三原垃圾填埋场勘察报告

三原县东沟生活垃圾卫生填埋场

岩土工程勘察报告

陕西工程勘察研究院

二〇〇八年六月

目 录

一、 前 言 ................................................................................................................................................. 6

1.1拟建工程概况 ..................................................................................................................................... 6 1.2勘察目的及任务 ................................................................................................................................. 7 1.3勘察技术依据 ..................................................................................................................................... 7 1.4勘察工作布置与完成工作量 ............................................................................................................. 8 1.5前人研究程度及参考文献 ................................................................................................................. 9 二、区域自然地理 ......................................................................................................................................... 10

2.1气象、水文特征 ............................................................................................................................... 10 2.1.1 气象特征 ............................................................................................................................................... 10 2.1.2水文特征 ................................................................................................................................................ 10

2.2地形地貌 ........................................................................................................................................... 11 三、区域地质 ................................................................................................................................................. 11

3.1地层岩性 ........................................................................................................................................... 11 3.1.1前第四系 ................................................................................................................................................ 11 3.1.2第四系（Q） ......................................................................................................................................... 11

3.2区域地质构造 ................................................................................................................................... 12 3.2.1区域构造单元划分 ................................................................................................................................ 12 3.2.2区域基底断裂构造 ................................................................................................................................ 12

3.3新构造运动与地震 ........................................................................................................................... 13 3.3.1新构造运动 ............................................................................................................................................ 13 3.3.2地震........................................................................................................................................................ 13

3.4区域稳定性 ....................................................................................................................................... 14 3.5区域水文地质条件 ........................................................................................................................... 14 3.5.1地下水的赋存条件 ................................................................................................................................ 14 3.5.2补给方式 ................................................................................................................................................ 14 3.5.3径流特征 ................................................................................................................................................ 15 3.5.4排泄特征 ................................................................................................................................................ 15 3.5.5地下水水质 ............................................................................................................................................ 15 四、场地地震效应评价 ................................................................................................................................. 16

4.1抗震设防烈度及设计基本地震加速度 ........................................................................................... 16 4.2场地土类别及设计特征周期 ........................................................................................................... 16 4.3地基土液化评价 ............................................................................................................................... 16 五、初期垃圾坝工程地质条件与评价 ......................................................................................................... 17

5.1地形、地貌 ....................................................................................................................................... 17 5.2地层岩性 ........................................................................................................................................... 17 5.3地下水及水、土对砼腐蚀性评价 ................................................................................................... 18 5.3.1地下水 ............................................................................................................................................ 18 5.3.2地下水、土对砼腐蚀性评价 ........................................................................................................ 18 5.4不良地质作用 ................................................................................................................................... 19 5.4.1黄土崩塌 ........................................................................................................................................ 19 5.4.2黄土落水洞 .................................................................................................................................... 19 5.5.1坝基稳定性分析 ............................................................................................................................ 19

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5.5.2坝肩斜坡稳定性分析 .................................................................................................................... 20 5.6坝基土物理力学性质与承载力特征值 ........................................................................................... 20 5.6.1室内试验 ........................................................................................................................................ 20 5.6.2坝基、坝肩地基土承载力特征值与压缩模量建议值 ................................................................ 22 5.7坝基、坝肩黄土湿陷性评价 ........................................................................................................... 22 5.7.1坝基、坝肩场地湿陷类型 ............................................................................................................ 22 5.7.2坝基、坝肩地基湿陷等级 ............................................................................................................ 23 5.8坝基、坝肩渗漏性评价 ................................................................................................................... 25 5.9初期垃圾坝地基处理方案 ............................................................................................................... 26 5.9.1天然坝基方案 ................................................................................................................................ 26 5.9.2灰土垫层方案 ................................................................................................................................ 27 5.9.3灰土挤密桩方案 ............................................................................................................................ 27 六、垃圾填埋区工程地质条件与评价 ......................................................................................................... 27

6.1地形、地貌 ....................................................................................................................................... 27 6.2地层岩性 ........................................................................................................................................... 27 6.3地下水及水、土对砼腐蚀性评价 ................................................................................................... 28 6.3.1地下水 ............................................................................................................................................ 28 6.3.2地下水、土对砼腐蚀性评价 ........................................................................................................ 28 6.4不良地质作用 ................................................................................................................................... 29 6.4.1黄土滑坡 ........................................................................................................................................ 29 6.4.2黄土崩塌 ........................................................................................................................................ 29 6.4.3黄土落水洞 .................................................................................................................................... 29 6.5填埋区场地稳定性分析评价 ........................................................................................................... 29 6.5.1填埋区黄土沟谷斜坡稳定性分析 ................................................................................................ 29 6.5.2填埋区压缩变形分析 .................................................................................................................... 30 6.6填埋区地基土物理力学性质与承载力特征值 ............................................................................... 30 6.6.1填埋区地基土物理力学性质 ........................................................................................................ 30 6.6.2填埋区地基土承载力特征值与压缩模量建议值 ........................................................................ 30 6.7填埋区黄土湿陷性评价 ................................................................................................................... 31 6.7.1填埋区场地湿陷类型 .................................................................................................................... 31 6.7.2地基湿陷等级 ................................................................................................................................ 31 6.8填埋区渗漏性及渗沥液对生态环境影响评价 ............................................................................... 33 6.8.1填埋区渗漏性评价 ........................................................................................................................ 33 6.8.2渗沥液对生态环境影响评价 ........................................................................................................ 33 6.9填埋区地基处理方案 ....................................................................................................................... 34 6.9.1天然地基方案 ................................................................................................................................ 34 6.9.2素土换填或灰土垫层方案 ............................................................................................................ 35 七、渗沥液处理区工程地质条件与评价 ..................................................................................................... 35

