公路壓覆巖鹽礦的地質背景及資源儲量邊界確定方法

姜燦強

（中鹽勘察設計院有限公司，湖南 長沙 410014）

由于我國道路交通體系的不斷完善，公路工程的建設規模逐漸擴大，為了保證公路能夠更好地投入到使用當中，針對河南省普通省道網中S228衛新線進行改造，能夠進一步滿足物資流通需求，推動該地區經濟的快速發展，使得河南省公路網建設更為完善。

1 工程概況

項目起點位于襄城縣與葉縣交界處，向南下穿禹亳鐵路后，與S324（原S242）相交，經河北高村后上跨沙河，沿灣李村東側向南，經呂莊后下穿孟平鐵路復線，向南經鄧李鄉西，于趙莊繼續向南與G329（原S241）相交，于汪莊村南下穿寧洛高速，穿過老樊寨村，路線全長43.34 km，設計速度80 km/h。本項目共修建涵洞22道，其中新建18道，拆除重建4道。涵洞統計數據見表1。

表1 涵洞設置統計表

2 公路壓覆巖鹽礦的地質背景

項目所在區域屬淮北沖積湖積平原，占全國平原面積的1.8%。項目沿線區域地貌、地勢如圖1所示。

圖1 項目沿線區域工程地勢圖

該地區的地質構造屬中朝準地臺一級大地構造單元，南部邊緣區分屬地臺的兩個二級構造單元，即華熊臺緣坳陷和華北坳陷的南緣。區域內以斷裂構造為主，另有部分褶皺構造，其中，斷裂構造直接影響全縣的地體結構和地貌形態。境內葉魯斷裂西起魯山，經程寨通過縣城北約2 km處，過廉村東至舞陽縣泥河洼以東，全長百余公里，兩側相對北升南降，落差800～1 000 m，是葉舞盆地北部邊緣的控制構造。

巖鹽主要賦存于核桃園組一段和核桃園組二段中上部，礦層呈固態產出，鉆探未發現鹵水層。固態礦層一般為塊狀、層狀構造，也有少部分為似層狀、紋層狀構造。在礦層頂底板的泥巖中常有呈團塊狀、透鏡狀或脈狀出現的石鹽礦石。礦層和圍巖呈突變接觸，界面比較清晰，礦層產狀和地層產狀一致，傾向7°左右，傾角一般6～12°。項目區豎向穿越普查區中部， 線路經過ZK5，午4井、午2和ZK8在項目區附近。據ZK5資料，具有開發利用價值的層段共有7個，2個含礦地層，含鹽礦層總厚427.71 m。

3 公路壓覆巖鹽礦資源儲量邊界確定方法研究

3.1 公路壓覆巖鹽礦概況

該公路呈現條帶狀布置，主線路基寬度是12.0 m，路面寬度是15.0 m，途徑河南省葉舞凹陷巖鹽礦普查區內公路長度為10 600 m。在北側壓覆范圍壓覆具有開發利用價值的層段共有6個：第一含礦層段，含礦層累計厚度37.55 m，地層埋深范圍1 645～1 697 m；第二含礦層段，含礦層累計厚度58.23 m，地層埋深范圍1 732～1 804 m；第三含礦層段，含礦層累計厚度26.5 m，地層埋深范圍1 849～1 883 m；第四含礦層段，含礦層累計厚度52.45 m，地層埋深范圍1 933～2 016 m；第五含礦層段，含礦層累計厚度67.63 m，地層埋深范圍2 037～2 142 m；第六含礦層段，含礦層累計厚度35.55 m，地層埋深范圍2 324～2 383 m。

3.2 擬壓覆資源儲量邊界確定采用的方法

本次壓覆共涉及1個巖鹽礦地勘項目，確定其壓覆邊界重點以礦體開采技術條件為依據，涉及的礦體埋藏比較深，開采方法采用鉆井水溶開采法，設工程為條帶狀，所以本次利用垂線法確定單個建筑物影響邊界，然后視具體情況選取最大可能影響范圍的建筑物為確定壓覆范圍，即建筑物下礦體埋深最深，然后確定整個擬建項目的壓覆范圍。該地區的巖性為砂泥巖、白云巖與泥巖互層。頂部為淺灰色泥巖與粉砂巖、灰白色白云巖；中部為紫色砂巖、泥巖及白云巖、泥灰巖；下部為棕色、紫色砂巖、泥巖互層，夾有雜色礫巖及薄層灰色粉砂巖等。

在確定壓覆范圍時，采用方法為移動角選取，維護帶寬度及依據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷礦柱留設與壓礦開采規程》和《采空區公路設計與施工技術細則》的有關規定，以及根據礦區實際情況確定壓覆區范圍。根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》 《采空區公路設計與施工技術細則》相關規定，本項目公路保護等級為Ⅰ級。按照保護等級Ⅰ級來確定圍護帶的寬度為20 m。垂線法適用于建設工程呈長條狀或長條彎曲狀的情況，如鐵路、公路等。上述工程窄而長，如果用垂直剖面法可能需要作數條或十數條剖面，無疑就加大了報告工作量，且圖上線段較多，容易混淆。

