水庫地質(zhì)報(bào)告

1、目 錄1 前言11.1工程概況11.2勘察工作12 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評價(jià)22.1地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象22.3地層巖性32.4水文地質(zhì)條件32.5工程地質(zhì)評價(jià)33 壩址工程地質(zhì)條件43.1地形地貌43.2地層巖性43.3水文地質(zhì)53.4壩基巖土體透水性63.5工程地質(zhì)評價(jià)64 壩體工程質(zhì)量評價(jià)75 溢洪道與輸水涵管工程地質(zhì)條件與評價(jià)75.1溢洪道75.2輸水涵管76 工程地質(zhì)參數(shù)建議值86.1大壩各巖土層地質(zhì)參數(shù)建議值86.2溢洪道巖土體地質(zhì)參數(shù)建議值87 天然建筑材料97.1土料97.2砂料107.3石料108 結(jié)論與建議10附 圖 表1. 鉆孔分布平面圖1張2. 工程地質(zhì)剖面圖1張3.

2、 鉆孔柱狀圖3張4. 地層主要數(shù)據(jù)一覽表1頁5. 標(biāo)貫試驗(yàn)校正擊數(shù)分層統(tǒng)計(jì)和承載力確定表1頁6. 巖土地層物理性質(zhì)測試成果綜合表1張7. 注水試驗(yàn)成果表1頁8. 鉆孔注水滲透系數(shù)綜合表1頁9. 土工試驗(yàn)報(bào)告表2張10. 土工試驗(yàn)成果表1頁11各級(jí)壓力下孔隙比1頁12水質(zhì)分析報(bào)告書1頁1 前言1.1工程概況水庫位于市城區(qū)鎮(zhèn)村委南坑自然村上游。該水庫集雨面積0.3km2，總庫容22.0萬m3，是一宗以灌溉為主，兼顧防洪的小型水庫。水庫的樞紐建筑物有一座主壩、一座溢洪道及一條輸水涵管。主壩為均質(zhì)土壩，壩頂長100.0m，最大壩高9.0 m，壩頂高程14.5m。水庫于1960年03月起動(dòng)工興建并投入運(yùn)

3、行，由于水庫當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，存在諸多安全問題，對水庫的正常運(yùn)行帶來了一定影響。1.2勘察工作庫經(jīng)多年運(yùn)行，存在較多安全隱患?，F(xiàn)需對水庫作除險(xiǎn)加固維修，業(yè)主委托我院對該水庫大壩進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作。本次勘察工作的主要任務(wù)是：查明庫區(qū)、壩體、壩基、溢洪道的工程地質(zhì)特性，評價(jià)壩體、壩基、溢洪道的穩(wěn)定性和滲透性，查明壩體及壩基的水文地質(zhì)條件，為水庫加固工程調(diào)查評價(jià)天然建筑材料，為該水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)依據(jù)。勘察方法以地質(zhì)鉆探和地質(zhì)調(diào)查為主。鉆探工作主要沿主壩布設(shè)3個(gè)鉆孔為一縱剖面進(jìn)行勘探。鉆孔孔深達(dá)強(qiáng)風(fēng)化巖層，每個(gè)鉆探孔各土體地層均進(jìn)行標(biāo)貫原位試驗(yàn)，同時(shí)采取土工試驗(yàn)樣。在主壩壩頂鉆

4、孔對壩體、壩基土層進(jìn)行注水試驗(yàn)。鉆探工作于2011年11月21日至2011年11月23進(jìn)行。完成的工作量見表1。 勘探工作主要數(shù)據(jù)一覽表 表1工程位置鉆孔編號(hào)壩頂高程鉆探 深度料 場取樣個(gè)數(shù)地下穩(wěn)定水位標(biāo)貫注水 試驗(yàn) 段數(shù)土樣擊 實(shí) 樣水樣埋深高程mm處mm次段主壩頂zk114.511.5028.06.532zk214.511.85318.16.532zk314.513.4038.16.532土料場11砂料場1石料場1合 計(jì)3個(gè)孔36.75381196本次勘察工作遵循的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（gb504872008）、中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（sl 552005）、土的

