泥岩砂岩物理参数

三三峡峡库库区区地地灾灾防防治治顾顾问问部部 文文件件 中铁二院三峡顾问咨发 2007 31 号 关于重庆市三峡库区三期地质灾害防治项目关于重庆市三峡库区三期地质灾害防治项目 万州区徐家坝危岩带 治理总表序号 万州区徐家坝危岩带 治理总表序号 217217 初步设计阶段 初步设计阶段 勘查报告的咨询评估报告勘查报告的咨询评估报告 重庆市国土资源和房屋管理局 根据重庆市三峡地防办委托 中铁二院工程集团有限责任公司三峡 库区地灾防治顾问部组织专家于 2007 年 6 月 15 日 在鸿都大酒店十七 楼三会议室 对重庆市地勘局南江水文地质工程地质队提交的 万州区 徐家坝危岩带 治理总表序号 217 初步设计阶段勘查报告 简称 勘 查报告 进行了审查 参加会议的单位有万州区地质灾害整治中心 重庆时乐浦地质灾害防治咨询设计事务所 重庆市地勘局南江水文地质 工程地质队 审查期间 听取了 勘查报告 编制单位的情况汇报 同 与会人员交换意见 经认真研究 现将 勘查报告 的咨询评估意见报 告如下 一 基本情况 一 危岩基本情况 徐家坝危岩位于重庆市万州鱼泉产业集团有限公司厂区南及西南侧 地处长江左岸一级支流龙宝河左岸台阶状 或方山 丘陵陡崖一带 行 政区划属于万州主城龙宝区 地理坐标介于 X m Y m 范围 危岩为侏罗系中统沙溪庙组巨厚层状砂岩陡崖 呈东西向分布 长 中 铁 二 院 工程集团有限责任公司 2 900m 高 5 5 25m 由 14 个危岩体组成 总体积 21660m3 为大型危岩 带 危岩带临空面近于直立 所处势能较高 其高度以大于 15m 为主 多数属中位危岩 危岩带斜坡脚高程在 187 195 52m 危岩底高程在 207 220m 危岩顶面高程在 223 31 239 50m 二 可研阶段批复意见 2005 年 8 月中国国际工程咨询公司对可研勘查与设计报告进行评估 同年 10 月出具了评估报告 评估意见认为 1 意见 1 危岩带各危岩体均已形成卸荷裂隙 顶部影响范围内的建筑 物及地面普遍出现了变形裂缝 W1 危岩体 2003 年已发生崩塌灾害 危 岩失稳危及移民迁建企业和居民安全 进行防治是必要的 2 危岩带总体防治方案经技术经济比较 采用方案基本合适 分项工程设计基本合理可行 2 建议 1 危岩带中可能发生崩塌的危岩体均独立存在或连成一小段 初设阶段应划分为单体或小段 在 勘查报告 提出的危岩影响范内分 别统计危及人数和可能造成的经济损失 并据此分别确定其防治等级 优化工程设计 2 编制工程初步设计方案时 应针对 W1 W12 每个危岩体提出 具体工程措施 三 本阶段完成主要工作量 详见表一 勘查实际完成工作量表 3 表一 项目名称设计工作量实际完成工作量 地形图 1 500 0 3km20 3km2 剖面 Km 条 1 3 16 条 1 200 1 297 16 条 1 200 勘探点定位 点 11 其中钻孔 3 个 探槽 8 个 11 其中钻孔 3 个 探槽 8 个 地质观测点定位 点 2025 危岩点定位 点 1414 E 级 GPS 测量 点 7 57 5 二级导线测量 km 6 04 32 四等水准测量 km 66 测量 修测 图根点测量 点 3030 地面测绘 km2 0 3 1 500 0 3 1 500 工程地质剖面测绘 km 1 3 16 条1 3 16 条 各类地质观测点 点 2025 地质测绘 危岩点 点 1414 钻探 m 孔 45m 3 孔46 02m 3 孔 取样水样 组 水样 4 组水样 4 组 槽探 方 条 272 7 8338 252 8 二 防治工程建设的必要性和紧迫性 勘查区危岩所处陡崖高 裂隙 岩腔稳定性不断下降 一旦危岩失 稳 影响已迁移民及移民企业安全 危害总人数为 4318 人 政治影响 很大 