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1、水利工程地质实习报告地 点: 玉山县双明镇 日 期: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 班 级: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 姓 名: xxxxxxx 学 号: xxxxxxxxxxxxxxx 指导老师: xxxxxxxxxxxxxx 二0一三年五月目录一. 实习的前期准备工作1. 实习时间2. 实习地点3. 实习指导老师4. 实习对象5. 实习地概况6. 实习目的7. 实习要求8. 实习物品9. 实习内容10. 实习方式(1) .外业工作(2) .内业工作二.七一水库主坝的分析与综合综合性评价1. 七一水库简介(1).地理环境(2).建设过程(3).功能2

2、. 七一水库发电厂房简介3. 七一水库主坝的分析(1).主坝概况(2).主坝工程地质问题4. 七一水库右坝边坡的稳定性分析(1) 第一处页岩边坡(2) 右闸门上顺沿山公路旁第二处边坡 5. 七一水库下游河流交汇处地质条件分析6. 对坝的稳定性评价三.七一水库副坝的分析与综合综合性评价1.副坝简介2.工程地质描述3.综合分析与评价四.七一水库溢洪坝的分析与综合综合性评价1. 溢洪坝简介2. 工程地质描述及综合评价五.七一水库西干渠的分析与综合综合性评价1. 典型点的工程地质分析(1).1号点(2).2号点 (3).3号点 (4) .4号点 (5) .闸门 1).1号单闸门 2).2号双闸门2.

3、西干渠的综合分析与评价六.七一水库附近连续滑坡体的分析与综合性评价1. 工程地质描述:2. 滑坡的判定迹象:3. 滑坡体的成因:4. 滑坡的治理1).滑坡防治的排水工程 2).滑坡减载压脚工程 3).抗滑挡土墙工程 4).抗滑桩工程5.对滑坡体的综合介绍:七.溶洞的分析与综合性评价1.典型地的描述与分析1) .好运通天溶洞2) .石林3) .龙涎,黄龙洞,隐瀑洞4) .乌龙洞5) .灵霄天桥6) .状元洞2.综合性分析与评价 3.溶洞的成因 八.如何对工程进行工程地质评价 例:对七一水库左肩上游处开裂小房屋的工程地质评价2. 建筑物所处的自然地理条件及地形地貌:3. 建筑物所处的水文地质条件:

4、4. 建筑物地层岩性条件:5. 建筑物地质构造:6. 建筑物的特征:7. 对建筑物分析评价:8. 处理措施:九.实习总结一. 实习的前期准备工作1. 实习时间:2013.5.21-2013.4.312. 实习地点:江西省上饶市玉山县双明镇七一水库一带3. 实习指导老师:4. 实习对象:5. 实习地概况:玉山县七一水库位于县城东北,信江上游主要支流之一金沙溪中游,距城16公里。地理坐标:东经118度16分,北纬28度49分。东为少华棠梨山、茗坞村、东坑村,南与双明乡徐村毗邻,西为陶家山,北邻紫湖乡。实习地区为低山区和中部平原丘陵地带,属亚热带季风性气候区。上游接近北部怀玉山,三清山区,低湿多雾,

5、昼夜温差大,高山气候较突出。中游一带气候温凉湿润,下游与中部平原丘陵区相接,气候温和,光热充足。降水以亚热带锋面气旋雨为主,为典型的江南梅雨。七一水库控制流域面积324平方公里,流域地形多山,东北高,西南低,山区性气候显著。库区地质:老虎滩以上为奥陶纪、志留纪不透水岩石组成,其下分水岭两侧虽有卡斯特(石灰岩)现象,但多被不透水砂、页岩截断联系,成为库水向邻谷渗透的屏障,地下水均高于库水位。金沙溪源于三清山东北麓平家源,属于山溪性河流,上、中游两岸崇山峻岭,溪流纵横,坡陡流急,河床多为卵石和砂,少数河段有岩石出露,河床较稳定,为峡谷河道,少有开阔的河谷滩地。坝址以下河床较平缓,两岸广有开阔平原,

6、是玉山主要粮食地区之一。 (1)山脉金沙溪流域分布诸山,均属怀玉山脉。怀玉山脉:发脉于三清山,横贯县境西北部,是赣,浙,皖三省的天然屏障。其支脉向东,南走向,沿库区分屹于金沙溪东、西两侧。三清山:位于县城东北,与怀玉一脉相连。主峰玉京峰,海拔1816.9米,为怀玉山脉最高峰,因与玉华、玉虚峰“三峰峻拔,如三清列坐其巅”, 故名。东、西、南三面分属玉山县三清,紫湖,南山诸乡境内,北麓 与德兴皈大乡上分水 ,下分水,蜈蚣岭三个自然村交界。大桥头岭:清山东南,紫湖乡大桥头(现为川桥村)之西,海拔高程553米,岭南有公路通往浙江省开化县境。凰岗岭:三清山东南,海拔高程720米,南通紫湖乡凤叶,北连紫湖

