摘要:本文结合大唐林州热电厂工程分析岩溶发育条件、特征,并进行工程地质条件分析。
关键词:岩溶;发育条件;特征分析;工程地质条件分析
0前言
岩溶又称喀斯特,是指水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为特征(包括水的机械侵蚀和崩塌作用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用,以及由此所产生的现象的统称。本文主要是对大唐林州热电厂工程分析岩溶发育条件、特征,进行工程地质条件分析。
1工程概况
拟建工程属于新建项目,本工程位于林州市东北,北部紧邻金鑫路,南部紧临乡间小路,西侧紧邻金水路。一期新建两台300MW供热机组。整个场地平面形状近似“长方形”,本期面积约为700m×500m。
2厂区自然地理条件及区域地质构造
林州市在大地构造单元上属于华北断块的中南部,即太行断块的北部边缘。中生代构造变动使太行山南部的中生代地层形成宽缓的背斜隆起,并伴随着大量的断裂发育和岩浆活动。新生代上新世和早、中更新世时期,太行山继承了中生代的构造运动,发生了大规模的裂陷伸展运动,断裂的差异运动进一步增强,形成了林州断陷盆地。全新世时期,该盆地同整个太行山山体一起抬升,断陷活动萎缩。控制着断陷盆地的西部断裂近南北向展布,同时有北西西向或近东西向断裂与之交错,它们都沿袭中生代断裂进行继承性活动。根据《河南省地质构造图》、《大唐林州2×300MW热电联产项目工程场地地震安全性评价报告》(豫震安第07113号),对厂址方案具有重要影响的断裂带均为隐伏断裂,主要活动断裂有四组:近东西向的安南断裂、近南北向的林州断裂、郎垒断裂及采桑断裂,另外,根据安评报告,厂区附近还有一条东贤城断裂。
3厂区岩土工程条件
地基土上部为第四系冲洪积的粘性土,下部为灰岩,岩石产状为:134-140°∠20-25°,厂区中部见燕山中期花岗岩侵入体。侵入体与灰岩交接地段上部为灰岩,中部为破碎带,局部灰岩出现变质,下部为花岗岩侵入体。
4岩溶发育条件
(1)具有可溶性岩石;(2)具有溶解能力(含CO2)和足够流量的水。(3)具有地表水下渗、地下水流动的途径。
5大唐林州热电厂工程岩溶发育分析
根据《岩石薄片鉴定报告》,岩石鉴定结果为:细晶方解石含量50%-80%,粒屑质微晶—粉晶灰岩,为可溶性岩。根据可研勘测报告,地下水稳定水位埋深为1.10~6.30m,其相应标高为283.1~294.7m,埋深较浅,且地下水丰富。根据《河南省地质构造图》、《大唐林州2×300MW热电联产项目工程场地地震安全性评价报告》厂36工程勘察Geotechnical Investigation&Survrying 2010年增刊第1期址附近存在具有重要影响的4组断裂带,均为隐伏断裂,且厂区处于林州断裂盆地。厂区中部出现花岗岩侵入体,在侵入体附近花岗岩和灰岩交界处岩层破碎(图1),且上部灰岩出现部分变质。说明灰岩在下部花岗岩高温高压侵入下,岩性较破碎,存在地下水流通途径。通过以上分析可知,厂区已完全具备岩溶发育条件,应引起勘察人员足够重视,随后的勘察中进一步验证了厂区岩溶较发育,且存在多层溶洞的结论。
6岩溶发育特征分析及工程地质分析
现场局部开挖反映,灰岩的溶沟、溶槽、石芽丛生(图2),基岩面凹凸不平。观察岩溶形态,上部岩层发育大小形态各异的溶沟、溶槽,在钻孔内遇到的小型溶洞大部分被粘性土充填,局部夹少量碎石。通过工程地质调查和钻探,证实了场地存在有可溶性岩石的溶蚀现象,勘探揭示岩溶洞穴的发育情况(见表1),钻探揭露可溶性岩石的溶蚀洞隙情况统计成果见表1。
从统计结果根据《岩溶地区工程地质调查规程DZ/T0060—1993》情况来看,厂区岩溶发育程度为中等发育。
7岩溶发育规律分析
勘探揭示场地岩溶洞穴的发育情况多数呈单体状,垂直发育深度较大。单个洞穴高度大于0.5m的钻孔有26个,在平面上这些钻孔正好围一个圈。分析认为,这个圈正好是花岗岩出露的边界部分。其特征是花岗岩侵入到灰岩中,由于高温高压造成上部灰岩破碎变质,给地下水形成了流动通道。洞穴主要沿花岗岩及灰岩接触部位发育,该处洞穴特点为洞高较大且分布连续,最大的洞穴高达5.3m。在空间上,大于0.5m的岩溶洞穴在不同深度段出现的频数见表2
从表2可看出,岩溶洞穴主要发育区间为295m~280m高程,在其它标高部位较少出现。岩溶发育垂直分带,由地表向地下,岩溶的发育程度由强变弱。分析认为,地下水在接受大气降水的补给之后,储存和运移于岩层的裂隙之中,直到最后排出地表的过程,同时也是地下水对岩石产生溶蚀的过程。一般说来,在地下水的当地排泄基准面之上,地下水的交替迅速,岩溶发育强烈;在地下水的当地排泄基准面之下,尤其是最低排泄基准面之下,地下水的交替速度缓慢,岩溶发育微弱甚至不发育。钻探揭示的岩溶洞穴主要发育在280m~295m高程,正好和本文前面提到的地下水位标高为283.1~294.7m相吻合,http://www.51lunwen.org/civilengineeringarchi/进一步论证了地下水的流动性对岩溶发育起决定性作用。
8工程地质分析
从以上对岩溶发育的条件、发育规律以及厂区岩溶分布特点的分析研究,对建厂区岩溶工程地质条件得出以下结论:(1)厂区岩溶发育以地表溶沟、石芽为主,地下无大型的岩溶洞穴及地下暗河存在。岩溶对场地整体稳定性影响不大。(2)岩溶洞隙发育随深度而减少。由于基础底板高程293m,即在建筑物的持力层范围内岩溶洞隙最为发育,构成了地基岩土的不均匀性,若采用天然地基,须进行地基处理。由于溶洞沿层面较发育,规模小,溶洞多层分布,且大部分溶洞集中在高程290~280m(即持力层范围内),目前场平标高为298m,所以建议设计中采用桩基础。