xxxxx水庫(kù)初步設(shè)計(jì)地質(zhì)報(bào)告

1、5 工程地質(zhì)5.1前言5.1.1工程概況xxxxxx位于xxxxxx市xxxxxx縣xxxxxxxxxxxx，距離xxxxxx縣城126km，距離xxxxxx市228公里，是一座以灌溉為主、兼顧防洪和水產(chǎn)養(yǎng)殖的?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)工程樞紐建筑物由主副壩、放水設(shè)施組成。主副壩為均質(zhì)土壩，主壩壩頂高程xxxxm，壩頂長(zhǎng)度xxm，最大壩高xxm；副壩壩頂高程xxxxm，壩頂長(zhǎng)度xxm，最大壩高xxm。水庫(kù)工程等別為xx等，主要永久性水工建筑物級(jí)別為xx級(jí)。5.1.2水庫(kù)存在主要病險(xiǎn)及工程地質(zhì)問題（1）主壩壩頂高程不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；主壩頂為壩體填土路面，路面未做固化處理。大壩內(nèi)坡未砌護(hù)，局部坍塌，變

2、形嚴(yán)重，未襯砌坡面長(zhǎng)滿雜草。大壩外坡未砌護(hù)雜草灌木叢生，壩面坑洼不平。壩坡與壩肩連接處無排水溝，下游無反濾排水設(shè)施壩腳處發(fā)現(xiàn)有滲漏水。大壩兩端與山體接觸帶，壩基與壩體接觸帶存在滲漏。（2）副壩壩頂高程不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；副壩頂為壩體填土路面，路面未做固化處理。大壩內(nèi)坡未砌護(hù)，局部坍塌，變形嚴(yán)重，坡面長(zhǎng)滿雜草；大壩外坡未砌護(hù)雜草灌木叢生。壩坡與壩肩連接處無排水溝，下游未設(shè)反濾排水設(shè)施。大壩兩端與山體接觸帶，壩基與壩體接觸帶存在滲漏。5.1.3勘察目的及任務(wù)受xxxxxx縣水利局的委托，由我院承擔(dān)xxxxxx除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)的地質(zhì)勘察工作，本次勘察是在安全鑒定勘察的基礎(chǔ)上，對(duì)大壩壩體及其他有關(guān)地質(zhì)

3、問題進(jìn)行詳細(xì)勘察。本次勘察目的及主要任務(wù)是：（1）調(diào)查區(qū)域地質(zhì)條件，分析區(qū)域主要構(gòu)造對(duì)工程區(qū)影響，進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。（2）查明庫(kù)區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，對(duì)水庫(kù)滲漏問題作出評(píng)價(jià)。（3）分析壩體病害的分布情況、類型及成因，評(píng)價(jià)其危害程度。（4）查明壩址區(qū)及其附近地形地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、巖土工程特性、地下水埋藏條件以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布范圍、形成原因、危害程度等。（5）提供巖土體物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的建議值，為除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料與方案建議。（6）進(jìn)行天然建筑材料詳查。5.1.4依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）xxxxxx大壩安全評(píng)價(jià)委托書；（2）中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（SL55

4、-2005)；（3）水利水電工程地質(zhì)測(cè)繪規(guī)程（SL2992004）；（4）水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程（SL2512015）。5.1.5勘察工作方法級(jí)工作量完成情況本次大壩初步設(shè)計(jì)勘察工作于2xx年xx月xx日結(jié)束野外作業(yè)，采用的勘測(cè)手段為野外地質(zhì)測(cè)繪及坑探，在壩區(qū)、庫(kù)區(qū)開展工程地質(zhì)調(diào)查工作，通過調(diào)查，了解大壩壩體、壩基巖性，存在問題；庫(kù)區(qū)、近壩庫(kù)岸不良地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)工程及地質(zhì)病害及危害程度作出評(píng)價(jià)；取xx組擾動(dòng)樣做擊實(shí)試驗(yàn)和顆粒分析；搜集前人在測(cè)區(qū)已開展工程地質(zhì)工作資料（1：20萬xxxxxx幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告1份，xxxxxx水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告各1份），所完成上

