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摘要：中国散裂中子源（下称：CSNS项目）选址在广东省东莞市大朗镇水平村南，总用地面积约1000亩，通过对该项目进行岩土工程初步勘察，基本查清了区内的工程地质特征。并对下一步的勘察工作进行了分析讨论。
关键词：中国散裂中子源工程 岩土工程初步勘察 问题讨论
中图分类号：TU71文献标识码： A 文章编号：
一、项目简介
中国散裂中子源工程（简称CSNS项目）是作为发展中国家的第一台散裂中子源，进入世界四大散裂中子源行列，它的建设将提高我国的科学地位。该项目是开展前沿学科及高新技术研究的先进大型实验平台，正常运行寿命超过30年。中子散射应用于物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米技术等学科领域，有望使我国在如量子调控、蛋白质相互作用、高温超导机理等方向实现突破。CSNS在广东的建设，有利于我国科技区域布局的进一步合理化。
爱中国科学院高能物理研究所的委托，韶关地质工程勘察院于2009年4月12日～2009年5月17日期间，承担了CSNS项目的岩土工程初步勘察钻探任务。
二、项目规划概况
场地位于东莞市大朗镇水平村，距常虎高速公路约100余m，北部边线走向与高速公路平行，长约2km，西侧边线长约270m，东部约500m。本次初步勘察拟建场地占地面积400亩（266,800m2）。
CSNS项目大厅平面布置为80×90m2的长方形结构，总建筑面积10140m2，在空间上划分为中间靶站控制区（30×80m2）、两边各一个中子散射谱仪大厅（每个30×80m2），中间靶区高度25m，两边散射大厅高度15m。除靶站外，作用在地基上平均压强约100000kN/m2（0.1MPa），部分区域压强200000kN/m2（0.2MPa），靶站最重点压强约1000000kN/m2（1.0MPa）。环形加速器安置于隧道内，隧道高度4m，隧道上、侧方土层厚度不小于5m，隧道底板沉降量应小于1mm/y，不均匀沉降量应小于0.5～1mm/y。上部荷载对地基的承载力及变形要求高。场地内建筑物设计地坪标高为37m。
三、场地工程地质条件
3.1 地形地貌特征
场地原始地貌属于丘陵及剥蚀残丘，主要呈现为丘陵、丘间谷地、沟坎、山前平原地貌特征，局部零星分布鱼塘、小河沟，地形起伏不平，地势高差较大，沟谷以NW走向最为发育，其次为NE和EW走向，少部分为SN走向。地形坡度一般为20～40o，该区山体总体走向NEE，从西向东分布着3条较大近SN向的沟谷（油库采石场沟、水平村-五埂林场公路沟、白石灰采石场沟），平行分布着4条近走向山脊（油库采石场北山脊、五埂林场公路沟西侧山脊、白石灰采石场沟东和西侧山脊）。主装置区山体高程为28～153.6m，各孔孔口标高介于36.80～81.77m间。
3.2 岩土层分布特征
据钻探揭露资料，场地内岩土层按其成因及物理力学性质差异自上而下分为：第四系人工填土层（Qml）、第四系冲洪积层（Qal+pl）、第四系坡积层（Qdl）、第四系残积层（Qel）及震旦系基岩（Z）五大单元层。
四、有关问题讨论
在初步勘察的基础上，根据拟建建（构）筑物的分布特征，按详细勘察的要求布置钻孔，为工程设计提供施工图阶段和地质勘察资料。
对于场地岩土层的透水性、赋水情况本次未作详细及定量研究，平整场地后场地地下水的迳流、排泄条件会随之改变，建议在详勘中进行抽水试验，详细掌握场地的水文地质特征。
动力机器扰力对地基土的作用本次未作研究，拟建场地若安装动力机器，建议在详细勘察阶段作扰力对地基土的作用分析。
对于开挖将形成的高边坡，本次仅作简单分析，建议以后对该边坡场地进行专门勘察或结合场地详细勘察阶段进行勘察，在此基础上做出详细的边坡设计。
建议对孔隙水压力及裂隙水压力随气候、天气变化作长期观测。
对基岩的完整程度、均匀性仅从6个钻孔很难准确评价，建议在详细勘察结合建筑物布局进行具体分析。
关于区内的断裂构造特征，仅有2个钻孔揭露，对其空间分布特征和几何特征只作了粗略的分析，对其活动性与否及活动强度还未做出准确评价，详细勘察阶段必须采用多种方法进行工作，对以上问题做出明确结论：
（1）、有针对性地布置钻孔，对断裂构造予以揭露，详细掌握断裂构造的地质特征，对断裂和形成机理进行分析讨论。
（2）、采用地球化学勘查方法，通过氡气测量发现隐伏断裂，并利用氡气异常强度与断裂活动性强弱有一个定量的函数的关系，对断裂的活动性与否及活动强度做出判断。
