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1、湖北省黃梅縣同盟水庫除險加固工程地質(zhì)勘察報(bào)告目 錄1、前言11.1、工程概況11.2、水庫運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題11.3、完成的主要工作量21.4、勘察依據(jù)22、區(qū)域地質(zhì)概況32.1地形地貌32.2地層巖性32.3地質(zhì)構(gòu)造與地震42.4水文地質(zhì)條件63、 庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評價74、 壩區(qū)工程地質(zhì)條件及評價74.1地形地貌74.2地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造74.3水文地質(zhì)條件84.4巖體風(fēng)化85、壩體工程特征及其質(zhì)量評價85.1壩體心墻工程特性85.2壩殼料工程特性105.3壩體填筑質(zhì)量評價126、壩基壩肩巖體工程特征及其質(zhì)量評價126.1壩基及壩肩巖體工程地質(zhì)特征及透水性126.2壩基土體工程地質(zhì)特征2、及透水性137、輸水建筑物工程地質(zhì)條件及評價148、溢洪道工程地質(zhì)條件及評價149、巖土物理力學(xué)參數(shù)1510、主要工程地質(zhì)問題評價及主要除險加固措施建議1510.1主要工程地質(zhì)問題評價1510.2主要工程除險加固措施建議1611 天然建筑材料1712 結(jié)論和建議171、前言1.1、工程概況同盟水庫位于苦竹鄉(xiāng)牛牧村一組，壩址攔截華陽河的支流小溪河。是一座以灌溉為主，兼有防洪等綜合效益利用的小（二）型水庫。同盟水庫于1964年10月動工興建，1965年5月竣工投入運(yùn)行，該庫設(shè)計(jì)灌溉面積420畝，實(shí)際灌溉面積860畝。下游保護(hù)范圍為苦竹鄉(xiāng)兩個村，農(nóng)田860畝，人口1010余人，為苦竹鄉(xiāng)的建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)3、展和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效起到重要的作用。水庫承雨面積1.9km2（未復(fù)核前），壩址以上主河道長1.73km，主河道平均坡降130.1。同盟水庫原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。原設(shè)計(jì)總庫容19.86萬m3，其中興利庫容9.30萬m3，調(diào)洪庫容9.66萬m3，死庫容0.90萬m3。同盟水庫所處地區(qū)屬長江中下游流域，屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，氣候溫和，雨量豐沛。流域多年平均氣溫16.8 OC，無霜期260天；參照附近老祖寺雨量站48年系列資料統(tǒng)計(jì)，多年平均年降水量1706mm，多年平均徑流深824mm，多年平均徑流量156.6萬m3，多年平均49月份降水量占全年的70 %，最大24小時降水4、量515.1mm（1975年8月13日），最大年降水量2733.6mm（1975年），最小年降水量為1054mm（2001年）。同盟水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、灌溉輸水涵等建筑物組成。大壩為粘土心墻代料壩，全長88米，壩頂高程10.3m（相對高程，下同），壩頂寬3.5米，最大壩高10.3米，大壩上游坡比為1：2.27，無護(hù)坡，下游坡比為1：2.29，為草皮護(hù)坡。溢洪道為開敞式，布置在大壩的西側(cè)與山崗之間，堰型為開敞式寬頂堰，堰頂高程7.4m，底寬7.8m，無消能設(shè)施。灌溉輸水涵位于大壩右岸，為漿砌塊石方形涵管，過水?dāng)嗝?.81.0m，壁厚0.4米，管長44.0米。設(shè)計(jì)最大輸水量0.47m3/s5、。進(jìn)口底部高程2.6m，進(jìn)口設(shè)有斜拉式活塞10.35m，閘門一臺，配一臺螺桿式啟閉機(jī)，手動操作。根據(jù)國家防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94）和水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）的規(guī)定，同盟水庫為小（二）型水庫，其工程等級為等，主要建筑物為5級。1.2、水庫運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題該水庫樞紐工程在興建中倉促上馬，工作精度不夠，沒有進(jìn)行一定深度的地質(zhì)勘探工作，水庫已運(yùn)行40余年，自大壩蓄水至今，常有病險發(fā)生，存在以下重大險情隱患：1.輸水管由于修建時防滲工作不到位，致使該處長期漏水；2.大壩壩體偏薄；3.