罗田县垃圾处理场工程地质勘察报告.docx
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罗田县垃圾处理场工程地质勘察报告
湖北省罗田县凤山城区生活垃圾处理场
工程地质勘察报告
武汉丰达地质工程有限公司
二OO八年一月
项目名称：
湖北省罗田县凤山城区生活垃圾处理场
工程地质勘察
委托单位：
湖北省罗田县凤山城区生活垃圾处理场
勘察单位：
武汉丰达地质工程有限公司
证书等级：
甲 级
单位负责：
总工程师：
审核：
项目负责：
报告编写：
目 录
附 图：
工程地质图
1 前 言
1.1 工程概况
随着城市建设的快速发展，现有垃圾处理设施已不能满足需要，加快垃圾收运、处理等环卫工程设施建设十分必要。
罗田县至今尚无一座较为先进、无公害的垃圾处理场。
现有五座简易填埋场，其中李家埦、合家畈、鸟雀林、栗子坳四座垃圾场，已分别于1990年、1994年、2001年、2004年填满封场。
目前使用的是六家坳垃圾场，预计到2008年6月将完成使命。
届时，城市生活垃圾将无消纳场所，解决垃圾出路问题已迫在眉睫。
罗田县为湖北省革命老区，风景优美，是一座正在建设的旅游观光城市，城市环境卫生是城市形象的一个重要标志，对发展城市旅游业有着直接的影响，建设一座有足够容量、技术先进、工艺合理的城市生活垃圾卫生填埋场，是目前城市硬件配套设施建设的紧迫工作。
拟建的罗田县凤山城区生活垃圾处理场位于罗田县凤山镇合家畈村十一组，场址位于城区西北方向，处于夏季主导风东北风的下风向、城区水源义水河的下游，距离义水北路约0.69公里，距离罗田城区约5公里，距离罗田城区污水处理厂约3公里，现有机耕路已修至附近，交通便利。
场区东、西、南三面均为山地，南侧为水田，占地面积85.97亩。
该场址封闭条件较好，植被环境优越，土源丰富，汇水面积小，交通方便，库容大，是一座较为理想的垃圾填埋场地。
场区在用地长方向三分之一处设置垃圾坝，垃圾坝北侧为填埋区，填埋区设置4m环形道路与进出道路相连；垃圾坝南侧为调节池和渗滤液处理站，调节池和渗滤液处理站中间设置截污坝；在垃圾处理场东南侧低凹处设置管理区。
库区总汇水面积5600m2，库区面积4.1万m2，库容达71万m3，有效库容为61.4万m3，服务年限15年。
1.2 勘察任务、目的和要求
为了解拟建的生活垃圾处理场场地工程地质条件，给垃圾处理场的设计提供地质依据，2008年1月受湖北省罗田县凤山城区生活垃圾处理场委托，武汉丰达地质工程有限公司承担了罗田县凤山城区生活垃圾处理场范围内的工程地质勘察工作，主要勘察范围为垃圾库区及垃圾坝轴线部位。
结合拟建场区岩土工程地质条件，本次勘察工作的任务、目的和要求如下：
1、查明工程建设区地形、地貌、断裂分布类型、产状、规模、导水性及活动情况，是否有皱褶分布、溶洞等不良地质现象；
2、查明工程建设区地层岩性、结构、厚度及分布特征；岩层风化程度和各土层渗透系数K值；
3、测试岩土的物理力学性质、计算和评价地基承载力、提供设计与施工所需的岩土工程参数；
4、评价划分场地土类型和建筑场地类别；
5、查明场区地下水与地表分水岭特征及地表水系分布特点，进行水文单元分析及地下水条件和侵蚀性评价；
6、对场地开挖施工可能产生的不良地质现象进行稳定性分析。
1.3 勘察技术依据和勘察方法
1、本次勘察工作依据的主要规范及参考资料有：
（1）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）；
（2）《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》；
（3）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；