7、乡川桥,程村。 葛仙公山:名石拂山,葛胜山,三清山之南,海拔919米,与毛坞尖对峙。南接南山乡中蓬村,白石桥村,北连紫湖乡干坑,仓坂村。 太甲山:三清山之南,海拔966.7米,东至七一水库,西尽横街乡峡口,横跨20余公里:为怀玉山脉主要支脉之一。据清乾隆玉山县志载,“伊尹奉太甲巡于此”,故名。 箬皮尖:少华乡东面,海拔702米,因山产箬竹而名,东与浙江省常山县接壤。少华山:太甲山之东,少华乡驻地西北,海拔564米。一山有少华寺而名。 棠梨山:又名鹰背岗,太甲山之东,少华乡所在地,海拔293米,山下为七一水库管理局驻地。(2)水系流域主要河流为金沙溪。金沙溪:又名“上干溪”,源于怀玉山脉主峰三清

8、山东北麓的平家源,是玉山县境内五大河流之一,信江上游主要支流。流域位置:县城东北,地理坐标;东经118度02分118度21分,北纬28度4分28度59分。流域西北以怀玉山脉与饶河流域相隔,东面以海拔901.4米的猴古尖与浙江省常山县分界,西面与武安山,玉琊溪毗邻,流域总面积501平方公里,县内流域面积457.3平方公里,七一水库坝址以上控制流域324平方公里,占全流域总面积的64.8%。支流:金沙溪源头及流域一带,山多峡谷,溪流纵横,水源丰富,主要支流有:冰山洞水:源于三清山东麓,南流至金沙,注入金沙溪。清乾隆玉山县志载为金沙溪之源。 贵人坑水:一源小横坑,一源中山源,北向南流,经干坑口流进大

9、湾而入金沙溪。 柘坑水:源于源头,北向南流,经下柘坑,田棚至建设村注入金沙溪。 仓坂水:源出有三;北源八仙洞,称坪溪水;南源小葛岭北麓,经田坑源水。八仙洞水北向南流至双溪口,与西向东流的坪溪水相汇后,东流经提坞至仓坂,又与南向北流的田坑源水汇合,再东流至张岭,注入库中。 干坑水:源出石佛山,西向东流,经干坑,大叶。注入库中。 凤叶水:源出凤叶村龙潭,北向南流,经小叶至颜家,注入库中。 洞岩水:源出观音山,西南向东北流,经漏底至洞口,注入库中。 张源水:源出源头,北向南流,经张源,注入库中。 金沙溪水出七一水库后的主要支流有: 球川水:源出浙江省常山县球川,北向南流入玉山县境,经道塘至喻村,注入

10、金沙溪下游。 竹枧水:源出常山县后弄,东向西流,入玉山县境,经梨园,沙岗洲,和尚亭,竹枧至外山,注入金沙溪下游。 樟木水:源出樟水,北向南流,经樟木,外出,注入金沙溪下游。 大岭脚水:源出太甲山,西北向东南流,经大岭脚,山塘,范家,注入金沙溪下游。大塘水:源出范家,西北向东南流,大塘,大路边,注入金沙溪下游。 流向:金沙溪自源头出谷后,由西北向东南流,经金沙,建设,紫湖口,该向南流,经张岭注入七一水库。出库后,向南流经双明,喻村,外山,四股桥,十七都,至东津桥附近与甘溪(又名“古城溪”)汇合改向西流,在山头淤汇沧溪(又名“八都溪”)而入冰溪。冰溪由东向西,沿县城流至十里山,与西向东流的玉琊溪汇

11、合,同入信江。全长66.5公里,主坝坝址以上46.4公里。 特征:金沙溪自河源至紫湖口为上游,紫湖口至主坝坝址为中游,坝址以下为下游。该河属山溪性河流,坡陡流急,平均坡降为3.78%,坝址以上平均坡降为5.87%。河床多为卵石和砂,上中游少数河段有岩石出露,河床较为稳定,多为峡谷河道,河宽2060米,少有开阔的河谷滩地,河流蓄水能力较差。坝址以下河床较平缓,河宽40100米。6. 实习目的:学会对工程地质的基本判别方法,了解断层、岩层,了解岩石种类及其物理性质,学会地质罗盘的使用方法,学会用地质罗盘测量岩层的产状,野外勘察、绘制地层剖面图、分析岩层之间的关系,识别各种地质作用和地质现象。7.

12、实习要求:(1)在教师指导下,逐渐学会野外地质勘测的基本知识和方法,如地质罗盘仪的使用, 地质点的工作内容,岩层产状的测定,地质路线的观测,地质剖面的测绘及节理的测量与统 计方法等。(2)仔细观察与认识不同时代地层的主要岩石性质,地质构造特征,地下水及物理地 质现象,达到初步具有观察和分析野外地质现象的能力。 (3)对实习地区的地质条件及工程地质问题进行初步归纳、分析,并结合水工建筑物 进行稳定和渗漏等方面的工程地质条件初步评价。 (4)认真并按时完成所规定实习内容,根据野外观察实测材料、记录、标本及作业等,实习结束时编写实习报告和绘制基本图件,以利于巩固 实习效果和提高独立思考能力。8. 实

