1、1緒言 1.1工程概況*水庫位于浙江省浙江省*縣*鎮南院子,根據現有資料以及壩址區測繪成果,水庫集雨面積為11.0km2,總庫容為295萬m3,現有庫容為152萬m3。水庫于1959年10月10日動工建設,1965年7月竣工。樞紐建筑物由水庫大壩、溢洪道、壩體放水涵管、泄洪閘等組成。是一座以灌溉為主的小(一)型水庫。根據原有資料記錄該大壩為均質壩,最大壩高為6.0m,壩頂長度為560m,頂寬為3.0m。根據地質勘察成果該壩壩型為均質壩,最大壩高現狀為7.70m,壩頂總長582.0m,壩頂寬4.2m,壩頂高程約為8.8m。溢洪道位于大壩中間位置,底高程為6.3m。大壩設置有三條放水涵管(從左至右
2、將放水涵管定為1#涵管、2#涵管以及3#涵管)和一座泄洪閘,1#涵管位于大壩左壩肩,2#涵管位于大壩中間靠右位置,3#涵管位于大壩右壩肩,泄洪閘位于大壩中間靠左位置。大壩至今未進行全面的地質勘察工作,基本資料缺乏。根據水庫長期運行觀察,大壩目前主要存在以下問題:(1)1#放水涵管和2#放水涵管已損壞,無法正常使用;(2)大壩背水坡未設置護坡,坡面凹凸不平,存在沉降變形問題;(3)大壩存在嚴重隱患,排水設施破壞,壩頂已出現沉降變形等現象。1.2勘察的目的和任務受業主委托,本公司承擔浙江省*縣*水庫除險加固工程初步設計階段工程地質勘察工作。本階段目的是復核水庫工程區水文地質、工程地質條件,分析病險
3、產生的原因,檢查壩體填筑質量,為水庫除險加固設計提供地質資料和物理力學參數,對加固處理措施提供地質建議,詳查天然建筑材料的儲量、質量及其分布和運輸開采條件等。1.3勘察工作依據及標準本次地質勘察主要依據的法律、法規有:(1)中華人民共和國水法 中華人民共和國主席令2002第74號;(2)中華人民共和國環境保護法 中華人民共和國主席令1989第22號;(3)中華人民共和國安全生產法 中華人民共和國主席令2002第70號。本次地質勘察主要依據的技術標準有:(1)中小型水利水電工程地質勘察規范(SL55-2005);(2)水庫大壩安全評價導則(SL258-2000);(3)碾壓式土石壩設計規范(SL
4、274-2001);(4)水利水電工程地質測繪規程(SL 299-2004);(5)水利水電工程天然建筑材料勘察規程(SL251-2000);(6)工程場地地震安全性評價技術規范(GB 17741-1999);(7)中國地震動參數區劃圖(GB 18306-2001);(8)土工試驗方法標準(GB/T 50123-1999) ;(9)水利水電工程鉆孔土工試驗規程(DL/T 5354-2006);(10)水利水電鉆探規程(SL 291-2003);(11)水利水電工程鉆孔注水試驗規程(SL345-2007);(12)現行相關的其他規范規程。1.4勘察工作與工作量本次勘察手段主要采用工程測繪、鉆探、
5、現場水文地質試驗、室內土工試驗等多種手段進行。按照相關規程規范的要求,本次勘察工作共布置了17只鉆孔,壩頂布置1條勘探縱斷面,垂直壩軸線布置4條勘探橫斷面,每個橫斷面布置3個鉆孔。外業勘察工作自2014年7月15日2014年7月31日結束,2014年8月11日完成所有土工試驗工作,本次勘察完成的勘察工作量見表1-1。表1-1 勘察工作量匯總表項 目單位工作量工程地質測繪km20.5鉆探m/孔233.717現場試驗注水試驗段次30室內試驗原狀土樣常規試驗組102原狀土樣分散度試驗組9擊實試驗組22區域地質2.1地形地貌測區地貌主要由丘陵、平原組成,總體地勢由北向南傾斜。區域內整體地勢較低,且變化
6、較小,分布有少量山丘,高程約為20m30m。區域內最高峰位于水庫北部,高程約為80m。2.2地層巖性測區內出露的地層由老到新分述如下:(1)白堊系下統七房村組上段(K1q2):上部暗紫、紫紅色砂礫巖、含礫中粗砂巖、含礫鈣質細砂巖、夾薄層礫巖、層凝灰巖、玻基安山玄武巖。下部暗紫、紫紅、肉紅色薄至中厚層礫巖與含礫凝灰質砂巖互層,夾巨厚層含礫巖屑石英砂巖、層火山角礫巖。分布于庫區周圍。(2)第四系全新統(Q4):殘坡積層(el-dlQ4)紅色、黃紅色以及灰黃色粘土、含碎石粉質粘土、碎石土,廣泛分布。沖洪積層(al-plQ4)灰黃色含砂粉質粘土層、含粘性土礫砂以及青灰色、灰色淤泥質粉質粘土,河床底部分
7、布。2.3地質構造與地震本區大地構造單元屬于揚子準地臺(1),錢塘臺褶帶(2),*長興陷褶帶(2),泗安長興拗斷褶束(1)。構造特征主要以斷裂變形為主,主要斷裂走向為東西向。詳見圖2-1構造綱要圖。圖2-1 構造綱要圖區域構造穩定。根據中國地震動參數區劃圖(GB18306-2001),設防水準為50年超越概率10%的地震動參數:地震動峰值加速度為0.05g(相應地震基本烈度為度),地震動反應譜特征周期分區屬1區,工程區場地為中軟場地,地震動反應譜特征周期為0.45s。2.4水文地質本區地下水類型主要有碎屑巖類裂隙水和第四系松散層孔隙水。裂隙水主要賦存在砂巖等基巖中,受斷層及節理控制,深部巖體一
8、般為不透水層;孔隙水主要賦存在山體殘坡積含碎石粉質粘土及河道淤泥質礫粉質粘土中,含水較豐富。河溪徑流由大氣降水和地下徑流補給,并排泄于水庫與河流。3水庫區工程地質條件及評價3.1水庫滲漏水庫位于丘陵地帶,庫周山體較低,分水嶺高程20m30m,組成庫周的基巖為弱透水的砂巖,不存在永久滲漏問題。3.2庫岸穩定水庫庫周未見基巖出露。庫區兩岸山體相對高差較小,兩岸覆蓋層較厚,但坡度較緩,植被茂盛,不具有發生滑坡、泥石流等地質災害條件。水庫運行多年,庫岸穩定。3.3水庫浸沒庫區內沒有耕地、農田以及房屋,不存在浸沒問題。圖3-1 *水庫庫區圖4壩址區工程地質條件及評價4.1地形地貌壩址區屬丘陵地貌,左右兩
