查理鄉(xiāng)防洪堤工程地質.doc

1 工程地質1.1 工程概況阿壩縣查理鄉(xiāng)防洪堤位于日阿曲查理鄉(xiāng)塔哇村附近，共分3段，沿河流方向依次為1#、2#、3#防洪堤。1.2 區(qū)域地質概況1.2.1 地形地貌工程區(qū)位于阿壩藏族羌族自治州阿壩縣查理鄉(xiāng)境內，阿壩縣處于青藏高原末稍、巴顏喀拉山槽區(qū)，川西北高原，長江黃河水系支流分水嶺河源地帶，屬構造侵蝕高原地貌；由于地形復雜，地貌各異；有高山、丘狀高原，盆地，盆地中有河漫灘及級階地等地貌單元。1.2.2 區(qū)域地質構造工作區(qū)在大地構造上位于松潘甘孜褶皺系巴顏喀拉冒地槽褶皺帶的馬爾康向斜北部或阿壩紅原弧形褶斷帶西部，主體構造帶主要生成于印支期，在燕山期、喜山期得以繼承和加強。區(qū)域內構造以褶皺最為發(fā)育，為一系列的復式背斜和向斜，斷裂主要為壓扭性斷裂與張扭性斷裂。以賈諾龍日壩一線為界，西部構造展布主要為北西向；東部主要為北東向（見圖2“區(qū)域構造展布示意圖”）?，F(xiàn)將區(qū)內主要構造敘述如下：（1）褶皺道班復背斜：位于阿壩盆地北側，軸向展布為NWSE向，核部及兩翼地層分別為：雜谷腦組、侏倭組和新都橋組，兩翼巖層產狀變化大，常倒轉，傾角一般5060，該背斜向北西傾伏消失。下阿壩復向斜：位于阿壩盆地南側，軸向展布為NWSE向，樞紐波狀起伏，沿阿柯河分布的三疊系上統(tǒng)雜谷腦組厚層狀變質砂巖，構成了復向斜的核部，翼部地層由扎尕山群組成，該向斜向北西仰起消失。（2）斷裂麥爾瑪斷裂：位于阿壩盆地東部，呈近南北向展布，延伸長度約25km，斷面傾向西，傾角約70度，屬張扭性斷裂，平面上表現(xiàn)為順扭位移，錯位可達1000m，切割兩側褶皺和斷裂，該斷層挽近時期活動強烈。下阿壩斷裂：位于阿壩盆地北側，呈北西向展布的壓扭性斷裂，與區(qū)域褶皺展布方向一致。其北西、南東盤分別被近南北向的龍尕溝斷裂和麥爾瑪斷裂切割、錯斷，延伸長度約185km，斷面傾向北東，傾角6080度，破碎帶寬數(shù)十米至數(shù)百米，帶內糜棱巖化常見，并有石英脈侵入。該斷裂屬壓扭性斷裂，平面上表現(xiàn)為反扭，其衛(wèi)星照片影像特征明顯，說明斷裂挽近時期活動強烈。該區(qū)巖漿活動較強烈，主要出露有燕山期的中酸性巖漿侵入巖及少量巖漿噴出巖，它主要分布在盆地的西側和南東側，圍巖為三疊系扎尕山群、雜谷腦組和侏倭組地層。圖1-1 區(qū)域構造展布示意圖1.2.3 區(qū)域氣象、水文特征（1）氣象阿壩縣屬高原寒溫帶半濕潤季風氣候無明顯四季之分。長冬無夏，春秋相連，日照與晝夜溫差大，冷暖季節(jié)分明，霜凍時期漫長，干雨季節(jié)分明。年內各月均有出現(xiàn)災害性天氣的可能，3月、4月北方冷空氣南下，易造成寒潮連陰雪天氣過程；5月、6月和9月、10月冷暖空氣交鋒，降雹頻繁；7月、8月霜凍危害嚴重。全年可分干濕兩季。干季（11月至次年4月）主要受大陸內部干冷氣團控制及北方冷空氣南下的影響，氣候干燥寒冷，多大風、風沙、浮塵，降水量僅占全年的10.5%；濕季（5月至10月），主要受印度洋東北上的西南暖氣流和西太平洋副熱帶高壓影響，氣候涼爽，光照較強，空氣濕潤，降水量占全年的89.6%，形成對農、牧、林生產有利的水熱同季氣候.。阿壩縣地處高原，白天太陽輻射強，氣溫高，夜間地面長波輻射強，氣溫低，以至晝夜溫差大。多年平均日溫差15.4，其中一月份平均氣溫-8，七月份平均氣溫16.7，多年極端最高氣溫達28，多年極端最低氣溫達零下-33.9，多年平均氣溫3.3；多年平均蒸發(fā)量達775.3mm，11月至次年5月蒸發(fā)量均達大于降水量。