寻乌县水库工程地质报告(初步设计阶段).doc

- 1 - 目目 录录 1 绪言.1 2 区域地质概况.2 2.1 地形地貌.2 2.2 地层岩性.3 2.3 地质构造及地震.3 2.4 水文地质条件.4 2.5 岩土体物理力学性质7 3 堤身状况及质量评价.8 4 堤基工程地质条件及评价.9 5 主要工程地质问题.10 5.1 堤基渗透稳定问题.10 5.2 堤基沉降变形问题.11 5.3 岸坡稳定问题.11 5.4 河道淤积问题12 6 堤基工程地质分类及评价.12 6.1 堤基工程地质分类.12 6.2 各堤段工程地质条件及评价.12 7 天然建筑材料.14 7.1 土料.14 7.2 砂砾、块石料.16 7.3 填塘固基料.16 8 结论与建议16 8.1 结论.16 8.2 建议.17 - 2 - 附附 表：表： 1、土工试验成果表14 2、标准贯入实验成果统计表16 3、水化学分析成果表17 附附 图：图： 序号图 名比例尺图号 1平面图1：100001 2堤线左、右岸工程地质纵剖面图（I-III-II）水平 1：4000 垂直 1：2000203 3堤线左、右岸工程地质横剖面图（1-114-14）水平 1：200 垂直 1：20004-104-7 1 1 1 绪言绪言 进贤县城南段防洪工程位于三汊港水下游河段，本次勘察范围左岸堤线长 3.5km, 右岸堤线长 2.5km，以水上公园为中心，形成一条灌溉、防洪、城南水上公园景观带， 水流经马劲港城南段流入水上公园，在水上公园北东向分流，经东门桥流入青岚湖， 经幸福港流入军山湖地处县城城区东南面的幸福港汇合口上游河段，工程区保护面积 1971km2，保护人口 75 万人。该段堤防工程级别为 4 级。本次设计内容主要有拟防护 河道总长约 5175.02m，加固堤线总长约 6079.87m。 工程所在河段，河道局部淤塞严重，现状河岸土质差且无任何防护，水流对岸坡 冲刷严重，堤身单薄，防洪标准低，多次发生滑坡崩岸等险情，洪涝灾害频繁，已影 响到当地的经济发展和居民的生产生活安全。本次设计内容主要有：堤身加高培厚长 6.3km，河道清淤疏浚长 3.6km，护坡固岸长 6.3km。 为了提高县城（城南段）抗御洪涝灾害的能力，确保人民生命财产的安全，改善 城区环境，受进贤县水利局委托，我院承担了该工除险加固工程的初步设计阶段地质 勘察工作。本次勘察工作采用地质测绘、钻探、原位测试、室内试验等多种手段，详 细查明了拟加固堤防的水文地质与工程地质条件及存在的工程地质问题，结合工程现 状对堤基进行工程地质分段评价；并对天然建筑材料进行详查，评价其分布、储量、 质量及开采运输条件。本次野外施工于 2012 年 5 月 25 日开始，至 2012 年 6 月 8 日结 束外业。本阶段共完成地勘工作量见表 1。 本阶段勘察遵循的主要技术标准有：堤防工程地质勘察规范 （SL188-2005） 、 中小型水利水电工程地质勘察规范 （SL55-2005） 、 水利水电工程地质勘察规范 （GB50487-2008） 、 水利水电工程钻探规程 （SL291-2003） 、 土工试验规程 （SL237-1999） 、 水利水电工程天然建筑材料勘察规程 （SL251-2000）等规程规范。 本次勘察采用北京坐标系，黄海高程系统。 2 表 1 地 勘 完 成 工 作 量 表 序 号项 目单 位工作量备注 1 钻探m/孔 883.0/59 2 标准贯入试验次 104 原状土样组 29 3 样品采取 扰动土样组 23 常规组 22 击实实验组 6 渗透试验组 7 4 土工试验 颗粒分析组 23 5 岩石实验组 5 6 注水试验段 7 7 抽水试验段 2 8 水质简分析组 2 2 2 区域地质概况 2.12.1 地形地貌地形地貌 青岚湖位于鄱阳湖流域,是鄱阳湖众多湖泊之一。这里环境秀丽，水产丰富，候鸟 成群。紧靠进贤县城，通过幸福港与军山湖相通，北面有英山大堤与外青岚湖相隔， 水位稳定。湖水面积 2 万余亩，距县城中心 3 公里。 军山湖是江西省进贤县第一大内湖，位于鄱阳湖之南，是我国县境内最大的淡水 湖泊，城南段位于以上两湖南侧，属于明显的河湖冲积阶地，阶面高程 15-16m，向湖 区倾斜，由第四系全新统冲积物组成，厚度不均匀，有向湖区延伸逐渐变厚的趋势。 