5、工程分類標(biāo)準(zhǔn)（gb/t501452007）、土工試驗(yàn)規(guī)程(sl237-1999)等。壩址地形圖、鉆孔位置、孔口標(biāo)高按照設(shè)計(jì)要求，由業(yè)主實(shí)測提供。室內(nèi)土工試驗(yàn)均由廣東省地質(zhì)局756地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)分析，土工樣品室內(nèi)定名和野外定名在本報(bào)告文字中都予以反映，作圖時(shí)仍按野外統(tǒng)一名稱。2 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評價(jià)2.1地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象水庫位于上侏羅統(tǒng)（j3）火山凝灰?guī)r地層中，庫區(qū)呈近南北狹長形，沿山間溝谷河道分布，長約1.0km。水庫所在區(qū)域?qū)亠L(fēng)化剝蝕丘陵地貌區(qū)，山體頂高程一般為50150m，山頂渾圓，自然坡度15°60°，風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈，基巖埋深較淺，植被不甚發(fā)育，局部區(qū)

6、域基巖裸露地表。壩址下游地段溝谷逐漸變寬，高程變矮，僅為十幾米，低矮殘丘零星分布。沒有形成較大固體涇流和土質(zhì)滑坡、坍塌的條件，庫區(qū)岸坡僅見有個(gè)別坡土的微型坍塌及水土流失現(xiàn)象，未見有其他大的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。2.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與穩(wěn)定庫區(qū)位于南坑村東西向隆起帶的南側(cè)，地貌處于山間盆地南緣山腳下，即蓮花山斷裂帶和潮安普寧斷裂帶之間，巖體目前尚未發(fā)現(xiàn)受斷裂構(gòu)造影響。根據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（gb183062001）的劃分，本區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震基本烈度為度。2.3地層巖性工程區(qū)位于上侏羅統(tǒng)（j3）火山凝灰?guī)r地層中，庫區(qū)東部有下侏羅統(tǒng)（j1）粉砂質(zhì)板巖出露，南部分布有燕山三期52（3

7、）花崗巖，地形陡峭；北部為全新統(tǒng)土體，地形較平坦。2.4水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙水埋藏于河漫灘、階地沖積堆積層和溝谷殘坡積層中。主要受大氣降水補(bǔ)給，排泄于沖溝、河流及水庫中。含水量較豐富，地下水位一般埋藏較淺。本區(qū)基巖主要為凝灰?guī)r，巖石完整性較好，含裂隙水較貪乏。受大氣降水補(bǔ)給，在溝谷低洼處以泉水排于地表。本區(qū)地下水動(dòng)態(tài)類型屬降雨涇流型。2.5工程地質(zhì)評價(jià)庫區(qū)周圍均為丘陵山地，山體較渾厚，地形緩傾于水庫及河床，分水嶺地下水高于庫內(nèi)水位，未見單薄分水嶺與低矮埡口，水庫封閉條件良好。組成庫岸及庫盤的地層巖性主要為上侏羅統(tǒng)凝灰?guī)r，基巖風(fēng)化的破碎層厚度較小，強(qiáng)

8、風(fēng)化基巖風(fēng)化破碎和裂隙節(jié)理較發(fā)育；下部的中風(fēng)化巖體裂隙多呈閉合狀，巖體完整，屬相對不透水層。水庫區(qū)域未發(fā)現(xiàn)貫穿庫外的較大規(guī)模的構(gòu)造破碎帶、不整合面、層間擠壓破碎帶和其他滲漏現(xiàn)象。基巖發(fā)育的石英脈和裂隙貫通條件一般，不會(huì)形成滲漏通道。庫岸地形起伏較大，岸坡較平緩，坡角20°60°，岸坡第四系松散堆積物厚度較小，水庫運(yùn)行五十多年來，庫岸基本穩(wěn)定，水庫不存在岸邊再造問題。庫區(qū)植被較差，洪水期有泥砂淤積庫內(nèi)，平水期上游河谷及庫水較為清澈，固體涇流較弱。3 壩址工程地質(zhì)條件3.1地形地貌壩址區(qū)屬丘陵地貌，坡緩頂圓，地形起伏高差較大。壩址左右兩岸山崗頂部高程為50100 m。山凹寬約1

