肯尼亞內馬鐵路一期工程沿線砂石料場分布及評價

張 姍 磊

(中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088)

?

肯尼亞內馬鐵路一期工程沿線砂石料場分布及評價

張 姍 磊

(中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088)

通過外業(yè)調查和現(xiàn)場勘探，分析了肯尼亞內馬鐵路一期工程的地形地貌，列出了該工程沿線分布的砂石料場，并對其質量和儲量進行了評價，為后續(xù)開采利用提供了參考依據(jù)。

鐵路，砂場，石場，地形地貌

近年來，肯尼亞經濟發(fā)展迅速，但與之相配套的交通基礎設施發(fā)展則較為滯后，特別是地區(qū)既有鐵路網，已無法適應區(qū)域快速增長的客貨運輸需求，為加速完善東非地區(qū)鐵路網建設，肯尼亞政府決定修建內羅畢—馬拉巴鐵路工程。本項目地處東非大裂谷地區(qū)，沿線溝壑縱橫，地勢復雜，巖性多以第四系火山巖為主，為滿足現(xiàn)場施工需要，沿線砂石料場的調查尤為必要。

1 工程概況

新建內羅畢至馬拉巴鐵路項目一期位于肯尼亞境內，呈東南至西北走向，是東非地區(qū)鐵路主干線Mombasa-Nairobi-Malaba-Kampala-Kigali鐵路的重要組成部分，是在建蒙內標準軌鐵路的延長線，正線總長120 km。線路起自內羅畢南站，跨越內羅畢國家公園、恩貢區(qū)，穿越東非大裂谷東翼山區(qū)，到達東非大裂谷谷底區(qū)后沿B3公路前行，穿過Suswa鎮(zhèn)后進入東非大裂谷西翼區(qū)。

全線線路長120.409 km，設有橋梁33座，19.545 km，隧道3座，7.834 km，橋隧總長27.379 km，占線路總長的22.7%。本線一期工程近、遠期共設置車站11個。

2 地形地貌

內馬標軌鐵路一期工程(DK0～DK120)位于非洲東部，肯尼亞中部，全線均位于東非高原區(qū)。線路橫跨埃塞俄比亞—肯尼亞裂谷(東非大裂谷)東支肯尼亞段。線路總體呈東南至西北走向，起自內羅畢，沿線地勢高低起伏，尤其是裂谷兩側高差較大，近似呈“M”形，沿線地帶初步劃分為：東部熔巖高原區(qū)和裂谷區(qū)。

1)東部熔巖高原區(qū)(DK0～DK32)。線路起始段位于內羅畢市區(qū)，屬于Kapiti火山巖高原西部，地形起伏較小，地面高程約為1 630 m～1 860 m，相對高差0 m～50 m。地勢略向東部傾斜，基巖多有出露，主要為響巖、粗面巖和玄武巖等；第四系覆蓋層普遍較薄，谷底、深溝厚度較大，主要以黑棉土為主。地表植被發(fā)育，有茂密的荊棘灌木叢或呈稀樹草原狀。

2)裂谷區(qū)(DK32～DK120)。DK32+000～DK120+000段為東非大裂谷東支段。谷底大多較為平坦，且有火山分布，裂谷兩側是陡峭的斷崖，谷底與斷崖頂部的高差較大，坡度較陡，地形起伏較大。地貌上可進一步分為裂谷東翼山區(qū)、裂谷平原區(qū)和裂谷西翼山區(qū)。

a.裂谷東翼山區(qū)(DK32～DK71)。靠近內羅畢一側，地形起伏不大，地勢略向東南傾斜，受斷裂下陷運動影響嚴重，裂谷邊緣側為陡峭山脊，地面高程1 690 m～2 050 m，相對高差0 m～150 m?；鶐r局部出露，主要為粗面巖、局部為流紋巖，在陡坡地段多形成危巖，易引發(fā)落石，第四系覆蓋層較薄，僅在地勢低洼處存在。山間植被較發(fā)育。

b.裂谷谷底區(qū)(DK71～DK106)。線路經過段為裂谷谷底區(qū)，兩邊峭壁相夾形成“地塹”地貌。裂谷內地形開闊，主要以寬闊的平原為主，裂谷谷底中部，分布有規(guī)模不一的火山，場地內植被覆蓋率高。地面高程1 650 m～1 820 m，相對高差0 m～150 m，地表大多被第四系地層所覆蓋，基巖以玄武巖、凝灰?guī)r為主。

c.裂谷西翼山區(qū)(DK106～DK120)。裂谷西翼區(qū)段地面高程1 700 m～2 010 m，地勢升高，相對高差0 m～150 m，地形變化較大。陡峭的山脊之間多為較平緩的山谷，山脊走向與大裂谷近似平行?；鶐r以第四系玄武巖、凝灰?guī)r為主，局部出露，第四系覆蓋層較厚。

