xxxxx水庫初步設(shè)計(jì)地質(zhì)報(bào)告講解(20210109193352)

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)殖的小（ 1）型水庫。水庫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 ，壩頂長度 xxm ，最大壩高 xx m ；副壩壩頂高程 xxxxm ，壩頂長度 xxm ，最大壩 高 xxm 。水庫工程等別為 xx 等，主要永久性水工建筑物級別為 xx 級。5.1.2 水庫存在主要病險(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

2、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，變形嚴(yán)重，未襯砌坡面長滿雜草。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) xxxxx

3、x 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，對大壩壩體及其他有關(guān)地質(zhì)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)造對工程區(qū)影響，進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定 性評價(jià)。（2）查明庫區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，對水庫滲漏問題作出評價(jià)。（3）分析壩體病害的分布情況、類型及成因，評價(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

4、.1.4 依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1） xxxxxx 大壩安全評價(jià)委托書 ；（2）中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 （SL55-2005） ；（3）水利水電工程地質(zhì)測繪規(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)，采用的勘測手段為野 外地質(zhì)測繪及坑探，在壩區(qū)、庫區(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；庫區(qū)、近壩庫岸不良地質(zhì)現(xiàn)象，對工程及地質(zhì)病害及危害程度作出評 價(jià)；取 xx 組擾動樣做擊實(shí)試驗(yàn)和顆粒分析； 搜集前人

5、在測區(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 區(qū)總體地勢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，山脈隆起似長坦?fàn)睿植加跍y區(qū)東南部。xx河于測區(qū)北側(cè)流過，是區(qū)內(nèi)地勢最低。屬于中低山地貌。區(qū)域內(nèi)出露地層有石炭系（C）、迭系上統(tǒng)（P）和第四系（Q。

6、其中石炭系（Gd、 C2、C3）主要巖性為灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)巖，層厚 121340m該層在測區(qū)東部及東北部小 范圍分布，面積小；二迭系（Rq、Rm P2）為硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁巖、燧石灰?guī)r為主，層厚 27100m該層在測區(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 水庫區(qū)地質(zhì)概況5.3.1 地形

7、地貌庫區(qū)為低山丘陵地貌，總體地勢南高北低。庫周山嶺多呈饅頭狀，丘頂高程多在XX xxm之間，谷底高程一般xxmxxm,相對高差xxxxm=庫岸岸坡緩。5.3.2 地層巖性庫區(qū)內(nèi)出露地層有二迭系上統(tǒng)(P2)硅質(zhì)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 地震工作會議文件，測區(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。據(jù)有關(guān)資料記載，測區(qū)及附近在歷史上曾發(fā)生過xx次地震，近代有xx次。具

8、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xx級，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)域活動性斷裂通過，在區(qū)域構(gòu)造上屬于相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)國家地震局中國地震動參數(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、地下水儲存條件及其水力特征，庫區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、裂隙

9、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 庫區(qū)滲漏水庫周邊屬低山丘陵地形，基巖由硅質(zhì)巖組成，弱透水性，庫區(qū)四周粘性土覆蓋層起 到相對隔水作用。庫區(qū)主河道為本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，庫外無低于庫水位的鄰谷洼地，庫 盆封閉條件良好，庫內(nèi)無泉水及地下河出口。因此，不存在庫水向周邊滲漏問題。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

10、 壩頂高程 xxmxxm，最大壩高 xxm，大壩總長約 xxm ;副壩壩頂高程 xxmxxm，最大 壩高xxm，大壩總長約xxm。近壩庫岸岸坡坡角一般在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（Qedl）、第四系壩體填 土（ Qs） 。現(xiàn)按地層由新到老闡述如下：（1）壩填土（ Q）：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 10 30%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

11、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)水庫水及地下水對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕，對混凝土結(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