可能经济损失为 31400 万元 因此对危岩进行治理是必要与紧迫 的 根据 三峡库区三期地质灾害防治工程勘察技术要求 以下简称 勘察技术要求 中表 2 4 危害程度分级标准 该危岩的危害程度等 级为 级 但因危岩发生危害是单体或小段危岩的崩塌或坠落引起 故 将危岩的危害程度等级定为 级 评估认为 1 危岩在久 暴雨及人类工程不当的活动 将使危岩稳定性降低 直接威胁移民企业和移民居住安全 因此 对其进行工程治理是十分必 要和紧迫的 4 2 实际完成工作量与勘查设计书审查的工作量基本相符 3 根据 勘察技术要求 该危岩带地质灾害危害等级确定为 级 是合适的 三 危岩区地质环境条件 勘查区位于新华夏系四川沉降带川东褶皱束北东端之万县复向斜北 西翼近轴部 北靠铁峰山背斜 南临方斗山背斜 属川东典型的隔挡式 分布区 自白垩纪以来 燕山运动使四川盆地相继抬升 进入新生代以 后 受喜玛拉雅运动的影响 四川盆地大面积隆起 长江相继形成 并 塑造了四级夷平面和多级阶地 从早更新世晚期开始 隆起幅度加剧 尤其是全新世期间地壳上升最快 河流强烈下切 形成了高陡的河谷岸 坡 并产生了大量的崩滑堆积物 勘查区地貌单元主要属构造剥蚀切割 丘陵河谷地貌 分布于龙宝河和五桥河以北的长江下游大部份区域 为 砂岩台状山或方山 河谷斜坡为构造一剥蚀丘陵的一部分 高程在 300 00 一 330 00 m 以下 地形受岩性和构造控制 五桥河和龙宝河以北 的长江下游地带为侏罗系中统沙溪庙组砂 泥岩 岩层产状为 340 7 岩层产状平缓 地形呈台阶状 泥岩剥蚀风化呈缓坡 平台 砂岩呈陡坎 陡崖 成危岩发育地带 河谷斜坡上有崩坡积物及滑坡分 布 勘查区位于高陡的斜坡 陡崖地带 地面排水通畅 地层含水条件 差 水文地质条件简单 地下水贫乏 平时大部分陡崖坡面 坡脚未见地 下水出露 降雨多通过地表排泄 少量渗入裂隙形成地下水 在陡崖坡 面通过裂隙渗出 具有迳流途径短 排泄快的特征 出露的地层主要有 第四系全新统崩坡积层 Q4col dl 填土层 Q4ml 和下伏侏罗系中 统上沙溪庙组 J2s 砂岩与泥岩互层 根据 中国地震动参数区划图 GB18036 2001 区内地震动峰值加速度为 0 05g 抗震设防烈度为 度 地震动反应谱特征周期为 0 35S 对危岩影响不大 评估认为 危岩区地质环境条件论述基本清楚 但危岩区处在万县复向斜北西 翼近轴部附近 未对岩体受构造挤压产生的构造裂隙及其与危岩相关裂隙 影响进行简要描述 万县复向斜聚水构造及富水状态应在危岩水文地质 5 条件中作叙述 四 危岩基本特征 一 危岩分布范围 规模及形态 徐家坝危岩在平面上的分布受控于陡崖发育方向 在平面上陡崖发 育大致呈一 S 型展布 发育的 14 处危岩体 段 分部高程在 195 225 60m 形态各异 有柱状 块状 长方体状等 规模大小不一 体积 120 3117m3 根据 勘察技术要求 中表 2 2 崩塌 危岩体 分 类表 危岩均属大型危岩 危岩体顶端距陡崖脚的高度一般小于 25m 以中位危岩居多 低位危岩相对较少 危岩分布范围 规模及形态详见 表二 表三 表二 危岩分布范围 坐标危岩标高 m 编 号X Y 顶面底面 斜坡倾向 斜坡结构 类型 W0I34104 6685477 038236 50223 50168切向坡 W0234233 8495500 355233 70213 70164逆向坡 W0334338 6615502 304238 92227 30168切向坡 W0434432 1555472 953242 20226 2065切向坡 W0534423 5545519 638233 70212 7080切向坡 W0634460 5385579 894223 60213 60170切向坡 W0734460 5385579 894228 