9、岸最高高程為20m,山坡較緩。河谷呈U型,寬度約為450m。庫區內地勢變化較小,高程為2.5m3.0m。壩后為水塘和河道,整體地勢平坦,高程為2.0m左右。4.2壩體填筑料及物理力學指標根據勘察成果及資料大壩為均質壩,壩體填筑材料為粉質粘土(rQ),描述如下:層粉質粘土:紅褐色、灰黃色,可塑,中等壓縮性。填筑土料土質填筑不均,結構較松散,含砂和礫石,局部含量較大,礫石巖性以砂巖為主,強風化,次棱角狀。該層下部土層主要為淤泥質粉質粘土,在建壩過程中,該層底部土體壓入下部土層,混合有淤泥質粉質粘土。土料的主要來源為兩岸坡腳殘坡積土以及河床沖洪積土。其主要物理力學指標如下:=22.8%29.1% =
10、1.431.59;0.6720.870 =0.210MPa-10.380MPa-1;Es=4.92MPa8.36MPa;KH=3.5010-6cm/s4.1010-5cm/s,KV=3.7010-6cm/s8.3010-6cm/s,快剪:C快=37.0kPa43.0kPa 快=11.216.5;固快:C固=33.0kPa453.0kPa 固=20.223.5。壩體土擊實成果見表4-1。表4-1 壩體土擊實試驗成果表土樣編號最優含水量wop()最大干密度dmax(g/cm3)T117.11.63T215.91.65平均值16.51.64壩體土最大干密度平均值dmax1.64g/cm3,最優含水量
11、平均op=16.5%。壩體土分散度5.0%13.6%,為非分散性土。壩體土分散性指標見表4-2。表4-2 壩體土分散度試驗成果表土樣編號取樣深度分散性試驗分散度m%ZK1-11.72.08.3ZK2-11.72.06.0ZK4-11.72.04.5ZK4-23.74.06.2ZK6-11.72.05.3ZK8-11.72.05.4ZK8-23.74.04.8ZK14-11.72.011.5ZK16-11.72.013.6ZK17-13.84.15.0土層物理力學指標統計值見表4-3。土層顆粒分析成果見表4-4。土層物理力學指標建議值見表4-5。表4-3 土層物理力學指標統計值表 土層代號土層名
12、稱統計類型含水量比重濕密度干密度飽和度孔隙比液限塑限塑指液指滲透系數壓縮系數壓縮模量固結系數快 剪固結快剪垂直水平50KPa100KPa200KPa400KPa凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角(%)Gs()(g/cm3)d(g/cm3)Sr(%)e()L(%)P(%)Ip()IL()kv(cm/s)kH(cm/s)av(MPa-1)Es(MPa)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)c(kPa)(度)c(kPa)(度)粉質粘土有效樣本個數21 21 21 21 19 21 21 21 21 21 9 12 21 21 21 21 21 21 9 9 12 12 最大值
13、29.1 2.72 1.95 1.59 93.0 0.870 38.2 21.7 16.5 0.59 8.30E-06 4.10E-05 0.380 8.36 4.73E-034.66E-034.01E-033.58E-0343.0 16.5 45.0 23.5 最小值22.8 2.71 1.84 1.43 90.0 0.672 30.2 18.6 11.6 0.34 3.70E-06 3.50E-06 0.210 4.92 2.64E-032.35E-032.38E-032.12E-0337.0 11.2 33.0 20.2 平均值26.3 2.72 1.89 1.49 90.9 0.782
14、 34.2 20.1 14.1 0.44 5.73E-06 1.09E-05 0.296 6.13 3.45E-033.44E-033.29E-033.00E-0340.4 13.9 39.8 21.8 變異系數0.070 0.002 0.014 0.028 0.010 0.065 0.061 0.040 0.092 0.156 0.283 1.121 0.144 0.139 0.143 0.193 0.143 0.165 0.042 0.049 0.048 0.032 標準值27.1 2.71 1.88 1.48 91.3 0.802 34.2 20.1 14.1 0.47 6.75E-06
15、1.73E-050.312 5.80 3.26E-033.19E-033.11E-032.81E-0340.0 13.7 39.4 21.6 1淤泥質粉質粘土有效樣本個數22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 13 9 22 22 20 20 19 22 12 12 10 10 最大值52.5 2.74 1.87 1.42 100.0 1.559 49.1 26.0 23.1 1.26 5.10E-06 1.70E-05 1.180 5.19 1.40E-031.46E-031.18E-033.45E-0315.0 16.5 16.0 19.8 最小值31.7 2.71 1
16、.60 1.05 90.0 0.870 31.6 19.1 12.5 1.01 1.90E-07 2.00E-07 0.360 2.05 4.42E-044.04E-044.47E-043.24E-045.0 2.1 11.0 9.0 平均值42.5 2.73 1.71 1.21 94.5 1.229 40.5 22.6 17.9 1.11 1.02E-06 2.94E-06 0.838 2.86 8.59E-047.99E-047.60E-041.17E-0310.2 4.8 13.3 10.9 變異系數0.135 0.004 0.037 0.075 0.036 0.138 0.124 0.