7.1地形、地貌 ....................................................................................................................................... 35 7.2地层岩性 ........................................................................................................................................... 36 7.3地下水及水、土对砼腐蚀性评价 ................................................................................................... 36 7.3.1地下水 ............................................................................................................................................ 36 7.3.2地下水、土对砼腐蚀性评价 ........................................................................................................ 37 7.4不良地质作用 ................................................................................................................................... 37

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7.5渗液处理区地基土物理力学性质与承载力特征值 ....................................................................... 37 7.5.1室内试验 ........................................................................................................................................ 37 7.5.2渗沥液区地基土承载力特征值与压缩模量建议值 .................................................................... 38 7.6渗液处理区黄土湿陷性评价 ........................................................................................................... 39 7.6.1渗液处理区场地湿陷类型 ............................................................................................................ 39 7.6.2地基湿陷等级 ................................................................................................................................ 40 7.7渗液处理区地基基础处理方案 ....................................................................................................... 41 7.7.1天然地基方案分析 ........................................................................................................................ 41 8.7.2灰土垫层方案 ................................................................................................................................ 42 八、生产管理区工程地质条件与评价 ......................................................................................................... 43

8.1地形、地貌 ....................................................................................................................................... 43 8.2地层岩性 ........................................................................................................................................... 43 8.3地下水及水、土对砼腐蚀性评价 ................................................................................................... 44 8.3.1地下水 ............................................................................................................................................ 44 8.3.2地下水、土对砼腐蚀性评价 ........................................................................................................ 44 8.4不良地质作用 ................................................................................................................................... 44 8.5地基土物理力学性质与承载力特征值 ........................................................................................... 45 8.5.1室内试验 ........................................................................................................................................ 45 8.5.2生产管理区地基土承载力特征值与压缩模量建议值 ................................................................ 46 8.6生产管理区黄土湿陷性评价 ........................................................................................................... 46 8.6.1场地湿陷类型 ................................................................................................................................ 47 8.6.2生产管理区地基湿陷等级 ............................................................................................................ 47 8.7生产管理区地基基础处理方案 ....................................................................................................... 50 8.7.1天然地基方案分析 ........................................................................................................................ 50 九、筑坝和防渗、覆盖用土料 ..................................................................................................................... 51

9.1筑坝和防渗、覆盖用土料的分布位置与储量 ............................................................................... 51 9.2筑坝和防渗、覆盖用土料的物理性质 ........................................................................................... 52 9.3筑坝和防渗、覆盖用土料的运输条件 ........................................................................................... 52 十、结论与建议 ............................................................................................................................................. 52

10.1结论 ................................................................................................................................................. 52 10.2建议 ................................................................................................................................................. 56

附录：

1、三原县垃圾填埋场工程地质平面图（1：2000） 2、初期垃圾坝工程地质平面图（1：500） 3、渗液处理区工程地质平面图（1：500） 4、生产管理区工程地质平面图（1：500） 5、初期垃圾坝址区工程地质剖面图 6、垃圾填埋区工程地质剖面图

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7、渗液处理区工程地质剖面图 8、生产管理区工程地质剖面图 9、土工试验报告

10、土腐蚀性分析结果报告 11、渗透试验成果报告 12、土料分析结果报告

13、三原垃圾填埋场工程地质勘察任务书

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一、 前 言

为了迅速提高三原县城市生活垃圾的无害化处理率，从根本上扭转三原县城市生活垃圾污染环境的严重局面，重建三原县秀美山川，县政府决定建设东沟垃圾卫生填埋场。

1.1拟建工程概况

拟建垃圾卫生填埋场位于三原县城北、新兴镇五爱村东沟，距城区中心约9.5km，东距鱼沟脑村800m左右，西与柿树巷村1500m，南依李家坡村600m。三（原）— 新（兴镇）公路从沟西侧通过（图1）。根据“三原县东沟生活垃圾卫生填埋场工程可研报告”该工程项目建设概况如下：

垃圾卫生填埋场占地面积：204206.945m2（306.31亩） 填埋方式：卫生填埋；

垃圾卫生填埋量：近期（2005～2010年）150t/d； 远期（2010～2020年）250t/d；

防渗工程：1.5mm厚复合HDPE人工防渗层； 渗沥液导流：级配石笼疏导； 填埋气导气：级配石笼导气；

防洪标准：50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核； 设计填埋场库容：420.0万m3； 设计运营年限：36年； 本工程总投资：3322.26万元。

拟建垃圾卫生填埋场工程主要包括初期垃圾坝、垃圾填埋区、渗液处理区和生产管理区，初期垃圾坝设计为粘土坝，坝长约95m，坝底宽97m，顶宽5m，坝高约10m，平均基底压力设计值为160kPa；垃圾填埋区为一狭长的“V”字型黄土沟谷，长约1.2km，面积约0.204km2，平均基底压力设计值为120kPa；渗液处理区位于初期垃圾坝下游约300m处的前河砖厂，长70m，宽50m，占地5.25亩，主要建筑物为渗沥液处理水池，水池基础埋深为2.0～5.0m，基底平均压力为150kPa；生产管理区位于垃

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圾填埋区沟脑西的黄土塬边，长60m，宽50m，占地4.5亩，主要建筑物为砖混结构的1～2层生产管理用房，基础形式为条形，基础埋深1.5m，基底压力120kPa。