5、述工作基本滿足本次xxxxxx大壩初步設(shè)計(jì)勘察工作要求。5.2 區(qū)域地質(zhì)概況測(cè)區(qū)處于xx盆地的過渡帶之間，是xx山字型構(gòu)造前弧西翼部位的xx山構(gòu)造區(qū)。測(cè)區(qū)總體地勢(shì)大致從西北向東南傾斜，西北部山峰一般海拔xxxxm，東南部一般海拔xxxx。xx背斜自南面延入，山脈隆起似長(zhǎng)坦?fàn)?，分布于測(cè)區(qū)東南部。xx河于測(cè)區(qū)北側(cè)流過，是區(qū)內(nèi)地勢(shì)最低。屬于中低山地貌。區(qū)域內(nèi)出露地層有石炭系（C）、二迭系上統(tǒng)（P）和第四系（Q）。其中石炭系（C1d、C2、C3）主要巖性為灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)巖，層厚121340m，該層在測(cè)區(qū)東部及東北部小范圍分布，面積小；二迭系（P1q、P1m、P2）為硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁(yè)巖、燧石灰?guī)r為主，

6、層厚27100m，該層在測(cè)區(qū)內(nèi)廣泛分布；第四系（Q）多為沖積層粘性土及砂礫層，主要分布于河流階地上和山腰的覆蓋層，層厚不穩(wěn)定。測(cè)區(qū)地處亞熱帶，年降雨量一般xx1xx0毫米，十分充沛，地表涇流發(fā)育，地下水類型主要是裂隙水和孔隙水。裂隙水賦存于基巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，水量較小。孔隙水賦存于第四系砂礫層及粘性土中，由地表水和大氣降水補(bǔ)給，水量受季節(jié)變化影響明顯。5.3水庫(kù)區(qū)地質(zhì)概況5.3.1地形地貌庫(kù)區(qū)為低山丘陵地貌，總體地勢(shì)南高北低。庫(kù)周山嶺多呈饅頭狀，丘頂高程多在xxxxm之間，谷底高程一般xxmxxm，相對(duì)高差xxxxm。庫(kù)岸岸坡緩。5.3.2地層巖性庫(kù)區(qū)內(nèi)出露地層有二迭系上統(tǒng)（P2）硅質(zhì)

7、巖和第四系殘坡積（Qedl）粘性土。5.3.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造線主要呈北西向。中部褶皺除基底較緊密外，其余均較開闊；東西兩側(cè)褶皺緊密，走向斷裂發(fā)育。測(cè)區(qū)構(gòu)造形跡屬大明山構(gòu)造區(qū)，古蓬三里構(gòu)造亞區(qū)，澄泰向斜部分。 根據(jù)1xx年xx地震工作會(huì)議文件，測(cè)區(qū)屬于重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)之一，常有地震發(fā)生，一般小于五級(jí)。據(jù)有關(guān)資料記載，測(cè)區(qū)及附近在歷史上曾發(fā)生過xx次地震，近代有xx次。具破壞性的地震有兩次：一次發(fā)生在xx2年，震中在xx縣附城，史料稱xx，地陷數(shù)十處；另一次發(fā)生在xx年xx月xx日，震中在xx，震級(jí)xx級(jí)，房屋倒塌。xxxxxx縣范圍內(nèi)，尚無破壞性地震記錄。綜上所述，工程區(qū)無區(qū)域活動(dòng)性斷

8、裂通過，在區(qū)域構(gòu)造上屬于相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)國(guó)家地震局中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）及建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）附錄A，本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為xx度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為xx，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為xx。5.3.4 水文地質(zhì)條件根據(jù)地層巖性、地下水儲(chǔ)存條件及其水力特征，庫(kù)區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、裂隙水兩大類?？紫端x存于第四系殘積層中，受大氣降水及地表水的補(bǔ)給影響，貯水條件差，含水量貧乏；裂隙水賦存于基巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，水量較小。5.3.5 庫(kù)區(qū)滲漏水庫(kù)周邊屬低山丘陵地形，基巖由硅質(zhì)巖組成，弱透水性，庫(kù)區(qū)四周粘性土覆蓋層起