垂線法操作要點：將本高速公路及附屬設施建設場地位置發展到礦區的資源儲量估算平面圖上，在場地邊界之外圈出20 m寬一個圍護帶邊界。從圍護帶邊界的各角點向外作垂線，垂線長由各區松散層平均厚乘以余切45°所得，連接各垂線端點，即得到建(構)筑物在地表松散層與基巖接觸面上的保護邊界。從得到的建(構)筑物在地表松散層與基巖接觸面上的保護邊界的各角點向外作垂線，將各垂足連線即得到壓覆邊界線。

3.3 擬壓覆資源儲量邊界移動角選取及計算依據

結合《建筑物、水體、鐵路及主要井巷、煤柱留設與壓煤開采規程》的有關條例得知，該建設項目屬于延伸形構筑物，適用于垂線法計算保護邊界，本項目采用“垂線法”進行相應的計算。

3.3.1 移動角選取及依據

移動角參數選用平頂山礦區地表移動實測參數，依照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷、煤柱留設與壓煤開采規程》附錄五中附表5-2及附表5-4，結合省內行業經驗數據，本次松散層移動角φ、巖層走向移動角δ、巖層上山方向移動角γ、下山方向移動角β等，均按照個礦區具體情況選取和計算。松散層移動角φ值見表2。

表2 松散層移動角φ值

3.3.2 松散層厚度

根據擬建公路與受壓覆項目中的鉆孔分布情況，巖移計算點松散層厚度利用距離擬建項目最近鉆孔的松散層厚度。結合《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》第17條和《采空區公路設計與施工技術細則》6.2.2條規定，高速公路 （包括橋梁和隧道） 按照保護等級Ⅰ級，確定該項目圍護帶寬度是20 m。

3.3.3 圍護帶寬度

根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》第17條和《采空區公路設計與施工技術細則》6.2.2條規定，高速公路（包括橋梁和隧道）按照保護等級Ⅰ級來確定圍護帶的寬度為20 m。通過合理確定圍護帶寬度，能夠保證公路壓覆巖鹽礦資源儲量邊界確定更為合理，為相關人員提供準確的數據信息，保證公路壓覆巖鹽礦資源得到高效的開發與利用。

3.4 公路壓覆保護范圍的確定

結合《公路安全保護條例》中有關規定，具體如下：縣級以上地方人民政府應當根據保障公路運行安全和節約用地的原則以及公路發展的需要，組織交通運輸、國土資源等部門劃定公路建筑控制區的范圍。公路建筑控制區的范圍，從公路用地外緣起向外的距離標準為：國道不少于20 m；省道不少于15 m；縣道不少于10 m；鄉道不少于5 m。公路彎道內側、互通立交以及平面交叉道口的建筑控制區范圍根據安全視距等要求確定。

壓覆區上部地層為第四系黏土層夾粉質黏土層，中部為新近系，下部為古近系。地層主要巖性為泥巖、砂巖、油頁巖、巖鹽等，擬壓覆區內葉舞凹陷巖鹽礦松散層北部厚度為471 m，南部厚度為271 m。灰白色巖鹽與泥巖呈韻律沉積，屬松軟巖類頂底板，為水平巖層。為確保建設項目安全，本次核實參照《采空區公路設計與施工技術細則》相關規定，合理確定核實區巖層移動角和松散層移動角指標，然后估算壓覆的鹽層資源量。該地區的巖性為砂泥巖、白云巖與泥巖互層。頂部為淺灰色泥巖與粉砂巖、灰白色白云巖；中部為紫色砂巖、泥巖及白云巖、泥灰巖；下部為棕色、紫色砂巖、泥巖互層，夾有雜色礫巖及薄層灰色粉砂巖等。

結合該公路壓覆移動角指標計算能夠得知，公路壓覆范圍超過保護條例確定的保護范圍，因此，確定成鹽區內本高速公路壓覆范圍時，結合有關指標確定本建設項目擬對葉舞凹陷巖鹽礦普查區（3）（4）區塊形成壓覆的范圍。zk8向線路做垂線，交點以北擬壓覆成鹽區拐點坐標（西安80坐標）見表3。

表3 S228衛新線葉縣段擬壓覆北部成鹽區拐點坐標一覽表

4 結語

綜上，通過對某公路壓覆巖鹽礦的地質背景及資源儲量邊界確定方法進行有效分析，能夠保證該公路項目施工的有序進行，有效減小壓覆巖鹽礦對項目施工產生的影響，能夠保證公路工程項目整體質量得到更好提升，故可以為有關工程提供良好參考。