過壩渠為漿砌石結(jié)構(gòu)，漏水嚴(yán)重；4.溢洪道未作任何襯砌，消力池未建，泄槽及尾水渠段沖6、刷較嚴(yán)重。1.3、完成的主要工作量為客觀、真實(shí)地反映本工程的工程質(zhì)量情況，勘查工作從2011年4月27日開始，2011年4月30日結(jié)束，共投入鉆進(jìn)1臺套，工作人員四名。勘察工作以工程鉆探、原位試驗(yàn)和取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)為手段，以了解壩體及壩基巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及透水性為重點(diǎn)，對大壩共完成鉆孔4個，形成沿大壩縱軸線及橫軸線的地質(zhì)縱剖面各一條，勘探點(diǎn)布置見工程地質(zhì)平面圖，完成的主要工作量見表1-1。表1-1 勘察完成的主要工作量工 作 項(xiàng) 目單位工作量勘探大壩鉆探米/孔68.8/4取樣土樣塊6巖樣塊7注水試驗(yàn)段7壓水試驗(yàn)段6水位觀測次/孔8/4室內(nèi)試驗(yàn)土體物理力學(xué)試驗(yàn)組6滲透試驗(yàn)組6擊實(shí)試驗(yàn)組6相對密7、度組61.4、勘察依據(jù)本階段勘察，主要依據(jù)為：（1）水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB504872008)（2）中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(SL552005)（3）水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程(SL2512000)（4）水利水電工程鉆探規(guī)程(SL2912003)（5）水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程(SL312003)（6）水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程(SL3452007)（7）湖北省小（2）型病險水庫除險加固項(xiàng)目前期工作指導(dǎo)意見2、區(qū)域地質(zhì)概況2.1地形地貌工程區(qū)位于鄂、豫、皖交界的黃岡地區(qū)，總體呈構(gòu)造侵蝕的低山丘陵地貌特征。地勢以東部的大別山最高（主峰-天堂寨高程1729m），北部以九峰尖（高8、程1352m）為轉(zhuǎn)折，與近東西向的桐柏山余脈共同組成長江、淮河分水嶺，向南向北降低；相對高差在數(shù)百米至數(shù)十米之間，沿河谷區(qū)有小規(guī)模的山前平原或山間盆地，及河流階地?cái)嗬m(xù)分布。區(qū)內(nèi)灄水、倒水、舉水、巴河、白蓮河（浠水）等河流自西向東展布，向南注入長江或漢江，高程低于50m。2.2地層巖性區(qū)內(nèi)出露的主要地層，由老到新分述如下：1.前震旦系上紅安群（Pt2hn）磨盤寨組（Pt2m）：巖性主要為石英片巖。塔耳崗組（Pt2t）：巖性主要為絹云石英片巖。2. 三疊系中、下統(tǒng)（T1+2）觀音山組（T1g）：巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r。蒲圻組（T2p）：巖性主要為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等。3. 侏羅系上統(tǒng)（J9、3m）馬架山組（J3m）：巖性上部為流紋巖、中部為安山巖、下部為碎屑砂巖。4. 下第三系-白堊系（K2-E）東湖群（K2-E）dn：巖性主要礫巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖。5. 第四系（Q）(1) 第四系殘坡積層（Q4el+dl）：巖性主要為含碎石粘土。(2) 第四系沖洪積層（Q4al+pl）：巖性主要為砂、礫石及砂質(zhì)粘土。(3) 第四系沖積層（Q4al）：巖性主要為砂、礫石及砂質(zhì)粘土。6. 侵入巖在區(qū)域內(nèi)零星分布有呂梁期（）及燕山期（）的侵入巖，呂梁期侵入巖巖性主要為輝長巖及輝綠巖；燕山期侵入巖巖性為花崗巖。2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震（1）地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)在大地構(gòu)造上處于秦嶺地槽區(qū)和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺區(qū)的10、接觸部位，屬西南地臺之大巴大洪臺褶帶的南河斷褶束，區(qū)域構(gòu)造線呈北西向，表現(xiàn)為緊閉同斜褶皺，傾向北東55，傾角一般為30左右。區(qū)域處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺的級構(gòu)造單元下?lián)P子臺坪黃梅臺褶束（圖2-1）。