（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
（5）《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-1999）；
（6）《岩土工程勘察报告编制标准》（CECS99:
98）；
（7）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
（8）《水文地质手册》、《工程地质手册》；
（9）《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87－92）；
（10）《罗田县凤山城区生活垃圾处理场工程地质勘察要求》（罗田县凤山城区生活垃圾处理场，2008.1.2）。
2、勘察方法
根据勘察目的、任务和要求，结合场地地形及岩土条件，本次勘察工作以机械回转取芯钻探为主，以工程地质测绘为辅的综合勘察方法，并在现场结合岩土特征进行了试坑渗水、钻孔压水试验、岩土样采集及室内土工试验工作。
1.4 勘察孔的布置及完成工作量
本次勘察工作以了解场区工程地质条件、岩土体物理力学性质及渗透性为重点，根据勘察目的、任务和设计要求，勘察孔由设计单位和业主共同布设，共布钻孔21个，主要沿垃圾坝轴线、填埋区周边及中轴线布置。
钻孔的定位、孔口高程以及所用地形图均由业主提供。
报告中所有高程均为黄海高程。
工程地质勘探钻孔平面布置图见附图所示。
完成的主要工作量见表1-1所示。
表1-1完成的主要工作量
工 作 项 目
单 位
工作量
钻探
及
取样
试验
钻 探
米/孔
339.6/21
岩 样
组
6
土 样
组
8
水 样
组
3
试坑渗水试验
个
6
压水试验
段
23
水位观测
次/孔
21/21
室内试
验分析
岩石物理力学试验
组
6
水质分析
组
3
土体物理力学试验
组
8
室内资料整理
及报告编写
工程地质剖面图
工日
10
工程地质勘察报告编写
2 场区工程地质条件
2.1地形地貌
罗田县凤山城区生活垃圾处理场地位于罗田县凤山镇合家畈村十一组，使用土地主要为耕种旱地、稻田、鱼塘、部分为退耕还林山地，占地面积85.97多亩，地貌单元属低山谷地，地势北高南低，地形起伏高差8～37m，地势北高南低。
场址由两条冲沟汇成的一条主冲沟组成，西侧冲沟长约141m，东侧冲沟长约210m，主冲沟长约120m。
填埋场规划为两期，一期库底北高南低，宽52～100m，库底高程68～86.4m；二期库底也是北高南底，宽度在17～36m之间，库底高程67～75m，两侧山脊高程为89～125m。
场区库底农作物有水稻和栗树，两侧山丘树木茂盛，植被保护良好。
沟谷汇水由北向南汇入义水河，该场址封闭条件较好，植被环境优越，土源丰富，汇水面积小，交通方便，库容大，其库容达71万m3，有效库容为61.4（覆盖土取13.5%）万m3，适合修建垃圾填埋场。
2.2地质构造
拟建场址区地貌属大别山南部低山区，地质区划属华北区、大别山分区、南部小区，早期太古界构造运动属大别运动。
根据《中华人民共和国区域地质调查报告（罗田幅1：
20万，1974）》区域地质资料和实地查勘，场址坝区在大地构造单元上地处秦岭褶皱系阳隆起大别山隆褶束山腹地，经历多次地壳运动，各期构造形迹迭加复合，地质构造复杂。
主要构造断裂为麻团断裂，断裂走向自北向东，由麻城～团风～咸宁进入湖南省，次级断裂构造褶皱均呈北向东延展，与主干断裂基本平行。
勘察表明，场地内未发现影响地基稳定性的活动断裂、破碎带等不良地质构造，场地地质条件较好，为Ⅲ级场地。
场区地震基本裂度为Ⅵ度，场地土为中硬场地，场地类别为Ⅱ类，属抗震有利地段。
场地内植被理想，发生山体滑坡、泥石流的可能性很小。