霜凍期從每年十月至次年四月，最大凍土深度為1.2m1.5m，次年4月初解凍。阿壩縣氣象特征見表1-1。表1-1 阿壩縣氣候特征表(多年平均值)項目 月份123456789101112全年降水量(mm)5.67.716.242.788.4120.4135.0111.0125.957.38.83.5711.7蒸發(fā)量(mm)25.636.763.285.399.893.6105.499.068.449.629.719.2775.5干燥度K=ET/R(%)4.574.833.832.161.150.760.780.880.550.863.385.821.09氣溫(C)-7.9-4.80.14.78.210.412.511.79.04.2-2.0-7.03.3日照數(shù)(小時)204.3181.2214.7211.5199.7169.9191.9195.4163.4184.7213.5222.82351.8輻射量千卡小時/cm29.489.7812.5613.8814.4013.0214.3714.1311.1310.589.729.03142.08注：每年11月至次年3月降水以雪為主，表中降水量與雪間融水量阿壩縣降水量穩(wěn)定、可靠，年降水量多年平均711.7毫米，最多年是1983年，達868.9毫米，最少年是1972年，僅為574.9毫米，最多年與最少年相差294毫米。一年中，月平均降水量最多是7月，為135.1毫米，12月最少，僅3.3毫米。累計一日最大降水量達67.80毫米，出現(xiàn)在1968年7月12日。縣內每年5月至9月為雨和冰雹，11月至次年3月，降水以雪為主。累計一日最大積雪深度18厘米，出現(xiàn)在1975年4月15日。每年平均降雪65.9天，最多98天，最少31天；平均初日為9月18日，最早7月9日，最晚10月18日；平均終日為6月3日，最早5月12日，最晚7月1日；平均初、終相間日數(shù)259.2天，最長329天，最短214天。由于山上不停的積雪和不停的慢慢融化，持續(xù)時間長達4個月，1日最大雪深達18 cm，水量為3.516.2mm，若按雪密度為0.10g/cm3計算，水量小，強度小，但歷時長，融雪給透水性良好的坡體提供了豐富的地下水來源，也是促使坡體土軟化和抗剪強度降低的直接原因。（2）水文阿壩縣境內河流分屬長江、黃河兩大水系。黃河水系流域面積3622.37平方公里，流域面積在50平方公里以上的支流14條，100平方公里以上的支流11條。水流平穩(wěn)，多彎道。長江水系流域面積為6730.03平方公里，流域面積在50平方公里以上的支流20條，100平方公里以上支流16條。河床狹窄，水量充沛，落差大且集中，具有良好的水力發(fā)電條件。日阿曲為長江水系的次級（阿柯河麻爾曲腳木足河大金川大渡河岷江長江）支溝。（補充日阿曲水文）。據(jù)訪問日阿曲水流具易漲易落的特點，在雨季，尤其暴雨后，溝水流量漲幅可達200400%，其間溝水?；鞚幔y帶泥沙。連續(xù)小雨時，溝水流量漲幅較小，多以清水流動為主。1.3 堤防工程地質條件及評價由于工程區(qū)內河道兩側大部分地段已修建有防洪堤，為對河道兩側進行全面防護，本階段設計擬定上、中、下3條堤線，從上之下分別為：1#防洪堤長234.21、2#防洪堤長90.20、3#防洪堤長120.51，總長444.92m。