9、到相對(duì)隔水作用。庫(kù)區(qū)主河道為本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，庫(kù)外無低于庫(kù)水位的鄰谷洼地，庫(kù)盆封閉條件良好，庫(kù)內(nèi)無泉水及地下河出口。因此，不存在庫(kù)水向周邊滲漏問題。5.4壩址區(qū)工程地質(zhì)條件5.4.1地形地貌xxxxxx壩區(qū)為構(gòu)造剝蝕低山丘陵地形地貌，山頂高程多在xxxxm之間，谷底高程一般xxmxxm，相對(duì)高差xxm，溝谷發(fā)育，植被茂盛。主壩、副壩位于同一區(qū)域，主壩壩頂高程xxmxxm，最大壩高xxm，大壩總長(zhǎng)約xxm；副壩壩頂高程xxmxxm，最大壩高xxm，大壩總長(zhǎng)約xxm。近壩庫(kù)岸岸坡坡角一般在1020°之間。5.4.2地層巖性壩區(qū)內(nèi)出露的地層為二疊系上統(tǒng)（P2）硅質(zhì)巖和第四系殘坡積（Qed

10、l）、第四系壩體填土（Qs）?，F(xiàn)按地層由新到老闡述如下：（1）壩填土（Qs）：棕黃黃紅雜色、黃褐色，稍密狀態(tài)為主，濕，主要成分為含礫粘土，局部含約1030%風(fēng)化巖角礫，含量不均勻。（2）殘坡積層粉質(zhì)粘土(Qedl)：呈褐黃褐紅色，稍濕，硬塑，土質(zhì)不均，含有少量風(fēng)化碎屑，層厚約xxxm，主要分布在壩坡前緣地表。（3）硅質(zhì)巖、（P2）：巖石呈黃、灰白色，強(qiáng)風(fēng)化層分布深度與壩基持平，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面普遍夾泥；弱風(fēng)化層節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體完整性較好。5.4.3地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)構(gòu)造屬大明山構(gòu)造區(qū)，巖層傾斜向北東、傾角4045°，巖層呈單斜構(gòu)造，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面普遍夾泥。工程區(qū)無斷

11、裂構(gòu)造發(fā)育。 5.4.4 水文地質(zhì) 壩區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、裂隙水兩大類?？紫端x存于第四系殘積層中，受季節(jié)性變化影響較大，貯水條件差，含水量貧乏；裂隙水主要賦存于硅質(zhì)巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，水量很小。根據(jù)鄰近相似工程類比，工程區(qū)水庫(kù)水及地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋均無腐蝕性。5.4.5 巖體風(fēng)化特征壩區(qū)巖體為二疊系上統(tǒng)（P2）硅質(zhì)巖，巖體的風(fēng)化作用強(qiáng)烈, 垂直風(fēng)化分帶明顯，從深部往地表巖體可分弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化。各風(fēng)化帶巖石的裂隙度、孔隙度、透水性、可塑性等都隨風(fēng)化程度加深而增加，而巖石的抗壓和抗剪強(qiáng)度則隨風(fēng)化程度加深而降低。強(qiáng)風(fēng)化層局部裂隙發(fā)育，巖石完整

12、性較差；弱風(fēng)化層裂隙弱發(fā)育，巖石完整性較好。5.4.6 近壩庫(kù)岸穩(wěn)定性大壩近壩庫(kù)岸邊坡較緩，為殘積層所覆蓋，植被發(fā)育，近壩庫(kù)岸未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等危及水庫(kù)蓄水及大壩安全的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，近壩庫(kù)岸穩(wěn)定性好。5.5大壩壩體填筑質(zhì)量與評(píng)價(jià)5.5.1 基本情況xxxxxx壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高xxm，大壩總長(zhǎng)約xxm。副壩最大壩高xxm，大壩總長(zhǎng)約xxm。下游壩腳沒有任何反濾排水設(shè)施。5.5.2 大壩填筑土特征及物質(zhì)組成填土土料來源于大壩附近山坡，硬可塑狀態(tài)，主要成分為含礫粘土，局部含約1030%風(fēng)化巖角礫。本次勘察采取擾動(dòng)樣作顆分試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見表5.5-1。表5.51 大壩填土顆粒分析成果統(tǒng)計(jì)表