9、00200 m。水庫主河道由南西向北東流經(jīng)壩址，壩體橫跨河谷擋水成壩。壩肩山坡較平緩，未見滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象。3.2地層巖性主壩址區(qū)主要出露的地層巖性為凝灰?guī)r及第四系松散堆積物，自上而下分述如下：壩體素填土（qml）鉆探揭露的壩體素填土最大厚度為9.3m，土質(zhì)為淺黃色的砂質(zhì)粘土（室內(nèi)土工定名為“粉土質(zhì)砂”），半固結(jié)，稍濕，含有少量風(fēng)化礫石，具可塑，標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)57擊。地基承載力特征值ak=100kpa，室內(nèi)土工試驗(yàn)垂直滲透系數(shù)大值平均值k=3.82×10-3/s。鉆孔注水滲透系數(shù)大值平均值k=1.72×10-3/s。壩基砂質(zhì)粘土（qdl）本層為坡積成因，埋深6.89.3

10、m，層厚1.11.2m，平均1.1m，由粉粘?；觳坏攘缴敖M成，淺黃色，濕，可塑，標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)1418擊，地基承載力特征值ak=180kpa，室內(nèi)土工試驗(yàn)垂直滲透系數(shù)平均值k=2.91×10-5/s。鉆孔注水滲透系數(shù)平均值k=2.82×10-4/s。壩基砂質(zhì)粘性土（qel）本層是凝灰?guī)r風(fēng)化形成的殘積土，僅見于zk1孔，埋深8.0 m，層厚3.5m，呈棕黃色，濕，可塑，標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)21擊，地基承載力特征值ak=230kpa，室內(nèi)土工試驗(yàn)垂直滲透系數(shù)平均值k=6.96×10-5/s。鉆孔注水滲透系數(shù)（坡、殘積土合層）平均值k=1.38×10-4/s。

11、壩基全風(fēng)化凝灰?guī)r（j3）本層見于zk2、zk3孔，埋深9.410.4m，厚度1.101.45m，平均1.3m，黃白色，呈堅(jiān)硬土塊狀，原巖結(jié)構(gòu)可認(rèn)，巖芯用手可捏碎，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)36擊，地基承載力特征值ak=320kpa，室內(nèi)土工試驗(yàn)垂直滲透系數(shù)平均值k=1.31×10-5/s。壩基強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r（j3）本層是壩基巖層，見于zk3孔，埋深10.5m，視厚度2.9m，巖石已風(fēng)化成堅(jiān)硬土塊或半巖半土狀，肉紅色，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石用手可折斷，本層標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)80擊，地基承載力特征值ak=600kpa，室內(nèi)土工試驗(yàn)垂直滲透系數(shù)平均值k=6.36×10-5/s，鉆孔

12、注水滲透系數(shù)（全、強(qiáng)風(fēng)化合層）平均值k=1.24×10-4/s。3.3水文地質(zhì)壩址區(qū)地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙潛水。含水層主要為河床砂礫石及粉細(xì)砂層，水量豐富，基巖裂隙水相對貧乏。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，排泄于溝谷河床中，孔隙水與裂隙水均屬潛水，與庫水有密切的水力聯(lián)系。根據(jù)對壩頂（zk2）孔深8.1m處1組水樣分析結(jié)果，用水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（gb504872008）附錄g.0.3環(huán)境水腐蝕性判定標(biāo)準(zhǔn)評判，水庫水的侵蝕co2含量 22.61mg/l，具有弱等碳酸型腐蝕性質(zhì)，其余各項(xiàng)指標(biāo)均為微腐蝕性（表2）。 環(huán)境水對混凝土腐蝕性判別表 表2取樣位置 分析項(xiàng)目含量單位界