17、087 0.170 0.071 1.562 1.957 0.272 0.287 0.379 0.386 0.273 0.713 0.423 0.369 0.282 0.139 標準值44.7 2.72 1.69 1.17 95.8 1.293 40.5 22.6 17.9 1.14 1.81E-066.53E-060.923 2.56 7.31E-046.78E-046.76E-048.58E-049.1 4.4 12.3 10.5 2含砂粉質粘土有效樣本個數6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 3 3 6 6 5 5 5 5 3 3 3 3 最大值27.2 2.72 1.98 1.61 9
18、6.0 0.806 36.7 21.1 15.6 0.81 4.80E-05 4.70E-05 0.270 8.63 3.42E-033.36E-033.35E-033.98E-0341.0 18.5 45.0 23.8 最小值22.0 2.70 1.87 1.48 90.0 0.639 23.8 16.0 7.0 0.34 6.70E-06 1.30E-05 0.190 6.16 2.73E-032.86E-033.07E-032.65E-0316.0 15.2 25.0 19.6 平均值24.0 2.71 1.93 1.56 92.0 0.705 29.0 18.6 10.5 0.56 3
19、.12E-05 2.77E-05 0.243 7.12 3.00E-033.13E-033.20E-033.08E-0327.3 17.3 38.3 21.8 變異系數0.098 0.003 0.024 0.042 0.027 0.106 0.165 0.104 0.295 0.395 /0.144 0.134 /標準值25.9 2.70 1.89 1.50 94.0 0.767 29.0 18.6 10.5 0.74 /0.272 6.33 /3含粘性土礫砂有效樣本個數2 2 2 2 2 2 /1 1 2 2 /2 2 /最大值26.2 2.69 1.94 1.62 95.0 0.742 /
20、9.20E-04 3.10E-04 0.180 10.18 /13.0 31.0 /最小值19.8 2.69 1.91 1.51 85.0 0.628 /9.20E-04 3.10E-04 0.160 9.68 /8.0 29.0 /平均值23.0 2.69 1.93 1.57 90.0 0.685 /9.20E-04 3.10E-04 0.170 9.93 /10.5 30.0 /變異系數/標準值/1粘土有效樣本個數14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 9 5 14 14 14 14 14 14 10 10 4 4 最大值56.2 2.75 1.78 1.33 100.