3 环青岚湖片区控制范围东西长约 9.6 公里，南北长约 4.8 公里，总面积 46 平方公里， 其中水域面积约 15 平方公里 军山湖南北长 25 公里，东西宽 5 公里，最宽处达 16 公里，水面为 32 万亩，流 域面积为 616 平方公里。 2.22.2 地层岩性地层岩性 区内地层发育较单一，出露的地层主要有： （1）古生界石炭系下统华山组（C1h）：出露于城南等地，主要为砾岩、砂岩、页岩。 （2）第四系（Q）：地层发育不全，受地形及沉积环境所控制，成因类型繁多，分布 广泛，岩性、岩相及厚度较均匀。 （3）侵入岩：侵入岩时代均为燕山期，以花岗岩为主，其次为二云母花岗岩和石英闪 长岩等；脉岩有石英岩脉、细晶岩脉、伟晶岩脉、石英斑岩脉、石英正长斑岩脉、正 长斑岩脉、细粒花岗岩脉、闪长岩、闪长玢岩脉、辉绿岩脉及未分基性岩脉，北东向 分布。 2.32.3 地质构造地质构造及地震及地震 工程区位于扬子准地台、江南台隆、萍乡乐平台陷之次级丰城乐平凹断束构 造单元南缘。 区内构造运动以大面积间歇性升降的表现比较明显。影响本区稳定的主要为淮阳 山字形、华夏系、新华夏系构造体系。淮阳山字形构造前孤顶位于九江附近，脊柱位 于英山、固始山一带，东西两翼反射弧分别出现在南京和房县。历史上，淮阳山字型 展布范围内，发生过多次地震。区内华夏系在正常情况下，构造线为北东方向，局部 地段受后期大型构造体系的牵引、压制和干扰，变为北东东或近东西向。 据中国地震动参数区划图(GB183062001)的界定，工程区地震动峰值加速度小于 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应地震基本烈度低于度，区域稳定性较 好。 4 2.42.4 水文地质条件水文地质条件 工程区气候温和，雨量充沛，地表水系发育，地下水亦很丰富。地下水类型以孔 隙潜水及基岩裂隙水为主，局部地段分布上层滞水。其中以孔隙潜水与堤防建设关系 最为密切。 2.4.1 孔隙性含水层：主要分布于第四系的堆积层及冲积层中，区内分布广阔的 河流冲积相及河湖相堆积层，多具二元结构，其上部为粘性土，含（透）水性较差， 下部为砂及砂砾石层，含（透）水性较好，该层是区内空隙潜水的主要含水层，水量 丰富，地下水主要受大气降水及河湖水侧向渗入补给，平枯水期多排泄于地表洼地及 河湖之中，汛期河湖水渗入补给地下水。地表水与潜水的水力联系紧密。 地下水与河湖水具密切水力联系，当汛期河湖水位持续抬高，河湖水补给地下水， 使地下水相应升高，当地下水位高于粘性土层底板时，该空隙潜水即具承压性质。 2.4.2 基岩裂隙水：多属潜水类型，主要赋存于松散覆盖层下的基岩裂隙中，受 大气降水和地表水补给，沿裂隙渗流运移。水量不丰富。 本次勘察期间钻孔内地下水位埋深为 0.404.20m（高程 15.8716.86m），其富 水含水层为砾砂层。 2.4.3 岩土体渗透性 （1）注水试验 本次勘察在场地内共做了 7 段注水试验，统计结果见表 2： 表 2 注 水 试 验 计 算 成 果 表 Q 试验水头试验段长度钻孔内半径渗透系数 岩土名称 钻孔编号 L/minS(cm)L(cm)r(cm)K(cm/s) ZKL70.553502005.52.9710-5 ZKL191.563702405.56.3810-5 ZKL270.783001805.55.6010-5 ZKL310.482502105.53.4210-5 ZKR21.213402605.54.8810-5 素填土 ZKR101.783803005.55.4010-5 5 ZKR222.344202805.56.9810-5 平均值 5.0910-5 （2）抽水试验 本次勘察在 ZKL4、ZKL22、ZKR6、ZKR13 等 4 个钻孔粗砂2、砾砂3 层共做了 4 段抽水试验，统计结果见表 3： 表 3 抽 水 试 验 成 果 统 计 表 孔号 试验段 土层 段长 H(m) 流量 Q(L/s) 孔的半 径 r(m) 降升 s(m) 钻孔到 河边距 离(m) 渗透系 数 K(m/d) 渗透系 数 K(cm/s) 平均值 ZKL41.2280.0550.513.9721.572.16E-02 ZKR6 粗砂2 0.8100.0550.214.026.142.62E-02 2.39E-02 ZKR131.1680.0550.677.7 48.554.86 E- 02 ZKL22 砾砂3 1.8820.0550.463.7 41.554.17 E- 02 4.52 E- 02 （3）室内渗透试验统计 本次勘察分别在素填土、粉质粘土中取土样 7 组进行室内渗透试验。