工程地质勘察报告

1 X XX XX XX XX XX XX XX X 工工程程名名称称 工工程程地地质质勘勘察察报报告告 二二 一一七七年年七七月月 2 工工程程地地质质勘勘察察报报告告 1 前言 1 1 工程概况 1 2 勘察内容 1 对坝址区内主要的地形 地貌 地层岩性 地质构造 地震 地下水特性和不良地质现象的类别 规模和特征等的阐述 并查明坝 基地层物理力学性质等工程地质条件 2 查明坝基及坝肩渗漏 渗透特性等水文地质条件 通过压水 试验等查明坝基渗透性 3 通过砌体取芯样做抗压强度试验 坝体压水试验等检查坝体 砌筑质量 4 通过钻孔试验数据对坝址工程整体地质情况进行描述和确认 1 3 勘察依据及执行标准 本次勘察工作所依据的技术规范 标准及文件 行标 中小型水利水电工程地质勘察规范 SL55 2005 国标 水利水电工程地质勘察规范 GB50487 2008 行标 水利水电工程钻孔压水试验规程 SL31 2003 行标 水利水电工程钻探规程 SL291 2003 行标 水利水电工程边坡设计规范 SL386 2007 行标 水工建筑物抗震设计规范 DL5073 2000 国标 中国地震动参数区划图 GB 18306 2001 国标 土工试验方法标准 GB T 50123 1999 水利水电工程地质手册 设计单位提供 钻探技术要求 1 4 勘察工作布置及工作完成情况 3 1 4 1 勘察工作布置 本次勘察工作勘探点的数量和位置由设计单位布设 详见 坝址 区勘探点平面位置图 图号 S 1 勘探点的位置沿坝体工程布置 左 右岸坝肩各布置 1 个勘探点 共布设勘探点 2 个 勘察点间距约 98 米 根据设计单位提出的 勘察技术要求 和 勘探点布置图 遵照现 行规范和有关文件的要求 布设 2 个均为控制孔 孔深控制 各孔深 入稳定基岩 压水试验值小于 3Lu 1 4 2 勘察工作完成情况 本次勘察工作于 2012 年 12 月 22 日至 12 月 28 日完成野外钻探 取样及压水试验等工作 室内试验自 2012 年 12 月 29 日开始 2013 年 1 月 10 日结束 完成的具体工作量见表 1 4 2 1 勘探点信息一览 表 1 4 2 2 表 1 4 2 1 完成工作量一览表 序号项目单位数量备注 1钻孔放样个2 2钻探m 孔83 3m 2 3压水试验段18 4岩石试验件6 5混凝土试验件18 7简易水文观测次4 表 1 4 2 2 勘探点信息一览表 钻孔坐标 钻孔编号 X m Y m 孔口高程 H m 孔深 m ZK17322 66223454 3183248 0041 30 ZK27323 93053356 1755248 0042 00 A7326 603490 90248 00 B7326 603316 40 坐标高程控制点 1 5 工作方法和勘察仪器 设备 本次勘察主要采用钻探取样 压水试验 室内试验等多种勘探手 段相结合的方法进行勘察 现将采用的勘探方法和使用的相应仪器设 备介绍如下 4 1 勘探点测放 利用水库坝顶右岸 A 左岸 B 二点及高程点 A 使用全站仪以极坐标法依次放样各孔实地位置并测定孔口高程 成果属假设坐标系及黄海高程系统 2 钻探及取样 采用 XY 100 型油压钻机 1 台套 每回次控制 在 2 米以内 完整岩石取芯率不低于 85 破碎岩石取芯率不低于 50 在相应层位采取有代表性混凝土砼芯样及岩石样 3 本次钻孔水文地质参数试验类型主要采用压水试验 压水试 验按 水利水电工程钻孔压水试验规程 SL31 2003 有关要求执行 试段长度一般为 5m 压水试验按三级压力 五个阶段 即 P1 P2 P3 P4 P2 P5 P1 