13、习物品:书包,教材、记录本、三角板、圆规、铅笔、小刀、橡皮、胶布、作业纸;地质罗盘仪、地质锤等9. 实习内容:(1) 实习地区不同地质时代地层的岩石性质和特征,地层的接触关系,风 化情况和工程特性等。(2) 主要的地质构造现象:如褶皱、断层、节理等。测定岩层的产状、确定褶皱的类型,研究断层和节理的性质、分布及发育规律等。(3) 第四纪沉积层的成因、岩性及分布;本区的地貌特征(山形,阶地、河曲等),查明河谷纵、横剖面情况,研究河谷阶地及其性质,以及新构 造运动的特征等。(4) 物理地质现象:如喀斯特、滑坡、冲沟、崩塌等的分布,形成条件和发育规律,以及对工程建筑的影响等。(5) 水文地质:通过井、

14、泉的调查,了解本区不同岩层的透水性和地下水位,查明地下水补给、运动和排泄条件,以及地下水与河水的水力联系的关系等。(6) 地质点的观测与描述::地质点的选择、位置的确定、地层时代、岩性特征、产状要素的测定、地质构造特征、地质现象观察、地质图的使用,绘示意剖面图及素描图,标本的采集及记录描述10. 实习方式:(1).外业工作:实习开始首先由教师介绍实习地区的地质概要,布置实习内容及地质路线的具体安排,结合边讲课、边实习的现场教学方法,采取循序渐进的步骤,紧密结合实地、实物进行教学实习,逐步培养同学的独立工作能力,为此,实习期间大致分为三个阶段:以教师多讲解,同学观察认识为主阶段;教师少讲解,多提

15、出问题,同学多思考的独立工作阶段;以同学观察分析为主,教师答疑小结,独立工作的阶段。外业工作有如下几方面的主要内容。(2).内业工作:为了进一步巩固与提高野外实习效果,对收集的实际地质资料,应及时进行分析整理,以便得到全面系统的深入认识。配合外业主要有以下内业工作安排:1) 野外资料的整理和分析:记录及标本的整理,地质现象的分析,工程地质问题的讨论;节理统计图、实测地质剖面图、地层柱状图的绘制;2) 区域地质概要及有关资料的阅读;3) 勘测及试验工作的有关资料;4) 参观水工等建筑物时记录的有关单位介绍的资料的整理;5) 按时完成实习作业及阶段小结,做好实习总结报告。二. 七一水库主坝的分析与

16、综合综合性评价1.七一水库简介七一水库轮廓图(卫星截图)(1).地理环境:七一水库因水发源于国家著名风景旅游区三清山,故又称三清湖。湖区自然景区面积60平方公里。以其秀丽的湖光山色、奇特的地下溶岩、瀑布构成了独具风采的景观、景点,并与三清山浑然一体,已成为三清山的景区之一。七一水库于是选址在玉山双明建大坝,截流金沙溪,金沙溪是信江之源,源于三清山北麓的坪家源,全长130里,上游在三清乡境内,集山溪为河流,两岸高山峻岭,植被很好。中游在紫湖境内,两岸逐渐散落为河谷平原。下游在双明四股桥,两岸为冲积平原,故七一水库的大坝最终选定在金沙溪的下游双明镇。 (2).建设过程工程于1956年勘察

17、选址,1958年正式修建,1960年完工水电站发电机组安装完毕正式投入使用,1970年开始扩建,直到1987年为止,期间陆续扩建并加固多次,竣工后的七一水库最大坝高54米,正常水位94米,死水位78米,总库容2.4亿立方。交配置了水位遥控仪、雨量遥控仪等现代化的设备。2009年9月七一水库大坝再次进行除险加固工程项目施工,这次加固工程于2012年底竣工。其主要建筑物包括:主坝、副坝、溢洪坝、灌溉渠及隧洞、发电厂房、资源管理局。 (3).功能七一水库控制流域面积324平方公里,正常蓄水位94米,总库容2.49亿立方米。调节库容1.25亿立方米,最大泄流量4300立方米/秒,设计灌溉面积19.92

18、万亩,发电总装机10370KKW,水域养殖面积1.25万亩,林果种植面积600亩,是一座以灌溉为主兼防洪、发电、种养、工业加工、航运和旅游等综合经营为一体的大型水利调蓄工程。另外水库管理局主要负责水库安全,发电灌溉,水土保持、淡水养殖、旅游服务、淡水供应。2.七一水库发电厂房简介七一水库全站共装机5座,大坝上游3座机组,其中一座卧式发电机组,功率1250kw,另外两座为竖式发电机组,功率为4000*2=8000kw;下游2座机组,都为竖式发电机组,功率分别为720kw+400kw=1120kw。发电厂是将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电

19、厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能,再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。其以35kv的电压向玉山县城输电,以6.3kv的电压向附近各大厂、矿、居民供电。全年设计发电量为2574.6万kw.h,确保出电2050kw.h,年利用工时为3550h。其为全县及工农业及赣东北地区电网的调频,调峰做出了巨大贡献。3.七一水库主坝的分析(1).主坝概况主坝为土石坝,长430m,高54m,北西走向241°,倾角20°,坡度21°。水库目前正常蓄水位94m,总库容2.49亿m³,直径3.5m闸门井一座,高43m直径6m调压井一