统计结果见 表 4。 表 4 土 层 渗 透 性 统 计 表 建议值 土层名称指标 垂直方向 （cm/s） 垂直方向 （cm/s） 渗透性等级 最小值3.4110-5 最大值2.8010-4 统计个数4 素填土 平均值1.4210-5 1.410-5弱透水层 最小值1.410-6 最大值5.7210-5粉质粘土 统计个数3 2.110-5微-弱等透水层 6 平均值2.1210-5 （4）各土层渗透系数建议值 综合室内渗透试验、现场注水试验、抽水试验以及结合当地相似工程经验数据得出结 论：素填土属弱透水层，渗透系数建议值为 3.2410-5cm/s；淤泥质粉质粘土属 微透水层，渗透系数建议值为 6.7810-6cm/s；粉质粘土属微弱透水层，渗透系数 建议值为 2.110-5cm/s；细砂1属中等透水层，渗透系数建议值为 6.010-3cm/s； 粗砂2属强透水层，渗透系数建议值为 2.3910-2cm/s；砾砂3属强透水层，渗透 系数建议值为 4.5210-2cm/s；根据邻近相似工程，全风化花岗岩-1 属弱透水层， 渗透系数建议值为 2.710-5cm/s；强风化花岗岩-2 属中等透水层，渗透系数建议值 为 4.010-4cm/s。 2.4.4 环境水腐蚀性判别 根据环境水对钢结构的腐蚀性判别根据水利水电工程地质勘察规范（GB50487- 2008）附录 L，环境水对混凝土腐蚀性判别标准对照分析如下： 表 5 环境水腐蚀判定标准 水质分析指标 腐蚀性 类 型 腐蚀性特征 判定依据 腐蚀程度界 限 指 标 河流水 重碳酸型 HCO3含量 (mmolL) 无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 HCO31.07 1.07HCO30.70 HCO30.70 45.87 一般酸性 型 PH 值 无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 PH6.5 6.5PH6.0 6.0PH5.5 PH5.5 6.34 碳酸型 侵 蚀 性 CO2含量 （mgL） 无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 CO215 15CO230 30CO260 CO260 17.42 7 镁离子型 Mg2+含量 （mgL） 无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 Mg2+1000 1000Mg2+1500 1500Mg2+2000 2000Mg2+ 0.00 硫酸盐型 SO42含量 （mgL） 无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 SO42250 250SO42400 400SO42500 500SO42 0.00 表 6 环境水对钢筋砼结构中钢筋的腐蚀性判别标准 水质分析指标 腐蚀性 判定依据 腐蚀程度界 限 指 标 河流水 Cl-含量 （mgL） 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 100Cl-500 500Cl-5000 5000Cl- 3.04 表 7 环境水对钢结构的腐蚀性判别标准 水质分析指标 腐蚀性 判定依据 腐蚀程度界 限 指 标 河流水 PH 值 (Cl- +SO42)含量 （mgL） 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 PH 值 311、 (Cl- +SO42)500 PH 值 311、 (Cl- +SO42)500 PH3、 (Cl- +SO42)任何浓度 PH 值为 6.34 (Cl- +SO42) 含量为 3.04 综合上述环境水水质简项分析成果表明：河水对砼具有碳酸性弱腐蚀性、一般酸 性型弱腐蚀性及重碳酸性弱腐蚀性；对钢筋砼结构中钢筋无腐蚀性；对钢结构具有弱 腐蚀性。 