1.2勘察目的及任务

本次勘察的主要目的是为三原东沟垃圾填埋场工程设计、施工提供详细的地质资料和参数。

本次勘察的主要任务是：

(1)、收集区域地质、水文地质、工程地质资料，评价区域地质稳定性； (2)、查明拟建场区地貌特征、地质构造和地层岩性，调查岩土体稳定性、透水性与物理力学性质；

(3)、查明坝基和坝肩、库区以及各拟建建（构）筑物场地的岩土组成、分布特征、工程特性，提供地基土承载力特征值和压缩模量等；

(4)、查明场地水文地质条件，提供水文地质计算参数，并评价水、土对建筑材料的腐蚀性，；

(5)、查明黄土场地湿陷类型及地基湿陷等级；

(6)、查明场地有无滑坡、崩塌、地裂缝及其它不良地质作用，提出防治措施建议； (7)、进行场区地震效应评价，提供场区地震动参数；

(8)、分析和评价坝基、坝肩、库岸等边坡稳定性，提供计算参数，并对潜在的不稳定因素提出防治措施建议；

(9)、评价场地的适宜性、坝址和填埋区的渗漏性及对环境的影响，提出防渗措施建议；

⑽、进行地基评价，提出经济合理技术可行的地基处理方案； ⑾、调查筑坝及防渗与覆盖用土料。

1.3勘察技术依据

本次勘察主要依据下列规范、标准和工程勘察任务委托书 (1). 建(构)筑物地基岩土工程勘察任务书与建筑总平面图； (2).《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)；

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(3).《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）； (4).《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)； (5).《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2004)； (6).《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)； (7).《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99； (8).《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)； ⑼《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。

⑽《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》（2001版） ⑾《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004） ⑿设计委托书及合同；

1.4勘察工作布置与完成工作量

为查明勘察区工程地质条件，对东沟垃圾填埋场及周边200m范围进行1:1000比例尺工程地质调查，并对初期垃圾坝、填埋区、渗液处理区和生产管理区10～15m深度范围内地层进行了钻探、取样和试验等。本次勘察完成工作量见表1－1。 完成工作量统计表 表1-1

项目 地质调查 钻孔 探井 拍照片 取样 原状土样 扰动土样 常规试验 黄土湿陷 黄土自重湿陷 室内试验 固结快剪 土壤腐蚀性分析 渗透性试验 土料分析 单位 km2 m/个 m/个 张 件 件 件 件 件 件 件 件 件 完成数量 1.8 128/12 315/25 76 219 2 219 219 138 67 2 4 2 8

1.5前人研究程度及参考文献

二十世纪七十年代以来，地矿、石油及科研院所从不同角度在该区域做了如下工作：

（1）《综合性地质—水文地质测绘（1：20万）》

（陕西省地矿局第一水文队1958年）

（2）《陕西省地质图说明书（1：50万）》

（陕西省地矿局区域调查队1980年）

（3）《泾阳、三原、耀县黄土塬区农田供水水文地质勘察（1：10万）》

（陕西省地矿局第一水文队 1976年）

（4）《泾惠渠灌区浅层地下水资源研究报告》

（泾惠渠管理局 1984年）

（5）《泾惠渠灌区水文地质普查（1：10万）》

（陕西省地矿局第一水文队 1992年）

（6）《陕西省区域地质志》

（陕西省地矿局 1987年）

（7）《三原县水资源开发利用现状分析报告》

（三原县水资办、地矿部西安工勘院 1995年）

（8）《三原县城供水水源规划》

（三原县水资办 1996年）

（9）《陕西省三原县区域水文地质调查报告》

（陕西省地矿局第一水文队1996年）

⑽《陕西省三原县地质灾害调查与区划报告》

（陕西工程勘察研究院2005年）

上述成果资料丰富翔实，为本次工作打下了良好的基础，在野外地质调查和室内报告编写过程中，部分的加以分析利用。

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二、区域自然地理

2.1气象、水文特征

2.1.1 气象特征

三原县地处关中平原渭北地区，属暖温带大陆性季风气侯，其特点是：四季冷暖、干湿分明，春季干旱多风沙，夏季炎热多雷雨，秋季凉爽常阴雨，冬季干燥降水少。水、旱、风、雹、霜等自燃灾害较频繁，具典型的西北内陆半干旱、半湿润气候特征。

本区的主导风向北北西。夏季多东南风，平均风速2.8m/s；冬季多西北风，平均风速2.5m/s。

三原县多年平均气温13.2℃，一月最冷，月平均气温-1.4℃；七月最热，月平均气温26.7℃，极端最低气温-20.8℃（1995年1月10日）；极端最高气温41.6℃（1972年6月11日）。本区最大冻土深度590mm，季节性冻土标准冻深小于600mm。

三原县多年平均降水量522.7mm（1974年～2003年30年平均值），最大年降水量823.9mm（2003年），最小年降水量295.9mm（1997年），相差528 mm（图2），日最大降水量298.0mm。降水多集中于7、8、9三个月，7～9月份降水量可占全年降水量的50﹪，且多暴雨，是诱发滑坡、崩塌和地裂缝等地质灾害的主要因素。降水量在区域上由西北向东南递减，西北山区降水量偏多，南部平原区少（图3）。三原县多年水面平均蒸发量956.3mm，相对湿度52﹪，平均年无霜期214天。 2.1.2水文特征

三原县境内河流均属黄河流域、渭河水系。县域内主要河流有清峪河及其支流浊峪河、冶峪河以及石川河的支流赵氏河，均由北部耀县流入本区。

清峪河由新兴乡崖窑村流入本区，在县城西北枣李村与冶峪河相汇称清河而折向东流，于大程镇附近流出本区，在临潼人渡村汇入石川河。县域内流域面积188.4km2，长度68.6km，常流量0.3m3/s，最大流量790m3/s。

浊峪河县域内流域面积162.1km2，流程32.8km，常年流量0.15m3/s，多年平均迳流量2100×104m3，年平均迳流模数4.1×104m3/km2。

赵氏河是三原县与富平县北部的界河。县域内流域面积54.5km2，流程15.0km，于富平北部汇入石川河。

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东沟垃圾填埋场属浊峪河流域，东沟为黄土冲沟，无常流水，仅在大雨或暴雨时，其周边塬区地表迳流汇集该沟排泄。从1：5万地形图量取，该沟汇水面积约2.7km2。