區(qū)域構(gòu)造線受黃梅斷裂的控制，呈北東向，在黃梅斷裂的影響下，次級斷裂十分發(fā)育，次級斷裂主要表現(xiàn)為逆斷層，斷層面傾向北東，傾角一般為3060。基巖斷裂分布在工程區(qū)以北，黃梅縣城以南，其構(gòu)造線方向?yàn)镹E向。褶皺束被中、新生代陸相盆地所覆蓋，之下為古生界和中生界地層。北部為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖和燕山期酸性侵入巖。進(jìn)入晚三迭系，在先前構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上，經(jīng)過漫長時間侵蝕和地殼下降，接受了內(nèi)陸盆地的沉積，即第三系浦口層，不整合于11、燕山期以前地層之上。喜山運(yùn)動隆起，其構(gòu)造方向亦為NEE向。中更新統(tǒng)以后至今該區(qū)為沉降階段，沉積了較厚的第四系松散地層，不整合于先前地層之上。（2）地震據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）。境內(nèi)地震動峰值加速度為0.05g（圖2-2），地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為VI度。圖2-1 工程區(qū)區(qū)構(gòu)造綱要圖圖2-2中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（比例尺：1:400萬）2.4水文地質(zhì)條件本區(qū)有基巖裂隙水外、第四系松散堆積物中的地下水。區(qū)內(nèi)地下水可分為：（1）孔隙潛水：區(qū)內(nèi)主要分布此類水。儲存于全新統(tǒng)上部粉細(xì)砂、砂壤土或壤土中。含水層厚度各處不一，一般為25.1m。由于含水巖組巖12、性及其組合在空間變化大，其富水性各處不一。受大氣降水補(bǔ)給，由于區(qū)內(nèi)溝塘縱橫，潛水與地表水體的水力聯(lián)系較強(qiáng)。地下水埋深隨季節(jié)而異，旱季一般較深，雨季水位稍高。（2）孔隙承壓水：全新統(tǒng)上部有粘性土（間夾薄層粉細(xì)砂和砂壤土），構(gòu)成承壓水的隔水頂板，下部為砂層和砂礫石層形成統(tǒng)一的含水層，含水量豐富。（3） 基巖裂隙水：主要賦存于巖石裂隙中，富水性極不均勻。裂隙發(fā)育，貫穿性好的地區(qū)裂隙水富集。裂隙水接受大氣降水及孔隙潛水補(bǔ)給，向低洼處排泄。裂隙水受地形地貌及構(gòu)造影響，一般水位埋深520m。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及水質(zhì)分析成果，地下水的水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca -Mg型和HCO3- Ca- K+Na型。13、對混凝土無腐蝕性。3、 庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評價水庫庫區(qū)范圍屬構(gòu)造剝蝕的低山丘陵區(qū)，總的地勢北高南低，庫區(qū)出露的地層主要為第四系的殘坡積（Q4dl+el），厚05m。第四系松散堆積物巖性較復(fù)雜，兩岸山坡主要分布?xì)埰路e成因的粘性土夾碎石。庫區(qū)地下水根據(jù)含水層的性質(zhì)可將其分為裂隙水與孔隙水。裂隙水：賦存于基巖裂隙中，接受大氣降水及上覆第四系松散堆積物中地下水的補(bǔ)給。富水性主要受裂隙發(fā)育程度所控制，一般透水性弱，含水量貧乏，分布極不均勻。裂隙水多以泉水的形式向河谷排泄，流量很小。孔隙水：主要賦存于第四系地層中，孔隙水與庫水聯(lián)系密切，含水較豐富。水庫庫岸山坡較緩，而且?guī)彀吨饕獮榛◢弾r和含碎石土構(gòu)成，庫區(qū)14、未發(fā)現(xiàn)大的斷層和滑坡，庫岸總體穩(wěn)定，發(fā)生大規(guī)模滑坡及泥石流的可能性很小。根據(jù)庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查，庫區(qū)岸坡基本穩(wěn)定。水庫庫盆主要由透水性較小的花崗巖構(gòu)成，且?guī)彀兜貛Х炙畮X平緩寬厚，鄰谷切割深度小，山體的水經(jīng)地表徑流和地下淺層裂隙均排泄于庫內(nèi)，水庫蓄水以來，未發(fā)現(xiàn)向鄰谷滲漏，因此水庫不存在庫盆滲漏問題。庫區(qū)內(nèi)巖石較易風(fēng)化，第四系殘坡積層分布廣泛，厚度一般在05m，固體徑流存在，但是由于庫岸地勢較為平緩且?guī)彀兜貛指采w率較高，因此水土流失并不嚴(yán)重，所以水庫淤積問題不嚴(yán)重。4、 壩區(qū)工程地質(zhì)條件及評價4.1地形地貌同盟水庫大壩位于黃梅縣北部，屬構(gòu)造剝蝕的低山丘陵區(qū)，壩區(qū)山頂相對高差一般為10m左右，兩岸山15、坡坡度一般為2040，左岸基巖出露，右岸第四系覆蓋層厚01m，兩岸坡基本穩(wěn)定。