21、0 1.716 68.9 33.7 35.2 0.80 7.30E-06 4.30E-06 0.710 6.16 3.85E-034.62E-034.35E-033.71E-0345.0 17.2 48.0 23.8 最小值33.6 2.73 1.55 0.99 90.0 1.008 41.6 23.0 18.6 0.44 2.50E-06 3.10E-06 0.360 3.82 1.86E-031.77E-032.58E-031.77E-0334.0 9.7 38.0 22.5 平均值44.6 2.75 1.69 1.17 92.9 1.315 57.0 29.1 27.9 0.55 3.9
22、2E-06 3.62E-06 0.471 5.01 2.88E-033.17E-033.11E-032.79E-0338.9 13.7 42.5 23.1 變異系數0.172 0.002 0.037 0.086 0.038 0.158 0.140 0.108 0.173 0.199 0.399 /0.202 0.126 0.184 0.264 0.171 0.257 0.093 0.104 /標準值48.3 2.74 1.66 1.12 94.5 1.415 57.0 29.1 27.9 0.60 4.90E-06/0.517 4.71 2.63E-032.77E-032.86E-032.45
23、E-0337.9 13.3 /全風化基巖有效樣本個數7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 4 3 7 7 7 7 7 7 2 2 5 5 最大值57.6 2.75 1.66 1.16 98.0 1.671 60.6 30.5 30.1 0.97 2.90E-05 5.20E-05 0.880 3.72 4.77E-034.76E-034.54E-034.19E-0318.0 11.0 32.0 20.6 最小值43.6 2.74 1.57 1.01 90.0 1.323 47.8 25.8 22.0 0.73 3.70E-06 8.70E-06 0.630 3.04 2.01E-031.87
24、E-031.96E-032.23E-0316.0 10.0 16.0 15.5 平均值50.9 2.75 1.62 1.08 92.6 1.510 55.2 28.3 26.9 0.84 1.87E-05 3.52E-05 0.751 3.36 3.19E-032.78E-032.90E-033.04E-0317.0 10.5 22.2 17.9 變異系數0.104 0.002 0.023 0.055 0.032 0.093 0.089 0.065 0.116 0.093 /0.108 0.083 0.273 0.343 0.272 0.212 /標準值54.8 2.74 1.59 1.03
25、94.8 1.615 55.2 28.3 26.9 0.90 /0.812 3.16 2.55E-032.07E-032.32E-032.57E-03/表4-4 土層顆粒分析統計表 土層代號土層名稱統計類型顆粒分析(mm)20220.50.50.250.250.0750.0750.0050.005(%)(%)(%)(%)(%)(%)粉質粘土有效樣本個數/7 7 最大值/77.70 27.20 最小值/72.80 22.30 平均值/75.29 24.71 變異系數/標準值/1淤泥質粉質粘土有效樣本個數/2 2 最大值/76.60 31.50 最小值/68.50 23.40 平均值/72.55
26、27.45 變異系數/標準值/3含粘性土礫砂有效樣本個數2 2 2 2 2 2 最大值30.10 11.70 16.00 26.00 33.80 15.20 最小值0.00 9.00 7.50 8.60 28.90 13.20 平均值15.05 10.35 11.75 17.30 31.35 14.20 變異系數/標準值/1粘土有效樣本個數5 5 5 5 5 5 最大值20.70 1.70 3.20 9.00 69.00 34.00 最小值0.00 0.00 0.00 0.00 39.40 26.00 平均值4.14 0.34 0.64 1.80 62.10 30.98 變異系數/標準值/全風
27、化基巖有效樣本個數/1 1 最大值/66.00 34.00 最小值/66.00 34.00 平均值/66.00 34.00 變異系數/標準值/表4-5 土層物理力學指標建議值表土層代號土層名稱含水量比重濕密度干密度飽和度孔隙比液限塑限塑指液指滲透系數壓縮系數壓縮模量固結系數快 剪固結快剪垂直水平50KPa100KPa200KPa400KPa凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角(%)Gs()(g/cm3)d(g/cm3)Sr(%)e()L(%)P(%)Ip()IL()kv(cm/s)kH(cm/s)av(MPa-1)Es(MPa)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)c(k
28、Pa)(度)c(kPa)(度)粉質粘土27.12.711.881.4891.30.80234.220.114.10.476.75E-061.73E-050.3125.803.26E-033.19E-033.11E-032.81E-0338.812.836.720.91淤泥質粉質粘土44.72.721.691.1795.81.29340.522.617.91.141.81E-066.53E-060.9942.407.31E-046.78E-046.76E-048.58E-047.33.012.29.42含砂粉質粘土25.92.701.891.5094.00.76729.018.610.50.74
29、3.12E-052.77E-050.2726.333.00E-033.13E-033.20E-033.08E-0327.317.338.321.83含粘性土礫砂23.02.691.931.5790.00.685/9.20E-043.10E-040.1709.93/10.530.0/1粘土48.32.741.661.1294.51.41557.029.127.90.604.90E-063.62E-060.5934.522.63E-032.77E-032.86E-032.45E-0336.811.142.523.1全風化基巖54.82.741.591.0394.81.61555.228.326.9