12、體為二疊系上統(tǒng)（R）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近壩庫岸穩(wěn)定性大壩近壩庫岸邊坡較緩，為殘積層所覆蓋，植被發(fā)育，近壩庫岸未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等 危及水庫蓄水及大壩安全的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，近壩庫岸穩(wěn)定性好。5.5大壩壩體填筑質(zhì)量與評價(jià)5.5.1基本情況xxxxxx壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高 xxm,大壩總長約xxm。副壩最大壩高xxm,大壩 總長約

13、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10 30%風(fēng)化巖角礫。本次勘察采取擾動樣作顆分試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見表5.5-1。表5.5 1大壩填土顆粒分析成果統(tǒng)計(jì)表土樣名稱取土位置粗粒土( 0.075mm)細(xì)粒土定名礫粒(%砂粒(% 2mm0.075 2mm(v 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，分布和級配不夠 均勻，粗、中、細(xì)搭配欠佳。5.5.3壩體質(zhì)量評價(jià)(1) 填土壓實(shí)度評價(jià)本次勘察對大壩壩體填土采取擾動樣作室內(nèi)擊實(shí)

14、試驗(yàn)和干密度試驗(yàn)，經(jīng)對試驗(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3(g/cm )擊實(shí)試驗(yàn)最 優(yōu)含水量(%干密度 平均值3 (g/cm )壓實(shí)度(干密度/最大干密度)壓實(shí)性評價(jià)壩填土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) 壩體填土滲透性評價(jià)大壩未設(shè)有浸潤線測壓管，據(jù)現(xiàn)場踏勘及采訪，浸潤線未出現(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)場進(jìn)行注水試驗(yàn)2段，滲透系數(shù)分別為2.37 X

15、10cm/s、4.63 X104 cm/s，平均值為3.50 X104 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）對于均質(zhì)土壩滲透系數(shù)不得大于1X10 cm/s 的要求。5.6 大壩巖土層物理力學(xué)參數(shù)建議值根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)和現(xiàn)場勘察 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，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 。地層單元基巖物理力學(xué)指標(biāo)壩填土粉質(zhì)粘土強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖弱風(fēng)化硅質(zhì)巖物理濕密度p （k

16、N/m 3）18.519.024.025.8指標(biāo)干密度p d(kN/m3)15.514.7/土粒比重Gs2.702.75/抗剪粘聚力C （kPa）17.019.0/強(qiáng)度內(nèi)摩擦角 ( )12.014.0/壓縮系數(shù)“-2（MPa-1）0.40.35/物壓縮性壓縮模量Es1-2（MPa）6.05.5/變形模量Eo （Gpa）/3.55.5理滲透系數(shù)k壩體部分3.5 為0-4岸坡地段（岸段）5.00 10-5/力滲透性(cm/s)大壩與基底接觸帶-47.50 10原河床段部分-52.00 10/透水率q (Lu)/7.53.0學(xué)允許滲透比降 J允許0.30.45/抗剪強(qiáng)巖石/C (MPa)/0.100

17、.15指度（飽和巖石f/0.450.75狀態(tài)綜砼/巖C (MPa)/0.100.20標(biāo)合指標(biāo)）f，/0.500.78基底摩擦系數(shù)卩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/2.55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5.7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

18、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：（1）對壩體進(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

19、和壩肩的處理及評價(jià)大壩興建時(shí)，對壩基、壩肩進(jìn)行簡單的清基，但未作專門的防滲處理。5.8.3 壩基、壩肩巖土層滲透性評價(jià) 根據(jù)現(xiàn)場勘察情況，結(jié)合現(xiàn)場工程地質(zhì)條件，參考附近其它工程經(jīng)驗(yàn)值，場地殘坡積層、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)評價(jià) 大壩興建時(shí)，對壩基、壩肩進(jìn)行簡單的清基，但未作專門的防滲處理。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，大壩壩腳有滲漏現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場勘察及采訪，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

20、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、二號及三號漿砌石放水涵基礎(chǔ)置于第四系殘 坡積上，現(xiàn)狀漏水比較嚴(yán)重。 1 號及 2 號放水涵漏水主要原因是進(jìn)口無控制措施。三號低 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，工程所需砂礫料需要到貴港市購買，