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11前言1.1项目概况拟建中润公司吕梁轻合金基地项目位于吕梁市兴县瓦塘镇山西华兴铝业有限公司南侧，岚漪河南侧山丘上。先期建设60万吨/年轻合金项目及局域网，配套2×66万千瓦低热值煤自备电厂，后期将规划建设1000万吨/年煤矿及配套洗煤厂项目，3×66万千瓦低热值煤自备电厂、局域电网及配套脱硫石膏、粉煤灰综合利用项目，120万吨/年轻合金、60万吨/年碳素及配套铝加工项目，赤泥、建筑等资源综合利用项目，800万吨/年运输能力铁路专用线、日照港等项目，构建“矿（煤、铝）--洗选—发电—局域电网—铝（氧化铝、电解铝、铝加工）--综合利用项目—路—港”全产业链，实现循环发展。场地长1790m，宽390~590m，中部较宽，两侧较窄，场地平整标高986m。1.2目标任务及意义1.2.1目标任务（1）进行可研阶段岩土工程勘察，为确定场平标高提供岩土工程依据；（2）提出场平工程强夯设计初步方案；（3）进行建设用地范围内挖方区、填方区边坡初步设计和稳定性评价；（4）进行边坡坡面截、排水系统初步设计。1.2.2实施意义保证项目场地稳定及场区建筑物安全，避免人民生命财产安全因边坡失稳造成损失。22环境条件2.1地理环境条件2.1.1交通位置兴县位于山西省西北部，吕梁市北端，介于北纬38度5′40″~38度43′50″、东经110度33′00″~111度28′55″之间。北倚保德，东邻岚县、岢岚，南连方山、临县，西隔黄河与陕西省神木县相望。县域面积3168平方公里，是山西省版图最大的县。兴县交通以公路为主，旧时兴县至阳方口，兴县至离石、兴县至忻州三条干线公路贯穿全县，为主要外出通道。一是省道忻黑线兴县段，一是省道苛大线兴县段。新修的沿黄公路沟通了黄河沿岸的村镇。此外还有城关至川口、魏家滩、贺家会、乌门等的乡镇级公路十余条。黄河滨县西界，境内长106公里，从北至南有裴家津、黑峪口、巡检司、大峪口、罗峪口等渡口，专以引渡人畜，短途航运等。苛瓦铁路从2005年开工，2008年6月岢岚——魏家滩段通车。瓦塘镇至魏家滩站约13公里。交通较为便利。图2.1.1交通位置图2.1.2气象兴县属大陆性季风气候，冬季漫长寒冷少雪，夏季短暂炎热多雨，春旱风大升温较快，秋季凉爽天气晴朗。无霜期120--170天，年均日照时数2600小时左3右，近六年降水量相对偏少，分别是2006年291.4毫米，2007年689.4毫米，2008年524毫米，2009年566.2毫米，2010年425毫米，2011年465.3毫米。历年最大冻土深度为1.31m。2.1.3水文兴县境内主要河流有三条：岚漪河位于县境北部，蔚汾河位于县境中部，湫水河位于南部，均由东向西汇入黄河，属黄河水系。岚漪河发源于岢岚县的马跑泉，由东向西经木崖头入本县至裴家川口入黄河，全长120公里，流域面积2167平方公里，入境年水量0.689亿立方米，兴县境内河道长28公里，流域面积406.4平方公里，河道比降8.95‰。多年平均流量2.83立方米/秒，洪水多集中在7—9月份，最大洪峰发生在1967年8月，平均洪流量81.6立方米/秒。流域形状系数为0.388，正常年径流量为5690万立方米，丰水年为7419万立方米。悬移质多年输沙量47.5万吨。正常干流流量0.2-0.8立方米/秒，河床较平坦，宽窄不一，约5到8米。11月到下年3月为封冻期。该河季节性变化较强，冬季有四个月为结冰期。2.2地质环境条件2.2.1地质构造与地震本工程拟建场地处于晋西隆起带的中部，兴县—石楼南北向褶皱带北中部，为南北走向，向西倾斜的单斜构造，倾角5°~15°，一般小于10°。区域地质构造不发育，无新构造活动及地震活动（见图2.2.1）。按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）,吕梁市兴县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。2.2.2地形、地貌拟建场地位于兴县瓦塘镇岚漪河南侧，地貌单元属于黄土梁峁，山顶呈圆峁状，山梁呈波浪式，近南北向分布。山梁两侧为大型冲沟（东部为刘家沟，西部为大石沟）及其支沟，涉及厂区范的主要有14条支沟（见图2.2.2-1）。