30、0.901.87E-053.52E-050.8203.152.55E-032.07E-032.32E-032.57E-0317.010.522.217.94.3壩基工程地質條件根據資料及鉆探成果,大壩壩基由沖洪積淤泥質粉質粘土、含砂粉質粘土、含粘性土礫砂和殘坡積粘土以及含碎石粉質粘土以及下伏基巖砂巖組成。描述如下:1層第四系全新統沖洪積(al-plQ4)淤泥質粉質粘土:灰色、青灰色,流塑,中等壓縮性高等壓縮性。大壩建成后,該層與上部壩體接觸段受上部荷載的作用,大部分排水固結較好,在接觸段呈粉質粘土;與下伏含粘性土礫砂接觸段由于含礫砂,透水性相對較好,局部排水固結好,呈粉質粘土。其主要物理力學指
31、標如下:=31.7%52.5% =1.051.42;0.8701.559 =0.360MPa-11.180MPa-1;Es=2.05MPa5.19MPa;KH=2.0010-7cm/s1.7010-5cm/s,KV=1.9010-7cm/s5.1010-6cm/s,快剪:C快=5.0kPa15.0kPa 快=2.116.5;固快:C固=11.0kPa16.0kPa 固=9.019.8。2層第四系全新統沖洪積(al-plQ4)含砂粉質粘土:灰色、灰黃色,軟塑可塑,中等壓縮性。該層的砂含量變化較大,且局部夾有淤泥質粉質粘土。其主要物理力學指標如下:=22.0%27.2% =1.481.61;0.6
32、390.806 =0.190MPa-10.270MPa-1;Es=6.16MPa8.63MPa;KH=1.3010-5cm/s4.7010-5cm/s,KV=6.7010-6cm/s4.8010-5cm/s,快剪:C快=16.0kPa41.0kPa 快=15.218.5;固快:C固=25.0kPa45.0kPa 固=19.623.83層第四系全新統沖洪積(al-plQ4)含粘性土礫砂:灰色、灰黃色,松散密實,濕。含泥較大,且局部含泥較為集中,整體密實度變化較大。其主要物理力學指標如下:=19.8%26.2% =1.511.62;0.6280.742 =0.160MPa-10.180MPa-1;
33、Es=9.68MPa10.18MPa;KH=3.1010-4cm/s,KV=9.2010-4cm/s;快剪:C快=8.0kPa13.0kPa 快=29.031.0。1層第四系全新統殘坡積(el-dlQ4)粘土:紅褐色,可塑,局部軟塑,中等壓縮性,局部高等壓縮性。局部含少量碎石。其主要物理力學指標如下:=33.6%56.2% =0.991.33;1.0081.716 =0.360MPa-10.710MPa-1;Es=3.82MPa6.16MPa;KH=3.1010-6cm/s4.3010-6cm/s,KV=2.5010-6cm/s7.3010-6cm/s,快剪:C快=34.0kPa45.0kPa
34、 快=9.717.2;固快:C固=38.0kPa48.0kPa 固=22.523.8。2層第四系全新統殘坡積(el-dlQ4)含碎石粉質粘土:紅褐色,硬塑可塑,中等壓縮性,碎石粒徑一般為0.2cm1.0cm,最大2.0cm。局部碎石含量較大,呈碎石土。層白堊系下統七房村組上段(K1q2)砂巖:新鮮巖石呈紫紅色,中厚層狀構造,致密,為泥質膠結,較堅硬,此巖石易風化,整體風化程度較高。全風化基巖呈粘土狀,紅褐色,可塑軟塑。強風化砂巖,紅色、紅褐色,巖芯破碎,呈短柱狀或碎塊狀。本次勘探工作中僅在鉆孔ZK14和鉆孔ZK16揭露該層,揭露全風化層厚度為1.8m,未揭穿強風化層,揭露最大厚度為0.8m。全
35、風化基巖主要物理力學指標如下:=43.6%57.6% =1.011.16;1.3231.671 =0.630MPa-10.880MPa-1;Es=3.04MPa3.72MPa;KH=8.7010-6cm/s5.2010-5cm/s,KV=3.7010-6cm/s2.9010-5cm/s,快剪:C快=16.0kPa18.0kPa 快=10.011.0;固快:C固=16.0kPa32.0kPa 固=15.520.6。4.4地質構造壩址區地質構造簡單,兩岸地表及鉆孔中均未見斷層通過。未見明顯的節理發育。4.5水文地質條件壩體土為層粉質粘土,滲透系數6.7210-6cm/s1.0610-2cm/s,屬
36、微透水強透水;室內土工試驗水平滲透系數KH=3.5010-6cm/s4.1010-5cm/s,屬微透水弱透水,垂直滲透系數KV=3.7010-6cm/s8.3010-6cm/s,屬微透水弱透水。壩基由覆蓋層1淤泥質粉質粘土、2含砂粉質粘土、3含粘性土礫砂、1層粘土和2層含碎石粉質粘土以及下伏層砂巖組成,滲透性描述如下:(1)壩體土與壩基接觸段一般滲透系數1.3210-4cm/s1.9210-3cm/s,屬中等透水,局部滲透系數4.1510-6cm/s9.4310-5cm/s,屬微透水弱透水。(2)壩基一般滲透系數1.7810-6cm/s4.2110-5cm/s,屬微透水弱透水,局部滲透系數2.
37、3010-4cm/s,屬中等透水。1淤泥質粉質粘土室內土工試驗水平滲透系數KH=2.0010-7cm/s1.7010-5cm/s,屬微透水弱透水,垂直滲透系數KV=1.9010-7cm/s5.1010-6cm/s,屬微透水。2含砂粉質粘土室內土工試驗水平滲透系數KH=1.3010-5cm/s4.7010-5cm/s,屬弱透水,垂直滲透系數KV=6.7010-6cm/s4.8010-5cm/s,屬微透水弱透水。3含粘性土礫砂室內土工試驗水平滲透系數KH=3.1010-4cm/s,屬中等透水,垂直滲透系數KV=9.2010-4cm/s,屬中等透水。1層粘土室內土工試驗水平滲透系數3.1010-6c
38、m/s4.3010-6cm/s,屬微透水,垂直滲透系數KV=2.5010-6cm/s7.3010-6cm/s,屬微透水。層全風化基巖室內土工試驗水平滲透系數8.7010-6cm/s5.2010-5cm/s,屬微透水弱透水,垂直滲透系數KV=3.7010-6cm/s2.9010-5cm/s,屬微透水弱透水。壩體土現場注水試驗成果見表4-6。表4-6 壩體土現場注水試驗成果表孔號孔深(m)滲透系數K(cm/s)透水性ZK104.005.8010-3中等透水ZK40.004.002.3110-5弱透水ZK60.004.001.7510-3中等透水ZK80.004.508.4310-5弱透水ZK90.