3 沿線砂石料場分布及評價

工程前期對全線進行了地質調查及勘探，并在現(xiàn)有條件下進行了室內試驗。現(xiàn)對全線初步判斷可用的砂石料場按材料類型分述如下。

3.1 砂場

1)DK81砂場。位于東非大裂谷谷底區(qū)，里程DK89+300左700 m沖溝內。場地地勢平緩，地表植被發(fā)育。交通便利。

本場地出露的主要地層為粉質黏土和細砂，灰褐色，稍濕，稍密，表層0.5 m含植物根系，細砂與粉質黏土及細角礫土互層，局部夾粉土薄層。無用層厚度約3.7 m，有用層厚度約1.8 m。調查期間見地下水。

根據(jù)現(xiàn)場鑒定，場區(qū)內砂料含泥量偏高，不能滿足混凝土細骨料的要求，場區(qū)內細砂儲量較小，無用層較厚，有用層較薄。本區(qū)不適宜做砂場。

2)DK95砂場。位于蘇斯瓦，里程DK95+200左1.5 km。場地位于沖溝淺層，沖溝寬約10 m，雨季可能有瞬時流水。距B3公路較近，交通便利。

本場地出露的主要地層為粉土、細砂、粉質黏土，灰褐色，稍濕，稍密，表層粉土厚度約2 m，細砂為夾層，厚度約2.2 m，局部含少量姜石。調查期間未見地下水。

根據(jù)現(xiàn)場鑒定，場區(qū)內砂料含泥量偏高，不能滿足混凝土細骨料的要求。

3.2 石場

1)DK35石場。產地Ngong，為既有石料場，DK35右側約0.5 km。地形起伏，山頂部平面由于受到剝蝕所形成，山坡多為凸向坡，地表植被較發(fā)育。地貌屬于低山丘陵區(qū)。料場有便道連通恩貢鎮(zhèn)級公路，交通便利。

本場地出露的地層巖性為玄武巖，青灰色，隱晶質結構，塊狀構造，主要礦物為基性斜長石、橄欖石、輝石等，節(jié)理發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅲ級硬土，厚度1 m～3 m，有用層為弱風化，Ⅴ級次堅石，厚度約20 m。調查期間未見地下水。

根據(jù)調查，場區(qū)內玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場區(qū)內儲量大，初步估算大于100萬m3。本石場為南環(huán)公路供應碎石，適宜做石料場。

2)DK37石場。產地Ngong，未開采，位于DK37左側約16 km。料場地形起伏，為剝蝕殘丘，地表植被不發(fā)育。料場交通較便利，有便道與公路連通，但距離擬建線路較遠。

本場地出露的地層巖性為第四系更新統(tǒng)碧玄巖，青綠色，節(jié)理較發(fā)育。依次發(fā)育的地層為：強風化碧玄巖、弱風化碧玄巖。剝離層主要為強風化層，Ⅳ級軟石，厚度約2 m～6 m，無不良夾層，有用層為弱風化，Ⅴ級次堅石，厚度約10 m～15 m。調查期間未見地下水。

根據(jù)試驗結果，場區(qū)內弱風化碧玄巖符合碎石要求，可作為C40混凝土的粗骨料。場區(qū)內儲量較大，大于100萬m3。本區(qū)適宜做石料場，鑒于距離線位較遠，可作為備選料場。

3)DK76石場。產地Maimahiu，為既有石場，位于DK76右側約7.5 km。場地地勢較為平坦，向東南微傾，山坡偶見殘丘，地表植被較好。料場與B3公路有土路相連，交通條件一般。

本場地出露的地層巖性為第四系更新統(tǒng)流紋巖，青灰色，隱晶質結構，塊狀構造，節(jié)理發(fā)育，裂隙面呈鐵銹色，巖芯呈短柱狀，錘擊聲響。剝離層主要為全風化層，Ⅲ級硬土，厚度約1 m，強風化層，Ⅳ級軟石，厚度約2 m。無不良夾層，有用層為弱風化，Ⅴ級次堅石，厚度約20 m。調查期間未見地下水。

根據(jù)試驗結果，該場地流紋巖單軸飽和抗壓強度平均值為88 MPa，洛杉磯磨耗率為10.1%，堅固性指標為1%，壓碎指標值為6.6%，采用快速砂漿棒法對石材樣品進行了檢驗，結果不具堿活性。

場區(qū)內弱風化流紋巖可作C40混凝土的粗骨料。儲量較大，大于50萬m3。本區(qū)適宜做石料場。

4)DK95石場。產地Suswa，位于東非大裂谷谷底區(qū)，里程DK95左側約2 km。場地地形平緩，局部分布有殘丘，植被以草皮為主，局部有灌木。距離B3公路1 km，交通便利。

