xx水库勘察报告

Xx 省 xx 县 xx 水库 岩土工程勘察报告 （初设阶段） xx 市水利勘测设计研究院 二 O 一一年六月 - 1 - 1. 绪言 1.1工程概况 xx水库位于 xx省 xx市 xx县 xx乡，xx 流域 xx河水系 xx河支流， 控制流域面积 2.0平方公里，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖等综 合利用的小（二）型水库。该水库建于 1972年。 “75.8”洪水后，重 新确定了水库运用调度方式，进行了水文复核， 水库达到 30年一遇洪 水标准设计，300 年一遇洪水标准校核。设计水位 186.90m，相应库容 46.68万 m3，校核水位 187.69m，相应库容 53.30万 m3，兴利水位 184.73m，兴利库容 34万 m3，死水位 172.60m，死库容 2.0万 m3， “75.8”洪水后，根据省保坝洪水设计要求，按日降雨量 1130mm进 行规划设计，校核水位 187.69m，相应库容 53.30万 m3。根据水利水 电工程等级划分及洪水标准SL2522000，银洞沟水库属小型水库， 工程等级为五等，主要建筑物为四级。主要建筑物有大坝、溢洪道、斜 卧管等。 大坝全长 165m，为均质土坝，坝顶高程 189.0m，最大坝高 24.0m，坝顶宽 2.5m。大坝上游坝坡 1：2.5。下游坝坡 1:2.51:3.0。 坝后无排水设施。大坝防渗型式为截水槽，回填土料为重粉质壤土。 溢洪道位于大坝右岸，座落在南端的岩基上，底宽 10m，进口底高 程 184.8m，为砌石矩形槽，水平段长 25.0m，陡坡段长 20米。 斜卧管位于大坝轴线桩号 0+150处，于 1972年建成，进口高程为 172.60m，输水洞为砌石盖板涵，尺寸：0.80.9 米，长 80m，设计最 大泄量 0.2m3/s。 1.2工程地质勘察及建筑物简介 该水库建于 1972年，当时缺乏设计，大坝质量差，溢洪道、输水 - 2 - 洞存在严重质量问题。水库下游为村庄、学校，安全问题关系重大，目 前存在严重安全隐患，主要表现为； 1 坝基处理不彻底，坝体填筑质量差，干密度偏低，压实度合 率不满足要求；发现多处白蚁蚁穴。 2 坝基主河槽段长年渗水，形成渗流通道。 3 上游块石护坡损坏、无反滤层，下游无排水设施。 4 溢洪道下游消能工损毁。 5 斜卧管损坏、输水洞漏水严重。 6 无管理及监测设施，防汛道路雨天不能通车。 为 此 ， xx 县 水 利 局 委 托 我 院 对 大 坝 进 行 了 安 全 鉴 定 勘 察 工 作 。 本次勘察的目的是为了进一步查明该水库枢纽工程的工程地质条件，为 设计提供所需的工程地质勘察依据。 主要任务是： 全面复查影响工程安全的工程地质和水文地质条件，检查工程运 行后地质条件的变化情况； 对坝基、岸坡的工程处理效果和坝体填筑质量作出评价； 初步查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程安全鉴定 分级提供地质资料； 提出工程区地震参数。 2011 年 5 月开始收集以往资料并进行研究分析，同时开展实地踏勘 及勘探工作对大坝坝体填筑土及坝基岩土进行取样，室内试验，以查明 坝体填筑土质量及其渗透性，坝基土地层结构，分布规律及其渗透性； 查明输水洞上覆填筑土质量及下伏地层的岩性及物理力学性质。 本次勘察工作共布勘探钻孔 3 眼，总进尺 41.5m。取原状土样及室 内土工试 19 组。具体完成见下表： - 3 - 勘探工作量一览表 项目 数量 项目 数量 测量定孔(个) 3 原状样 (组) 13 孔数(个) 3 扰动样 (组)钻 探 进尺(m) 41.5 取 样 渗透试验 3 物性试验(件) 13 孔数( 个) 颗分试验(件) 标 贯 点 次 常规压缩(件) 10 孔数( 个) 室 内 试 验 水质分析(件) 原 位 测 试 静 探 进尺(m) 2. 