图2-1 罗田县垃圾处理场地质构造纲要图
《中华人民共和国区域地质调查报告（罗田幅1：
20万，1974）》2.3地层岩性
据区域地质资料和实地查勘，场址区出露地层为大别～吕梁期酸性侵入岩体（r1-2），第四系松散堆积物除少量冲洪积外，并分布有较薄的残坡积层（Qed1）。
片麻状花岗岩（r1-2）为大别～吕梁期大型花岗酸性侵入岩基，岩石呈灰白色，矿物成份和粒度变化较大，一般以中粒结构为主，粒径1～3mm，在区域变质和混合岩化作用下，岩石发生了强烈的变化，具有明显的片麻构造和混合岩化特征，尤其是风化后，片麻理更是明显。
勘察表明，场地内岩体结构简单，岩土种类单一，性质变化不大。
拟建场地下部岩土按岩性成因可分为二个岩性组：
第一组为耕植土（
）和含碎石粉质粘土层（Qel+dl）；第二组为侵入岩浆岩组（r1-2）。
按岩土工程特征、风化程度、蚀变程度可分为五个岩性层，自上而下分别为：
耕植（表）土、含碎石粉质粘土、强风化花岗片麻岩、中风化花岗片麻岩、微风化花岗片麻岩。
（1）耕植（表）土（Qml）：
层厚0.3～0.6m，杂色、湿，主要由灰褐色粘土、粉土夹少量强风化花岗片麻岩碎石块等组成，含有大量的植物根茎，土层孔隙大，结构松散。
（2）含碎石粉质粘土层（Qel+dl）：
见于库底稻田区，厚1.2～7.0m，平均厚度2.6m，为灰黄色、黄褐色粉质粘土，呈软塑～可塑状态，含少量风化片麻岩碎石，碎石呈棱角状，粒径2～5mm，其主要成分为石英及长石，与下伏母岩成份一致，本层系残、坡积混合成因。
（3）强风化花岗片麻岩（r1-2）：
全场区分布，厚度在3.8m～9.3m，黄褐～黄色，平均厚度5.8m，稍密～中密状态，片麻状构造，由砾石、砂、粉土加碎石等组成，主要矿物成分为石英、长石、云母、角闪石等，岩体强度极低，风化裂隙发育，裂面可见红色、黄色薄膜、岩块手掰易断，钻孔岩芯采取率极低，岩芯多呈松散砂状、夹块状。
（4）中风化花岗片麻岩（r1-2）：
全场区分布，厚度在5.5m～7.8m，平均厚度为6.4m；灰白色～杂色,花岗结构，片麻状构造。
主要矿物成分为石英、长石、云母等。
浅色长石带和深色云母带互相交错，裂隙由上至下减弱，属较软岩，较破碎，岩体强度较低，岩芯采取率较低，呈碎石状、块状，岩体质量等级为Ⅳ级。
（5）微风化花岗片麻岩（r1-2）：
灰白色、花岗结构，块状结构，片麻状构造，主要矿物成分为石英、正长石、云母、角闪石等，属较硬岩，较完整，岩芯多呈块状、柱状，岩体质量等级为Ⅱ级。
2.4水文地质条件
2.4.1气象要素
拟建场区地处亚热带季风气候区，冬干冷夏湿热，春暖秋凉，光照充足，气候温和，平均气温16.4℃，极端最高气温41.6℃，极端最低气温-14.6℃，无霜期228天，年平均日照2047.1小时；雨量充沛，在降雨分布上具有区域与时段相对集中、且强度不均的特点，多年平均降雨量1369.3mm，历年最大降雨量2110.8mm（1983年），历年最小降雨量825.3mm（1996年），相对湿度76％，具有适合多种农、林作物生长的气候条件。
本区风向与河谷风向基本一致，山地多偏南风，次为偏北风，东、西风向较少；风速受山区地形制约，一般较小，为1.5～2.5m/s，但遇恶劣天气时，也会出现较高的风速，最大风速达25m/s；冬季有时会有积雪出现，积雪厚度在河谷区一般为10～20cm，山地区可达50cm。
常年主导风向为东北风，次为西南风，春夏多为东南风，秋冬多为西北风，八级以上大风，以4、7月为最多，分别为10年9遇和10年7遇。
2.4.2 水文地质条件
场址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层以及孔隙～裂隙混合含水层三种类型。