（3）、对钻探发现的断裂泥等物质，进行热释光年代测试，确定场地内断裂的最新活动年龄，对断层（裂）上覆盖沉积物年龄测试，确定断裂最后停止活动的年限，借以判断断裂对建筑物的影响。
（4）、对场地周围（约5km范围内）进行构造地质调查，了解场地断裂与场地外围断裂的关系，判别断裂的规模、产状和现今活动性。
（5）详细剖析钻探资料，判别断裂是否错动第四系地层，判断断裂活动的上限时间以及断裂的性质。
（6）、综合分析上述几个方面资料，根据其可靠程度及重要性，综合评定场地断裂活动性与否、活动强度及其对拟建重大工程的影响。
五、初步勘察结论
勘察结果表明：区内分布的主要地层为震旦系片麻状混合花岗岩、石英片岩等强变质的坚硬岩石，没有大规模的断裂构造分布，历史上没有中强震发生，地形地貌相对较简单，区域稳定性程度较高，总体认为场地适宜CSNS项目的建设。
工程重要性等级为一级；场地等级为二级（中等复杂）场地；地基等级为二级（中等复杂）地基；岩土工程勘察等级为甲级。
西侧低洼沟谷（即ZK-C孔）地段場地土类型为中软土，其余地段场地土类型为中硬土；场地类别为Ⅱ类；为建筑抗震不利地段。场地抗震设防烈度为Ⅵ度，设计地震分组为第一组，基本地震加速度值0.05g，特征周期为0.35s。
对场地内的岩土层类型进行了较详细的野外鉴定和室内土工试验，初步查明了主要岩土层的物理力学性能。
场地内水文地质条件较简单，以孔隙潜水和基岩裂隙水为主，第四系冲洪积含粘性土中砂层和含淤泥质粉砂层水量较丰富，透水性较好，坡积层和残积层水量贫乏，为弱透水层；基岩裂隙水，赋水性中等，透水性受裂隙宽度和连通性控制。地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
场地东南侧将形成高度超过50m的边坡，边坡治理前必须进行专门的边坡工程勘察，可根据场地使用情况采用放坡或放坡与支护相结合的方法。
根据勘察结果，在区内揭露一小型隐伏断裂，其走向为近SN向，倾向E，倾角约为45～56°之间，为上盘上升、下盘下降的压扭性逆冲断层。在ZK-B孔1.40～1.50m采集的第四系坡积含砂粉质粘土作热释光测年鉴定，测得最后活动年代为距今1.690±0.080万年；在ZK-B孔56.50～58.70m段采集的断层物质（糜棱岩化角砾岩）作热释光测年鉴定，测得最后活动年代为距今24.680±1.300万年，其对场地稳定性的影响程度还待进一步工作。
关键词：中国散裂中子源工程 岩土工程初步勘察 问题讨论
中图分类号：TU71文献标识码： A 文章编号：
一、项目简介
中国散裂中子源工程（简称CSNS项目）是作为发展中国家的第一台散裂中子源，进入世界四大散裂中子源行列，它的建设将提高我国的科学地位。该项目是开展前沿学科及高新技术研究的先进大型实验平台，正常运行寿命超过30年。中子散射应用于物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米技术等学科领域，有望使我国在如量子调控、蛋白质相互作用、高温超导机理等方向实现突破。CSNS在广东的建设，有利于我国科技区域布局的进一步合理化。
爱中国科学院高能物理研究所的委托，韶关地质工程勘察院于2009年4月12日～2009年5月17日期间，承担了CSNS项目的岩土工程初步勘察钻探任务。
二、项目规划概况
场地位于东莞市大朗镇水平村，距常虎高速公路约100余m，北部边线走向与高速公路平行，长约2km，西侧边线长约270m，东部约500m。本次初步勘察拟建场地占地面积400亩（266,800m2）。
CSNS项目大厅平面布置为80×90m2的长方形结构，总建筑面积10140m2，在空间上划分为中间靶站控制区（30×80m2）、两边各一个中子散射谱仪大厅（每个30×80m2），中间靶区高度25m，两边散射大厅高度15m。除靶站外，作用在地基上平均压强约100000kN/m2（0.1MPa），部分区域压强200000kN/m2（0.2MPa），靶站最重点压强约1000000kN/m2（1.0MPa）。环形加速器安置于隧道内，隧道高度4m，隧道上、侧方土层厚度不小于5m，隧道底板沉降量应小于1mm/y，不均匀沉降量应小于0.5～1mm/y。上部荷载对地基的承载力及变形要求高。场地内建筑物设计地坪标高为37m。
三、场地工程地质条件
3.1 地形地貌特征