区域地质概况 2.1地层岩性 该区出露地层岩性主要为中元古界落峪群（Pt 2ly） ，主要岩性为石 英岩和第四系全新统砾卵石、上更新统粉质粘土。 2.2地质构造 水 库 区 位 于 华 北 平 原 与 伏牛山余脉交接部位，构造上属伏牛-大别弧 形构造带。 地 层 时 代 为 古 生 代 ， 经 历 过 多 次 构造运动，断裂以北西向为 主，均属小型断裂。力学性质为压扭性，具多期活动的特点。根据河南 省构造体系图，水 库 区 附 近 无 大 的 断裂通过。新生代以来构造趋于稳定， 表现为地壳的缓慢上升。基本属构造稳定区。 据 1991 年中国地震局编制的中国地震烈度区划图及中国地 震动参数区划图 （GB18002001） ，本区抗震设防烈度为 6 度，设计 动峰值加速度值为小于 0.05g。 2.3水文地质条件 地下水主要为基岩裂隙水和河谷地带的第四系孔隙水。补给来源主 要为大气降水及上游侧向径流。排泄方式主要为侧向径流,补给库水。 - 4 - 3. 库区工程地质条件及评价 3.1地形地貌及物理地质现象 库区为侵蚀低山、丘陵地貌，海拔高度一般为 168508.6m。由于 水库上游低山有植被覆盖，水土流失不甚严重，固体径流量较小，因此 库内虽然存在一定淤积，但并不严重。 3.2地层岩性 库区出露地层主要为中元古界（Pt 2）石英岩和第四系全新统及上更 新统粉质粘土。 中元古界石英岩：主要分布于坝址南北两侧山地区域。表层为中等 风化。属硬质岩。 第 四 系 （ Q） ： 主 要 分 布 于 水 库 上 下 游 河 谷 处 。 全新统（Q 4al+pl）与上更新统（Q 3al+pl）：分布于大坝下游及河流两 侧与河槽处，河槽处为全新统（Q 4al+pl）砾卵石，河流两侧岩性为灰黄色， 可塑状粉质粘土。 3.3水文地质条件 该水库库区内水文地质条件较简单，地下水类型主要为基岩裂隙水 及第四系松散岩类孔隙潜水，主要接受大气降水入渗补给。地下水向河 谷及库区发生径流，消耗于库面蒸发及排向水库下游。 3.4库区水文工程地质条件评价 1.水 库 位 于 低 山 区 ， 属 低 山 地 貌 ， 植 被 较 发 育 ， 无 塌 岸 现 象 ， 因 此 固 体 径 流 量 相 应 较 少 ， 水 库 淤 积 量 不 大 。 2.库 周 分 水 岭 地 下 水 位 均 高 于 库 水 位 ， 地 下 水 补 给 库 水 ， 不 存 在 库 水 - 5 - 外 渗 问 题 。 3. 库 周 边 均 为 基 岩 低 山 ， 岩 石 完 整 性 好 ， 属构造稳定区，工程地质条件 好。 4. 坝址区工程地质条件 4.1坝基工程地质条件 4.1.1地层岩性 根据本次钻探资料，坝址区地层自上而下可分为二层。分述如下： 粉 质 粘 土 夹 碎 石 （Q 4al+pl）： 分 布 在 河 槽 内 ， 青 灰 色 ， 碎 石 含 量 约 50%,含 水 量 25.0 30.0%， 呈 中 密 状 ， 具 中 等 压 缩 性 。 该 层 只 分 布 于 河 槽 内 ， 厚 4.0m。 中 风 化 岩 ： 石英岩，肉 红 色 ， 上 部 裂 隙 发 育 ， 质 硬 性 脆 ， 抗 压 强 度 高 ， 较 完 整 ， 质 量 基 本 等 级 为 级 。 4.1.2水文地质条件 地下水类型主要为基岩裂隙水及粘性土孔隙水，补给来源主要为大 气降水及上游水库水，排泄于河谷及下游洼地。根据试验室土样渗透试 验并结合山区工程地质勘察经验确定其渗透系数及渗透性见下表。 地基岩土渗透性一览表 表 4.1.2-1 岩性 渗透系数（cm/s） 渗透性 含淤泥粉质粘土 5.710-46.210 -5 弱透水性 中风化石英岩 3.510-51.210 -6 微透水性 - 6 - 4.1.3评价 1.河槽段坝基表层为粉质粘土含碎石，稍中密状，强度较低，坝 基处理不彻底，存在不均匀沉陷问题。 2.河槽段筑填土与坝基土接触处，处理不彻底，河槽段下游常年有 渗水，说明存在坝基渗漏问题,并形成渗流通道。 