40206 40156切向坡 W0834514 3555598 473218 20200 20160切向坡 W0934523 3495607 304225 70206 20160逆向坡 W1034551 5015615 173223 30195 80160逆向坡 W1134570 1915621 792223 80195 80160切向坡 W1234579 3805623 282225 88215 88180切向坡 W1334594 5505624 081225 75216 25180切向坡 W1434609 5005622 325225 15219 25180切向坡 注 W5 危岩分为 W5 1 W5 2 W5 3 W5 4 W5 5 计 5 个小块体危岩 6 表三 危岩规模及形态 规 模 编 号 近似 形态 长 m 宽 m 高 m 体积 m3 后壁倾 向 后壁倾 角 W01块状体32 151 013 059115678 W02块状体24 444 5620 0176517260 W03块状体13 4511 2611 6120016477 W04块状体12 53 016 06007078 W5 1 块状体9 428 7613 51114 008660 W5 2 块状体8 68 7614 510928660 W5 3 块状体7 488 7613 08528660 W5 4 块状体2 768 7615 03638660 W5 5 块状体3 588 7614 04398660 W06块状体22 854 410 093517870 W07块状体28 185 522 0311716476 W08块状体14 05 018 0120016075 W09长条块体28 08 08 0179216075 W10长条块体25 010 017 5465016075 W11楔体状21 04 08 067217065 W12块状体6 55 010 030215678 W13楔体状10 35 69 527018067 W14块状体6 53 36 012018069 二 危岩结构特征 危岩体发育在近于水平层状结构砂岩陡崖上 陡崖倾向从 90 168 陡崖高 10 33m 危岩主塌方向与陡崖倾向基本一致 最大 切割深度 18m 最大张裂缝宽 1300mm 裂面弯曲 粗糙 详见表四 表四 危岩结构特征 编 号 后壁裂 隙产状 侧壁裂 隙产状 切割深度 m 张开度 mm 裂隙间距 m 裂面形态 裂面粗糙 度 W0I 156 78 240 65 7 4 3 201 5 2 弯曲粗糙 W02 172 60 133 88 16 0 1 2401 4 平直较光滑 W03 164 77 256 76 10 0 3 3002 0 弯曲粗糙 W04 70 78 150 78 15 0 3 3001 5 2 弯曲粗糙 W05 86 60 160 74 18 0 30 801 5 弯曲粗糙 W06 178 70 160 81 8 4 30 702 0 弯曲粗糙 W07 164 76254 74 14 0 20 701 5 2 弯曲粗糙 7 W08 160 75 265 82 14 0 3 501 5 2 弯曲粗糙 W09 160 75 260 80 17 4 5 301 3 0 弯曲粗糙 W10 160 75 260 85 14 6 3 201 5 2 弯曲粗糙 W11 170 65 260 75 14 0 3 401 2 0 弯曲粗糙 W12 156 78 240 65 10 0 3 202 5 弯曲粗糙 W13 180 67 270 84 7 0 201 5 弯曲粗糙 W14 180 69 267 78 6 0 3 504 0 弯曲粗糙 三 危岩区岩石物理力学性质 勘查报告 指出 前期勘查对本场地取样试验能满足本次勘查精 