20、座,直径2.27m防空洞一条,直径3.2-3.5m压力隧洞一条。(2).主坝工程地质问题主坝剖面图比例尺 1:100F17断层回填土混泥土N 31°W大坝两侧坝肩主要为砂岩,砾岩和页岩,坝基为主要也为为砂岩,砾岩和页岩,岩性比较稳定,但坝基中间处有一条名为f17的断层破碎带。此断层破碎造成的不均匀沉降带给水库的加固与维护带来了一系列严重问题与影响。例如:Ø f17断层造成坝体的开裂与错位Ø f17断层加剧了大坝水的渗流Ø f17断层使原发电厂房中控室地基不均匀下沉而搬迁 面对此问题,有关部门也采取了相关措施与解决方案l 定期对大坝进行回填与维护,以确保坝

21、体受力均匀与稳定l 在大坝坝基旁建截水槽,以缓解水的渗流。其采用了水下混泥土新工艺,加快了工程进度,提高了工程质量l 将原发电厂房中控室搬迁4.七一水库右坝边坡的稳定性分析(3) 第一处页岩边坡(如下图所示)u 工程地质描述:该区域岩性为页岩,呈紫红色,早炭质页岩属沉积岩,由粘土矿物及有机质组成,泥质结构,粒径0.005,节理发育,有明显的薄层理,薄层状构造,岩质脆,岩性软弱,易风化成碎片,强度低,与水作用易于软化崩解而丧失稳定性。边坡岩石表面呈明显的剪切节理,根据节理的力学性质,可将节理分为剪节理和张节理两类。剪节理剪节理是由剪应力产生的破裂面,具有以下主要特征:剪节理产状较稳定,沿走向和倾

22、向延伸较远;剪节理较平直光滑,有时具有因剪切滑动而留下的檫痕。剪节理未被矿物充填时是平直闭合风,如被充填,脉宽较为均匀,脉壁较为平直;发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理,一般穿切砾石和胶结物。张节理是由张应力产生的破裂面,具有以下主要特征:张节理产状不甚稳定,延伸不远。单条节理短而弯曲,节理常侧列产出;张节理面粗糙不平,无擦痕;在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中的张节理常常绕砾石或粗砂粒而过,如切穿砾石,破裂面也凹凸不平;张节理多开口,一般被矿脉充填。脉宽变化较大,脉壁不平直。张节理透水强,抗剪能力强。其节理高度发育约34条/m,岩石风化严重。部分数据如图所示走向280°285°2

23、93°299°310°285°296°倾向15°17°22°30°41°18°27°倾角18°21°23°26°20°22°23°测得此边坡坡度大约为51°u 水文地质描述:该区域有大量细股水流顺着裂隙流下,颇为严重,其水位明显高于库区水,水流沿节理裂隙流入库区,故由地下水补给库区水。u 综合评价:该边坡下为水泥公路,公路下位库区,在开挖此边坡时或日后不时会出现如下问题Ø 块状滑坡

24、16; 剥落Ø 局部崩塌在施工时可采如下解决措施l 施工坡顶截水沟或截水盲沟及急流槽l 施工坡面防护措施及排水系统l 施工路堑挡墙施工后可以下方法l 放缓边坡。原边坡采用坡率较陡。边坡受坡率的控制存在不稳定性,再次放缓卸载是主要的考虑方案之一,目的是通过放缓边坡以减少边坡有效高度,从而提高边坡的稳定性。同时在坡顶设置截水沟,在边坡放缓施工前将水引出路基,并在每级边坡设置平台截水沟,以减少雨水的渗入量和对坡面造成的冲刷,避免边坡水土流失l 素混凝土抹面。由于开挖后的炭质页岩坡面比较松散,脱落、无粘结力,为加强坡面的整体性,使坡面起到和原岩面相同的作用,防止风化和岩块脱落,增进岩体的强度

25、和稳定性,同时加快施工速度,在放缓边坡后采取了喷射素混凝土l 进行支挡防护。在采取以上措施后,可以设锚杆或锚索来“稳腰,为确保边坡开挖后的稳定l 绿化防护。在公路建设中,经常要开挖大量的边坡,边坡的开挖破坏了原有植被覆盖层,导致出大量的次生裸地以及严重的水土流失现象,加剧了生态系统的退化。以往的边坡处理往往过分追求强度功效,大多采用浆砌片石防护,破坏了自然生态的和谐。而植草护坡可以像浆砌片石一样起到边坡防护的作用,其施工成本比浆砌片石要低许多。考虑工程工期短,该边坡采用了铺草皮植台湾草,可以瞬时成坪,能迅速达到理想的效果。铺草皮护坡施工工序为:回填客土,平整坡面,准备草皮,铺草皮,前期养护(4

26、) 右闸门上顺沿山公路旁第二处边坡(如图所示) u 工程地质描述:该开挖边坡坡度约为80°,有着明显的节理性和层理性。其剖面图如下N 51°W剖面图比例尺 1:100 断层破碎带LABCDLLA处为砂岩,呈暗红色, 由石英颗粒(沙子)形成,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩,主要由砂粒胶结而成的,其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。其质地坚硬而质脆,故其稳定性极好,节理裂隙发育,约11条/m,有一定的弱透水性,但对工程不会有太大的影响B处为砂砾岩,呈黄色,砂砾岩属于复成分砂砾岩, 以砂砾岩、含砾砂岩和砾状砂岩