1.3.1 基本地質條件1.3.1.1 地形地貌擬建場地位于阿壩縣查理鄉(xiāng)塔哇村日阿曲干流河段，該地段屬于中低山峽谷地貌，兩岸山體雄厚，植被發(fā)育，塔哇村位于河道兩側分布的、級階地上，其中河道右側階地發(fā)育，寬約3080m，地面高程3267m3309m；河道左側緊靠山體，局部位置分布級階地，寬約20m，地面高程3270m3285m。1.3.1.2 工程地質條件根據(jù)區(qū)內出露分布的巖土工程地質性質及其組合特征，可將其分為如下三類巖組：1、砂礫石為主的松散巖組分布于河漫灘及、級階地，沖積物由灰白色砂礫石堆積層，巖性為礫石、角礫、細砂。礫石磨圓度較差，分選較差，礫徑一般420cm。據(jù)坑、槽探和天然露頭揭示，結構密實度為上部12m松散，中部35m稍密，下部中密密實。厚度大于20m，主要分布于現(xiàn)代河床及兩岸階地。2、塊碎石為主的松散巖組主要為崩坡積層及殘坡積層，分布于工程區(qū)周圍山地斜坡中下部，坡積物一般下部為塊碎石土， 塊碎石無磨圓，分選亦差，局部夾砂層，上部一般為粉質粘土、少含塊碎石。結構稍密為主，局部密實狀，透水性好。3、半堅硬巖石類巖組主要為中生界三疊系中統(tǒng)扎尕山群（T2zg）深灰色薄中層狀長英質細砂巖，褐紅色鈣質長石細砂巖。夾深灰色薄層狀微晶灰?guī)r，深灰色千枚狀板巖。巖體堅固系數(shù)28，含裂隙水，透水性較弱。1.3.1.3 水文地質條件擬建場地位于日阿曲干流河谷兩岸岸坡坡腳。擬建場址區(qū)主要為級階地及漫灘，地形平坦、開闊，平均地形坡度約35；工程區(qū)周圍為級階地，地形條件有利于地表、地下水的自然排泄。區(qū)內地下水類型主要為基巖風化帶網狀裂隙水及松散巖類孔隙水，現(xiàn)分述于下：1、風化帶網狀裂隙水在海拔較高的高原區(qū)，由于年平均氣溫低、晝夜溫差大、結冰時間長，因此，寒凍風化作用普遍較發(fā)育，加之地形平緩， 風化產物不易剝蝕搬運，所以，地表普遍覆蓋一層空隙性強的風化殼，厚度變化在550m之間，以520m為最多。寒凍風化帶發(fā)育特決定了高原區(qū)分布風化帶網狀裂隙水，其泉的流量較均勻。由于風化帶發(fā)育不深，(相對山體大小而言)，雖然表層普遍覆蓋有風化物，但其發(fā)育和分布隨地形起伏而變化，因此，整個表層風化帶成統(tǒng)一含水體而被地形分割成許多小單元， 地下水主要沿坡向運動而不是沿地層走向運動，一個小山凹就構成了一個完整的補給徑流排泄的單元。以上情況決定了風化帶網狀裂隙水具有就近補給、就近排泄、徑流途徑很短、泉水動態(tài)變化大、礦化度低的特點。2、孔隙潛水（1）、沖洪積砂礫石孔隙水地下水賦存于沖洪積砂礫石孔隙中，補給來源包括大氣降雨入滲、日阿曲河水、溝谷兩側基巖斜坡地下水以及少量居民生活廢水。由于地形較平坦且砂礫石間孔隙大，利于地下水的補給、富集，因而水量豐富。（2）、殘坡積、崩坡積塊碎石土孔隙水地下水賦存于殘坡積、崩坡積塊石土、碎石土孔隙中，地下水主要接受大氣降水的入滲補給，由于地形坡度大、塊石間孔隙大，地下水具就地補給、就近排泄的特點，地下水貧乏。1.3.1.4 物理地質現(xiàn)象工區(qū)內主要物理地質現(xiàn)象為河岸坍塌和崩塌。（1）岸坡及堤身坍塌：區(qū)內沿河兩岸及河床均由松散砂礫石及粘質粘土構成，當?shù)卮迕褡越ê喴追篮榈讨苯幼溆诼┥暗[石上，堤段為重力式干砌塊石堤，由于雨季河水流量大，流速快，河水沖刷岸坡較為嚴重，造成未修堤段級階地或漫灘陡坎前緣的岸坡坍塌及防洪堤堤身垮塌現(xiàn)象十分普遍。尤其是防洪堤，由于直接坐落于漫灘中，局部地段甚至被沖毀。（2）崩塌：崩塌現(xiàn)象多見于巖體裂隙發(fā)育，構造破碎強烈區(qū)，往往在坡腳處形成由塊石堆迭之倒石堆。