度要求 试验数据利用可研阶段勘查试验数据进行统计计算 其中砂岩 4 组 泥岩 4 组 岩样试验项目为 密度 天然和饱和单轴抗压强度 三轴剪 抗拉 弹摸 泊松比 根据试验相关值确定岩石与岩体物理力 学参数如下 1 砂 泥岩物理力学参数 砂岩 中风化砂岩天然重度 25 3kN m3 饱和重度 25 6kN m3 岩 石天然抗压强度标准值 44 95Mpa 饱和抗压强度标准值 35 75Mpa 抗 拉强度标准值 1 954Mpa 内聚力 4 62MPa 内摩擦角 44 94 变形模 量标准值 4126 41Mpa 弹性模量标准值 4532 68Mpa 泊松比 0 183 岩 体天然抗压强度标准值 30 12Mpa 饱和抗压强度标准值 23 95Mpa 抗 拉强度标准值 781 6Kpa 内摩擦角 33 70 内聚力 924 0kPa 变形模 量 3094 8Mpa 弹性模量 3399 5Mpa 泊松比 0 183 泥岩 强风化泥岩天然重度 24 18kN m3 饱和重度 24 35kN m3 岩石天然抗压强度标准值 4 408Mpa 饱和抗压强度标准值 3 11Mpa 抗 拉强度标准值 276Kpa 抗剪强度标准值 563kPa 内摩擦角 34 29 变 形模量标准值 436 64Mpa 弹性模量标准值 587 18Mpa 泊松比 0 232 岩体天然抗压强度标准值 1 45Mpa 饱和抗压强度标准值 0 98Mpa 抗 8 拉强度标准值 112Kpa 内摩擦角 25 72 内聚力 112 60Kpa 变形模量 305 65Mpa 弹性模量 411 03Mpa 泊松比 0 232 中等风化砂岩岩石地基承载力标准值 26812 5Kpa 强风化砂岩岩 石地基承载力标准值 450Kpa 经验值 中等风化泥岩岩石地基承载力标准值 2332 5Kpa 强风化泥岩岩 石地基承载力标准值 350Kpa 经验值 2 危岩体结构面抗剪强度指标采用值详见表五 表五 危岩结构面抗剪强度 结构面抗剪强度岩体抗剪强度编 号 状态 C KPa C KPa 天然 92444 94 W01 饱和 66543 95 天然 251892444 94 W02 饱和 201266543 95 天然 602692444 94 W03 饱和 601566543 95 天然 722492444 94 W04 饱和 352066543 95 天然 92444 94 W05 饱和 66543 95 天然 602492444 94 W06 饱和 501966543 95 天然 602492444 94 W07 饱和 301866543 95 天然 92444 94 W08 饱和 66543 95 天然 92444 94 W09 饱和 66543 95 天然 92444 94W10 饱和 66543 95 9 天然 92444 94W11 饱和 66543 95 天然 92444 94W12 饱和 66543 95 天然 92444 94W13 饱和 66543 95 天然 501892444 94W14 饱和 401666543 95 3 砂岩与锚固体之间的粘结强度 500Kpa 泥岩与锚固体之间的 粘结强度 250Kpa 4 砂岩水平抗力系数 K 取 350MN m3 泥岩水平抗力系数 K 取 178MN m3 评估认为 对危岩的分布范围 规模 每块危岩的大小 形态及危岩的结构特 征论述基本清楚 危岩区岩石物理力学性质试验项目齐全 但试验组数 及参加统计分析的岩石性质指标数组偏少 五 危岩破坏方式及稳定性评价 一 危岩破坏方式及稳定性评价 勘查报告 指出 危岩体共计 14 处 其中滑移式破坏的危岩有 3 处 倾倒式破坏的危岩有 1 处 坠落式破坏的危岩有 5 处 滑移 坠 落式破坏的危岩有 2 处 滑移 倾倒式破坏的危岩有 