探讨下水湾尾矿库工程地质勘察

　　摘要：对下水湾尾矿库进行了岩土工程 勘察,查明了该场地的工程地质和水文地质特征,为该工程的设计和施工提供了地质资料，并从工作中总结出了自己的观点，与同行进行探讨。
　　关键词：地质条件；浸润线；地震效应；勘察
　　1．前言
　　下水湾尾矿库位于湖南省花垣县团结镇长兴村，距花垣县城约12Km。该尾矿库于2005年投入使用，已建初期坝位于下游沟口，坝型为浆砌石坝，勘察期间顶面标高约367.50m，坝高约34.00m（目前仍正在加高）。坝轴线长137.0m，坝顶宽度约11.0m，上游边坡为1：0.1，下游边坡为1：0.37。
　　2．区域地质概况
　　场地位于云贵高原之东缘，武陵山脉中段的东南麓。受区域构造影响，库区北西侧和东侧发育两条断层。
　　2.1F85断层，分布于库区北西侧，为花垣—茶洞区域性大断裂，延伸长度达数公里，从初期坝右坝肩上游约22m处斜穿库区，断层走向北东60°，倾向南东，倾角40°～80°，为逆断层，断层破碎带宽5～10m，沿断层岩石挤压柔皱强烈，无明显溶蚀现象。
　　2.2F3断层，分布于库区东侧，为区域性大断层，断层走向北东45°，倾向北西，倾角75°，为正断层，断层破碎带宽30m，在寒武系清虚洞组灰岩层中沿断层带有落水洞、洼地等岩溶形态发育，该断层为导水断层。
　　3．库区工程地质条件
　　3.1场地位置、地形地貌
　　下水湾尾矿库位于湖南省花垣县团结镇长兴村。属低中山区，山势一般较陡峻，沟谷发育，地形起伏较大。地形南高北抵，东高西低，沟谷近东西向展布延伸，沟水由东向西流。库尾及南岸多发育冲沟。谷坡较陡，一般30°～50°，局部达80°。
　　3.2尾矿库现状、尾矿沉积规律及全尾矿
　　3.2.1尾矿库现状
　　初期坝现状
　　根据向矿方调查结果，该尾矿库于2005年投入使用，初期坝为浆砌石坝，勘察期间顶面标高约367.50m，坝高约34.00m（目前仍正在加高）。坝体采用块石砌置而成，基底为灰岩，两侧嵌入灰岩层中。在坝体底部靠近东岸山体中有一排水涵洞，大小约为1.8×1.8m2。坝面基本平整，坝体构筑情况良好，未见明显变形，坝体基本稳定。
　　据向矿方调查，该初期坝底部约334标高处有一直径500mm的排水管，出口位于坝前水池水面下，矿方原拟将其封堵，但未能完全堵死，该排水管尚能排出少量水。
　　3.2.2尾矿沉积规律
　　尾矿由选厂用管道输送至尾矿库内，然后由排放管口排出，其沉积过程主要影响因素有以下几个方面：
　　1）粒度：尾矿颗粒的大小是控制沉积的主要因素，粗颗粒沉积较快，一般距排放管口愈近颗粒愈粗，反之，愈远愈细。据相关全尾矿粒度资料反映，尾矿粒度主要变化在0.2~<0.02mm之间，说明了尾矿砂与尾矿土的粒径变化使尾矿在沉积过程中，仍有随粒径变化而水平方向具分选性的特点。
　　2）尾矿流速：尾矿浆流速越大，越不易沉积，且颗粒携带越远。据现场调查，尾砂流速变化小，有利于尾矿沉积。
　　3）矿浆浓度：浓度愈大，流速相应减小，沉积速度较快，且分选性也差。
　　4）干滩长度：干滩长度对尾矿土沉积产生较大的影响，干滩短，尾矿土易在较短的距离内沉积；干滩愈长，尾矿随尾砂浆流动，利于水平方向上的沉积。
　　5）放矿方法：尾矿浆自排放口处总是趋向于以辐射型向四周扩散，呈漫流或蛇曲状流向库内。由于放矿口高于地表0.5～1.0m不等，使尾矿流速加剧，对水平方向尾矿土沉积影响较大，当排放口交错移动时，尾矿常呈交错、重叠沉积的现象。
　　鉴于上述尾矿沉积的一般规律，本尾矿库内尾矿沉积具有以下特点：
　　1） 总体上从上至下由粗到细，由尾粉砂→尾粉土→尾粉质粘土→尾粘土组成。
　　2） 从排放口沉积处到尾矿库内总体上由粗到细，由尾粉细砂→尾粉土→尾粉质粘土组成。
　　3） 由于本库内多家矿山排矿，排放点多，矿浆浓度、流速各异，造成在尾砂层中存在薄层（一般厚度0.5～25cm）尾粉质粘土及尾粉土透镜体，同时在尾粉质粘土、尾粉土层中亦存在尾粉砂等透镜体。
　　3.2.3全尾砂
　　本次勘察在选厂及尾矿库放矿口用桶共采取3件全尾砂样，静置沉积24小时后，进行全尾矿颗粒分析。
　　3.3尾矿及坝址地基土岩性特征
　　3.3.1人工填土及尾矿岩性特征
　　3.3.1.1人工填土（Qml）①：属素填土，灰褐、灰褐色。主要由碎石组成，含少量粘性土，局部粘性土含量超过50％或夹大块石。碎石成分主要为页岩，粒径大小不等，一般粒径2～18cm，呈棱角、次棱角状，稍湿，松散～稍密状态，局部中密状态。主要分布于库区内3个副坝、库内3个土堤及库岸公路岸坡。钻孔1、2、9、10、12、14号遇见该层，层厚1.80～20.9m。
　　3.3.1.2尾粉砂（Qml）②：灰褐色，主要矿物成份为石英等，呈稍湿～饱和，松散～稍密状态，夹有5～20mm薄层尾粉土或尾粉质粘土透镜体。分布于尾矿库的表层及副坝坝底，钻孔1、3、8、9、12～14号遇见该层，层厚2.30～9.30m。
　　3.3.1.3尾粉土（Qml）③：灰褐色，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度及韧性低，局部夹有2～20mm薄层尾粉质粘土或尾粉砂透镜体。呈很湿～饱和，松散～稍密状态。分布于库内大部分地段，钻孔1、3～9、11～13号遇见该层，层厚0.80～8.60m。
　　3.3.1.4尾粉质粘土（Qml）④：灰、灰褐色，切口稍光滑，无摇振反应，干强度、韧性中等，呈很湿～饱和，流塑～软塑状态。分布于尾矿库内大部分
　　地段，钻孔1、3～7、11～13号遇见该层，层厚1.10～8.50m。
　　3.3.1.5尾粘土（Qml）⑤-1：灰褐色、灰色，切口光滑，光泽反应光滑，摇震无反应，干强度及韧性中等，饱和，流塑状态。主要分布于库区初期坝前有尾矿水的地段。钻孔13号遇见该层，层厚5.20m。
　　3.3.1.6尾粘土（Qml）⑤：灰褐色、灰色，切口光滑，光泽反应光滑，摇震无反应，干强度及韧性中等，饱和，流塑～软塑状态。主要分布于库区东侧及有尾矿水的地段。钻孔3～7、11～13号遇见该层，层厚3.70～15.50m。
　　3.5水文地质条件

《探讨下水湾尾矿库工程地质勘察》

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