承德市橡胶坝工程地质条件评价

理论研 究 承德市橡 胶坝 工程地 质条件 评价 2 0 1 0年 第 1期 承德市橡胶坝工程地质条件评价 刘 大 群 河 北省水 利水 电勘 测设计研 究 院 天 津 3 0 0 2 5 0 摘 要 为进一 步美化城市在贯穿市区的武烈河旅游桥上游 2 5 0 m处修建第一座橡胶坝 它 的建立不仅 为美丽 的山城增添一景 而且可以提 高离宫湖水位 改 变热河河水 的现状 局部 气候也将 得到进 一步 的改 善 关键词 橡胶坝 工程地质条件 渗透 评价 中 图 分类 号 TV2 2 1 2 文 献标 识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 0 0 l 一0 0 3 2 0 3 依山傍水的承德市位于河北省北部 驶名中外 的我国最大 的皇家 园林避暑 山庄 和融各 民族 建筑艺 术为一 体 的外 八庙 均座落在 本市 为进 一步美 化城 市在贯 穿市 区的武 烈河旅游 桥 上游 2 5 0 m 处 修建 第 一 座橡胶 坝 它 的 建立 不 仅 为美 丽 的 山 城 增 添 一 景 而且 可 以提 高离 宫湖水 位 改 变热河河 水 的现 状 局部气 候也将 得 到进一步 的改善 l 地 质概 况 承德市地 处燕 山 山脉 的腹 部 为 一 断 陷盆 地 山脉走 向近 东西 与区域 构造线趋 一致 地形属 浅 切割的 中低 山 区 大 部 岩石 裸 露 武 烈 河 全 长 9 6 k m 市 区段 河 流 长 度 1 8 0 5 k in 滦 河 与 武烈 河 两大水 系 流经此地 支 流发育 水源 丰富 出露 的地 层 岩 性 主要 为 侏 罗 系 的 砂 砾 岩 砾 岩 第 四系松 散堆积 物分 布较普遍 分 布规律 受其 现代地形及古地貌控制 一般在山麓边缘 缓坡及 山间洼地 中多发 育为洪 坡积 形成 的堆积 物 在 河 谷及 岸边则 以洪 冲积与 冲击成 因类 型最为 发育 本 区处 于 内蒙 地轴 与燕 山沉 降带分 界地 带 基 地构造 线方 向受近 东西 向 北东 东 向复式褶皱 构造 控制 地质构 造复 杂 岩浆活动 频繁 依据 中 国地 震局制 定 国家技术 监督局 发布 的 中国地震 动参 数 区划 图 GB 1 8 3 0 6 2 0 0 1 承德 市 地震 动峰 值 加速 度为 0 0 5 g 地震 动反 应谱 特征周 期 为 0 4 5 s 相 当于地震基 本烈 度 度 32 2坝址区工程地质条件 2 1 坝 轴线部 位地质 勘 察 坝线长度 1 8 5 m 为了解第 四系堆积物 空间分布 形 态和 测 定含 水 层顶 底 板 的高 程及 基 岩埋 藏深 度 故布设钻孔 7 个 布置抽水孔 4 个 详见表 表 1钻孔资料一览表 覆 盖层深度 基岩面高程 地 下水位 含水层厚度 平均渗透 钻孔编号 m m 埋深 in n 1 荼数 m 日 橡 坝 1 孔 6 8 O 3 2 2 8 6 1 4 5 5 3 5 2 5 1 3 橡 坝 2孔 8 8 5 3 2 1 0 4 1 5 O 7 3 5 橡坝 3 L 9 4 O 3 1 9 5 7 0 3 0 9 1 0 橡坝 4孔 1 3 4 0 3 1 6 5 0 1 5 0 1 1 9 7 9 2 9 3 橡坝 5孔 1 4 2 0 3 1 6 1 7 1 9 O 1 2 3 O 2 4 1 橡坝 6孔 1 3 4 0 3 1 7 O 5 1 2 0 1 1 2 0 橡 坝 7孔 9 5 O 3 2 1 3 9 1 8 0 7 7 0 2 9 9 6 2 2地 层特征 坝址 区基 岩为 侏 罗 系 中统 后 城组 砾 岩 成份 以 片麻岩和花 岗岩为主 胶结程度好 岩石坚硬 与第 四 系洪 坡 积物呈 不整合 接触 与上覆 堆积 物接触部 位 岩石 破碎 随深度 的增 加岩 石趋 向完整 基 岩上覆 的上 更 新 统 洪 坡 积 全 新统 洪 冲积 堆 积物厚 度为 4 5 0 1 1 3 5 m 堆 积 物分 别 为漂 卵 砾 石层及 亚粘 土亚 砂 土充 填 的 卵 砾石 层 它 的 特点 是层 位清 楚 厚度 变 化大 结 构紧 密 卵 石大小 混杂 作者简介 刘大群 1 9 5 0年 一 男 汉 天津市人 高级工程 师 理论 研究 