2 处 坠落 倾倒 式破坏的危岩有 1 处 其变形破坏方式及稳定性评价详见表六 10 表六 危岩破坏方式及稳定性评价 编 号 破坏 方式 预测崩 塌方向 稳定 系数 稳定性 评价 危害对象 整治方 式建议 W0I坠落 168 1 367基本稳定顶部鱼泉公司魔芋厂封闭裂隙 锚固 支撑 W02滑移 164 1 288基本稳定顶部鱼泉公司魔芋厂支撑 锚固 封填岩腔 W03滑移 168 1 249基本稳定阳光电子公司 综合饲 料厂及下部农技站等 锚固 W04倾倒 65 1 091欠稳定下部植保站及附属设施 等 锚固 支撑 W05滑移 坠落 73 85 0 363不稳定顶部酱油厂 家具厂及 附属设施 锚固 支撑 W06滑移 坠落 168 1 019欠稳定阳光电子公司 民房及 公路等 锚固 支撑 W07滑移 倾倒 168 1 183基本稳定顶部鱼泉公司及附属设 施等 锚固 支撑 W08坠落 160 1 183基本稳定顶部鱼泉公司 魔芋厂 及附属设施 锚固 W09坠落 160 1 155欠稳定顶部鱼泉公司 下部污 水处理站 锚固 支撑 W10坠落 160 1 134欠稳定顶部鱼泉公司 下部污 水处理站 锚固 支撑 封填岩腔 W11坠落 倾倒 160 1 392基本稳定顶部鱼泉公司 下部污 水处理站 锚固 支撑 W12坠落 180 1 030欠稳定顶部鱼泉公司 下部污 水处理站 锚固 支撑 W13滑移 180 1 144欠稳定顶部鱼泉公司锚固 支撑 W14滑移 180 9 040稳定顶部鱼泉公司锚固 支撑 11 倾倒 W12坠落 180 1 030欠稳定顶部鱼泉公司 下部污 水处理站 锚固 支撑 W13滑移 180 1 144欠稳定顶部鱼泉公司锚固 支撑 W14滑移 倾倒 180 9 040稳定顶部鱼泉公司锚固 支撑 二 危岩发展变化趋势及危害性预测 勘查报告 指出 从危岩所处陡崖位置 变形特征及控制危岩 稳定性的裂隙 岩腔发展情况来看 基座岩腔由于差异风化严重 岩腔 不断加深 危岩下部失去支撑 危岩体在自重的作用下 加之后壁裂隙 水压力 楔劈作用 使裂隙不断的加宽加深 最终导致危岩产生崩塌 通过危岩体的野外现状调查及室内稳定性分析 危岩体的稳定性在不断 下降 危险性在日趋加大 勘查区危岩体总体向不利稳定的方向发展 由于阳光电子公司及鱼泉产业 集团 有限公司厂房等设施均在陡 崖边缘附近 绝大部分房屋均处在陡崖卸荷裂隙宽度之内 危岩体发生 崩塌光电子公司或鱼泉产业 集团 有限公司直接受害 危岩崩塌还将 使陡崖下的企事业单位及居民受其害 由于崩塌后的危岩体将顺着斜坡 坡面滚动的距离大 根据崩塌堆积体的调查 崩塌后多直接滚动到山下 危岩滚动的最远距离达 400m 危害范围大 危害企事业单位多 预计 影响范围内的总人数为 8258 人的人身财产安全受到威胁 若遇暴雨 久雨或不当的人类活动 易引起危岩崩塌 因此对危岩进行治理是十分 必要与紧迫的 评估认为 勘查报告 对危岩破坏方式判断基本恰当 计算工况设置合理 稳定性计算结果与危岩现状基本相符 危岩发展变化趋势及危害性预测 12 基本恰当 六 治理方案建议 支撑 当危岩下部发育有较大高度的岩腔 危岩体积大 对岩腔 顶部危岩建议采用支撑措施 封闭 对于危岩体下软弱基座由于差异风化形成的泥岩岩腔采取 充填 封闭处理 对危岩体稳定不利的裂隙采取水泥浆灌浆封闭处理措 施 悬岩清除 嵌补 对危岩体上部的悬岩 探头石采取清除措施 对中部崩塌残留的孤石 采取先清除后嵌补的措施 锚固 对位于坡顶 体积大 不可采取清除措施的危岩体 建议 采取锚固措施 锚固段深度应进入卸荷带 做好陡崖顶部卸荷带范围的地表雨水 污水的排放工作 修筑截 排水沟 不可乱排乱放 避免地表水长期对陡崖浸润 冲蚀而对危岩稳 定性造成不利影响 危岩在治理过程中应注意对坡下建筑物的安全防护措施