P1 P280cm 局部混凝土见蜂窝状气孔 主要揭示段 为 4 7m 23 28m 气孔径 1 2mm 居多 个别达 3 4mm 气孔主要 呈点状分布 贯通 连续性差 岩芯面普遍粗糙 顶板高程 xxxm 揭示层厚 xxxm 3 C15 混凝土 垫层 3 灰色 骨料粒径为 15 20mm 骨料成份多为晶屑凝灰岩 胶结情况总体呈上较密实 未见蜂窝麻面 芯样完整 与底部岩体胶结致密连成整体 与上部 C10 二级配混凝土 砌石整体性较好 揭示于中 该层主要位于钻孔 ZK2 岩体与坝体相 接处 挡水坝段垫层混凝土 顶板高程 xxxxxm 揭示层厚 0 50m 4 弱风化晶屑凝灰岩 J3nb 肉红色 凝灰岩结构 块状 构造 节理裂隙较发育 裂面具铁锰质渲染 岩质较新鲜 坚硬 倾 角约 45 60 微 张开状 岩芯呈长柱状 短柱 柱状 部分呈碎 块状 一般表层及中部较破碎 下部较完整 TCR 82 95 RQD 55 88 岩石坚硬程度等级为坚硬岩 岩体基本质量等 级为 级 分布广泛 各孔均有揭示 均未揭穿 顶板标高 210 10m 210 90m 顶板埋深 37 10 37 90m 揭示层厚 4 10 4 20m 9 各岩土层的岩性特征 埋深 厚度及分布情况详见工程地质剖面 图和钻孔柱状图 3 4 不良地质现象 坝址区不良物理地质现象不发育 3 5 水文地质条件 3 5 1 地下水类型 大坝附近水文地质条件简单 地表水主要为坝址内库水 根据含 水层性质及埋藏条件 本区的地下水含水层可分为 1 孔隙型含水层 主要分布于第四系残坡积层底部及沟谷冲洪 积层中 残坡积层的透水性差 埋藏一般较深 水量小 为孔隙型潜 水 主要受大气降水补给 部分补给下部基岩裂隙水 同时向低洼沟 谷处排泄 沟谷冲洪积层的透水性好 埋藏较浅 水量较大 受大气 降水及水库水补给 部分补给下部基岩裂隙水 同时向低洼处排泄 2 基岩裂隙水 分布于基岩风化裂隙及孔隙中 富水性弱 为 孔隙型潜水 受水库库水的补给 通过裂隙或泉眼方式排泄 透水性 随深度增加而减弱 3 5 2 坝体及坝基水文地质参数 本次勘察在坝体及坝基共进行压水试验 18 段 根据 水利水电 工程钻孔压水试验规程 SL31 2003 吕荣值计算按公式 q Q3 P3 L 渗透系数根据附录 C 公式 K Q 2 HL lnL r0计算 试验 成果详见表 3 5 2 1 1 表 3 5 2 1 1 压水试验成果表 岩土 名称 钻孔 编号 孔深 m 段长 m 选用 压力 MPa 流量 L min 吕荣值 Lu 渗透系数 m d 渗透系数 cm s ZK1 10 00 5 605 600 304 52 68 0 263 3 04E 04 ZK1 25 60 9 804 200 303 12 46 0 170 1 97E 04 混凝土 常规 ZK1 39 80 14 304 500 302 11 56 0 109 1 26E 04 10 ZK1 414 30 18 504 200 303 72 94 0 203 2 35E 04 ZK1 518 50 23 004 500 302 51 85 0 130 1 50E 04 ZK1 623 00 28 505 500 303 11 88 0 138 1 59E 04 ZK1 728 50 34 15 60 32 81 67 0 123 1 42E 04 最小值1 56 0 110 1 27E 04 最大值3 15 0 263 3 04E 04 样本数 141414 平均值1 10 0 083 9 61E 05 表 3 5 2 1 1 压水试验成果表 续 岩土 名称 钻孔 编号 孔深 m 段长 m 选用 压力 MPa 