2.2地形地貌

三原县域内总体地势为西北高、东南低，西北部嵯峨山最高，海拔1422m，东南部独李镇湾里王村清峪河河谷最低，海拔362m。大的地貌依次为西北部嵯峨山区、北部黄土塬区、南部冲洪积平原区的三元地貌形态，可进一步划分为基岩山区、黄土塬区、冲积平原和冲洪积平原区四个区（图4）。垃圾填埋场所在地貌单元为黄土塬边斜坡与黄土冲沟，冲沟沟口以南即为冲积平原。

三、区域地质

3.1地层岩性

本区地层以第四系为主，前第四系仅出露在基岩山区和黄土丘陵区，现按地层时代分述如下： 3.1.1前第四系

（1）寒武－奥陶系（∈—O）：分布于三原县西北部的嵯峨山区，为暗灰色中厚层状结晶灰岩。

（2）二叠系（P）：出露于黄土丘陵区河流沟谷中，以砂岩、页岩互层为主。 （3）三叠系（T）：主要出露于三原县北部的清峪河及赵氏河河谷，为砂岩。泥岩互层。

（4）第三系上新统（N）：地表未见出露，据钻孔资料，为埋藏于黄土塬470米以下，岩性为棕红色泥岩和杂色砂砾岩互层。 3.1.2第四系（Q）

广泛分布于黄土塬区和冲洪积平原区。岩性主要为风积黄土、古土壤、粉质粘土和粉细砂。

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3.2区域地质构造

3.2.1区域构造单元划分

三原县所处一级大地构造位置为中朝准地台的西南缘；在地台区内处于渭河地堑（Ⅰ）与鄂尔多斯台缘褶皱带（Ⅱ）；按三级构造单元细分为：固市洼陷（Ⅰ1）、蒲城凸起（Ⅰ1）及景福山—永寿台缘断褶束（Ⅱ1）3个构造部位（图5）。本区处于渭河地堑构造部位。 3.2.2区域基底断裂构造

区内分布有东西向、北东向和北西向三组断裂构造。 （1）东西向断裂

F1口镇—关山断裂：沿嵯峨山南麓及黄土台塬南缘分布，经口镇、鲁桥、阎良镇，为一走向东西的张性正断层。区内从鲁桥向东呈隐伏状态，新生代以来断裂继承性活动强烈，在口镇、鲁桥附近黄土层中发育有地裂缝。该断裂为一条区域性深大断裂，控制了本区的地层分布和地貌形态，成现出渭北黄土台塬高出南部冲积平原百余米的地貌景观。

（2）北东向断裂

F2洪水—阿姑社断层：分布在洪水至耀州区阿姑社一线，是本区北部的一个主要断层；

F3洪水—柏社断裂、 F4新兴—马额断裂：两条断裂均为正断层，统称为青石岭断裂。其中F3断裂分布在高家－白草坡－柏社一线，断层倾向NW； F4断层分布在马额－新兴一线，倾向SE，共同形成青石岭地垒构造。

F5 陵前断裂、F6长坳断裂、 F7 淡村断裂：据前人资料，这三个断裂均为推测的性质不明断层。断层均呈NE走向，在地貌上形成黄土台塬和构造洼地。断裂继承性活动性明显，在F6断裂带黄土层中发育有地裂缝。

F8扶风－礼泉－三原断裂、F9岐山－乾县－鲁桥断裂：两条断裂基本平行，均为正断层，总体走向NE30～50°,倾向SE，倾角40－50°。断层西端均被哑柏断裂所截，东段又均被F1口镇－关山断裂所错断。区内鲁桥及县城北出现的多处地裂缝说明断裂在新生代以来活动明显。

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（3）北西向断裂

F10 嵯峨山东麓断裂：沿嵯峨山东坡以NW50°走向分布，为正断层。该断层为渭河地堑与鄂尔多斯台缘褶带的分界。

F11清峪河断裂：沿清峪河分布于洪水－鲁桥之间，断层走向NW，倾向NE，推测为一正断层。

F12赵氏河断裂：沿赵氏河分布在耀州区后申河－富平县吕村之间，为一断层走向NW、倾向SW的正断层。由于F2、 F3青石岭地垒断层的分隔，将其分为南北两段。

3.3新构造运动与地震

3.3.1新构造运动

三原县地处渭河地堑中部北缘。西北部嵯峨山低山丘陵区地壳近期以整体缓慢上升为主，新构造运动不很活跃。北部黄土台塬和南部冲洪积平原相对沉降活动较强，新生代以来具有较名显的构造活动。其表现主要有近东西的局部隆起，断裂带的强烈变形，第四系沉积厚度的变化，地表裂缝，水系的反常流向以及温泉出露等。 3.3.2地震

三原县地震活动总体上不强，表现在历史上发生的破坏性地震较少，而且震级低，近期地震活动强度不高。据《三原县志》记载，历史上发生在三原县境内的较强地震仅有两次，即1655年3月18日（清顺治12年）发生的4.75级地震、1936年7月24日（民国25年）发生的3.75级地震。另据《咸阳市地理志》记载，咸阳市辖区（县）历史上仅发生过28次有感以上的地震活动（从公元前280年－公元1936年7月24日）,其特点是地震强度低频度不高，地震活动主要集中在渭河北岸断裂带的口镇－关山断裂带上。

20世纪50年代以来，咸阳地区地震活动仍然以微震和弱震为主，且多集中在泾阳、兴平。乾县。从1972年以来三原县发生2级左右地震6次，1990年－2004年咸阳地区地震22次，震级1.5-4.8级，以1998年泾阳永乐店地震为最大，烈度6度。2008年5月12日四川汶川8级地震，县域震感强烈。区内地震活动与断裂构造带相伴，与滑坡、崩塌、地裂缝等地质灾害发生具相关性。