4.2大坝填筑土工程地质条件评价 4.2.1填筑土工程特性 坝体填筑土岩性为 粉质粘土， 黄 褐 色 ， 压 实 不 均 匀 ， 自 重 固 结 已 完 成 ， 土 质 较 均 匀 ， 呈 中 密 状 ， 干 密 度 1,491.61g/cm3, 压 缩 系 数 0.18-0.43M pa-1， 为 中 压 缩 性 土 ， 根 据 室 内 试 验 渗 透 系 数 7.5910-5cm/s， 属 弱 透 水 性 。 填筑土在 主 河 槽 段 厚 20.5m； 右台岸厚 12.0 18.0m； 左 台岸厚 6.08.0 m。其 物 理 力 学 指 标 见 表 4.2.1。 - 7 - 各土体单元的力学性质指标参数表统计表 表 4.2.1 - 8 - 4.2.2评价 1. 大坝高 24.0米，坝顶宽 2.5米，迎水坡坡率 1:2.5，背水坡坡 率 1:2.51:3.5，但坝坡面局部沉陷。 2. 坝 体 筑 土 干 密 度 小 于 设 计 值 1.62g/cm3， 渗 透 系 数 大 于 110- 6cm/s， 干密度偏低， 筑 土 质 量 一 般 ， 经 过 40年 运 行 ， 自 重 固 结 程 度 高 ， 坝 体 无 渗 水 、 漏 水 现 象 。 5. 输 水 洞 工 程 地 质 条 件 评 价 输水洞建于 1972年，主要功能是为控制库水，以供灌溉之用，兼 顾汛期泄洪及放空库容。输水洞位于大坝右侧，正交于大坝，为坝下埋 管式压力洞，洞身座落于填筑土基上。设计孔径为 300(mm)，结构型 式为斜卧圆管，进口高程为 175.0m。 输 水 洞 目 前 存 在 诸 多 病 险 问 题 ： 1.输 水 洞 基 础 位 于 填筑土基上， 填筑土压实不均，由于出口闸门存 在漏 水 ， 形 成 地 基 土 的 不均匀沉陷问题，造成管洞变形、开 裂 ,洞 身 沉 降 缝 止 水 失 效 ， 输 水 洞 漏 水 非 常 严 重 ，以致于水库不能蓄水。 2.进口无拦污栅。 3.启 闭 机 及 闸 门 老 化 ， 已 不 能 使 用 。 6. 溢 洪 道 工 程 地 质 条 件 评 价 溢洪道位于大坝右侧，底宽 10.0m，进口底高程 184.73m，长 70.0m。溢洪道座落在石英岩上，工 程 地 质 条 件 良 好 。 溢 洪 道 经 过 四 十 余 年 的 运 营 作 用 ， 目 前 存 在 问 题 主 要 为 ： 溢洪道陡坡 段消能设施损坏。 - 9 - 7. 天 然 建 筑 材 料 7.1 土料 土料场可选择坝体北侧的农耕地，土料丰富，可就近采用。土料场 长 120m，宽 50m，有用土层厚 8.0m，可采储量 4.8万 m3。用人工或机械 开采均可，开采条件良好。 土料为粉质粘土，灰黄、棕黄色，可塑状态，土料比重 2.72，液限 38.50，塑限 23.60，塑性指数 14.90，砂粒含量 1-2%，最大干密度 1.67g/cm3，压缩系数 v1-2=0.21MPa-1，压缩模量 Es1-2=8.7MPa，凝聚力 C=50.0MPa，内摩擦角 =12.6，渗透系数 5.210-5cm/s，储量及质 量均满足要求。 7.2 砂、石料 砂石料均可购买。砂料从 107国道购买，粗、中、细均有，砂质纯 净，质量较好，运距约 40km，交通便利。 石料可就近购买，该处有多个石料厂，石料岩性为白云质灰岩，微 风化，石质坚硬，其物理力学指标为：饱和单轴抗压强度 150MPa，软化 系数 0.88，容重 2.80g/cm3，质量能移满足要求。运距 4km。 8. 结论与建议 (1) 库区出露地层主要为中元古界（Pt 2）石英岩和第四系全新统砾 卵石及上更新统粉质粘土。 (2)水 库 位 于 低 山 区 ， 属 低 山 地 貌 ， 植 被 较 发 育 ， 无 塌 岸 现 象 ， 因 此 固 体 径 流 量 相 应 较 少 ， 水 库 淤 积 量 不 大 。 (3)库 周 分 水 岭 地 下 水 位 均 高 于 库 水 位 ， 地 下 水 补 给 库 水 ， 不 存 在 库 水 外 渗 问 题 。 (4)河槽段坝基表层粉质粘土夹碎石未清除干净，坝基处理不彻底