流量 L min 吕荣值 Lu 渗透系数 m d 渗透系数 cm s ZK2 10 00 5 205 200 304 83 08 0 276 3 19E 04 ZK2 25 20 10 004 800 303 62 50 0 203 2 35E 04 ZK2 310 00 15 805 800 303 31 90 0 194 2 25E 04 ZK2 415 80 20 504 700 304 12 91 0 230 2 67E 04 ZK2 520 50 25 204 700 303 22 27 0 180 2 08E 04 ZK2 625 20 30 14 90 32 51 70 0 142 1 64E 04 C10 二 级配混 凝土砌 石 ZK2 730 10 34 84 70 33 12 20 0 174 2 02E 04 最小值1 70 0 142 1 64E 04 最大值3 08 0 277 3 20E 04 样本数 141414 平均值1 19 0 100 1 16E 04 ZK1 834 10 38 84 700 3012 92 91 0 230 2 67E 04 坝体与 基岩接 触面 ZK2 834 8 40 15 30 308 42 45 0 225 2 61E 04 最小值2 45 0 225 2 61E 04 最大值2 91 0 230 2 67E 04 样本数 222 平均值2 68 0 0282 64E 04 ZK1 938 8 41 32 500 3015 71 47 0 053 6 14E 05 弱风化 晶屑凝 灰岩 ZK2 940 10 42 001 900 3010 41 40 0 036 4 15E 05 11 最小值1 40 0 036 4 15E 05 最大值1 47 0 053 6 14E 05 样本数222 平均值1 44 0 0455 14E 05 3 5 3环境水对建筑材料的腐蚀性 为评价本场地环境水的腐蚀性 本期勘察取地表水两件并进水质 简分析 根据水质简分析 按照 水利水电工程地质勘察规范 GB50487 2008 附录 L 进行判定 结果如下表 3 5 3 综合表 3 5 3 场地环境水对混凝土结构具弱腐蚀性 对钢筋混 凝土中的钢筋不具腐蚀性 对钢结构具弱腐蚀性 防腐措施应根据现行规范应采取相应的防护措施 表 3 5 3 地表水腐蚀性评价表 腐蚀性类型腐蚀介质腐蚀标准水质分析结果腐蚀性评价 PH 值 6 56 53 6 62无 侵蚀性 CO2 mg l 1 071 0 1 2弱 SO42 mg l 30030 0 35 0无 对混凝土的腐蚀性评 价 Mg2 mg l 10004 26 6 69无 对钢筋混凝土结构中 钢筋的腐蚀性评价 Cl mg l 10039 41 47 73无 PH3 11 6 53 6 62弱 对钢结构 CL SO42 mg L 500 39 41 47 73弱 弱腐蚀 性 3 6 地震动参数 区内未发现有明显的新构造运动迹象 历史上无大的地震活动记 12 录 区域构造相对稳定 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 和 水工建筑物抗震设计规范 DL5073 2000 规定 本场地的 抗震设防烈度为 6 度 水平向地震加速度代表值为 0 05g 所属设计 地震分组为第三组 大坝建基面均为弱风化晶屑凝灰岩 属于坚硬场 地土 场地类别为 类 特征周期为 0 30s 3 7 坝体混凝土及坝基岩石力学性质 3 7 1 室内试验 本次勘察在坝体取 6 组 18 件 C10 细石混凝土 C20 常规混凝 土芯样进行室内饱和抗压强度试验 