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3.4区域稳定性

三原县所处大地构造位置为中朝准地台的西南缘之渭河地堑构造部位，基地断裂构造较发育。鲁桥及县城北等地出现的多处地裂缝，说明这些断裂新生代以来具有较名显的构造活动。勘察区北部的黄土塬和南部冲洪积平原新构造运动相对沉降活动较强。三原县地震活动总体上不强，表现在历史上发生的破坏性地震较少，而且震级低。20世纪50年代以来，咸阳地区地震活动仍然以微震和弱震为主，且多集中在泾阳县等周边县区。

总之，勘察区属周边较活动、而区内相对稳定地段。结合该工程项目特点，区域构造活动对工程稳定性影响不大。

3.5区域水文地质条件

3.5.1地下水的赋存条件

区内地下水主要是第四系松散岩类孔隙水，前第四系基岩裂隙水仅分布在西北部低山丘陵区。

本地区受古沉积环境及构造的影响，不同的地貌单元，含水层所属时代、岩性、厚度、结构以及水文地质特征均有较大的差异，同时地下水开发利用的实际条件也存在较大的差异。为此，结合已有勘探资料，本区西北部低山丘陵区以碳酸盐岩和碎屑岩裂隙水为主；黄土塬区地下水位埋深在40～85m左右，埋深250m以浅的地下水为浅层水，250m以下为深层水；南部冲洪积平原区潜水含水岩组底板埋深60～80m，浅层承压水含水岩组底板埋深180～200m，以下则为深层承压水。 3.5.2补给方式

3.5.2.1潜水的补给：

区内潜水补给来源主要是大气降水、渠道渗漏、灌溉回归、上游地下水径流，其次为库塘渗漏。

三原县多年平均降水量为522.7mm，大气降水是区内地下水的主要补给来源，其次补给强度与地貌关系密切。北部黄土塬区地表黄土疏松多孔的结构及较发育的垂直节理，有利于降水入渗补给地下水，水文地质资料显示，黄土塬区平均降水入渗系数

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为0.08，特别是在塬间洼地更是降水入渗的有利地段，渗入系数可达0.1~0.3，而在地形破碎，沟壑纵横的梁峁及残塬地区渗入值很小；南部冲洪积平原区地势相对平缓，饱气带岩性为粉土、粉质粘土，且潜水水位埋藏浅，缩短了降水入渗达水面的距离，在二、三级阶地渗入系数可达到0.2~0.3左右。降水对潜水的补给作用比较明显和迅速。

3.5.2.2浅层承压水的补给：

本区浅层承压水主要靠北部基岩裂隙水及西部承压水侧向径流补给，还有区内潜水的越流补给。 3.5.3径流特征

3.5.3.1潜水的径流

本区潜水总的径流方向与地形形态基本一致，即从西北流向东南。北部黄土台塬区由于河流沟谷均下切到潜水面以下，所以塬面潜水除遵循总的流向趋势外，在塬边呈放射状流动，塬间洼地径流变缓；塬区渗透系数k为3.78m/d左右。南部冲洪积平原区潜水亦从西北流向东南，渗透系数k为6.87～28.65m/d。

3.5.3.2浅层承压水的径流

区内浅层承压水的径流方向与潜水基本一致，即从西北向东南运动。北部黄土台塬区承压水径流条件较好，承压水位从西北的600m高程向东南迅速递减，至徐木塬降低为400m高程左右；南部冲洪积平原因处于古湖盆地段，地势低平，水力坡度小，故承压水径流滞缓，水循环条件差。 3.5.4排泄特征

潜水的排泄：区内潜水的排泄方式以人工开采为主，其次为向区外径流排泄、向河流的排泄及蒸发排泄，沟谷中未见泉水等地下水露头。

浅层承压水的排泄：浅层承压水的排泄方式有三种，一是以地下侧向径流方式向东南方向排泄于区外；二是以垂直方式越流补给深层承压水；三是人工开采方式。 3.5.5地下水水质

北部塬区潜水矿化度均小于1g/l,水化学类型HCO3-Na、HCO3-Na·Mg型为主。

冲洪积平原区水化学类型自北而南渐趋复杂，矿化度均为1－3g/l。据位于勘察场地

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初期坝固结快剪试验成果统计表 表5-3 值别 层号 最大值 最小值 粘聚力c(kPa) 标准差 / / / / 变异系数 / / / / 标准值 / / / / 统计频数 2 4 4 7 3 6 1 2 1 最大值 最小值 内摩擦角φ(度) 平均值 标准差 / / / / 变异系数 / / / / 标准值 / / / / 统计频数 2 4 4 7 3 6 1 2 1 平均值 21.0 18.3 20.8 18.7 20.7 23.3 34.0 33.5 33.0 ① 25.0 17.0 ② 25.0 13.0 ③ 26.0 15.0 ④ 23.0 13.0 ⑤ 22.0 19.0 ⑥ 31.0 18.0 ⑦ 34.0 34.0 ⑧ 35.0 32.0 ⑨ 33.0 33.0 27.0 26.4 26.7 27.5 25.6 26.5 26.4 24.5 25.3 26.0 24.4 25.2 23.5 23.5 23.5 23.0 22.6 22.8 23.5 23.5 23.5 4.31 0.23 15.5 4.55 0.19 19.6 27.3 24.0 26.0 1.09 0.04 25.2 27.2 25.0 25.9 0.75 0.03 25.3 5.6.1.3坝基、坝肩土的压缩性

根据坝基、坝肩土的物理力学性质指标及原位测试结果，对各层地基土的压缩性评价见表5-4。

坝基、坝肩土的压缩性 表5-4

土层编号及名称 ①粉质粘土 ②黄土 ③古土壤 ④黄土 ⑤古土壤 ⑥黄土 ⑦古土壤 ⑧黄土 ⑨古土壤 压缩系数平均值a1-2 a1-2=0.20 MPa-1, a1-2=0.17MPa-1, a1-2=0.20MPa-1, a1-2=0.16MPa-1, a1-2=0.17MPa-1, a1-2=0.17MPa-1, a1-2=0.14MPa-1, a1-2=0.17MPa-1, a1-2=0.14MPa-1, 压缩性 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 21