27、为主, 成分成熟度低砾岩的结构成熟度较低, 以砾石为骨架的孔隙空间全部或部分被砂级颗粒充填, 而在由砂粒组成的孔隙中, 又被粘土杂基充填, 构成复杂的双模态或复模态结构; 常见正粒序、反粒序递变层理, 其层面上常见冲刷构造和叠复冲刷构造。属于沉积岩中的陆源碎屑岩,碎屑沉积被胶结凝固后成岩,砂砾岩碎屑颗粒较大,固有一定的稳定性,其节理高度发育约20条/m,因此透水性较好,水流渗漏较为严重C处为页岩,呈紫红色,早炭质页岩属沉积岩,由粘土矿物及有机质组成,泥质结构,粒径0.005,节理发育,有明显的薄层理,薄层状构造,岩质脆,岩性软弱,易风化成碎片,强度低,与水作用易于软化崩解而丧失稳定性,节理裂隙

28、发育,约22条/m,有较强的透水性D处为断层破碎带,其主要为砂土碎石,其表面碎石土颗粒比较松散,最宽处约为0.96m,直线长约1.1m,破碎面积约为0.8,碎石土颗粒在自然条件下容易剥落,因此对过往的车辆及行人有一定的危害E处为表层根植土,主要为粘性黄土,透水性较差,其表面植被茂密,因此稳定性较好,不易发生滑坡或土体流失L均为层理面u 水文地质描述:经我们调查,在此前两天此地天气晴朗,A、E处表面均较为干燥,在C处和D处B及有明显的流水渗漏作用,流水渗漏区域离公路约0.5m,且环山公路旁未修建排水沟,因此对路基有一定程度的影响u 边坡稳定性评价:综合上述分析,次边坡的安全稳定性评价主要受断层破

29、碎带和节理裂隙的影响最大,在施工和日常不可避免的会出现如下问题Ø 碎石土颗粒剥落Ø 块状滑坡但考虑次边坡面积较小,在施工时只要自然天气条件正常,一般不必采取防护措施,但施工后必须加以稳固,方法如下l 放缓边坡。目的是通过放缓边坡以减少边坡有效高度,从而提高边坡的稳定性。l 设置排水沟。将水引出路基,并在每级边坡设置平台截水沟,以减少雨水的渗入量和对坡面和路基造成的冲刷,避免边坡水土流失l 设铁丝防护网。以降低碎石土颗粒在自然条件下剥落对过往的车辆及行人有一定的危害性5.七一水库下游河流交汇处地质条件分析(如下图所示)平面图如下u 工程地质描述:由上图可知,该处为两河流交汇处

30、,该区域因受流水侵蚀及侧蚀作用呈凹凸型,该交汇处有一人工采沙场,故该处水较深,流速较大,对右岸冲刷作用较大。但右岸靠山山体主要为砂岩,其呈暗红色, 由石英颗粒(沙子)形成,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩,主要由砂粒胶结而成的,其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。其质地坚硬而质脆,故其稳定性极好,因此抗冲刷能力强。左岸一级阶地为农田,比右岸 一级阶地地势稍低,其表层为泥沙土,土质肥沃,机器是以农作物生长,其归因于汛期间河水带来的营养土壤及各类农作物生长所需的各类元素;二级阶地背靠小山,为砂岩体,其岩性坚硬,故此地有大量村庄坐落

31、河床公路谷坡一级阶地二级阶地农田菜地河漫滩谷底一级阶地村庄聚集地左岸(凸岸)右岸(凹岸)河道剖面图比例尺 1:100N73°Wu 综合分析:侵蚀作用分为下蚀作用和侧向侵蚀作用,下蚀作用:是指沟谷或河谷底长期受水流冲蚀,沟槽与河床向纵深方向发展的现象。河流随河床的刷深,水位下降,使两岸的河漫滩高处洪水位以上,向两岸阶地转化。下蚀作用强度与流量、流速、谷底纵剖面坡度、上游来沙量河谷地物质抗冲性有关。谷地窄,坡陡,流量大,谷地岩性松软,水流下蚀强度大。河谷下蚀还受侵蚀基准和地质构造运动的控制侧蚀是指流水拓宽河床的作用。侧蚀作用主要发生在河床弯曲处,因为主流线迫近凹岸,由于横向环流作用,使凹

32、岸受流水冲蚀,这种作用的结果,加宽了河床,使河道更弯曲,形成曲流。河流的溯源侵蚀,下切作用和旁蚀作用经常是同时进行的,一般情况下,河流的上游以下切和溯源侵蚀作用为主,中下游以旁蚀作用为主河漫滩的形成是河床不断侧向移动和河水周期性泛滥的结果。在河流作用下,河床常常一岸受到侧蚀,另一岸发生堆积,于是河床不断发生位移。受到堆积的一岸,由河床堆积物形成边滩,随着河床的侧移,边滩不断扩大。洪水期间水流漫到河床以外的滩面,由于水深变浅,流速减慢,便将悬移的细粒物质沉积下来,在滩面上留下一层细粒沉积。河漫滩就是这样形成的,其上部由洪水泛滥时沉积下来的细粒物质组成,下部由河床侧向移动过程中沉积下来的粗粒物质组