39、004.001.0610-2強透水ZK100.006.007.6210-5弱透水ZK110.003.006.7210-6微透水ZK120.005.002.8910-5弱透水ZK130.004.007.5510-6微透水ZK140.003.004.8310-3中等透水ZK150.004.203.2110-4中等透水壩基現場注水試驗成果見表4-7。表4-7 壩基土現場注水試驗成果表孔號孔深(m)滲透系數K(cm/s)透水性備注ZK14.008.002.6710-5弱透水1層粘土7.0011.01.7810-6微透水1層粘土與2層含碎石粉質粘土接觸段ZK20.004.001.9210-3中等透水層粉
40、質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段ZK30.005.008.1410-5弱透水層粉質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段ZK44.009.009.4310-5弱透水層粉質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段ZK64.009.001.9210-5弱透水層粉質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段續表4-7 壩基土現場注水試驗成果表孔號孔深(m)滲透系數K(cm/s)透水性備注ZK70.004.008.0410-4中等透水層粉質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段ZK113.007.001.3210-4中等透水層粉質粘土與1層淤泥質粉質粘土接觸段ZK134.009.009.3310-6微透水1層粘土與層砂巖接觸段9.0014
41、.005.3310-6微透水1層粘土與層砂巖接觸段ZK143.007.004.1110-4中等透水層粉質粘土與1層粘土接觸段7.0011.005.8110-6微透水1層粘土與層砂巖接觸段ZK154.0012.004.1510-6微透水層粉質粘土、1層粘土與層砂巖接觸段ZK160.004.002.9810-4中等透水層粉質粘土與1層粘土接觸段4.007.002.3010-4中等透水1層粘土7.0010.201.1010-5弱透水1層粘土與層砂巖接觸段ZK170.003.001.3710-3中等透水層粉質粘土與1層粘土接觸段3.007.004.2110-5弱透水1層粘土7.0011.002.131
42、0-5弱透水1層粘土4.6放水涵管以及泄洪閘大壩設置有三條放水涵管(從左至右將放水涵管定為1#涵管、2#涵管以及3#涵管)和一座泄洪閘,1#涵管位于大壩左壩肩,2#涵管位于大壩中間靠右位置,3#涵管位于大壩右壩肩,泄洪閘位于大壩中間靠左位置。4.6.1 1#放水涵管1#放水涵管位于左壩肩鉆孔ZK1附近,根據原始資料,該涵管長度為27m,直徑為40cm。結合原始資料與現有測量資料,涵管進出口高程約為3.5m。涵管控制由拉桿連接至啟閉機房,由房內人力螺桿控制。根據本次勘察工作的土層揭露情況,該涵管放置于壩基土1層粘土內。根據現場了解,該涵管已經無法正常使用,處于廢棄狀態。4.6.2 2#放水涵管2
43、#放水涵管位于大壩中間靠右位置,根據原始資料,該涵管長度為23m,直徑為30cm。結合原始資料與現有測量資料,涵管進出口高程約為4.1m。涵管控制由拉桿連接至啟閉機房,由房內人力螺桿控制。根據本次勘察工作的土層揭露情況,該涵管放置于層壩體土內。根據現場了解,該涵管已經損壞,無法正常使用,現狀為在涵管內放置一條塑料管并在出口處安裝開關,作為臨時設施使用。在出口處能看到涵管與塑料管之間有明顯的漏水現象。圖4-1 2#放水涵管出口圖4.6.3 3#放水涵管3#放水涵管位于右壩肩鉆孔ZK16附近,根據原始資料,該涵管長度為25m,直徑為35cm。結合原始資料與現有測量資料,涵管進出口高程約為3.6m。
44、涵管控制由拉桿連接至啟閉機房,由房內人力螺桿控制。根據本次勘察工作的土層揭露情況,該涵管放置于壩基土1層粘土內。根據現場了解,該涵管運行正常。圖4-2 3#放水涵管出口圖4.6.4 泄洪閘泄洪閘位于大壩中間靠右位置,該閘主要由閘門與方涵組成,閘門設于迎水坡,水流通過閘門后有方涵穿過壩體,流入下游河道。根據原始資料閘門尺寸為1.6m2.6m,方涵長度為16.0m,方涵由混凝土澆筑而成,為一體結構,現狀整體完好。該閘于2011年進行過一次修繕改造,現狀為運行狀況良好。圖4-3 泄洪閘進水口圖圖4-4 泄洪閘出水口圖4.7工程地質評價4.7.1壩體填筑質量大壩迎水坡設置有干砌石護坡,表面平整。大壩背
45、水坡未設置護坡,表面凹凸不平。下游為西苕溪重要支流渾泥港,在洪水期下游河流水位抬高,甚至高于庫水位,倒灌至水庫,對背水坡有沖刷影響,且對迎水坡和背水坡的穩定性造成影響,建議對兩側壩坡在不同工況下的穩定性進行驗算。大壩為均質壩,壩體土為層粉質粘土,土料的來源主要為原河床沖洪積層和山坡殘坡積層。填筑土料土質填筑不均勻,含礫石和砂。根據采取的21組土樣的試驗成果,粘粒含量22.30%27.20%,平均值24.71%;塑性指數11.616.5,平均值為14.1;滿足水利水電工程天然建筑材料勘察規程(SL251-2000)對均質壩土料的要求。根據采取的9組樣品分散度為5.0%13.6%,為非分散性土。壩
