贵州省毕节地区织金县茶店乡新型能源化工基地岩土工程勘察报告

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中国石化长城能源化工(贵州)有限公司  
中石化贵州织金新型能源化工基地项目
试验段一
岩土工程勘察报告
(详勘)
1 前言
受中国石化长城能源化工(贵州)有限公司的委托,我公司对其拟建中石化贵州织金新型能源化工基地项目场平试验工程进行详勘阶段的岩土工程勘察工作。
1.1 工程概况
中国石化长城能源化工(贵州)有限公司中石化贵州织金新型能源化工基地项目位于贵州省毕节地区织金县茶店乡境内的规划工业园区内, 距省会贵阳约150公里, 距织金县城约25公里。拟建工程占地面积约436.20公顷,主要包括:生产装置区、仓库及维修区、公用工程区、行政区、储运区等。                         
拟建工程场地地形条件较复杂,场地整平需开挖、回填的土石方工程量达几千万m3,场地整平后约有50%的拟建建(构)筑物处于厚层填土之上,为此根据挖、填方场地的岩土层性质及地形地貌条件,选取了五个试验段进行挖、填方及填方地基处理的场平试验工作,称之为场平试验工程。五个试验段的平面分布见图1.1-1,五个试验段的挖方总量为244.27万m3,填方总量为239.99m3各试验段的挖、填方工程量及挖、填方区面积见表1.1-1。
本次勘察是针对场平试验工程(五个试验段)的详细岩土工程勘察。本报告为试验段一的岩土工程勘察报告。
试验段一的挖方区、填方区平面位置见图1.1-2。
         图1.1-1  试验段平面分布示意图
                         各试验段挖填方工程量一览表                    表1.1-1
试验段编号 试验段一 试验段二 试验段三 试验段四 试验段五
挖方量(万m3) 34.18 49.03 76.46 47.04 37.57
填方量(万m3) 33.18 48.57 74.19 46.70 37.35
挖方面积(m2) 19350 30090 43800 31860 25030
填方面积(m2) 55906 34750 39880 15920 40350
   
图1.1-2  试验段一挖、填方区平面分布图
1.2 勘察技术要求
    本工程的勘察技术要求由设计方中国石化工程建设公司(SEI)提出,主要内容如下:
1.2.1.试验段勘察一般要求
1.2.1.1.试验段勘察的划分
根据试验段要求,勘察工作宜划分为挖方区勘察和填方区勘察两个部分,以确保试验段勘察工作具有针对性,为场平工作全面展开提供依据。
1.2.1.2.试验段勘察要求
对试验段内的挖方区、填方区按以下原则进行勘察:
(1)挖方区:挖方区主要以基岩或局部土层,主要查明挖方深度范围填料组成、土石比,为地基回填和处理设计、以及土石方调配提供依据;
    (2)填方区:填方区主要位于沟谷地带,局部有厚度较大的土层分布,部分地段可能分布软土,同时场地处于灰岩区,地质构造复杂,地下可能分布溶洞,本阶段勘察工作须为地基处理(包括软土及溶洞处理)提供详细的工程地质依据。
1.2.2.试验段勘察勘探线、点布置及勘探孔深度的一般要求
勘探点点位由设计单位中国石化工程建设公司布设,根据地基复杂程度,勘探点(线)按以下原则布置:
在挖方区勘探点(线)间距一般为75m;填方区勘探点(线)间距一般为20m,当地形复杂或遇有深厚软弱土层时,线间距10m,点间距按10m;具体勘探点的位置可由勘探部门按上述原则在试验段内布置,再报设计员确认。
孔深要求:
若无特殊说明,一般性勘探孔的深度为15m,控制性勘探孔的深度为30m;控制性勘探孔布置,可由勘察单位根据规范要求进行布置。控制性勘探孔的数量不宜小于总数的1/3,且每个地貌单元均应有控制性勘探孔。
除满足上述基本要求外,还应满足以下要求:
挖方区域:灰岩地带一般性勘探孔进入稳定基岩3m,控制性勘探孔进入稳定基岩5m;砂岩地带一般性勘探孔进入中风化基岩3m,控制性勘探孔进入中风化基岩5m。
填方区域:一般性勘探孔的深度为深入稳定基岩5m,控制性勘探孔的深度为深入稳定基岩8m。