坝基岩石取 2 组 6 件 弱风化 晶屑凝灰岩进行岩石试验 岩石试验成果见附表 01 统计结果详见 表 3 6 1 1 至 3 6 1 2 表 3 7 1 1 C10 二级配混凝土砌石 C20 常规混凝土芯饱和抗压强度试验成果统计表 试件情况记录极限饱和抗压强度 MPa 样品编号 岩性取样深度 m 试验值平均值 ZK1 Y1 1 15 10 15 3015 36 20 36 ZK1 Y1 2 15 5 15 7013 34 20 34 ZK1 Y1 3 15 80 16 0016 21 21 21 ZK1 Y2 1 20 30 20 4518 22 23 22 ZK1 Y2 2 20 60 20 8015 55 20 55 ZK1 Y2 3 21 10 21 3017 61 22 61 ZK1 Y3 1 31 1 31 316 35 21 35 ZK1 Y3 2 31 6 31 816 45 21 45 ZK1 Y3 3 C20 常 规混凝 土 32 00 32 218 32 23 32 统计个数 9 最大值 23 22 最小值 20 34 13 平均值21 6021 60 标准差1 18 变异系数0 071 修正系数0 96 标准值20 87 ZK2 Y1 1 4 3 4 514 68 14 68 ZK2 Y1 2 5 2 5 3516 77 13 77 ZK2 Y1 3 5 8 618 33 13 33 ZK2 Y2 1 10 2 10 415 32 13 32 ZK2 Y2 2 11 11 216 32 14 32 ZK2 Y2 3 11 5 11 718 33 13 33 ZK2 Y3 1 35 5 35 817 35 13 35 ZK2 Y3 2 36 6 36 815 87 13 87 ZK2 Y3 3 C10 二 级配混 凝土砌 石 37 7 37 916 56 14 56 统计个数 9 最大值 14 68 最小值 13 32 平均值 13 84 标准差0 56 变异系数0 040 修正系数0 97 标准值13 49 表 3 6 1 2 弱风化晶屑凝灰岩 物理力学试验成果统计表 3 7 2 各岩土层物理力学性质指标建议值 根据以上试验成果 同时参照相关规范 参照原竣工 检测等原 有资料并结合相近工程经验分析 综合提出场地坝体 坝址基岩岩体 结构面的主要物理力学参数地质建议值 详见表 3 7 2 1 3 7 2 2 指标 项目 样本数 个 范围值 平均值 fm 标准值 fm 标准差 变异系 数 饱和抗压强度638 5 45 141 8539 52 850 068 湿密度 d g m3 62 60 2 652 622 600 020 008 抗拉强度 MPa 61 40 1 801 551 440 130 084 抗剪强度 MPa 61 20 1 901 601 380 260 165 14 表 3 7 2 1 岩土层物理力学参数建议值表 表 3 7 2 2 各岩土层物理力学参数建议值表 抗剪抗剪断 摩擦系数 f 凝聚力 C 摩擦系数 f 凝聚力 C 单轴饱和 抗压强度 Rs 承载力 特征值 fak 名称 Mpa MpaMpakpa C10 二级配混凝土砌石 13 84800 C20 常规混凝土 16 6800 坝0 6501 001 10 岩 岩 坝基0 7001 001 10 39 51200 坝垫层0 6000 900 70砼垫层 弱风 化岩坝基0 6501 000 90 15 5800 4 坝体砌筑质量与大坝渗流评价 4 1 挡水坝坝体 溢流段质量评价溢流坝段特征 4 1 1 左坝挡水段 左坝挡水段 1 2 采根据钻孔 ZK2 钻孔结果及设计资料 