5.6.2坝基、坝肩地基土承载力特征值与压缩模量建议值

根据坝基土物理力学性质指标、原位测试结果，结合本地区已有建筑经验，提出坝基各土层承载力特征值fak与压缩模量Es的建议值，见表5-5。

坝基、坝肩地基土承载力特征值与压缩模量建议值 表5-5

土层编号及名称 ①粉质粘土 ②黄土 ③古土壤 ④黄土 ⑤古土壤 ⑥黄土 ⑦古土壤 ⑧黄土 ⑨古土壤 fak (kpa) 100 160 170 200 220 200 230 220 230 Es1-2(MPa) 11.1 13.2 11.1 13.1 12. 12. 13.1 10.2 12.9 5.7坝基、坝肩黄土湿陷性评价

本次勘察，对各钻孔和探井水位以上土样进行了湿陷性试验，试验结果表明：拟建初期垃圾坝基、坝肩场地①～⑧层黄土具湿陷性，湿陷性土层主要分布在11.0m以上。

5.7.1坝基、坝肩场地湿陷类型

根据土工试验资料，拟建初期垃圾坝基场地土的自重湿陷系数均小于0.015，依据规范GB50025-2004第4.4.3条和第4.4.4条判定：拟建初期垃圾坝基场地为非自重湿陷性黄土场地。

拟建初期垃圾坝肩场地土的自重湿陷系数大于0.015，依据规范GB50025-2004

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第4.4.3条和第4.4.4条判定：拟建初期垃圾坝肩场地为自重湿陷性黄土场地，自重湿陷计算结果见表5-6。

初期垃圾坝肩自重湿陷量计算表 表5-6

土样自重自重湿陷湿陷量的量的计算计算值值(mm) (mm) 16 13 22 25 69 104 39 77 425 11 35 85 817 28-8 28-9 28-10 9.80 11.80 14.80 0.045 0.059 0.079 9.50-10.80 10.80-12.00 12.00-20.00 1300 1200 8000 0.9 0.9 0.9 53 64 569 自重湿陷 790 自重湿陷 勘探点编号 土样编号 取土深度(m) 自重湿陷系数 起讫深度(m) 计算厚度(mm) 修正系数 湿陷类型 26-2 26-3 26-4 26-5 26 26-6 26-7 26-8 26-9 26-10 28-5 28-6 28-7 28 1.80 2.80 3.80 4.80 5.80 7.80 9.80 11.80 14.80 4.80 5.80 7.80 0.015 0.018 0.020 0.035 0.051 0.058 0.036 0.043 0.059 0.020 0.026 0.035 1.30-2.50 2.50-3.30 3.30-4.50 4.50-5.30 5.30-6.80 6.80-8.80 8.80-10.00 10.00-12.00 12.00-20.00 4.70-5.30 5.30-6.80 6.80-9.50 1200 800 1200 800 1500 2000 1200 2000 8000 600 1500 2700 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 5.7.2坝基、坝肩地基湿陷等级

依据规范（GB50025-2004）第4.4.5条进行湿陷量计算，坝基、坝肩湿陷等级计算从勘探孔地面下1.5m起算至11.5m止，计算结果见表5-7、5-8。

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初期垃圾坝基湿陷量计算表 表5-7

勘探点编号 计算厚度(mm) 土样湿陷量的计算值(mm) 72 119 93 158 86 14 27 84 26 36 20 26 80 74 42 22 57 56 71 61 10 41 26 11 36 53 36 25 161 Ⅰ 344 Ⅱ 222 Ⅰ 193 Ⅰ 542 Ⅱ 湿陷量的计算值(mm) 湿陷等级 土样编号 取土深度(m) 湿陷系数 起讫深度(m) 修正系数 22-2 22-3 22 22-4 22-5 22-6 22-6 24-2 24-3 24 24-4 24-6 24-6 27-2 27 27-3 27-4 27-5 30-2 30-3 30-4 30 30-5 30-6 30-6 30-8 30-10 32-2 32-3 32 32-5 32-8 32-10 1.80 2.80 3.80 4.80 5.80 5.80 1.80 2.80 3.80 5.80 5.80 1.80 2.80 3.80 4.80 1.80 2.80 3.80 4.80 5.80 5.80 7.80 9.80 1.80 2.80 4.80 7.80 9.80 0.096 0.061 0.062 0.105 0.048 0.048 0.036 0.043 0.017 0.020 0.020 0.035 0.041 0.049 0.028 0.029 0.029 0.037 0.047 0.034 0.034 0.017 0.016 0.019 0.017 0.035 0.015 0.018 1.50-2.00 2.00-3.30 3.30-4.30 4.30-5.30 5.30-6.50 6.50-6.80 1.50-2.00 2.00-3.30 3.30-4.30 5.30-6.50 6.50-7.50 1.50-2.00 2.00-3.30 3.30-4.30 4.30-5.30 1.50-2.00 2.00-3.30 3.30-4.30 4.30-5.30 5.30-6.50 6.50-6.80 6.80-9.20 9.20-10.80 1.50-1.90 1.90-3.30 4.30-5.30 7.00-9.40 9.40-10.80 500 1300 1000 1000 1200 300 500 1300 1000 1200 1000 500 1300 1000 1000 500 1300 1000 1000 1200 300 2400 1600 400 1400 1000 2400 1400 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 由表5-7计算结果可以看出，拟建初期垃圾坝基湿陷量计算值Δs最大344mm，最小161mm，按（GB50025-2004）规范第4.4.6条判定，地基湿陷等级为Ⅰ～Ⅱ级。