(2)当地面标高变化较大或与预计整平地面标高相差较多时,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009)第4.1.8条的相关内容,适当调整勘探孔的深度。
(3)1.2.3.试验段勘察的主要任务和内容
(4)1.2.3.1.本次详细勘察的主要任务:
(5)①评价试验地段的稳定性,为不良地质作用的防治方案提供资料;并预估当冲沟内有较厚土层且冲沟回填30m至40m高回填土方时,回填土可能产生的地基沉降和沉降差,为确定和优化总平面布置、主要建(构)筑物地基基础方案提供建议;
(6)②查明场地内原有地表水、地下水的补给、径流及排泄条件,避免因填方工程造成地表水、地下水排泄不畅,使地下水位提高,影响场地的稳定性;同时,评价地下水对工程建设的影响;
(7)③提出下阶段勘察应注意的问题;
(8)④为场平、边坡治理及地基处理提供建议。
(9)1.2.3.2.本次详细勘察的主要工作内容:
(10)①查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,初步评价挖方、填方对场地稳定性的影响;
(11)②初步查明地质构造、地层结构、岩土物理力学性质,提供地基基础方案的初步建议;
(12)③调查地貌的形态、发育阶段和微地貌特征,但存在滑坡、泥石流等不良地质现象时,因查明其性质和范围;
(13)④初步查明地下水的类型、水位、水压、流量、补给和动态变化,岩土的透水性和地下水的变化情况;
(14)⑤收集该地区的气象资料,特别是最大降雨强度和十年一遇最大降水强度,调查坡面的植被、岩石风化程度,水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度,并判明上述因素对坡体稳定性的影响;
(15)⑥提供地基岩土的承载力和变形参数范围值;
(16)⑦对抗震设防烈度等于或大于6度的场地,应对场地和地基的地震效应做出初步评价;
(17)⑧提出初步的桩基方案和桩基设计所需要的岩土设计参数,并评价成桩的可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响。
(18)1.2.3.4.其它:
(19)试验段勘察过程中如发现异常地质情况,应及时通知相关设计单位并妥善协商解决。
    另外,还提供了填方区的勘探点平面布置图及挖方区范围平面图。
1.3 勘察等级及勘察依据的技术规范标准
1.3.1 勘察等级
石油化工装置具有易燃、易爆及构筑物承受的荷载大和设备高度高等特点,工程破坏后果严重,可确定工程重要性等级为一级;通过实地踏勘并结合目前收集到的相关资料,确定场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级。依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)第3.1.4条的有关规定,综合确定本工程岩土勘察等级为甲级。
1.3.2 勘察工作依据的标准、规范
 《岩土工程勘察规范》          (GB 50021-2001)(2009年版)
《建筑边坡工程技术规范》      (GB 50330-2002)
《建筑地基基础设计规范》      (GB50007-2011)
《建筑抗震设计规范》          (GB50011-2010)
《土工试验方法标准》          (GB/T50123-1999)
  《工程岩体分级标准》          (GB50218-94)
  《工程岩体试验方法标准》      (GB/T 50266-2013)
  《建筑地基处理技术规范》       (JGJ 79-2012)
  《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012)
《建筑桩基技术规范》          (JGJ94-2008)
《石油化工岩土工程勘察规范》  (SH/T 3159-2009)
   《贵州建筑岩土工程技术规范》   (DB22/46-2004) 
  《工程地质手册》(第四版)
1.4 勘察方法