13、限指標(biāo)值腐蝕類型實(shí)測值腐蝕性 判 別zk2hco3-mmol/l>1.07溶出型1.791微zk2ph>6.5一般酸性型7.00微zk2侵蝕co2mg/l15碳酸型22.61弱zk2mg2+mg/l1000硫酸鎂型2.33微zk2so42-mg/l250硫酸鹽型15.80微3.4壩基巖土體透水性壩基河床及兩岸坡分布的第四系松散堆積物以坡沖積的砂質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂質(zhì)粘土和殘積的粉質(zhì)、砂質(zhì)粘性土為主，土體較疏松。其中層坡積砂質(zhì)粘土的土工試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值k=2.91×10-5/s；層殘積砂質(zhì)粘性土的土工試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值k=6.96×10-5/s；坡積、殘積土合層的鉆

14、孔注水滲透系數(shù)平均值k=1.38×10-4/s，都為弱透水性。壩基下部風(fēng)化基巖全、強(qiáng)風(fēng)化巖層，裂隙較發(fā)育或?yàn)檎惩恋V物填充，透水性變化較大。層全風(fēng)化凝灰?guī)r的土工試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值k=1.31×10-5/s，屬弱透水性；層強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r的土工試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值k=6.36×10-5/s，屬微透水性。3.5工程地質(zhì)評價(jià)壩體兩端側(cè)的山體自然坡度較小，第四系松散堆積層較薄，基巖埋深淺，邊坡產(chǎn)生卸荷失穩(wěn)的可能性很小。壩基不存在滲漏問題。坡殘積土層、全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖層均為相對弱透水層，中風(fēng)化巖層為相對隔水層。在大壩左右壩肩見有中風(fēng)化凝灰?guī)r。4 壩體工程質(zhì)量評價(jià)4.1壩體筑填土的性

15、質(zhì)根據(jù)勘探資料和室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，大壩筑填土較為單一，主要為凝灰?guī)r風(fēng)化形成的坡殘積土和風(fēng)化巖土，巖性以砂質(zhì)粘性土為主，混雜少量風(fēng)化巖碎塊，大壩屬均質(zhì)土壩。4.2壩體素填土物理力學(xué)及滲透性評價(jià)壩身筑填土為素填土，天然密度平均值1.97g/cm3；干密度平均值d1.71 g/cm3，小值平均值1.65g/cm3；孔隙比平均值e0.532，大值平均值0.593；壓縮系數(shù)平均值a1-20.26mpa-1，大值平均值0.28mpa-1。室內(nèi)土工試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值k=2.39×10-3/s，大值平均值k=3.82×10-3/s。鉆孔注水試驗(yàn)的滲透系數(shù)平均值k=1.50×10-

16、3/s，大值平均值k=1.72×10-3/s。以上指標(biāo)說明，大壩填筑土料孔隙比和壓縮系數(shù)小，為中等壓縮高壓縮性土，但滲透系數(shù)大，防滲性能不能滿足規(guī)范對均質(zhì)土壩土料k1.0×10-4/s的要求，壩身筑填土結(jié)構(gòu)較疏松，壩體填筑質(zhì)量較差。5 溢洪道與輸水涵管工程地質(zhì)條件與評價(jià)5.1溢洪道水庫溢洪道位于大壩左壩肩，為開敞式的溢洪道，頂?shù)赘叱?2.0m，堰底寬度6.0m，陡坡段長度50.0m。出口為底流消能。溢洪道位于自然邊坡較穩(wěn)定的丘陵地貌，僅見有小量塌滑等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。溢洪道進(jìn)水口段的底板為強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化凝灰?guī)r層，溢洪道其他底板主要置于第四系坡殘積土層上，但長有雜草，存在淤積