坝 体材料主要为 C10 二级配混凝土砌石 块石与细石混凝土芯样胶结情 况总体呈上部胶结密实 较密实 未发现架空 芯样整体上较完整 坝 体与垫层混凝土胶结完整 密实 坝基垫层混凝土与基岩胶结较好 呈整体状 根据本次取样试验成果 C10 二级配混凝土砌石饱和抗压 强度试验平均值可达 13 84MPa 根据原竣工检测资料 垫层混凝土 饱和抗压强度试验平均值为 16 3MPa 达到设计强度的要求 弹性模 量 泊松 比 软化 系数 干密 度 饱和 密度 吸水 率 饱和 吸水 率 渗透 系数 Ed d s a sk 岩土名称 103Mp a g cm3cm s C10 二级配混凝土砌石6 10 2 382 43 2 10 3 5 1 16E 04 C20 常规混凝土6 9 2 362 40 1 69 2 8 9 61E 05 C15 混凝土 垫层 6 8 2 362 40 1 69 2 9 2 64E 04 弱风化晶屑凝灰岩60 40 210 632 602 620 5520 6304 69E 05 15 4 1 2 右坝挡水段 右坝挡水段 7 主厂房上游 根据钻孔 ZK1 钻孔结果 本坝 位于主厂房上游 7 坝体材料主要为常规混凝土 根据设计资料 位于坝右 0 000 00 坝右 0 030 00 段 在钻孔取芯时整体上较完整 的 只是局部混凝土见蜂窝状气孔 主要揭示段为 4 7m 23 28m 气 孔径 1 2mm 居多 个别达 3 4mm 气孔主要呈点状分布 贯通 连 续性差 岩芯面普遍粗糙 根据坝体取混凝土芯样试验极限饱和抗压 强度平均值为 21 60MPa 根据原竣工检测资料 垫层混凝土饱和抗 压强度试验平均值为 16 70MPa 达到设计强度的要求 坝右 8 段坝体材料主要为 C10 二级配混凝土砌石 未布置钻探 孔 根据原竣工检测报告表明 块石与细石混凝土芯样胶结情况总 体胶结密实 较密实 未发现架空 芯样整体上较完整 其饱和抗压 强度试验平均值为 12 60MPa 垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值 为 16 60MPa 均达到设计强度的要求 4 1 3 溢流段 本段未布置钻探孔 根据设计资料表明 溢流段 3 4 5 6 坝体材料主要为常规混凝土 混凝土主要为 C15 常规 混凝土 C10 细石混凝土 C25 常规混凝土 根据原竣工检测报告表 明 溢流段坝体混凝土未见蜂窝狗洞 未见表面裂缝 浇筑密实 外 观一般 施工质量评定为优良 C10 混凝土饱和抗压强度试验平均值 为 12 5MPa C15 混凝土饱和抗压强度试验平均值为 16 7MPa C25 混凝土饱和抗压强度试验平均值为 26 4MPa 均达到设计强度的要求 注 上述竣工验收检测提供的饱和抗压强度为混凝土标准试块养 护 28 天后的饱和抗压强度 4 2 大坝坝基岩体评价 大坝左 右岸 河床部位地基在坝体揭穿后即为弱风化晶屑凝灰 岩 根据钻探结果 岩石节理裂隙较发育 坝基岩体较完整 呈块状 结构 根据岩石试验极限饱和抗压强度平均值为 41 85MPa 强度高 16 属坚硬岩 大坝左右岸 河床部位坝基承载力满足要求 坝基稳定性 较好 此外 由于坝基建设时对坝基进行帷幕灌浆处理 本工程固结灌 浆效果以施工时灌浆量 灌后波速测试为主 结合本次钻孔内取芯 压水试验成果的方法判定 根据施工后对灌浆固结处理的岩石检测成果 岩体声波标准值提 高明显 断层部位最显著 根据本次钻探时对灌浆固结合后岩体进行 了 2 次压水试验 透水率为 1 40 1 47Lu 介于 1 3Lu 压水率满足 设计控制要求 综上所述 坝基经固结灌浆处理后 