1.3.2 防洪堤主要工程地質問題及評價1.3.2.1 建基面的選擇河床、漫灘上部的砂礫石沉積年代較新，埋藏較淺且厚度不大，其結構較疏松，屬松散層，強度較低，不宜作為堤基持力層。其下為稍密密實狀態(tài)沖積砂礫石堆積層，其承載能力滿足基礎的承載和變形要求，可作堤基持力層，建議將堤基置于中密密實砂礫石層中。但是該層局部含塊碎石土層透鏡體，有不均勻變形的可能性，對擋墻基礎的穩(wěn)定有一定影響。在基礎開挖過程中，如遇到上述現(xiàn)象，應對含塊碎石土層透鏡體進行清除、置換或者進行處理。1.3.2.2 滲漏及滲透變形評價根據(jù)抽水試驗成果，砂卵礫石層滲透系數(shù)K=1.5710-35.7910-2cm/s，屬中等強透水層；本階段野外現(xiàn)場試驗坑注水試驗得出其K值為4.310-3cm/s，屬中等強透水層。判定河床砂卵石層的滲透變形類型為管涌型，允許滲透水力坡降J允=0.100.15。河床砂卵礫石層透水性強，存在滲漏和滲透變形問題。在開挖邊坡和基坑時存在涌水問題，均要采取相應的工程處理措施。1.3.2.3 堤基抗沖刷問題防洪堤所經地段，河床上部及岸坡均由松散砂礫石組成，抗沖刷能力弱，加之河床坡降大，水流快，河水側蝕及底蝕作用強烈，極易引起河岸坍塌。在無堤防地段，河水側蝕作用，引起松散岸坡塌岸，導致岸坡坍塌后退，農田被毀，河床變寬，河流左右搖擺不定。鑒于河床上部覆蓋層為松散砂礫石、砂土和粉土，存在抗沖刷問題，建議在防洪堤臨水一側設置抗沖設施。1.4 場地和地基土地震效應評價1.4.1 場地地震基本烈度根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（GB500112001）（2008版）及國家標準GB18306-2001第1號修改單(國標委服務函200857號)有關規(guī)定，勘察區(qū)屬阿壩縣，抗震設防烈度為度，設計地震分組為第三組，地震加速度值為0.05g。1.4.2 場地土的液化評價根據(jù)本次鉆探揭露，擬建場地未見飽和粉土和砂土，且抗震設防烈度為度，可不考慮場地土的液化影響。1.5 巖土物理力學指標根據(jù)工程區(qū)堤基巖土工程地質特征及工程地質經驗類比，提出地基巖土物理力學指標如表3. 4。表3.4 土體物理力學指標建議數(shù)據(jù)表土類及層位土 樣 天 然 指 標物 理 力 學 指 標含水量密度孔隙比比重滲透系數(shù)壓縮系數(shù)壓縮模量內摩擦角凝聚力允許承載力不沖刷流速滲透坡降濕干deGsKa1-2Es1-2CMi(%)(g/cm3)cm/sMPa-1MPaKPaKPam/s砂夾礫石1.982.71410-3610-20.355.52802600.50.10.15粉土15181.961.530.892.708.510-50.454.316351850.300.3砂礫石2.012.73410-30.306.53503000.550.10.151.6 工程處理措施建議針對防洪堤堤基存在的不良水文、工程地質問題及本工程的特殊性，提出如下工程處理措施建議：為防止河水沖刷，建議將防洪堤基礎伸入砂礫石層1.02m或嵌入河流最大沖刷線以下，并在迎水面采取防護措施。同時在河床內適當設置堰坎，降低水頭差，減少河水流速，減緩河水對堤防的沖刷。對堤基滲漏地段，建議采用清挖河道的砂卵礫石進行回填鋪蓋，增加地面高程，減緩地基滲漏及地基滲透變形。在鄰近沖溝段及坡降較大河段的堤防，建議加強防沖刷措施，適當加深堤基埋深，加強堤身強度。1.7 天然建筑材料本工程設計需要砂卵礫石料約1000m3，塊石料4500m3。1.7.1 砂卵礫石料沿河漫灘分布有大面積之含泥質砂礫石混塊石，