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综合分析，拟建初期垃圾坝基湿陷等级按Ⅱ级(中等)考虑。

初期垃圾坝肩湿陷量计算表 表5-8 勘探点编号 计算厚度(mm) 土样湿陷量的计算值(mm) 64 20 53 56 106 18 157 78 40 135 89 193 90 176 29 228 56 63 1059 Ⅳ 592 Ⅲ 湿陷量的计算值(mm) 湿陷等级 土样编号 取土深度(m) 湿陷系数 起讫深度(m) 修正系数 28-2 28-3 28-4 28-5 28 28-6 28-6 28-7 28-8 28-9 26-2 26-3 26-4 26-5 26 26-6 26-6 26-7 26-8 26-9 1.80 2.80 3.80 4.80 5.80 5.80 7.80 9.80 11.80 1.80 2.80 3.80 4.80 5.80 5.80 7.80 9.80 11.80 0.033 0.027 0.025 0.062 0.059 0.059 0.058 0.060 0.057 0.090 0.074 0.107 0.075 0.098 0.098 0.114 0.047 0.042 1.50-2.80 2.80-3.30 3.30-4.70 4.70-5.30 5.30-6.50 6.50-6.80 6.80-9.50 9.50-10.80 10.80-11.50 1.50-2.50 2.50-3.30 3.30-4.50 4.50-5.30 5.30-6.50 6.50-6.80 6.80-8.80 8.80-10.00 10.00-11.50 1300 500 1400 600 1200 300 2700 1300 700 1000 800 1200 800 1200 300 2000 1200 1500 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 由表5-8计算结果可以看出，拟建初期垃圾坝肩湿陷量计算值Δs最大1059mm，最小592mm，按（GB50025-2004）规范第4.4.6条判定，地基湿陷等级为Ⅲ～Ⅳ级。综合分析，拟建垃圾坝两坝肩地基湿陷等级按Ⅳ级(很严重)考虑。

当坝基和坝肩地基处理深度与上述假定深度不一致时,应根据本次勘察资料对地基湿陷量与湿陷等级重新进行计算和评价。

5.8坝基、坝肩渗漏性评价

初期垃圾坝坝基、坝肩渗漏，是指垃圾渗沥液的渗漏。根据初期垃圾坝址处工程

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地质条件分析，坝肩处山体厚大，无单薄分水岭、低矮垭口分布。坝址区地层为粉质粘土、黄土和残积古土壤。根据室内渗透试验成果报告（附录11），坝址区土层垂直渗透系数为1.08×10-6～4.07×10-5cm/s，属微～弱透水地层。调查未发现贯通坝址区外的古河道和地下黄土洞穴。因此，综合分析认为，在坝址区渗沥液渗漏的可能性小。

5.9初期垃圾坝地基处理方案

5.9.1天然坝基方案

5.9.1.1坝基均匀性分析

根据工程钻探资料，拟建初期垃圾坝地基持力层为第①层黄土状土，下卧层为第②层黄土。第①层黄土状土和②层黄土层面基本水平分布，层底面坡度小于10%。坝基第①层黄土状土层面在拟建场地厚度分布比较稳定，厚度差较小，土质较均匀，属中压缩性土；第一下卧层黄土及以下各土层分布比较稳定、连续，物理力学性质在水平向差异不大。因此，拟建初期垃圾坝地基属均匀地基。

5.9.1.2湿陷性分析

根据湿陷性评价结果，拟建填埋区场地为非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）。依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）第6.1.5条，属于丙类建筑，应消除地基的部分湿陷量，所以该处天然地基方案不可行。

5.9.1.3地基土承载力分析

根据岩土工程勘察任务委托书，坝基底面处平均压力值160kPa，而第①层黄土状土承载力标准值为100 kPa，承载力设计值（fa）按《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），第5.6.5条公式进行修正计算

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-1.5)

式中ηb=0.2 ηd=1.25 b=6.0m d=1.5m

γ= 16.7kN/m3 γm= 16.87kN/m3 fak=100kPa

设计值修正计算结果：第①层黄土状土fa=110.2kPa＜160kPa，不能满足设计要求。

综合以上分析结果，初期垃圾坝天然地基方案不可行，建议坝基处理采用换填垫

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层或灰土挤密桩方案 5.9.2灰土垫层方案

根据建(构)筑物地基岩土工程勘察任务委托书，拟建初期垃圾坝为粘土坝，结合其对沉降较敏感的特点，依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）第6.1.5条，属丙类建筑物的非自重湿陷性黄土地基，处理厚度不应小于2.0m，且下卧土层湿陷起始压力宜大于80 kPa。根据湿陷性黄土分布范围和深度，地基处理建议采用灰土垫层方案。

该方案是将垃圾坝基坑开挖至地表下－3.5m，用灰土回填至－1.5m。灰土比可选择3：7或2：8，并采取防渗处理措施。 5.9.3灰土挤密桩方案

根据场地内坝基土的分布情况及场地工程特性，也可采用灰土挤密桩法，但在施工前须对场地进行整平，建议第③层古土壤层作为桩端持力层。

上述换土垫层法和灰土挤密桩法均能满足设计要求，建议采用灰土垫层方案。

六、垃圾填埋区工程地质条件与评价

6.1地形、地貌

拟建垃圾填埋区位于三原县新兴镇五爱村东沟。地貌为黄土塬斜坡处一天然黄土冲沟。沟谷走向呈西北～东南，沟长约1.5km，平均比降为5.4%左右。沟脑为三个小支沟汇集而成，沟口位于李家河村，与渭河四级阶地后缘相连接。该沟上游沟深约65m，下游沟深约78m，沟底宽5～45m，较平缓，沟壁下部斜坡坡度为75～85°，沟谷横断面呈‘V’字形。地势北高南低，沟底高程为472.8m，塬上高程为567.1m，高差约94.3m。沟壁两侧多沿支沟发育黄土落水洞，落水洞沿沟坡从上至下断续延伸至沟底，沟底无地下水出露。沟两侧顶部为黄土台塬，现均为农耕地。