孔隙含水层主要为耕植（表）土层，分布于场区两侧山坡及库底，孔隙～裂隙含水层主要分布在基岩强风化带上部；基岩裂隙水分布在强风化带以外的基岩中，其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制，一般含水量较小，水力联系差，局部节理裂隙密集带含水量较大。
第
（1）层耕植（表）土由于结构松散，仅含少量孔隙水，无统一水面，分布于地势较低的耕田地段，属上层滞水；第
（2）层含碎石粉质粘土层不含水，为相对隔水层；第（3）层强风化花岗片麻岩含裂隙水，由于裂隙发育程度不一，裂隙水亦呈局部分布，水量较小；第（4）、（5）层中风化、微风化花岗片麻岩基岩及下伏新鲜完整岩体为相对隔水层。
场区地下水埋藏较深，勘察过程中对地下水位进行了观测，施工期间测得地下水位标高（黄海高程）在68～96米之间，属基岩裂隙性潜水，不具备发生潜蚀作用的条件。
地下水主要补给来源为场区内的两口鱼塘塘水和大气降水，次为地表水向下入渗补给，地下水向低洼地带径流排泄，地下水由北向南渗入义水河。
2.4.3 地下水对建筑材料的侵蚀性
为分析场区内的地下水质量，勘察期间对场址区内地下水进行了取样分析，共取水样3个，水质化学分析成果见表2-1所示：
场区地下水主要为HCO3～Ca型水，PH值7.04，对混凝土无腐蚀性。
表2-1水质化学分析成果表
水样编号
PH值
游离CO2
（mg/l）
阴离子含量（mg/l）
阳离子含量（mg/l）
侵蚀性CO2
（mg/l）
HCO3-
Cl-
SO42-
CO32-
Ca2+
Mg2+
K+
Na+
W01
7.03
2.68
57.5
2.59
2.76
0
18.3
4.5
9.1
0
W02
6.95
2.52
62.6
2.08
2.58
0
16.2
3.56
8.4
0
W03
7.15
2.87
61.7
2.04
2.63
0
17.5
3.13
8.1
0
平均
7.04
2.69
60.6
2.24
2.66
0
17.3
3.73
8.53
0
2.4.4 岩土层的渗透性
为查明各岩土层的渗透性，在勘察过程中对第
（1）层耕植（表）土、第
（2）层含碎石粉质粘土采用在地表开挖试坑进行试坑渗水试验的方法，求得相应的渗透系数K值；在基岩各风化带内采用钻孔压水试验，求得相应的渗透系数K值。
渗水试验成果见表2-2所示；钻孔压水试验成果见表2-3所示。
参照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99），第
（1）层耕植（表）土渗透系数K最大值为0.025cm/s，最小值为0.017cm/s，属强透水层；第
（2）层含碎石粉质粘土渗透系数K最大值为1.5×10-3cm/s，最小值为1.25×10-3cm/s，属透水层；基岩各风化带渗透系数K值均较小，为10-4～10-5数量级，属弱透水层。
由于裂隙的不均匀性，基岩透水性具有明显的方向性，且受充填物影响较大。
根据现场试坑渗水试验和钻孔压水试验结果，建议：
第
（1）层耕植（表）土渗透系数K值取为0.025cm/s；
第
（2）层含碎石粉质粘土渗透系数K值取为1.5×10-3cm/s；
第（3）层强风化花岗片麻岩渗透系数K值取为2.43×10-4cm/s；
第（4）层中风化花岗片麻岩渗透系数K值取为1.24×10-4cm/s；
第（5）层微风化花岗片麻岩渗透系数K值取为6.25×10-5cm/s。
表2-2 现场试坑渗水试验成果表
层 位
试坑号
试坑面积（cm2）
稳定流量Q
（cm3/s）
渗透速度V
（cm/s）
渗透系数K
（cm/s）
耕 植
（表）土
S01
300
7.5
0.025
0.025
S02
300
6
0.020
0.02
S02
300
5
0.017