    本次勘察采用工程地质调查与测绘、工程地质钻探、原位测试(标准贯入试验、轻型及重型圆锥动力触探试验)、物探(高密度电法、剪切波速测试、电阻率测试)和室内试验(土工试验、岩石强度试验、水质简分析、土的易溶盐分析)相结合的方法进行。
1.4.1 工程地质调查和测绘
 工程地质测绘采用收集资料和实地调查的方法,主要调查拟建场地地层及附近有无影响场地稳定性的不良地质作用,着重调查以下内容:
1)调查场地及附近有无岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、断裂、岸边冲刷等影响场地稳定性的不良地质作用;
2)调查场地地形地貌特征、主要岩土类型及其时代成因、厚度和分布、岩层的风化程度及地质界线;
3)调查岩体的结构类型,各类结构面(尤其是软弱结构面)的产状和性质,岩、土接触面和软弱夹层的特性,新构造活动的形迹及其与地震活动的关系等;
4)调查地下水的类型、补给、迳流和排泄条件,有无井泉及其位置,含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化幅度、污染情况及其与地表水的联系;
5)收集气象、水文、植被、冻土深度等资料,调查周围河流的最高洪水位及其发生时间、淹没范围等;
1.4.2 工程钻探
本次勘察钻探机具为XY-100型工程钻机施工。钻探工艺采用回转钻进、泥浆护壁(套管),通过采取岩芯查明地质条件;并在孔内进行取样、原位测试和物探工作等。
1.4.3 原位测试
为了查明土层的均匀性,对风化岩石及黏性土的状态、土的强度参数、变形参数、地基承载力、单桩承载力及沉桩的可能性作出评价,本次勘察进行了标准贯入试验,标准贯入试验与钻探配合进行,先钻进到需要进行试验的土层标高以上15cm处,然后将标准贯入器放入孔底,以每分钟15~30击的速度将贯入器打入试验土层,开始记录每打入10cm的锤击数,累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验击数N。
对于较难进行标贯试验或标贯试验意义不大的含碎石、砾较多的地层和风化岩石,进行重型圆锥动力触探试验,重型圆锥动力触探试验将触探器下入孔底,直接记录每打入10cm的锤击数N’63.5。
标准贯入试验和重型圆锥动力触探试验落锤63.5kg,落锤落距76cm,采用自动脱钩的自由落锤装置法。
对于沟谷地带软弱地层,采用轻型圆锥动力触探试验进行连续触探,根据贯入锤击数判别土层的类别,确定土的工程性质,对地基土做出综合评价。
1.4.4 工程物探
本次勘察主要采用高密度电法物探、孔内剪切波速测试、场地内视电阻率测试三种物探方法,结合场地内钻孔资料对场地的岩溶发育情况、覆盖层厚度、场地类别、场地土对钢结构的腐蚀性进行综合分析评价,以满足本次勘察工作的需要。物探测试成果详见“物探测试报告”【档案号:(详)勘14019F】
(1)剪切波速测试
为准确获得地基土等效剪切波速VSE,评价建筑场地类别,在场地内进行孔内剪切波速测试。试验采用单孔法,单孔法波速测试系统主要由激震源和地震波接收系统两个系统组成。本次测试使用仪器为河北省廊坊开发区大地工程检测技术开发有限公司生产的XG—I悬挂式波速测井仪,仪器接收信号的探头采用悬挂式井中检波器、电磁式激振源。          
(2)电阻率测试
为了评价场地土对钢结构的腐蚀性,本次勘察在整个场地布置测试点进行电阻率测试,测试点在勘察场地内均匀布设。电阻率测试仪器使用重庆地质仪器厂生产的DDC-6电子自动补偿(电阻率)仪,采用温纳装置进行电阻率测试,测试深度为1.5m、3.0m的视电阻率。
(3)高密度电法测试
高密度电阻率法勘查是以岩土体导电性差异为基础的物探方法,主要用来研究在施加电场的作用下,场地传导电流的分布规律,通过研究视电阻率剖面图上不同岩性的视电阻率值差异来了解地下相应地质情况。高密度电阻率法是集电测深和电剖面于一体的一种多装置、多极距的组合方法,它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而突出异常信息的优点。
本场地是利用介质的电性差异并结合场地内钻孔资料对场地的岩溶发育情况进行综合分析评价。
1.4.5 室内土工试验