17、阻水現(xiàn)象。5.2輸水涵管輸水涵管為位于大壩址左壩頭的水泥砼圓涵，內(nèi)徑0.2m，出水口頂高程6.0m，設(shè)計(jì)流量1.5 m3/s，輸水涵管存在堵塞滲漏等。輸水涵管為壩內(nèi)埋管，涵管地基位于殘積砂質(zhì)粘性土層和全、強(qiáng)風(fēng)化層中。地基允許承載力ak=180600kpa，能滿足涵管對地基承載力的要求。 6 工程地質(zhì)參數(shù)建議值6.1大壩各巖土層地質(zhì)參數(shù)建議值壩址共取土樣8組，鉆孔注水試驗(yàn)6段。根據(jù)野外鉆孔編錄資料和室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，各土層物理力學(xué)指標(biāo)及滲透性指標(biāo)建議值參數(shù)詳見表3。主要地質(zhì)參數(shù)建議值取值原則是：物理指標(biāo)采用算術(shù)平均值，滲透系數(shù)采用大值平均值（或大值），慢剪指標(biāo)采用小值平均值（或小值）。 大壩各巖

18、土層地質(zhì)參數(shù)建議值 表3地層部位地層序號(hào)巖土名稱天然 密度干密度慢 剪土工試驗(yàn)滲透系數(shù)鉆孔注水滲透系數(shù)凝聚力內(nèi)摩 擦角odckkg/cm3g/cm3kpa°cm/scm/s壩 體 土素填土（粉土質(zhì)砂）1.971.7125.629.62.39×10-31.50×10-3壩 基 土砂質(zhì)粘土 （粉土質(zhì)砂）1.701.4229.631.32.91×10-52.82×10-4砂質(zhì)粘性土（粉土質(zhì)砂）1.781.4021.430.46.96×10-51.38×10-4壩 基 巖全風(fēng)化凝灰?guī)r（粉土質(zhì)砂）1.881.5623.030.41.3

19、1×10-51.24×10-4強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r（粉土質(zhì)砂）1.771.5030.527.16.36×10-56.2溢洪道巖土體地質(zhì)參數(shù)建議值砼與坡殘積土的抗剪指標(biāo)：f=0.30.35；砼與全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r的抗剪指標(biāo)：f0.4 c0.10mpa；溢洪道出口河道抗沖流速：2.42.8（m/s）；坡殘積土地基允許承載力：ak=150200kpa；全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖層地基允許承載力：ak=320600kpa；坡殘積土開挖邊坡：1：1.001：1.50（坡高小于10 m）；全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖開挖邊坡：1：0.751：1.25（坡高小于10 m）。7 天然建筑材料7.1土料庫區(qū)內(nèi)

20、（北東向）小山坡鎮(zhèn)筑土料豐富，經(jīng)調(diào)查，料場地形為平緩山坡，坡角一般為10°30°，地表有0.30.5 m厚的坡植土，含植物根系，為無用層。下部為凝灰?guī)r風(fēng)化形成的坡殘積砂質(zhì)粘土，層厚35m，其下伏為全風(fēng)化和強(qiáng)化凝灰?guī)r層，厚度達(dá)510 m。據(jù)本次在坡殘積土層中所取的擊實(shí)樣品的土工試驗(yàn)成果，擊實(shí)樣的最優(yōu)含水量為22.1，最大干密度為1.63g/cm3。土料場試樣擊實(shí)后峰值樣的粉粒含量24.3%，粘粒含量14.2%，塑性指數(shù)29.6，滲透系數(shù)為3.07×10-5cm/s。料場的地質(zhì)條件屬類料場，土料質(zhì)量中等，儲(chǔ)量滿足需求。料場開采條件較好，運(yùn)輸方便。7.2砂料經(jīng)調(diào)查，位于壩址北側(cè)20km海豐赤岸河砂場，屬當(dāng)?shù)匾言陂_采的砂料供銷場，砂料為中粗粒河砂，質(zhì)量優(yōu)良，級(jí)配良好，儲(chǔ)量能滿足要求，有公路直達(dá)，交通方便。7.3石料經(jīng)調(diào)查，壩址以南約10km處的鎮(zhèn)云仔山石場正在開采。石場采面在山體兩側(cè)，長150m，高20m，采面頂部有24m的剝離厚度。石料為淺灰白色中粗粒黑云母花崗巖，裂隙較發(fā)育，巖石致密堅(jiān)硬