0.017
含碎石
粉质粘土
S04
400
0.5
1.25×10-3
1.25×10-3
S05
400
0.4
1.0×10-3
1.0×10-3
S06
400
0.6
1.5×10-3
1.5×10-3
备注：
①试坑侧壁采用粘土护面；②V＝Q/S，K＝V
表2-3基岩钻孔压水试验成果表
孔
号
压水试验段（m）
试段长度
L（m）
稳定流量
Q（L/min）
透水率
q（Lu）
渗透系数K
（×10-5cm/s）
风化带
ZK05
3.0～6.0
3.0
13.6
22.7
22.7
强风化带
8.0～11.0
3.0
5.7
9.5
9.5
中风化带
ZK09
3.0～6.0
3.0
11.2
18.7
18.7
强风化带
8.0～11.0
3.0
6.9
11.5
11.5
中风化带
ZK11
2.0～5.0
3.0
9.5
15.8
15.8
强风化带
7.5～10.5
3.0
4.6
7.7
7.7
中风化带
ZK12
3.0～6.0
3.0
14.6
24.3
24.3
强风化带
8.0～11.0
3.0
7.4
12.3
12.3
中风化带
ZK13
3.0～6.0
3.0
12.5
20.8
20.8
强风化带
8.0～11.0
3.0
7.0
11.7
11.7
中风化带
14.4～17.2
2.8
3.4
6.1
6.1
微风化带
ZK15
8.0～11.0
3.0
10.6
17.7
17.7
强风化带
13.0～16.0
3.0
6.5
10.8
10.8
中风化带
17.7～19.6
1.9
2.0
5.3
5.3
微风化带
ZK17
4.0～7.0
3.0
12.6
21.0
21.0
强风化带
11.0～14.0
3.0
7.45
12.4
12.4
中风化带
16.0～18.7
2.7
3.0
5.6
5.6
微风化带
ZK18
3.0～6.0
3.0
10.0
16.7
16.7
强风化带
10.0～13.0
3.0
5.2
8.7
8.7
中风化带
14.3～17.3
3.0
2.8
4.7
4.7
微风化带
ZK20
3.0～6.0
3.0
11.0
18.3
18.3
强风化带
10.0～13.0
3.0
6.2
10.3
10.3
中风化带
15.6～17.8
2.2
2.75
6.25
6.25
微风化带
注：
①压水压力P＝0.2MPa；②
；③1Lu≈0.01m/d≈1×10-5cm/s
3 岩土体工程地质特征
3.1 岩体结构特征
场区岩体风化较强烈，裂隙较发育，岩体普遍较破碎，从剖面上可划分为强风化带、中风化带及微风化带，各风化带在岩体结构上具有明显的差异特征。
强风化带以片麻花岗岩为主，各钻孔（ZK01～ZK21）均有揭露，厚度3.8m～9.3m。
强风化带矿物因风化蚀变而胶结较差，结构较松散，岩石孔隙率较高；岩体构造裂隙、片麻理面多张开，次生风化张性裂隙发育，岩体裂隙连通率增大，强风化岩体多呈散体～碎裂结构，部分呈碎块状结构特征；强风化岩体强度极低，风化裂隙发育，钻孔岩芯采取率极低，多呈松散砂状。
中风化带岩体以花岗片麻岩为主，各钻孔（ZK01～ZK21）均有揭露，厚度在5.5m～7.8m。
中风化带矿物风化蚀变程度较低，矿物颗粒胶结较紧密，次生风化裂隙不发育，局部沿节理密集带形成风化夹层，中风化岩体多呈碎裂～次块状结构特征；岩体强度较低，岩芯采取率较低，呈碎石状、块状。
微风化带以灰白色钾长花岗岩为主，细粒块状结构，微风化带岩体一般较新鲜完整、胶结好，但局部存在裂隙。
岩体强度较高，岩芯多呈块状、柱状。
场址区钻孔揭露岩体各风化带厚度见表3-1所示。
表3-1 坝址区钻孔揭露岩体各风化带厚度统计表
孔号
孔口坐标
孔口
高程
（m）
强风化带（m）
中风化带（m）