6.2地层岩性

根据本次地质调查、钻探和试验资料，垃圾填埋区场地10.0m以浅地层从上至

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下依次为第四系全新统冲积粉质粘土（Q42al）、和中更新统风积黄土（Q2eol）、残积古土壤（Q2el）。按土的时代成因、埋藏条件、岩性特征及物理力学性质指标等，将垃圾填埋区地基土划分为3个工程地质层，各层土的分布位置及埋藏深度详见垃圾填埋场区“工程地质平面图（附录2）、工程地质剖面图（ 附录6）”，其岩性特征描述如下：

①粉质粘土（Q4al）：浅黄～深褐色，含碎砖块，稍湿，坚硬状。该层分布于填埋区的整个沟道中，厚度2.0～2.2m，层底标高475.90～476.00m。

②黄土（Q2eol）：浅黄色，稍湿，坚硬状。具针状孔隙，下部含钙质条纹和零星钙质结核。该层分布于整个填埋区的沟道中，厚度6.0～6.1m，层底标高469.80～470.00m。

③古土壤（Q2el）：暗褐色，稍湿，硬塑。含大量钙膜，团粒结构。该层分布于整个填埋区的沟道中，揭露厚度1.8～2.0m，孔底标高467.90～468.20m。

6.3地下水及水、土对砼腐蚀性评价

6.3.1地下水

根据搜集到的有关水文地质资料，拟建垃圾填埋区（东沟沟道）地下水类型属第四系松散孔隙潜水，含水层岩性为中更新统黄土和古土壤，水位埋深约20.0～30.0m。补给源主要为大气降水及新兴塬地下水迳流补给。水位埋深随大气降水大小而变化，据本次地质调查资料及我院在场地附近有关资料，该地段水位年变幅为1.0～1.5m，单位涌水量0.3～0.8m3/h .m。 6.3.2地下水、土对砼腐蚀性评价

在本次勘探深度范围内未见地下水，地下水位埋深超出了地基影响范围，因此地基、基础设计时，可以不考虑地下水的影响。在13＃钻孔中采取土样进行土腐蚀性分析，结果见附录10。依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)之附录G规定，场地环境类别为Ⅲ类。依据该规范的12·2条判定，土质对砼结构、对砼结构中钢筋、对钢结构无腐蚀性。由于填埋垃圾渗沥液具强腐蚀性，设计时应高度重视。

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6.4不良地质作用

据本次勘察资料，初期坝址区分布有小型滑坡、黄土崩塌和黄土落水洞3种不良地质作用，无其它不良地质作用。 6.4.1黄土滑坡

垃圾填埋区共分布两处黄土滑坡。分别位与沟脑处（H1）和填埋区的中段(H2)，其特征见表6－1。目前两处滑坡均已稳定，对垃圾填埋区无影响。 6.4.2黄土崩塌

黄土崩塌主要分布于填埋区中段的黄土陡坡处，共有3处，其特征见表6－1，崩塌体积约5～20m3，时间不超过两年。这3处黄土崩塌均属小型，对填埋区建设无影响。

6.4.3黄土落水洞

黄土落水洞主要分布于沟谷两侧黄土斜坡上部的缓坡冲沟处，共有13处，其特征见表见表6－1。由于落水洞均发育在沟谷斜坡冲沟处，强降雨时威胁填埋区，须进行防护。建议在塬边修建截、排水沟，对汇入沟谷（填埋区）水流改排。

6.5填埋区场地稳定性分析评价

6.5.1填埋区黄土沟谷斜坡稳定性分析

填埋区沟谷两侧中、下部黄土斜坡表层局部发育的黄土落水洞、小型崩塌对斜坡稳定性造成威胁，无其它不稳定因素影响。该工程为垃圾填埋场，随着垃圾的不断堆放，减小了黄土斜坡的高差和临空面，有效地加强了黄土斜坡的稳定性，结合现状自然坡度（70～80°）和填埋区工程地质条件分析认为，在对填埋区两侧黄土斜坡上局部小型崩塌和黄土落水洞进行防护后，填埋区斜坡是稳定的。为了有效防止局部黄土落水洞、小型崩塌对斜坡稳定性造成威胁，建议对周边塬区汇入填埋区（东沟）的地表迳流修建截、排水沟进行改排，同时在沟底修建集中排水渠系。

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6.5.2填埋区压缩变形分析

填埋区场地位于沟道内，由于垃圾的不断堆放，对填埋地基产生压缩引起沉降变形。根据野外的钻探资料，构成填埋区场地地层主要为第四系全新统粉质粘土和中更新统黄土。根据土工试验结果，填埋区地基土属中偏低压缩性土，工程特性较好。因此，在将表层粉质粘土清除后，分析认为，填埋区压缩变形为中～低变形。

6.6填埋区地基土物理力学性质与承载力特征值

6.6.1填埋区地基土物理力学性质

6.6.1.1常规物理力学性质

为了查明填埋区地基土的物理力学性质，本次勘察分别在填埋场各土层中采取原状土试样，进行了土的常规物理力学性质试验，试验结果见附录9，其地基土常规物理力学性质指标统计见表6-2。

6.6.1.2填埋区地基土的压缩性

根据土的物理力学性质指标及原位测试结果，对填埋区各层地基土的压缩性评价见表6-3。

填埋区地基土压缩性 表6-3

土层编号及名称 ①粉质粘土 ②黄土 ③古土壤 压缩系数平均值a1-2 a1-2=0.15 MPa-1, a1-2=0.14MPa-1, a1-2=0.14MPa-1, 压缩性 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 中偏低压缩性土 6.6.2填埋区地基土承载力特征值与压缩模量建议值

根据填埋区地基土物理力学性质指标、原位测试结果，结合本地区已有建筑经验，提出拟建场地各地基土层承载力特征值fak与压缩模量Es的建议值见表6-4。

填埋区地基土承载力特征值与压缩模量建议值 表6-4

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