本場地出露的地層巖性為玄武巖，灰黑色，斑狀或隱晶質結構，塊狀構造，主要礦物為基性斜長石、橄欖石、輝石等，淺層有大量氣孔和杏仁，柱狀節(jié)理發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅱ級普通土，厚約1 m，強風化層，Ⅳ級軟石，厚度約3 m～8 m。有用層為弱風化，Ⅴ級次堅石，厚度約10 m。調查期間未見地下水。

根據(jù)試驗結果，場區(qū)內玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場區(qū)儲量較大，大于100萬m3。本區(qū)適宜做石料場。

5)DK143石場。產地Seyabei，為廢棄石場，位于二期里程DK143左2 km。場地地形高低起伏，地表植被發(fā)育。料場有便道連通B3公路，交通很便利。

本場地出露的地層巖性為玄武巖，黑灰色，隱晶質結構，塊狀構造，主要礦物為長石、輝石，含大量氣孔，節(jié)理較發(fā)育。剝離層主要為地表覆土，Ⅱ級硬土，厚度0.5 m～1 m，強風化玄武巖，Ⅳ級軟石，厚度約3 m～8 m，氣孔發(fā)育。有用層為弱風化玄武巖，Ⅴ級次堅石，厚度約10 m。調查期間未見地下水。

根據(jù)試驗結果，場區(qū)內弱風化玄武巖可作為C40以上混凝土的粗骨料。場區(qū)內儲量較大，初步估算大于50萬m3。據(jù)調查，本石場曾為B3公路供應碎石。本區(qū)適宜做石料場。

6)DK160石場。產地Narok，既有石場，位于二期里程DK160附近。場地地形起伏，地表植被較發(fā)育。距離公路較近，交通便利。

本場地剝離層主要為地表覆土，厚度0.3 m～1 m。有用層為弱風化響巖，灰黑色，氣孔及杏仁狀結構，塊狀構造，巖質堅硬，厚度約20 m。剝采比小于20%，滿足規(guī)范要求。調查期間未見地下水。

根據(jù)鉆探取樣的試驗結果，該批樣品的堅固性指標為0.8%，壓碎值指標為5%，單軸抗壓強度為182 MPa，采用砂漿棒法對該批骨料的堿活性進行了檢驗，滿足規(guī)范要求。場區(qū)內弱風化響巖可作為C50以上混凝土的粗骨料，儲量巨大，初步估算大于200萬m3。本區(qū)適宜做石料場，因距離較遠，可作為一期工程的備選料場。

4 結論及建議

肯尼亞內馬鐵路一期工程跨越東非大裂谷，巖性多為第四系更新統(tǒng)火山巖，大部分巖石孔隙結構發(fā)育，剝采比較高，運距較遠，綜合開采成本高。沿線砂源主要分布在東非大裂谷谷底區(qū)的沖溝內，系河流沖洪積形成，經多次沖積和沉積，砂層為夾層，厚0.5 m～2.0 m，局部大于2 m。經現(xiàn)場鑒定，砂場質量較差，不可作為混凝土細骨料使用，且儲量不大，分布較散。儲量、產量均不能滿足要求。建議利用DK37，DK95等石場生產機制砂。

總的來說，沿線合格砂石料源分布不均，給后續(xù)施工帶來一定不便。因此建議在下階段繼續(xù)開展詳細的料場調查及勘探計劃，以滿足現(xiàn)場施工要求，節(jié)約成本。

[1] TB 10084—2007，鐵路天然建筑材料工程地質勘察規(guī)范[S].

[2] JGJ 52—2006，普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準[S].

[3] GB/T 14685—2011，建設用卵石、碎石[S].

[4] 楊文科.混凝土重要的原材料——粗骨料[J].商品混凝土,2012(8)：56-58.

[5] 劉學工,崔倫義,溫貴明.老撾南俄5水電站大壩砂石料場勘察補救措施[J].水利水電工程設計,2015,34(3)：87-89.

[6] 魏道新.基于XRD技術的施工前期筑路石材巖性識別與料場勘察[J].西南大學學報(自然科學版),2013,35(8):144-149.

[7] 楊慶云.基于模糊層次分析的公路路面施工料場選址[J].重慶交通大學學報(自然科學版),2011,30(4):266-269.

Distribution and evaluation of quarries, Phase Ⅰ, Nairobi to Malaba railway in Kenya

Zhang Shanlei

(CCCCRailwayConsultantsGroupCo.,Ltd,Beijing100088,China)

According to the outdoor investigation and site survey, the paper analyzes the topography of the Quarrtes, Phase I Nairobi to Malaba railway in Kenya, Lists up the quarries distribution along the railway, and evaluates its quality and storage, so as to provide some reference for the following exploitation.

railway, sand plant, stone plant, topography

2016-11-26

張姍磊(1983- )，男，碩士，工程師

1009-6825(2017)04-0160-02

P624

A