46、體土干密度d=1.43g/cm31.59g/cm3;根據擊實試驗,壩體土的最大干密度平均值dmax=1.64g/cm3,壓實度為87%97%,不能滿足碾壓式土石壩設計規范(SL274-2001)的壓實度要求。4.7.2壩體防滲性能根據室內試驗和現場注水試驗,壩體土室內滲透試驗共進行21組,其中達10-6cm/s數量級和10-5cm/s數量級的計21組,滿足均質壩防滲土料的要求;現場注水試驗測得滲透系數6.7210-6cm/s1.0610-2cm/s,屬微透水強透水;不能滿足相關規范的要求。綜合考慮現場注水試驗數據與室內滲透試驗成果,建議壩體土滲透系數為5.0010-4cm/s。4.7.3壩基防
47、滲性能大壩壩基由沖洪積1層淤泥質粉質粘土、2層含砂粉質粘土、3層含粘性土礫砂和殘坡積1層粘土以及2層含碎石粉質粘土以及下伏基巖層砂巖組成。壩基主要防滲層為淤泥質粉質粘土和粘土。壩體土與壩基接觸段一般滲透系數1.3210-4cm/s1.9210-3cm/s,屬中等透水,局部滲透系數4.1510-6cm/s9.4310-5cm/s,屬微透水弱透水。存在接觸帶滲漏問題,須進行相應的防滲處理。河床段壩基防滲層為1層淤泥質粉質粘土,1層淤泥質粉質粘土室內土工試驗水平滲透系數KH=2.0010-7cm/s1.7010-5cm/s,屬微透水弱透水,垂直滲透系數KV=1.9010-7cm/s5.1010-6c
48、m/s,屬微透水,為良好的天然地基防滲層。不存在壩基滲漏問題。壩肩段壩基防滲層為1層粘土,1層粘土室內土工試驗水平滲透系數3.1010-6cm/s4.3010-6cm/s,屬微透水,垂直滲透系數KV=2.5010-6cm/s7.3010-6cm/s,屬微透水。不存在繞壩滲漏問題。4.7.4放水涵管以及泄洪閘評價1#放水涵管為素混凝土管,已不能正常運行,混凝土老化易發生破裂。在水壓力的作用下,破裂問題加劇,可能導致漏水,應對其進行封堵處理,必要時可考慮設置新的放水設施。2#放水涵管為素混凝土管,現已無法正常使用,只是通過臨時改造維持正常的使用,改造后的老涵管與塑料管之間存在明顯漏水現象,存在大的
49、安全隱患,應對其進行封堵處理,必要時可考慮設置新的放水設施。3#放水涵管為素混凝土管,雖仍能正常使用,但運行時間長,混凝土老化易發生破裂。在水壓力的作用下,破裂問題加劇,可能導致漏水,對涵管周邊壩體土沖刷破壞,存在安全隱患,應對其進行封堵處理,必要時可考慮設置新的放水設施。泄洪閘進行修繕時間較短,現狀較好,不存在明顯的損壞以及漏水等現象。5 溢洪道工程地質條件及評價5.1工程地質條件溢洪道位于大壩中間,為正槽式,底寬16.5m,底高程為6.5m。溢洪道上部設有交通橋,橋面高程為8.8m。該大壩位置較為特殊,由于洪水期時下游河流水位易倒灌至大壩,溢洪道須能雙向防洪,故設置有閘門,以擋河流倒灌,溢
50、洪道總長約為16.5m,共設置有五扇閘門,每扇閘門有兩塊門板,門板為鐵質,每扇閘門寬度約為2.8m,門與門之間為混凝土墻,墻厚約0.6m。整體結構完整,未發現明顯損壞現象。圖5-1 溢洪道出口溢洪道地基由層粉質粘土、1層淤泥質粉質粘土、2層含砂粉質粘土和3層含粘性土礫砂組成。層粉質粘土:紅褐色、灰黃色,可塑,中等壓縮性。填筑土料土質填筑不均,結構較松散,含砂和礫石,局部含量較大,礫石巖性以砂巖為主,強風化,次棱角狀。該層下部土層主要為淤泥質粉質粘土,在建壩過程中,該層底部土體壓入下部土層,混合有淤泥質粉質粘土。土料的主要來源為兩岸坡腳殘坡積土以及河床沖洪積土。該層分布于溢洪壩底部以及兩岸。1層
51、第四系全新統沖洪積(al-plQ4)淤泥質粉質粘土:灰色、青灰色,流塑,中等壓縮性高等壓縮性。大壩建成后,該層與上部壩體接觸段受上部荷載的作用,大部分排水固結較好,呈粉質粘土;與下部土層接觸段由于下伏土層含含粘性土礫砂量較大,透水性相對較好,局部排水固結好,呈粉質粘土。2層第四系全新統沖洪積(al-plQ4)含砂粉質粘土:灰色、灰黃色,軟塑可塑,中等壓縮性。該層上覆為淤泥質粉質粘土,下伏為含粘性土礫砂,由于這兩層土的影響,該層的砂含量變化較大,且局部夾有淤泥質粉質粘土。3層第四系全新統沖洪積(al-plQ4)含粘性土礫砂:灰色、灰黃色,松散密實,濕。含泥較大,且局部含泥較為集中,整體密實度變化
52、較大。溢洪道地質構造簡單,未見區域性斷層通過。5.2工程地質評價(1)溢洪道溢洪道運行狀況良好,未發現滲漏問題,根據附近鉆孔現場水文地質試驗,周邊覆蓋層為壩體,存在防滲問題,建議按照壩體防滲統一處理。(2)溢洪道底板溢洪道地基為粉質粘土,該層為人工填筑,底板為混凝土地面,抗沖刷能力強。(3)兩側邊坡溢洪道兩側為土質邊坡,都有漿砌石護坡,結構較為完整,整體狀況較好,未發現破壞現象。(4)防洪閘門防洪閘門整體結構完整,兩岸以及門墻未發現損壞現象,但表面混凝土有明顯的老化現象,如有必要可對其進行修繕處理。圖5-2 溢洪道進口段6 天然建筑材料本工程所需天然建筑材料主要為土料,工程區范圍內粘土、含碎石