坝基的岩体的完整性的均性 有了较明显的提高 和改善 效果比较理想 能满足设计控制的要求 4 3 坝肩边坡稳定性分析 4 3 1 河床坝基 河床断层 f1 宽度 0 3 1 0m 充填片状岩 糜 棱岩 碎块岩 为陡倾角断层 且与坝轴线交角较大 带内岩石多呈 强 弱风化状 已进行常规处理 河床坝基稳定性较好 4 3 2 左岸坝肩 建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩 岩石 致密 力学强度较高 岩体较完整 未见断层破碎带 但见及节理密 集带宽约 1 5 3 0m 倾角 75 与坝轴线近平行 倾向山里 其两侧 风化较深 已进行常规处理 对坝基稳定无大影响 4 3 3 右岩坝肩 建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩 岩石 致密 力学强度较高 岩体完整性差 较完整 无大的地质构造经过 总体稳定性较好 但受缓倾角断层 f3 顺河向断层 f2 及断层 f4 的影响 右岸岩体完整性差 节理较发育 风化较深 局部组 合体对坝基抗滑稳定性不利 已采用边坡防护措施 现状稳定 4 3 4 坝肩边坡 址两岸地势陡峭 山坡自然坡度 25 45 基岩广 泛出露 根据现场调绘 两岸坝肩主要为强风化 弱风化岩 边坡总 体稳定 17 左岸坡度较缓 基岩为晶屑凝灰岩 岩体风化较浅 岩体完整性 差 较破碎 裂隙较发育 以高倾角为主 未发现单孔目坡软弱夹层 存在 无对边坡稳定不利的组合体 边坡总体稳定 受节理密集带的 影响 局部可能产生少量崩塌 右岸边坡为强 弱风化基岩揭露 岩 体完整性差 较完整 高陡倾角节理发育 缓倾角断层 f3 与顺河 向断层 f2 f4 组合 均未形成不利组合体 对坝肩边坡稳定无 影响 边坡总体稳定 但由于高陡倾角节理发育 局部可能产生少量 崩塌 开挖坡顶以上的自然边坡 强风化基岩出露 自稳条件较好 4 4 大坝渗漏分析 4 4 1 坝体渗漏分析 xxxxxxx 水库大坝坝体采用 C10 二级配混凝土砌石 本次勘察在 坝体中共进行 14 段压水试验 左 右岸坝体根据压水试验成果透水 率在 1 56 3 08Lu 之间 大致呈透水率较弱态势 大部分数值均小 于 3Lu 可满足要求 规范要求小于 3Lu 详见表 3 4 2 1 1 坝体与 坝基接触段共进行 2 段压水试验 根据压水试验结果 左 右岸及溢 流堰 河床 处坝体根据压水试验成果透水率在 2 45 2 91Lu 能满 足要求 根据现场检查 左 右岸坝体与坝基接触局部见有红褐色铁 质析出 并伴有局部潮湿 综上所述 大坝坝体整体性较好 仅局部存在由于混凝土存在蜂 窝而形成的混凝土表面潮湿 4 4 2 坝基渗漏分析 坝基岩土层为弱风化晶屑凝灰岩 表层岩体裂隙较发育 岩体呈 碎裂 块状结构 在坝基中共进行 2 段压水试验 根据压水试验表明 岩体上部的透水率在 1 40 1 47Lu 之间 左 右岸及河床钻孔压水试 验的岩体上部透水率小于 5Lu 规范要求小于 5Lu 能满足要求 4 4 3 绕坝渗漏分析 大坝左 右岸坝基岩土层为强 弱风化晶屑凝灰岩 根据钻探揭 18 示 两岸岩体裂隙较发育 根据压水试验表明 呈弱 中透水性 据现 场地质点调绘 左 右岸坝体下游 20m 范围内岩面偶见湿润 绕坝 渗漏现象不明显 5 溢流堰及及下游冲刷坑工程地质条件及评价 溢流堰位于坝顶中央 采用自由跌水式措施 溢流净宽 70m 大 坝溢流堰无挑流措施 设计洪水时单宽流量 79 69m3 s m 校核洪水 时单宽流量 121 38m3 s m 堰顶高程为 230m 工程泄流量较大 泄 流对坝下冲刷能量大 根据现场观测冲刷坑