承 德市 橡胶 坝工 程地 质 条件 评价 2 0 1 0年 第 1 期 分选性 差 大部 为亚 角形 扁 圆状 其 成 分 取决 于 上 游 基岩 类 型 其 中砂 卵 石 层 的 厚 度 一 般 为 6 8 2 O m 河床 部位 由 于水 流 冲刷 大 部砂 卵石 层 裸 露 外 在 河漫 滩 中 分 布普 遍 连 续 性 好 其 厚 度 为 0 1 1 Om 2 3 水 文 地质 条件 承 德市 所处水 文 地质 单 元为燕 山山地 水文 地质 区 中高 山水 文地 质 亚 区 为 武 烈 河 下游 的河 谷 地 带 河床 呈侧 向侵 蚀 河谷 发 育 橡 胶 坝 向上游 回水 l k m 河谷 宽度 8 0 0 9 0 0 m 地 貌划 分 为 河 床 漫 滩 和一级阶地 河谷中第 四系堆积物较深厚 并发育 有 富含孔 隙水 的含 水 层 地 下水 补 给条 件 以武 烈 河 补 给为 主 3工程地质条件评 价 3 1 坝 基渗 漏及 侧 向渗漏 坝轴线长度为 1 8 5 m 回水 l k m 库区面积 1 8 5 万 m 库 区 内 河 床 宽 度 2 5 3 0 m 其 两 侧 为 漫 滩 左坝肩为公路 路旁为出露的砾岩 右坝肩为清代修 建 的防洪 大堤 堤 外 依 次 为公 路 学 校 居 民 区 和 离 宫 进 入离 宫跨 过银 湖 上湖 如 意湖 为一 级 阶地 和 裸露 的太古 界 片麻 岩 覆 盖 层下 覆基 岩 高程 由左岸 向右岸 逐渐 加深 说 明 自然河 床非 当今位 置 而 在 右 坝肩 附近 两侧 山谷 高 度 起 伏 大 河 谷 间 相 对 距 离 变化大 从 上游 激 流 而下 放 荡 无 羁 的 武 烈 河 水 也 只 得顺其 自然 而形成 侧 向侵蚀 河 曲发 育 的河床 而 清代修 建 的防洪 大堤 又人 为 地将河 水 控制 在现 今 的 位置 库区 内现河床为裸露 的松散 的砂卵石层 属 于 强透水 层 为地 表水 下 渗 和 坝 基 渗 漏 及 向河 道 两侧 渗 漏 的主要 通道 库 区地 下水 是 由地表 水 补给 潜 水 位较 平缓 其 高 程接 近地 表水 位 河漫滩上部 由亚砂土和亚粘土 淤泥组成 为弱 透 水层 其 下 为 亚粘 土 夹 卵砾 石 和砂 卵 石层 前 者 为弱 透 水层 而砂 卵石 层 各 层位 置 高程均 低 于河 水 位 是 坝基渗漏和库区侧向渗漏的主要通道 上 更新统 的坡积 物为 砾石层 因结 构松 散 为强 透水层 因此也构成了向坝基和库区侧 向渗漏的途 径 左右坝肩下覆地层 同上所述 都存在坝基渗漏 和绕坝渗漏 绕渗的主要途径将沿谷底深槽部位完 成 而谷 底深 槽部 位 从 勘 探 成 果 分 析其 位 置 控 制 在 四号孔 至公 路 附近 那 么右 坝 肩 和 坝 基 渗 漏量 将 高 于 左坝 肩 概 括 上 诉 渗 漏 的 主要 通 道 为 现河 床 部 位及 河 漫 滩砂 部位 卵石 层及 与基 岩接 触 的砾石 层 因此 渗 漏 是本 库 区 的主要工 程地 质 问题 3 2 清坝 埋深及 武 烈河 谷原 自然 河道 的位 置 武 烈 河 河 谷 在 库 区 范 围 内 的 宽 度 为 8 0 O 9 0 0 m 而现 河床 仅 2 5 3 0 m 宽 清 坝 的建立 仅 仅 是 为 了离宫 的安危 而 人为 地将 河水 控制 在现 今 的范 围内 而侧 向防渗涉及 到 清坝 的埋 深 关 于 清 坝 的埋 深经 过调 查 众 说纷 纭 上九 条 下十几 条 上九条下九条 单摆 浮隔 等 这个问题不搞 清 楚 侧 向防渗 将是 盲 目的 从 坝 线 勘 探 可 知 基 岩 面在 坝 线 范 围 内从 左 至 右逐 渐加 深 四号孔 岩 面高 程 为 3 1 6 5 0 m 而 五 号孔 为 3 1 6 1 7 m 那 么继 续 延 伸 基 岩 面 是 继 续 加 深 还 是抬高 而 武烈 河 谷 原 自然 河道 在 哪个 位 置 是 否 存 在第 二 个深槽 这 个 问题很 重 要 因为 它将 关 系 到绕渗 主要 途径 的位 置 为 了搞 清上 述 两个 问题 在 离宫 和 市第 二 中 学 内各 布 了两个 勘 探孔 在 清坝 靠 近坝线 位 置布 了一个 勘探 孔 勘 探 结 果 揭 露 清 坝 从 