各沟谷多呈“V”形，树枝状冲沟极其发育。地形起伏较大，总体地势呈南高北低。沟谷最低标高为880.0m，峁顶最高标高1075.0m，相对高差为195.0m（见图2.2.2-２，2.2.2-３，2.2.2-４，2.2.2-５）。4图2.2.2-1场地平面图5图2.2.2-2场地东侧刘家沟6图2.2.2-3场地东侧G87图2.2.2-4场地东侧G10图2.2.2-5场地西侧G3、G4沟口2.2.3地层根据勘察揭露地层情况，勘察深度范围内地基土沉积时代成因类型自上而下依次为：第四系全新统冲洪积层及崩塌物（Q4al+pl）、上更新统马兰黄土（Q3eol）、中更新统离石黄土（Q2eol）、下更新统泥河湾组卵砾石层（Q1al+pl）及第三系上新统（N2j）红粘土组成（见剖面图2.2.3-1～2.2.3-4）。各地层描述如下：第①层：冲洪积层及崩塌物（Q4al+pl）8主要分布于各冲沟底部及坡角，不整合覆盖于N2～Q3各时代地层上，色杂。岩性主要分为两类，一类以粉土为主，含云母、氧化铁、氧化铝等，摇振反应迅速、韧性低、干强度低。稍湿、稍密，高压缩性。混有植物根系。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性中等~强烈。主要分布在Q1卵砾石层之上，厚度为2.0～5.2m。另一类为泥、砂质充填的卵砾石，成分与Q1相同，厚度为0.0～9.1m。土石可开挖分类为Ⅰ～Ⅲ类。第②层：湿陷性粉土（Q3eol）黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，混有大量粉砂，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性轻微~强烈。夹有多呈褐红色粉质黏土主要分布在峁梁顶部及缓坡上，分布标高为1013.0m～1023.0m，厚度为6.50～15.60m。土石可开挖分类为Ⅱ类。第③层：湿陷性粉土（Q2eol）黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，混有少量粉砂，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性轻微～中等。主要分布在峁梁顶部及缓坡上，分布标高为1007.7m～1015.3m，厚度为2.0～15.9m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第④层：粉土（Q2eol）褐黄色，含云母、氧化铁、氧化铝，有少量钙质结核，菌丝。夹浅红色粉质粘土薄层。无光泽，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿，中密，中等压缩性。分布标高为995.5m～1008.7m，厚度为12.5～15.5m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第⑤层：粉质黏土（Q2eol）棕黄色，含云母、氧化铁、氧化铝。夹有不连续钙质结核层。硬塑状态，切面稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，具中等～高压缩性。分布标高为971.6m～990.0m，厚度为4.0～36.7m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第⑥层：卵石（Q2pl）色杂，密实。母岩主要为钲质胶结的紫红色、灰色、白色砂岩，偶见灰岩。磨圆度好，颗粒级配不良。卵石含量70～75%，粒径多为5～15cm，漂石含量小于15%，最大直径45cm，一般砂质胶结，但在顶部常见厚0.5～1.3m的钙质胶结层。土石可开挖分类为Ⅳ类。]9第⑦层：粘土（N2j）静乐组红粘土，多层综红色粘土夹薄层钙质泥岩组成，上部常分布一层厚10～20cm和1.1～2.3m的灰白色、灰绿色铝土质或钙质泥岩。厚度大于20m。所有钻孔均未揭穿该层。详见剖面图2.2.3-1～2.2.3-6。10图2.2.3-1场地东侧剖面图图2.2.3-2场地西侧剖面图11图2.2.3-3场地中部剖面图12图2.2.3-4G7剖面图13图2.2.3-5G5剖面图14图2.2.3-5G9剖面图152.2.4地下水勘探期为雨季，刘家沟与大石沟中均有潜水与地表水交互出露，流量小于0.8L/s。