岩土试样在室内进行常规物理性质试验、颗粒分析、压缩试验、直接剪切试验、水质简分析、土的易溶盐分析试验、岩石饱和单轴抗压强度试验等。试验严格按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)及其它有关规范标准进行。
 1.5 人力资源配备及仪器设备投入
    本次勘察场地地形及地层复杂,存在岩溶和后期高填方施工等技术难点,同时野外施工及设备搬运困难,为确保施工进度及质量,我公司配备充足的技术、设备力量,对项目作全方位的支持。 在试验段一勘察中,我公司共投入工程地质测绘小组1个、水文地质测绘小组1个、测量小组1个、物探小组2个、钻探机组6个,并建立了专门的现场土工试验室,共配备勘察技术人员25人,其中注册岩土工程师2人、具有高级技术职称的5人、中级技术职称的10人。
    试验段一勘察投入的主要仪器设备见表1.5-1。
                   投入的主要仪器设备一览表                  表1.5-1
项目 仪器名称 数量 备注
工程钻探 XY-100型钻机 6台
波速测试 XG-Ⅱ悬挂式波速测井仪 1台
电阻率测试 DDC-6电子自动补偿仪 1台
高密度电法测试 DZD-6A高密度电法测量系统 1台
勘探点洞庭 GPS接收机 1台 中海达A8
办公 便携式电脑 24台 联想、惠普等
打印复印机 1台 CanoniR2420L等
后勤 越野车 5辆
修路 挖掘机 2台
室内试验 气压固结仪 64通道 在工程所在地建立了现场土工试验室
全自动四联直剪仪 2台
电子天平BS323 4台
联合测定仪 5台
岩石点载荷试验仪 1套
 1.6 勘察实物工作量
    试验段一勘察外业工作始于2014年7月1日,2014年8月24日结束,历时55天,完成的勘察实物工作量见表1.6-1。 
                                 勘察实物工作量一览表                表1.6-1
项目 单位 数量 备注
勘探点测放 组日 24 共完成346个勘探点测放
累计进尺/钻孔 m/孔 4599.00/213
累计进尺/探井 m/孔 1122.90/133
标贯试验 次 464
重型动力触探试验 m/孔 24.30/122
轻型动力触探试验 m/孔 51.8/15
不扰动土样 件 106
扰动土样 件 63
岩石强度试验 块 80 点载荷试验
土的易溶盐 件 6
水质简分析 件 7
钻孔剪切波速测试 m/孔 112.00/4 单孔法
电阻率测试 组日 5 共10个测试点
高密度观测点数 个 21394 共8条测线,总长度4485m
工程地质测绘 组日 0.514Km2 比例尺
1.7 其他
本次勘察采用的坐标系统为1980西安坐标系(中央子午线104°30′),高程系统采用1985国家高程基准。勘探点定位测量采用的控制点由业主方提供,控制点坐标及高程见表1. 7-1。                                                                                  
                              测量控制点坐标及高程一览表                    表1.7-1            
控制点编号 X
(m) Y
(m) H(高程)(m) 备注
G1 2975182.250 626873.837 1347.701
G10 2976412.045 628213.056 1259.385
G12 2976463.775 629198.035 1355.249
G14 2977007.603 627469.464 1375.681
G15 2976907.627 628455.104 1301.702
G16 2977348.876 627670.390 1338.188
G3 2975778.694 626981.548 1240.185
G9 2976368.246 627621.640 1268.479
2 场地区域环境条件
2.1 场地位置及交通条件