53、粉質粘土分布廣泛。選取的土料廠位于水庫庫尾東邊,緊挨新建*至天子湖公路,地貌為典型的丘陵地貌,整體地勢較平緩,該區域內未分布有農田,多為林地。料場主要由上覆土層為殘坡積粘土以及下伏的砂巖組成,上部覆蓋層較厚,最大厚度可以5.0m6.0m,無用層厚度較小,為0.5m1.0m。有用層厚度為2.0m3.0m,儲量為9.5萬m314.1萬m3,交通便利,相對較近,距約2.0km。該類土的建議最優含水率OP=19.8%,質量和儲量滿足規范要求。使用時須對碎石等進行篩除處理。7 結論及建議(1)區域構造穩定。根據中國地震動參數區劃圖(GB18306-2001),設防水準為50年超越概率10%的地震動參數:
54、地震動峰值加速度為0.05g,(相應地震基本烈度為度),地震動反應譜特征周期分區屬1區,工程區場地為中軟場地,地震動反應譜特征周期為0.45s。(2)壩體填筑材料為粉質粘土,壩體土填筑質量不均勻,壩體防滲性能差異性較大,存在防滲問題,建議進行處理。(3)大壩壩基由沖洪積淤泥質粉質粘土、含砂粉質粘土、含粘性土礫砂和殘坡積粘土以及含碎石粉質粘土以及下伏基巖砂巖組成。壩體土與壩基接觸段存在接觸帶滲漏問題,不存在壩基滲漏問題,和繞壩滲漏問題。(4)三個放水涵管都存在問題,應對其進行封堵處理,必要時可考慮設置新的放水設施。(5)泄洪閘結構完整,不存在安全隱患問題。(6)溢洪道整體結構完整,但存在老化問題
55、,建議對其進行修繕處理。(7)工程所需土料可在周邊殘破積土中選取,質量和儲量滿足規范要求。目 錄1緒言11.1工程概況11.2勘察的目的和任務11.3勘察工作依據及標準21.4勘察工作與工作量22區域地質42.1地形地貌42.2地層巖性42.3地質構造與地震42.4水文地質53水庫區工程地質條件及評價63.1水庫滲漏63.2庫岸穩定63.3水庫浸沒64壩址區工程地質條件及評價74.1地形地貌74.2壩體填筑料及物理力學指標74.3壩基工程地質條件124.4地質構造154.5水文地質條件154.6放水涵管以及泄洪閘184.7工程地質評價225 溢洪道工程地質條件及評價255.1工程地質條件255
56、.2工程地質評價266 天然建筑材料287 結論及建議28浙江省 *縣*水庫除險加固工程初步設計階段工程地質勘察報告浙江*有限公司二一四年八月浙江省 *縣*水庫除險加固工程初步設計階段工程地質勘察報告核 定: 商 志 紅審 查: 楊 永 鵬項目負責: 邢 芳 瓊校 核: 章 健編 寫: 邢 芳 瓊附圖目錄圖號圖名比例安草除初-地-01工程地質圖1:2000安草除初-地-02(壩軸線)工程地質縱剖面圖(1/4)水平1:500垂直1:200安草除初-地-03(壩軸線)工程地質縱剖面圖(2/4)水平1:500垂直1:200安草除初-地-04(壩軸線)工程地質縱剖面圖(3/4)水平1:500垂直1:2
57、00安草除初-地-05(壩軸線)工程地質縱剖面圖(4/4)水平1:500垂直1:200安草除初-地-0611工程地質橫剖面圖1:200安草除初-地-0722溢洪道工程地質橫剖面圖1:200安草除初-地-0833工程地質橫剖面圖1:200安草除初-地-0944工程地質橫剖面圖1:200安草除初-地-10天然建筑材料圖1:10000安草除初-地-11ZK1號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-12ZK2號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-13ZK3號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-14ZK4號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-15ZK5號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-16ZK6號鉆孔柱狀圖1:200安草除初-地-17ZK7號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-18ZK8號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-19ZK9號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-20ZK8號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-21ZK10號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-22ZK12號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-23ZK13號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-24ZK14號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-25ZK15號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-26ZK16號鉆孔柱狀圖1:100安草除初-地-27ZK17號鉆孔柱狀圖1:100