13、土樣名稱取土位置粗粒土（0.075mm）細(xì)粒土定 名礫粒（%）砂粒（%）2mm0.0752mm（0.075mm）壩填土大壩7.156.936.0粘土質(zhì)砂從以上各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果看出，壩體填筑土各單元顆粒組含量差值較大，分布和級(jí)配不夠均勻，粗、中、細(xì)搭配欠佳。 5.5.3 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)（1）填土壓實(shí)度評(píng)價(jià)本次勘察對(duì)大壩壩體填土采取擾動(dòng)樣作室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)和干密度試驗(yàn)，經(jīng)對(duì)試驗(yàn)成果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)后得出大壩壩體填筑土壓密度指標(biāo)見下表5.5-2。表5.5-2 壩填土的壓密性指標(biāo)統(tǒng)計(jì) 項(xiàng)目土樣擊實(shí)試驗(yàn)最大干密度（g/cm3）擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水量（%）干密度平均值（g/cm3）壓實(shí)度（干密度/最大干密度）壓實(shí)性評(píng)價(jià)壩填

14、土1.9517.921.5579%不滿足規(guī)范要求由上表看出，壩填土的壓實(shí)度不滿足碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）規(guī)定的95%97%的要求。（2）壩體填土滲透性評(píng)價(jià)大壩未設(shè)有浸潤(rùn)線測(cè)壓管，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及采訪，浸潤(rùn)線未出現(xiàn)抬高上翹、滲出壩面的現(xiàn)象。本次外業(yè)工作，在大壩填土層中現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行注水試驗(yàn)2段，滲透系數(shù)分別為2.37×104 cm/s、4.63×104 cm/s，平均值為3.50×104 cm/s，屬中等透水性，不滿足小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則（SL 1892013）對(duì)于均質(zhì)土壩滲透系數(shù)不得大于1×10-4cm/s的要求。5.6大壩巖土

15、層物理力學(xué)參數(shù)建議值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，參考附近其它工程經(jīng)驗(yàn)值，與xxxxxxxx村xx莊xxxxxx水庫(kù)同處一個(gè)地質(zhì)帶。出露的巖石產(chǎn)狀以及壩體填土類型相同，筑壩年份接近。故通過類比xxxxxx水庫(kù)，壩體巖（土）物理力學(xué)參數(shù)及滲透性指標(biāo)建議值列于表5.6-1。表5.6-1 大壩巖（土）體物理力學(xué)指標(biāo)復(fù)核參數(shù)建議值表 地 層 單 元物理力學(xué)指標(biāo)壩填土粉質(zhì)粘土基 巖強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖弱風(fēng)化硅質(zhì)巖物理指標(biāo)濕密度(kN/m3)18.519.024.025.8干密度d(kN/m3)15.514.7/土粒比重Gs2.702.75/物理力學(xué)指標(biāo)抗剪強(qiáng)度粘聚力C (kPa)17.019.0/內(nèi)摩擦角(

16、76;)12.014.0/壓縮性壓縮系數(shù)av1-2(MPa-1)0.40.35/壓縮模量Es1-2(MPa)6.05.5/變形模量E0 (Gpa)/3.55.5滲透性滲透系數(shù) k(cm/s)壩體部分3.5×10-4岸坡地段(岸段)5.00×10-5/大壩與基底接觸帶7.50×10-4原河床段部分2.00×10-5/透水率 q (Lu)/7.53.0允許滲透比降 J允許0.30.45/抗剪強(qiáng)度（飽和狀態(tài)綜合指標(biāo)）巖石/巖石C (MPa)/0.100.15f'/0.450.75砼/巖C (MPa)/0.100.20f/0.500.78基底摩擦系數(shù) &

17、#181;0.200.300.450.55地基承載力fk ( kPa)120200500800內(nèi)摩擦角 (°) (經(jīng)驗(yàn)值)/30.040.0無壓洞單位巖石抗力系數(shù)ko（kg/cm3）/819巖石堅(jiān)固性系數(shù) f/2.555.7 大壩存在的主要問題及處理建議（1）壩填土的壓實(shí)度及滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求。（2）大壩上游護(hù)坡現(xiàn)狀表面開裂，滲漏嚴(yán)重；下游壩坡雜草叢生，坡面凹凸不平；壩體與兩側(cè)岸坡連接處未設(shè)排水溝；壩腳未設(shè)置反濾體，壩腳有明顯滲漏現(xiàn)象。主壩壩頂高程不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；大壩內(nèi)坡未砌護(hù)，外坡未砌護(hù)雜草灌木叢生。壩坡與壩肩連接處無排水溝，下游無反濾排水設(shè)施壩腳處發(fā)現(xiàn)有滲漏水。建議: （