4.2地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)無大的斷層，壩址區(qū)地層主要為燕山期（）的侵入巖和第四系地層，現(xiàn)將各地層巖性描述如下：燕山期侵入巖燕山期侵入巖巖性為花崗巖。第四系（Q）沖積層（Q4al）：巖性主要為砂礫石及砂質(zhì)粘土，分布于大壩下游溝谷。人工堆積土（Q4s）：壤土夾砂土和碎塊石等，主要分布于大壩填筑體。沖洪積層（Q4alpl）：巖性為粘性土、砂礫石，主要分布于大壩壩基。殘坡積層（Q4dl+el）：巖性主要為黃褐色含碎石粘性土，主要分布于大壩上、下游坡地上。4.3水文地質(zhì)條件壩址區(qū)地下水的主要類型有第四系孔隙水和基巖裂隙水。16、孔隙水：賦存于第四系松散堆積物中，其巖性為粘性土、砂卵石等。孔隙水由大氣降水及基巖地下水補(bǔ)給，以孔隙泉水出露，流量一般小于0.05L/s。基巖裂隙水：壩區(qū)基巖裂隙較發(fā)育，其性質(zhì)主要為風(fēng)化裂隙。裂隙水主要賦存于風(fēng)化裂隙中，一般在地勢低洼處以泉水的形式排泄于地表。水庫地表水、地下水對混凝土和水泥不具侵蝕性。4.4巖體風(fēng)化壩址區(qū)基巖為燕山期花崗巖，本次鉆探三個鉆孔都鉆進(jìn)至中風(fēng)化層。地表露頭揭示，強(qiáng)風(fēng)化帶一般呈碎裂狀構(gòu)造，裂隙張開，充填泥質(zhì)、碎屑，錘擊即碎、聲悶；中風(fēng)化帶塊狀結(jié)構(gòu)，巖體完整，裂隙一般閉合無充填或附鈣膜。強(qiáng)風(fēng)化基巖廣泛出露于壩址區(qū)淺表層。壩址鉆孔均揭示有強(qiáng)風(fēng)化層；左壩肩揭露深度位于12.17、8米至13.6米，厚度為0.8米；壩基揭露深度位于12.3至13.7米，厚度為1.4米；右壩肩揭露深度位于7.3至8.2米，厚度為0.9米；鉆孔揭示強(qiáng)風(fēng)化帶巖芯極不完整，呈碎塊，強(qiáng)度低，鉆進(jìn)中一般漏水，干鉆困難、給水鉆容易；中風(fēng)化帶一般返水，巖芯完整性好、呈短柱狀，巖石強(qiáng)度高，鉆進(jìn)困難。 5、壩體工程特征及其質(zhì)量評價5.1壩體心墻工程特性水庫攔河壩為粘土心墻組合壩，大壩填筑料按其功能可分為心墻填筑料與壩殼填筑料。（1）心墻物質(zhì)組成及分布特性大壩軸線布置的三個鉆孔ZK1、ZK2、ZK3勘探結(jié)果顯示，大壩心墻填筑材料主要成分為粉質(zhì)壤土，偶夾直徑1cm左右碎石，壓密程度較好。為了分析心墻的物質(zhì)組成，18、本次在不同深度上取樣剔除雜質(zhì)，作了顆粒分析試驗(yàn)，結(jié)果如表5-1所示。表5-1 心墻料顆粒分析成果統(tǒng)計(jì)表統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目砂粒粉粒粘粒粒徑（mm）0.250.0750.0750.00522110.50.50.250.250.0750.0750.00522110.50.50.250.250.0750.0750.0050.005uuuua1-2EsK20%g/cm3g/cm3g/cm3%kPa度MPa-1MPa黃梅縣同盟水庫ZK-1-121.61.931.522.700.67643.793.235.623.112.50.2816.321.423.713.511.78.74.73.3260.247.383.5E19、-3cm/s含細(xì)粒土砂ZK-1-218.51.991.682.710.61338.081.631.418.213.20.0213.367.519.223.519.70.1016.144.2E-4cm/s粉質(zhì)壤土ZK-2-117.61.941.652.720.65139.473.633.419.513.9-0.1417.220.824.711.210.78.76.72.8240.1312.684.1E-3cm/s含細(xì)粒土砂ZK-2-219.82.021.682.720.61738.187.334.120.313.8-0.0414.866.418.821.718.30.1213.441.2E-4c20、m/s粉質(zhì)壤土ZK-3-114.52.151.882.720.44931.087.932.418.613.8-0.3019.857.922.322.6118.90.0818.112.8E-4cm/s粉質(zhì)壤土ZK-4-121.52.051.682.700.60437.796.231.519.212.30.1920.126.417.612.710.38.24.73.1260.1411.433.3E-3cm/s含細(xì)粒土砂附表2 巖石試驗(yàn)成果表巖性分段試樣編號風(fēng)干密度（g/cm3)飽和密度(g/cm3)飽和單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）抗剪強(qiáng)度粘聚力（MPa）內(nèi)摩擦角（）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖ZK-1-32.322.361.70.1531ZK-2-3ZK-4-2弱風(fēng)化花崗巖ZK-1-42.442.4622.50.4244ZK-2-4ZK-3-2ZK-4-3