中石化贵州织金新型能源化工基地项目位于贵州省毕节地区织金县茶店乡境内的规划工业园区内, 距省会贵阳约150公里, 距织金县城约25公里,场地有乡村公路和省道209公路连通,交通较便利,行政区划隶属茶店乡管辖;地理坐标为:东经105°46′~ 105°48′,北纬26°53′~ 26°55′;场地具体位置及交通详见图2.1-1。

图2.1-1工程场地交通位置图
    本次勘察的试验段一位于场地西端,分为挖方区和填方区,其中挖方区位于相对高处的山坡中间地段,填方区位于低洼处的沟谷汇水地带。场地内有乡村公路和209公路连通,乡村公路宽约3.5m,路面没有硬化处理,具有坡陡、弯急、路不平的特点,道路两侧没有做防护措施,大雨后易发生小范围内的塌方,总体上说试验段一交通条件较差。
2.2 气象和水文
2.2.1 气象
拟建工程所在区域属中亚热带湿润季风气候区,具有明显高原气候特点,气候温和湿润,冬无严寒,夏无酷署,地理纬度虽属于亚热带气候,但气候变化无常,季节性区分不明显,据织金县气象局资料,历年最高气温37.1℃,最低气温-11.3℃,年平均气温15.04℃。年平均降雨量为1231.52mm,年平均蒸发量1320.3mm,6至9月为丰水季节,10月至翌年5月为枯水季节,日照年平均为53%,年平均相对湿度为78.75%。
2.1.2 水文
根据场区水文地质勘察报告,场区地处长江流域乌江水系、六冲河干流上游洛东河的南侧,底那河从调查区北侧自西向东流过。底那河属长江流域乌江水系六冲河上的一条小支流,发源于中寨乡境内的镰刀大箐,河源高程2050.00m,在距源头10.6km的下漆冲处落入暗河,经约4km的暗河后在板桥乡境内的出水洞出露,在新桥处进入板桥乡集镇,再流经以那镇、茶店乡、八步镇往下注入六冲河。主河道长44.4km,河床平均坡降14.13‰,流域形状系数0.121,集雨面积238km2。
场地地表水汇流后流经磨大河沟、底那河、六冲河最后注入洪家渡水电站。
2.3 区域地质条件
2.3.1 区域地质构造
场地所在区域位于上杨子陆块内,构造单元上划分属于黔中隆起的一部分。处于纳雍东西向构造带、遵义南北向构造带及威宁北西向构造带围限构成的,向北东呈半开放的构造三角区内,南侧则受到NEE向贵阳-镇远断裂和NW向垭都-紫云断裂控制,发育大规模北东向和南北向两套逆冲推覆构造和相伴延生的褶皱。其中贵阳-镇远断裂和垭都-紫云断裂在早古生代就开始发育。在加里东构造阶段主要表现为同沉积断层的特点,而后在不同的构造运动阶段具有不同的性质。遵义断裂形成较晚,与近南北向褶皱同期,主要为燕山期自东向西强烈挤压逆冲。区域上经历了三个大的构造发展阶段:中元古代褶皱基地形成阶段,南华纪-侏罗纪盖层形成阶段和侏罗纪之后褶皱造山与叠加改造阶段。黔中隆起地区范围内震旦纪-泥盆纪沉积厚度仅数百米,下古生界大面积缺失,这一阶段地壳运动以上升为主,形成近EW向平缓褶皱;早石炭世-中生代早三叠世,本地区海侵范围不断扩大,是本地区主要接受沉积的时期,沉积厚度超过3000m;晚三叠世至今地壳活动以横向挤压为主,盆地接受构造演化,表现为强烈的褶皱造山。调查区内小型断层、褶皱发育,主要以NE向和NS向为主,多数为高角度逆断层,具有多期活动的特点。
2.3.2 区域地层
根据贵州一零八地质队和贵州省地质调查院进行的1:20万、1:25万区域地质调查资料,结合贵州地质矿产局出版的全国地层多重划分对比贵州省岩石地层分册以及中国地层典资料。工程区在地层上属于上杨子地层分区的黔中地层小区。区内地层主要由浅水碳酸盐组成,沉积厚度大,生物化石丰富,主要以双壳和浮游型菊石为主。大范围内普遍缺失奥陶系中上统,志留系和泥盆系,广泛发育二叠系-三叠系地层。现简述如下:
三叠系上统须家河组T3x:整合于法郎组瓦窑段之上,砂岩与页岩互层,黄灰色中厚层岩屑石英砂岩、砂岩、钙质粘土岩组成的碎屑岩,底部以块状岩屑石英砂岩与下伏法郎组分界。本组为内陆架至深水开阔陆架沉积,以灰、灰黄色薄层至中厚层钙质粘土岩、砂质粘土岩和中厚层细至中粒状岩屑石英砂岩组成。砂岩中可见中至大型板状交错层理或斜层理。总厚300m。
三叠系中统法郎组T2f:灰色中厚层质薄层泥质灰岩,硅质灰岩及黄绿色砂质页岩,钙质分砂岩,底部已中厚层灰岩与关岭组杨柳井段白云岩分界。顶部以把南组厚层岩屑石a