微风化带（m）
X
Y
厚
度
下限
高程
厚
度
下限
高程
揭露
厚度
下限
高程
ZK01
330.9
985.7
110.0
5.5
104.5
6.0
98.5
2.5
96.0
ZK02
412.9
940.6
99.5
6.3
93.2
6.2
87.0
2.0
85.0
ZK03
500.0
924.3
96.3
5.6
90.7
7.0
83.7
2.7
81.0
ZK04
312.0
863.7
94.5
5.2
89.3
6.1
83.2
2.8
80.4
ZK05
377.5
891.0
91.7
6.1
85.6
6.5
79.1
3.0
76.1
ZK06
443.6
869.1
92.7
5.4
87.3
6.0
81.3
2.4
78.9
ZK07
499.3
870.1
92.5
6.7
85.8
5.5
80.3
2.7
77.6
ZK08
327.4
779.0
85.5
6.8
78.7
6.5
72.2
2.6
69.6
ZK09
381.4
813.4
76.3
5.3
69.3
6.4
62.9
2.9
60.0
ZK10
438.7
796.9
78.4
9.3
69.1
6.0
63.1
2.3
60.8
ZK11
505.8
806.5
84.5
6.7
77.8
6.0
71.8
2.5
69.3
ZK12
377.2
761.9
73.2
3.8
66.9
6.8
60.1
2.7
57.4
ZK13
462.5
736.8
75.3
5.5
67.5
6.6
60.9
2.8
58.1
ZK14
364.0
709.4
75.3
5.4
66.6
7.1
59.5
2.2
57.3
ZK15
401.5
720.4
75.2
4.2
63.5
6.0
57.5
1.9
55.6
ZK16
362.0
688.1
70.2
5.0
61.7
6.3
55.4
3.0
52.4
ZK17
391.6
681.5
70.2
6.0
61.2
7.0
54.2
2.7
51.5
ZK18
425.8
673.8
70.2
5.0
63.0
7.1
55.9
3.0
52.9
ZK19
355.7
638.3
68.5
7.1
60.8
6.0
54.8
2.5
52.3
ZK20
375.6
631.4
68.5
6.0
60.7
7.8
52.9
2.2
20.7
ZK21
395.5
624.3
68.5
5.6
62.4
6.2
56.2
2.3
53.9
表3-2 物理力学性质指标土工试验成果表
试验
编号
孔
号
取样
深度
（m）
土的物理性质指标
可塑性
压缩
快剪强度
含水率
重度
比重
孔隙比
孔隙度
饱和度
液
限
塑限
塑性指数
液性指数
压缩系数a100-200
压缩
模量
Ev0.1-0.2
C
Φ
天然
干
（%）
（kN/m3）
--
--
（%）
--
MPa-1
MPa
kPa
度
ZX01
ZK12-1
1.2～1.5
24.5
19.6
16.0
2.74
0.691
41.6
86.3
38.8
17.9
20.9
0.32
0.22
6.8
21.9
15.0
ZX02
ZK12-2
1.8～2.1
25.3
19.3
15.8
2.74
0.732
42.3
82.3
37.1
19.3
17.8
0.34
0.25
6.7
27.9
11.0
ZX03
ZK14-1
1.5～1.8
23.4
19.3
15.2
2.75
0.808
44.7
91.5
38.5
21.3
17.2
0.36
0.28
4.9
21.3
12.1
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