2.52.5 岩土体物理力学性质岩土体物理力学性质 根据室内土工实验、现场原位经验等，综合提出的各岩土层物理力学参数建 议值，详见表 8。 8 表 8 各岩土层主要物理力学参数指标建议值 3 3 堤身状况及质量评价堤身状况及质量评价 本次勘察城南段地形平坦开阔，地貌单元单一，为第四系冲积地貌，以水上公园为 起点，堤线全长 3.5km，其中左岸堤长 3.5km，桩号 DK3+500.00m；右岸堤长 2.5km， 桩号 DK2+500.00m。其中左岸 DK0+000.00DK2+400.00m 段及右岸河堤为均质土堤段； 素填土 淤泥 粉质粘 土 细砂 1 粗砂 2 砾砂 3 全风化 花岗岩 1 强风化 花岗岩 2 中风 化花 岗岩 3 含水量 w%25.2854.0526.00/ / / 天然重度 kN/m 3 18.32/18.91/ / 干重度 dkN/m 3 14.40/14.99/ / 土粒比重 Gs2.722.732.72*2.66*2.67*2.69 / 孔隙比 e0.82*1.250.781*0.5*0.56*0.6 / 液性指数 IL0.360.810.34/ / 压缩模量 Es1- 2 MPa5.96/6.47/ / 凝聚 力力 c 27 /37/ / 快 剪摩擦 角角 o 13/ 14/ / 标贯击数 N 击 989121519/ 允许水力 坡降 Jcr 0.35 0.250.380.120.160.20/ / 承载力标 准值 fakkPa100401601301802201805002000 9 左岸 DK2+400.00DK3+500.00m 段为路堤结合段，表层为混泥土村间道路。堤内多为 密集的村庄、农田鱼塘等，现状河堤为土堤，堤顶高程 19.220.4m，堤顶宽 4.56.0m 之间，局部宽 1012m，左堤堤高 4.15.3m，局部高 1.8m，右堤堤高 3.15.5m。临水坡坡比 1:1.51:2.5，背水坡坡比 1:1.01:2.5。 据钻探揭露，堤身填土主要由灰黄、褐黄色壤土组成，稍湿湿，可塑状。其中 路堤结合段表层由混泥土及卵砾石垫层组成。右岸桩号 DK1+000.90m 附近堤身由填土、 淤泥质土组成，淤泥质土经压实，呈可塑状。其物理力学指标见表 3.1.1。标准贯入试 验见表 3.1.4 ，标准贯入试验 14 次，N=9-13 击，平均 N=10 击，填筑较密实，具中等 压缩性，弱透水性，总体填土质量及填筑质量较好，但大部堤段断面不满足设计要求， 建议对断面不满足设计要求堤段进行加高培厚处理。 堤身土体物理力学指标及渗透参数建议值分别见表 8。 4 4 堤基工程地质条件及评价堤基工程地质条件及评价 本工程堤基主要由第四系冲积层组成，下伏基岩为燕山早期（r52）花岗岩。根据 设计堤身高程，堤身一般高 4m。堤基地质结构根据勘探深度范围内岩石、粘性土、粗 粒土和特殊土的分布与组合关系分类，主要分为双层结构（类）及多层结构（类） 。 双层结构为：由上薄层粘性土（2.5m）下粗粒土组成的双层结构（1亚类） ；由上 厚层粘性土（2.5m）下粗粒土组成的双层结构（2亚类） 。多层结构（类）为： 上部由淤泥质土、中部由厚层粘性土（2.5m） 、下部由粗粒土组成的双层结构（2 亚类） 。堤基地质结构具体分类及说明如表 4.1 所示。 表 4.1 堤基地质结构分类说明表 堤名桩 号（m） 结构 类型 长度 (m) 地质说明 左堤 DK0+0000+080 II180 堤基土上部由粘土组成，厚 2.3m，层底高程 13.77m；下部砾砂，揭露厚度为 3.1m，下伏燕山早期 （r52）花岗岩，岩面高程为 8.97m。 10 DK0+0803+500 II23420 堤基土上部由粘土组成，厚 2.76.5m，层底高程 10.5312.98m；下部为细砂、粗砂、砾石，揭露厚度 为 1.63.2m，下伏燕山早期（r52）花岗岩，岩面高程 为 7.9210.78m。 DK0+0000+450 II2450 堤基土上部由粘土组成，厚 3.6m，层底高程 12.48m；下部为细砂及粗砂，揭露厚度为 1.8m，下伏 燕山早期（r52）花岗岩，岩面高程为 10.68m。 