场地原始地貌属于丘陵及剥蚀残丘，主要呈现为丘陵、丘间谷地、沟坎、山前平原地貌特征，局部零星分布鱼塘、小河沟，地形起伏不平，地势高差较大，沟谷以NW走向最为发育，其次为NE和EW走向，少部分为SN走向。地形坡度一般为20～40o，该区山体总体走向NEE，从西向东分布着3条较大近SN向的沟谷（油库采石场沟、水平村-五埂林场公路沟、白石灰采石场沟），平行分布着4条近走向山脊（油库采石场北山脊、五埂林场公路沟西侧山脊、白石灰采石场沟东和西侧山脊）。主装置区山体高程为28～153.6m，各孔孔口标高介于36.80～81.77m间。
3.2 岩土层分布特征
据钻探揭露资料，场地内岩土层按其成因及物理力学性质差异自上而下分为：第四系人工填土层（Qml）、第四系冲洪积层（Qal+pl）、第四系坡积层（Qdl）、第四系残积层（Qel）及震旦系基岩（Z）五大单元层。
四、有关问题讨论
在初步勘察的基础上，根据拟建建（构）筑物的分布特征，按详细勘察的要求布置钻孔，为工程设计提供施工图阶段和地质勘察资料。
对于场地岩土层的透水性、赋水情况本次未作详细及定量研究，平整场地后场地地下水的迳流、排泄条件会随之改变，建议在详勘中进行抽水试验，详细掌握场地的水文地质特征。
动力机器扰力对地基土的作用本次未作研究，拟建场地若安装动力机器，建议在详细勘察阶段作扰力对地基土的作用分析。
对于开挖将形成的高边坡，本次仅作简单分析，建议以后对该边坡场地进行专门勘察或结合场地详细勘察阶段进行勘察，在此基础上做出详细的边坡设计。
建议对孔隙水压力及裂隙水压力随气候、天气变化作长期观测。
对基岩的完整程度、均匀性仅从6个钻孔很难准确评价，建议在详细勘察结合建筑物布局进行具体分析。
关于区内的断裂构造特征，仅有2个钻孔揭露，对其空间分布特征和几何特征只作了粗略的分析，对其活动性与否及活动强度还未做出准确评价，详细勘察阶段必须采用多种方法进行工作，对以上问题做出明确结论：
（1）、有针对性地布置钻孔，对断裂构造予以揭露，详细掌握断裂构造的地质特征，对断裂和形成机理进行分析讨论。
（2）、采用地球化学勘查方法，通过氡气测量发现隐伏断裂，并利用氡气异常强度与断裂活动性强弱有一个定量的函数的关系，对断裂的活动性与否及活动强度做出判断。
（3）、对钻探发现的断裂泥等物质，进行热释光年代测试，确定场地内断裂的最新活动年龄，对断层（裂）上覆盖沉积物年龄测试，确定断裂最后停止活动的年限，借以判断断裂对建筑物的影响。
（4）、对场地周围（约5km范围内）进行构造地质调查，了解场地断裂与场地外围断裂的关系，判别断裂的规模、产状和现今活动性。
（5）详细剖析钻探资料，判别断裂是否错动第四系地层，判断断裂活动的上限时间以及断裂的性质。
（6）、综合分析上述几个方面资料，根据其可靠程度及重要性，综合评定场地断裂活动性与否、活动强度及其对拟建重大工程的影响。
五、初步勘察结论
勘察结果表明：区内分布的主要地层为震旦系片麻状混合花岗岩、石英片岩等强变质的坚硬岩石，没有大规模的断裂构造分布，历史上没有中强震发生，地形地貌相对较简单，区域稳定性程度较高，总体认为场地适宜CSNS项目的建设。
工程重要性等级为一级；场地等级为二级（中等复杂）场地；地基等级为二级（中等复杂）地基；岩土工程勘察等级为甲级。
西侧低洼沟谷（即ZK-C孔）地段場地土类型为中软土，其余地段场地土类型为中硬土；场地类别为Ⅱ类；为建筑抗震不利地段。场地抗震设防烈度为Ⅵ度，设计地震分组为第一组，基本地震加速度值0.05g，特征周期为0.35s。
对场地内的岩土层类型进行了较详细的野外鉴定和室内土工试验，初步查明了主要岩土层的物理力学性能。
场地内水文地质条件较简单，以孔隙潜水和基岩裂隙水为主，第四系冲洪积含粘性土中砂层和含淤泥质粉砂层水量较丰富，透水性较好，坡积层和残积层水量贫乏，为弱透水层；基岩裂隙水，赋水性中等，透水性受裂隙宽度和连通性控制。地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
场地东南侧将形成高度超过50m的边坡，边坡治理前必须进行专门的边坡工程勘察，可根据场地使用情况采用放坡或放坡与支护相结合的方法。
根据勘察结果，在区内揭露一小型隐伏断裂，其走向为近SN向，倾向E，倾角约为45～56°之间，为上盘上升、下盘下降的压扭性逆冲断层。在ZK-B孔1.40～1.50m采集的第四系坡积含砂粉质粘土作热释光测年鉴定，测得最后活动年代为距今1.690±0.080万年；在ZK-B孔56.50～58.70m段采集的断层物质（糜棱岩化角砾岩）作热释光测年鉴定，测得最后活动年代为距今24.680±1.300万年，其对场地稳定性的影响程度还待进一步工作。