33、成。这种下粗上细的沉积物结构称二元相结构。上部的细粒物质称河漫滩相沉积多为亚砂土或亚粘土,下部的粗粒物质称河床相沉积,多为砂、砾。有些坡陡流急的山区河流侵蚀作用较强,河床两侧常常没有沉积物保留,只有狭窄的石质漫滩或者只有粗大的砾石组成的漫滩。一般只在宽阔的河谷或平原地区的河漫滩才有较厚的二元相沉积。 河漫滩的地面大多比较平缓。在平原区比较顺直的河床两侧常有自然堤发育堤外地势一般比较低洼。在弯曲河床的两侧常有迂回扇发育地面出现鬃岗与岗间洼地相间分布的现象。在河曲发育的河漫滩上由于河流裁弯取直还可能留下许多牛轭湖或废弃河道。谷底部分河水经常流动的地方称为河床。河床由于受侧向侵蚀作用 而弯曲,经常改

34、变河道位置,所以河床底部冲积物复杂多变,一般来说山区河流河床底部大多为坚硬岩石或大颗粒岩石、卵石以及由于侧面侵蚀带来的大量的细小颗粒。平原区河流的河床一般是由河流自身堆积的细颗粒物质组成。河床按形态可分为顺直河床、弯曲河床、汊河型河床、游荡型河床。其中汊河型河床河身有宽窄变化,窄处为单一河槽,宽段河槽中发育沙洲、心滩,水流被洲、滩分成两支或多支。汊河与沙洲的发展与消亡不断更替,洲岸时分时合。随主流线移动和冲刷,常伴生规模不等的岸崩,会危及河堤安全和造成重大灾害阶地是谷坡下部常年洪水不能淹没,并具有陡坎的沿河床平台叫做阶地。下河流阶地是河床演变长期效应的表现方式之一它的形成和演变主要受到下述因素

35、的影响:构造运动:往往造成河道比降的变化。影响河流系统中侵蚀、搬运和堆积过程;气候变化:主要是降水以及与之相关的植被等通过影响河流的水量和含沙量来影响河流过程和河流地貌;侵蚀基准面下降:导致河道比降的增大从而增强河流的下切侵蚀能力;河流袭夺:袭夺后的河流侵蚀加强。被袭夺的河流的侵蚀减弱;河曲摆动和岩性差异:引起差异性水流侵蚀现象;冰川进退:引起侵蚀部位以及侵蚀能力的变化。此外,还有河流支流汇合、滑坡以及泥石流等对河流系统的影响也可以影响到河流阶地的演变。6.对坝的稳定性评价u 右闸门上顺沿山公路旁第二处边坡节理统计图表Ø 节理走向统计表,其中100组数据(单位°)32922

36、6216230218393430732335631521121522411634393143203013502172222121344411231631532832021422125215735133317304327300238228256166211363143093263011982202511441314029931629433522024421014014915230932229830621225224119914312431531629630020823819018715651305323332224210233250144161210282328319Ø 节理统计表,2

37、00组数据走向(°)条数走向(°)条数走向(°)条数走向(°)条数0-10351-6013281-2901331-3401011-20361-7015291-3009341-3501321-30571-804301-31013351-360931-404181-900311-3202841-5013271-2800321-33017Ø 大坝节理玫瑰图如下u 综合分析:其节理主要有两组« 一组北东走向35°左右,与坝轴线平行,与库区水流方向垂直,其节理倾向为北西走向,向下游倾斜,若分布在坝基,则对坝基的抗稳定性不利,倾角越小越

38、容易造成危险的滑动面,故对倾角为31°-40°的一组应特别注意« 另一组北西走向315°,比上组发育稍弱。若分布在坝基,有极大可能连通坝基下游的渗漏通道,给下游居民生活带来不利影响,容易造成冷水田;由于其节理向北东倾斜,且分布在坝头两岸,故对坝头两岸的边坡稳定性极为不利u 土石坝稳定性综合分析评价评价« 土力学的应用:土石坝坝坡在重力和其它力的作用下都有向下和向外移动的走势,如果坝坡内岩土抗剪强度能够抵住这种走势,则此坝坡是稳定的,否则就会失稳而发生滑坡,即滑坡体沿着一个最弱滑动面发生滑动。滑坡的一般性态是破坏前坡上部或顶部出现拉伸裂缝,滑坡体

39、的上部下陷,并出现台阶洼地,而其下部鼓胀或有较大的侧向移动,出现扇形拉伸裂缝。 土石坝稳定破坏有滑动、液化及塑性流动三种状态。在进行坝坡稳定计算时,应该杜绝以上三种破坏稳定的现象,尤其是对前两种,必须加以计算及研究。Ø 主要问题:渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资许多水工建筑物的失事都与渗流有关。 针对防渗对土石坝正常运行的重要性,目前在土石坝中防止渗流有很多方法,在本文中主要以渗流控制方法和措施为中心来分析研究土石坝的渗漏问题。 渗流控制方法和措施如下l 垂直防渗。垂直防渗常适用于地基透水层较薄或隔离层较浅的情况,以做成封闭式防渗帷幕来根治

40、坝基渗透破坏的险情,可以比较彻底地解决坝基和坝身渗漏问题。在工程实际中是比较常用的办法,我着重介绍一下混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗的原理和施工办法l 混凝土防渗墙。使用专用钻机机具,在已建的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔,以泥浆固壁,并利用高压泵将泥浆压入孔底,携带岩渣,再从孔底回流到地面,然后采用直升导管,向槽孔内浇筑混凝土,形成连续的混凝土墙,起到防渗目的。这种防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件,墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度,在施工中只要严格控制施工质量,是可以达到彻底截断渗透水流的l 压喷射灌浆防渗