DK0+4500+550 II1100 堤基土上部由粘土组成，厚 2.4m，层底高程 13.78m；下部为细砂及粗砂，揭露厚度为 3.2m，下伏 燕山早期（r52）花岗岩，岩面高程为 10.58m。 DK0+5501+450 2900 堤基土上部由淤泥质粘土组成，厚 1.92m，层底高 程 15.29m；中部由粘土组成，厚 2.28m，层底高程 13.01m；下部为细砂、粗砂及砾砂，揭露厚度为 2.0m，细揭露岩面高程为 11.01m。 DK1+4502+210 II2760 堤基土上部由壤土组成，厚 4.95.1m，层底高程 11.3911.95m；下部为细砂及砾砂，揭露厚度为 1.31.4m，岩面高程为 10.0910.55m。 右堤 DK2+2102+500 II1290 堤基土上部由粘土组成，厚 1.7m，层底高程 12.47m； 下部为粗砂及砾砂，揭露厚度为 2.1m，下伏燕山早期 （r52）花岗岩，岩面高程为 10.37m。 据该统计表，左堤堤基由上厚层粘性土(2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.0050.005 样本数 6 9 9 9 9 最小值 0.20 1.00 8.00 45.50 3.90 最大值 8.30 15.90 42.60 81.60 12.70 细 砂 1 平均值 1.98 6.93 27.48 56.64 7.63 样本数 66666 最小值 4.00 41.10 15.10 4.10 0.30 最大值 24.80 52.60 39.40 12.10 6.90 粗 砂 2 平均值 17.12 48.48 23.93 8.05 2.58 样本数 488888 最小值 3.80 27.40 27.30 8.90 1.10 0.10 最大值 17.40 45.50 58.40 14.40 9.60 2.50 砾 砂 2 平均值 12.43 33.89 42.81 11.90 4.38 0.81 各粒径组(%) 土样 编号 取土 深度 不均匀 系数 No.- d5d10d20d60d70d85 Cu 岩土 名称 - mmmmmmmmmmmm ZKL3-49.20.480.40.2920.1560.1120.0830.39 ZKL7-48.70.4720.420.3620.1880.1540.1030.44 ZKL15-47.60.3120.2560.2210.1530.1230.0930.59 ZKL20-25.70.510.480.3840.20.1760.1360.41 ZKR6-48.80.480.420.3730.1880.150.10.44 ZKR10-29.00.6230.5920.4840.1980.1820.1360.33 ZKR14-48.20.850.7120.550.1880.1640.1270.26 ZKR18-26.90.910.720.520.1750.1630.1080.24 ZKR22-38.40.000.4890.3860.180.150.0930.36 细砂 1 最小值 0.00 0.26 0.22 0.15 0.11 0.08 0.24 22 最大值 0.91 0.72 0.55 0.20 0.18 0.14 0.59 样本数 9999999 平均值 0.52 0.50 0.40 0.18 0.15 0.11 0.38 ZKR2-48.00.000.000.000.5820.450.190.00 ZKR6-59.60.000.000.1960.590.470.330 ZKR18-37.91.981.350.90.480.40.3050.35 ZKR18-49.10.000.001.760.590.520.3420.00 ZKR22-49.20.000.001.940.5820.4760.3420.00 最小值 0.00 0.00 0.00 0.48 0.40 0.19 0.00 最大值 1.98 1.35 1.94 0.59 0.52 0.34 0.35 样本数 5555555 粗砂 2 平均值 0.40 0.27 0.96 0.56 0.46 0.30 0.07