分析及評價(jià)7.2.1現(xiàn)狀堆積壩穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算利用規(guī)范通用的圓弧滑動(dòng)法，分正常運(yùn)行和地震及洪水作用兩種工況。各層穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)見表12。表12、 壩體穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)確定表層號(hào)重度（KN/m3）飽和重度（KN/m3）粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角(度)十字板強(qiáng)度(KPa)-119204.02936

44、-219204.12950初期壩22228032注：粘聚力、摩擦角主要為靜三軸與直剪結(jié)果平均值及經(jīng)驗(yàn)值,結(jié)合考慮。正常運(yùn)行工況：穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算公式為：K=摩擦角，取尾礦砂（=29）及初期壩主體（=32）兩層加權(quán)平均值，為30度；計(jì)算粘聚力弧長取其初期壩壩體弧段（對應(yīng)的圓心角為=57°）;粘聚力C1，取尾礦砂為4KPa，粘聚力C1，初期壩壩體為80KPa；其弧長:L=(R/180°)×=(3.14×136.6/180)×57=135.8m；Tan()=tan(30°)=0.58經(jīng)計(jì)算，抗滑安全系數(shù)：K=20634.12/14329.25=1.44大于四級尾礦壩規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)1.15的要求。故正常運(yùn)行工況下，初期壩及堆積壩現(xiàn)狀是穩(wěn)定的?？紤]洪水及地震作用時(shí)，其穩(wěn)定性安全計(jì)算公式為：K=Wi-第i條塊的重量(KN/m)；Ci-第i條塊內(nèi)聚力(kPa)；i-第i條塊內(nèi)摩擦角(0 );Li-第i條塊滑面長度(