41、。按设计布孔,利用钻机钻孔,将喷射管置于孔内(内含水管、水泥管和风管),由喷射出高压射流冲切破坏土体,同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌,喷嘴上提,浆液凝固,在地基中按设计的方向、深度、厚度及结构形式与 地基结合成紧密的凝结体,起到防渗作用l 裂灌浆防渗。在土坝中采取劈裂灌浆,使用一定压力,将坝体沿坝轴线小主应力面劈开,灌注泥浆,并使浆坝互压,最后形成一定厚度的连续泥墙,可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿化,增加坝体的密实度。劈裂灌浆防渗不仅起到防渗作用,也加固了坝体,可以就地取材,施工简便,投资省、工效高。沥青混凝土具有较好的塑性和柔性,防渗和适应变形的能力均较好,产生裂缝时,有一定的

42、自行愈合的功能,而且施工受气候的影响也小,故适宜于土石坝的防渗体材料l 水平防渗水平铺盖。水平铺盖分利用天然粘土和人工填筑粘土两种,可以就地取材、造价低、施工工作面大、工期短、简单易行,不需要特殊的施工设备和器材。按设计要求施工,可以满足渗透稳定,但渗透量较大,坝基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时,必须结合下游排水减压设施。在实际应用中摘要的注意以下几点:利用天然粘土铺盖要慎重,必须了解粘土的分布情况、厚度、干容重以及粘土下面覆盖层的厚度、粒径组成和透水性等。铺盖粘土要封闭大坝两侧岸坡,避免发生绕渗三. 七一水库副坝的分析与综合综合性评价1.副坝简介副坝纵剖面图如下回填土混泥土比例

43、尺 1::100F断层砂岩粘土通过查阅资料可知:坝址地层因F逆掩断层影响,使之倒超复在中石炭系地层之上,地基组成岩石,主要为志留系灰白,微红色砂岩,粉砂岩,页岩及中石炭系砂砾岩,页岩,部分坝段落于2-3米厚有淤泥粘土层土。坝基和坝肩岩性软弱,风化破碎极为严重,风化层厚,力学性差。在构造上,位于倒转向斜南翼中,次一级为背斜之转折端稍偏南翼,岩层倾向下游,坝址落在F在逆掩层上段,且沿垭口有断层通过,并延伸至库内少华山左侧。副坝坝下输水涵管于1963年建成,位于副坝右段坝体底部,主要承担东干渠引水灌溉任务,为140#钢筋混凝土圆管,内径1.0m,管壁厚0.30m,进口底高程142.90m,出口底高程

44、141.98m,坝体中部设启闭竖井控制。1971年因副坝加高培厚,该涵管于1972年相应接长18.0m,现总长度110.0m。该涵管现已封堵处理。在副坝左岸山体内新建一灌溉引水隧洞。新建灌溉引水隧洞由进水渠、隧洞段、埋管段、明渠段四部分组成。隧洞段进口高程149.20m,进口设置固定拦污栅。设有闸门井,闸门井底板高程149.20 m,孔口尺寸为1.20×1.00m。闸门井尺寸为3.00×3.50 m。隧洞采用城门洞型,尺寸为1.40m×1.80m,洞身衬砌厚度为300mm。开挖时需要对局部不稳定岩体随即锚杆加固,衬砌后对拱顶进行回填灌浆处理。由于隧洞下游覆盖层较厚

45、,不具备成洞条件,因此,采用埋管型式。埋管为钢筋混凝土箱涵,尺寸为1.40×1.80 m,埋管壁厚0.40m,埋管长度为48.50m。埋管段后设置5m长消力池,后接明渠段,明渠为钢筋混凝土矩形断面,尺寸1.40m×1.80m,壁厚0.4m。2.工程地质描述 部分数据如下 产状位置走向倾向倾角产状位置走向倾向倾角右坝肩63°337°23°左坝肩275°185°21°右坝基57°325°16°左坝肩325°237°32°122°215°46

46、°160°25°63° 副坝和主坝一样,为典型的土石坝,其表面铺有一层混泥土。根据唐老师的讲解,在副坝中央处有一断层破碎带,而土石坝正好可以解决其造成不均匀沉而引起的坝体开裂问题。副坝纵剖图回填土根植土泥质砂岩公路砂岩砂岩比例尺 1:100 副坝左右两肩均靠砂岩岩体,砂岩岩性坚硬(其特性前面已有过介绍),因此稳定性较好。自然山坡稳定,植被尚好。坝址区冲沟较发育,切割较深,未见有较大的崩塌、滑坡等不良物理地质现象。坝址区出露的地层岩性主要为志留系灰白、微红色砂岩、粉砂岩及页页岩,局部含煤层,以及第四系全新统松散堆积物等。由于火成岩侵入和构造影响强烈,致使坝