顶 到 底 高 度 为 4 4 0 m 其结 构为 两侧 和 底部 为 紫 红色 砂岩 花 岗 片麻岩 条 石 中间 填 有 三 合 土 三 合 土 厚 3 m 底 部 条 石厚 度 为 1 4 0 m 坝基 为砂 层 其 间打 有 柏 木 桩 砂层 下 覆 为 2 0 c m 厚 的淤 泥 和 小 块 砾 石 的 砂 砾 石 层 深槽 部位 在 四 号孔 至 清 坝 外 侧 槽 底 高 程 为 3 1 6 1 7 m 深槽 宽度 6 5 m 整 个 河谷 断 面 长 度 为 9 36 5 m 4 结 语 库 区 的第 四系堆 积物 由冲 洪积 和坡 洪 积物 组 成 其特点为 洪积物 由于暂时性水流搬运能力不 等 不仅 粗 大颗粒 中有细 小颗 粒 而细小 颗粒 中也有 粗大颗粒 冲积物大部分 由砂 卵 砾石等组成 由于 侧 向侵蚀 和 上游 沟谷 夹带 的 细小颗 粒 与粗大 颗粒 交 错堆积 承载力显著下 降 坡积物一般具棱角 经一 段距 离 的搬运 部分 呈 亚角 形 又未经 良好 分选 颗 粒 大小 昆 乱 结 构疏 松 因此 在 上述地 层 中建 坝 不 同 的地 层应 考 虑不 同 的承载力 武烈河河 曲发育 砂卵石在河床和漫滩与一级 阶地 内分布广泛 层位稳定 为本库区渗漏的主要渠 道 33 理论 研究 承德市橡 胶 坝工程地 质条 件评 价 2 0 1 0年 第 1期 因此需 采取 垂直 向普遍 防渗 而垂 直 向防渗 的 结果又将增加和增大新的绕渗途径和绕渗量 这就 向我们提出了一个 问题 必须搞清本库区 所处 的 自然 环境 搞清 了 自然河 道 的位置不 仅认识 到右 坝肩是 坝基渗 漏 的主要位 置同时 也是绕 坝渗漏 的主要 部位 并证实 在本库 区仅存 在一 条原 自然河 道 清坝 在侧 向防渗方 面未起 到阻水作 用 它的 探 明 不 仅解决 了库 区侧 向防渗处理 中的一个 障碍 而且也填 补 了在研 究 清代 离 宫史 中关 于清坝 埋深 之 谜 的空 白 关 于通 过离 宫绕 渗 而达 到 抬 高湖 水位 的 问题 通过 现有钻 探资料 推 测 尽 管绕 渗 的 主要 途 径将 通 过谷底的深槽完成 地下水向离宫绕渗是一定 但是 存 在一个 水量 大小 的 问题 离 宫湖 常 年积 水 淤 积 厚度尚不清 地下水渗入离宫 湖内水位是否明显抬 高 如果地 下水 位降低 离宫 湖水会 随即下 降是不用 质疑 的 古 时 的离宫 湖 水是 通 过地 表 水补 给 今后 离 宫 水补充 问题 的解 决是否 可 以考虑通 过恢复 清代 引水 渠道来 完成 通过渗透系数测定 靠近河床部位 K值 明显增 大 这为 防渗处 理 找到 了主要位 置 至此可得 出 坝 基 渗漏 和侧 向渗 漏 是 本库 区 的主要 工 程地 质 问题 而 防渗处 理措施 是建 坝的关 键 根据坝基渗漏的分析结果 在建坝施工中均采 取 了相应措施 获得实施 参 考文献 I S L T 3 1 3 2 0 0 4水利水 电工 程施 工地质 勘察规程 s 北京 中国水利水 电出版社 E 2 GB S 0 Z S r 一9 9 水利水电工程地质勘察规程 s 北京 中 国计划出版社 3 水利部水利水 电规划设计总 院主编 水利水电工程地质 手册E M 北京 水利电力出版社 上接第 2 7 页 证等 程序进 行 5安全环保文明施工监控 二期 纵 向围堰 下游 段碾 压 混凝 土 施 工强 度 高 工期紧 人力资源和机械资源投入多 与一期土石围 堰填 筑存 在交叉作 业 的现象 安 全隐患 大 相应 安全 监控工 作落实 情况 如下 1 要求 承包人 对入仓 道路进 行合理 规划 布置 尽量减 少 高 坡 道 路 和 弯 道 道 路 最 大 纵 坡 控 制 在 1 1 以内 弯道 的 最 小半 径 控 制在 2 0 m 以上 主 要 路 面宽度 达到 1 0 m 2 要求 承包人 在施 工 区设 置 足够 的 照明 系统 施工用电线路按规定架设 满足安全用电要求 3 要求 承包人 配备 安全 防护设施 仓 面要设置 安全通 道和安 全 围栏 模板 要设 安全作业 平 台 高空 部位要 挂设安 全 网 随仓位 上升要 搭设交 通梯 操作 人员要佩 带安 全绳 和安 全 带 施 工脚 手 架 和操 作 平 台搭 设要 牢 固