部分支沟中偶见地下水自第⑤层粉质黏土和第⑥层卵石层底部渗出，为降水经黄土孔隙、裂隙下渗，在第⑥层卵石层顶、底板受阻后渗出，流量一般小于0.2L/s。图2.2.4-1G14出水点16图2.2.4-2刘家沟内断续的水流（一）图2.2.4-3刘家沟内断续的水流（二）2.2.5不良地质作用（1）滑坡及崩塌17崩塌主要分布于各支沟中，多发生于雨季，因黄土中垂直裂隙发育，降水在冲沟中溯源剥蚀严重，造成沟侧土体产生微-小型崩塌和滑塌。滑坡主要发生于东西两侧大沟中，影响工程建设的最大滑坡分布于场地东北部G12～G14北，南北长约1.2km，东西最宽约300m（见照片2.2.5-１），产生的主要原因是受第⑦层静乐粘土（N2j）阻水，上部普遍发育的铝土质泥岩浸水后软、滑且在该地段监空而造成，水平滑面深度在后缘不大于30m，在前缘以铝土质泥岩下1～2m为界。形成时间100年以上，但至今雨后仍有活动。图2.2.5-1场地东北侧滑坡（一）图2.2.5-2场地东北侧滑坡（二）18图2.2.5-3滑坡体上的落水洞（2）空洞在场地东侧G11中老兴汉村（975.0m~979.0m）存在大量窑洞，在场地整平时应回填密实，使其不对本工程产生不利影响。19图2.2.5-2老兴汉村窑洞2.2.6地基土湿陷性场地第①②③层地基土具有湿陷性，第①层黄土状粉土（Q4al+pl）主要分布在冲沟底部，厚度为2.0—5.0m，层底标高为988.74m—990.45m；湿陷系数0.015—0.031，自重湿陷系数0.015—0.019，湿陷起始压力18—90kPa。第②层湿陷性粉土（Q3eol），层底标高为980.74m—1057.65m，厚度为6.50—15.40m;湿陷系数0.015—0.098，自重湿陷系数0.015—0.049，湿陷起始压力15—207kPa。第③层湿陷性粉土（Q2eol）层底标高为978.74m—1041.75m，厚度为2.0—15.9m。湿陷程度轻微—强烈。湿陷系数0.015—0.052，自重湿陷系数0.015—0.059，湿陷起始压力24—300kPa。2.2.7天然地基土承载力根据岩土工程勘察结果并结合本地区建筑经验综合建议如下：表2.2.7天然地基土承载力特征值建议表层序岩性天然地基土承载力特征值（kPa）①黄土状土80—100②湿陷性粉土120—150③湿陷性粉土140—170④粉土250—280⑤粉质黏土300—380⑥卵石500—600203场平高程比选综合场地土方平衡、地基土强度特征、湿陷性土层分布等因素，选择965.0m(方案一)和986.0m(方案二)两个场平方案并进行了比选，初步比选结果见表3.1。表3.1场平方案对比表项目方案一方案二方案比较挖方（万m3）39682197方案一较方案二挖方量多近80%填方（万m3）3661442方案一较方案二填方量较小，边坡高度小。但方案二有利于解决场子地弃土外运土方（万m3）3602755方案一较方案二外运土方量大，堆土场选择困难，回填成本较高强夯总面积(万m2)75194方案二的强夯面积为方案一的近2.6倍场平标高湿陷性土层分布全部挖除基本挖除方案二的未挖除地段可通过强夯处理消除天然地基承载力绝大部分地段大于250kPa方案二大部分地段可满足250kPa承载力要求工后沉降填方区存在工后沉降填方区存在工后沉降虽两方案均存在填方区工后沉降，但方案一的面积和厚度均小于方案二，风险较方案二小。方案二可通过适当改变填土性质减小风险综合以上比较结果，方案二节约土地，重视工程环境，与方案一相比，挖方量减少1771万m3，为方案一挖方量的45%。场平标高下湿陷性土层仅局部分布，较容易处理，承载力大部分地段可满足要求。通过对比分析，建议场平标高采用986.0m。214场地整平初步设计方案根据上述地形、地貌、岩土工程条件，并参考我国黄土区大面积场地整平的成功经验，并经多次专家讨论，该项目场平工程拟采用土方填、挖进行治理，其中，填方区采用综合坡率1:2，分层强夯进行处理。4.1夯填区基底处理（1）清底：清除场地内地表树木、枯木、树桩、树根、草木、垃圾和其它突出的障碍物，挖除表层植物土、软弱土及沟谷两侧崩塌物和坡积物。（2）