18、1）對(duì)壩體進(jìn)行防滲處理；（2）修整并完善內(nèi)、外坡護(hù)坡，增設(shè)壩面排水設(shè)施；新建壩腳反濾排水設(shè)施。5.8 大壩壩基和壩肩工程地質(zhì)條件與評(píng)價(jià)5.8.1 壩基巖土層特征壩基土體為第四系殘積層粉質(zhì)黏土，呈褐黃褐紅色，稍濕，硬塑狀態(tài)為主，局部呈可塑狀態(tài)，土質(zhì)不均，含有少量風(fēng)化碎屑，層厚約23m；壩基巖石為硅質(zhì)巖，呈黃、灰白色，強(qiáng)風(fēng)化層分布深度與壩基持平，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面普遍夾泥；弱風(fēng)化層節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體完整性較好。5.8.2 壩基和壩肩的處理及評(píng)價(jià)大壩興建時(shí)，對(duì)壩基、壩肩進(jìn)行簡(jiǎn)單的清基，但未作專門的防滲處理。5.8.3 壩基、壩肩巖土層滲透性評(píng)價(jià)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件，參考附近

19、其它工程經(jīng)驗(yàn)值，場(chǎng)地殘坡積層、強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖、弱風(fēng)化硅質(zhì)巖屬弱透水性。5.8.4 壩基和壩肩巖土層物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)建議值壩基、壩肩巖土層物理力學(xué)參數(shù)建議值見前表5.6-1。5.8.5 壩基和壩肩工程地質(zhì)評(píng)價(jià)大壩興建時(shí)，對(duì)壩基、壩肩進(jìn)行簡(jiǎn)單的清基，但未作專門的防滲處理。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，大壩壩腳有滲漏現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察及采訪，壩體與壩基接觸帶結(jié)合不緊密是產(chǎn)生滲漏的主要原因，接觸帶是產(chǎn)生滲漏的主要部位。因此，大壩產(chǎn)生滲漏的主要原因是大壩建壩時(shí)未作專門防滲處理，造成壩填土與壩基結(jié)合差。建議對(duì)壩肩與壩基接觸帶進(jìn)行防滲處理。5.9溢洪道工程地質(zhì)條件與評(píng)價(jià) xxxxxx現(xiàn)狀無溢洪道。5.10放水設(shè)施工程地質(zhì)條件與評(píng)

20、價(jià)主副壩放水涵管，放水涵結(jié)構(gòu)為漿砌石無壓箱涵，據(jù)調(diào)查，建壩時(shí)主壩放水涵管基礎(chǔ)置于第四系殘坡積上，現(xiàn)狀漏水比較嚴(yán)重，主要原因有兩方面，一是進(jìn)口無控制措施，二是放水涵管老化，自身存在漏水。副壩一號(hào)、二號(hào)及三號(hào)漿砌石放水涵基礎(chǔ)置于第四系殘坡積上，現(xiàn)狀漏水比較嚴(yán)重。1號(hào)及2號(hào)放水涵漏水主要原因是進(jìn)口無控制措施。三號(hào)低水位放水涵漏水原因主要是進(jìn)口無控制措施，其次是放水臥管與壩填土、放水臥管與基礎(chǔ)接觸面都未進(jìn)行任何截水處理，導(dǎo)致接觸滲漏。建議拆除重建原放水設(shè)施，各巖土層建議開挖坡比見前表5.6-1。5.11 天然建筑材料5.11.1 土料該區(qū)附近山包較多，可就近利用開采，成分多為第四系殘坡積土，土質(zhì)一般為黏性土，可塑硬塑狀，土質(zhì)較均勻，濕水后粘性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，質(zhì)量及數(shù)量滿足設(shè)計(jì)或施工需要，平均運(yùn)距約2km。5.11.2 砂礫石料因xxxxxx縣附近河段禁止采砂，工