47、址岩层产状紊乱,断层和裂隙发育,坝区岩石风化特征总体表现为表层的均匀风化,由于受地形、构造及岩性影响,各部位岩体风化厚度有一定的差异。副坝地下水类型和环境水评价与主坝相同。副坝坝体原填筑的心墙土料相对较好,坝体填筑土料分区具有心墙坝特征。副坝下游为大面积农田菜地,灌溉方便;且有肩下游人口密集,方便了人们的生活3.综合分析与评价将所测的数据记录好,根据数据计算并画出赤平投影图如下。(倾角长度与半径的关系:l=Rtan(90°-a/2)由于泥质砂岩是软质性岩体,遇水易泡软,并且岩块上主要出现三大方向节理裂隙,一处的垂直的,一处是水平的,就将岩体分块、松动,再加上岩体上没有植被覆盖,因此,

48、稳定性差。但,由于此处岩体坡度小且这类页岩较少。所以,并未有太大的危害,不需要进行防护处理。 该处地形开阔,坝基为粘土层,能有效的减少地下水的渗透,其作用相当于防渗墙。且左肩和右肩均为砂岩体,砂岩坚硬且稳定性好,且其节理裂隙发育较弱,因此水的渗透性较弱,故更加加固了霸体的稳定性。下游地形开阔,发生险情时有利于开闸泄洪和保障副坝下游人民的财产安全。在坝中间处有一断层破碎带,其一:加剧库区水的渗流;其二:断层造成坝体的开裂与错位;其三:此断层破碎造成的不均匀沉降带给水库的加固与维护带来了一系列严重问题与影响。所以面对此问题,有关部门也采取了相关措施与解决方案:定期对大坝进行回填与维护,以确保坝体受

49、力均匀与稳定,让其发挥出更大的潜能为当地人民做贡献!四. 七一水库溢洪坝的分析与综合综合性评价1. 溢洪坝简介溢洪道剖面图如下左右肩剖面图如下部分数据如下产状位置走向倾向倾角产状位置走向倾向倾角右坝肩160°256°72°左坝肩314°40°71°右坝基75°166°40°左坝肩212°73°43°73°164°39°208°71°43°溢洪坝位于主坝以东约2km、副坝以西约200m的天然垭口处,溢流道堰顶高程154

50、.90m,堰型为WES实用堰,堰体为100#细石混凝土砌块石,并在迎水面、堰面及反弧段均设有0.5m厚150#混凝土防渗抗冲面板。溢洪道由引水渠、导水墙、闸室及堰后护坦等组成,设5孔溢流,每孔净宽12m,由5扇高6m的弧形钢闸门控制。 墩顶高程为163.90m,牛腿尺寸为1200×2000×900mm(宽×高×厚),混凝土强度等级C25,钢筋采用级钢筋。消能防冲设施按50年一遇工况设计。对应的库水位为161.10m,下泄流量为1200m3/s。消力池池深3.00m,池长35m。启闭机房平台高程为171.00m。交通桥净宽6.0m采用C40预应力

51、钢筋混凝土空心板结构。人行桥采用“T”型梁结构,桥面宽2.2m2.工程地质描述及综合评价溢洪道沿线地形地貌属低山丘陵,地形起伏较大,两岸地形基本对称,左右两岸山坡较陡峻,自然山坡较稳定,植被较好。溢洪道和溢洪河道通过地段出露的地层主要为石炭系中闸室基础岩石主要由坚硬的石英砂砾岩及石英砂岩组成, 偶夹断续的页岩及 少量正长斑岩。岩层倾向向下游,走向多于中心线近于正交,对边坡稳定有利。 基础筑于弱风化的岩层上,岩层坚硬,胶结较好,力学性佳,基础中有少量软弱 之页岩及正长斑岩分布,基石因受构造影响。经观察发现溢洪道左右岸有如下几点:1) 岩性主要为砂砾岩,砂岩,页岩等2) 植物覆盖率:较高,多为松树

52、等3) 由于岩层产状倾向下游,为良好渗漏通道,并伴随解理裂隙发育,故会产生一定绕坝渗漏4) 从溢洪坝下游消力池两边池坡壁观察可得,尤其以左肩最为严重绕坝渗漏为部分原因,溢洪道同时存在一定坝基渗漏。这与坝基的岩性有很大关系五. 七一水库西干渠的分析与综合综合性评价西干渠流经区域路线图1.典型点的工程地质分析(1).1号点剖面图如下产状 岩性砂岩粉砂岩泥至砂岩走向89°240°180°倾向357°150°268°倾角10°13°8°工程地质描述:由图可知,附近连续的山坡群坡表面均为根植土,厚度约为0.7m,唯

53、独此处坡面下凹,且此凹面现植被稀疏,裸露的岩石随处可见,根据老师的分析以及提供的资料,下凹面是水流汇集处,故其是水流冲刷作用的结果,故公路左侧的小山包体是由于水流作用冲刷下来的泥土堆积而成或是由于山体滑坡堆积而成。小山包有着明显的层理性A处为砂岩,特性前面已经有所介绍B处为粉砂岩,粉砂岩是粒径为0.06250.0039毫米的粉砂占全部碎屑50以上的碎屑岩。按颗粒的大小,粉砂岩又可分为粒径为0.06250.015毫米的粗粉砂岩和粒径为0.0150.0039毫米的细粉砂岩C处为泥质砂岩,泥质砂岩的断口较沙质泥岩粗糙 ,搓的话,泥质砂岩的砂感更强些,而沙质泥岩细腻些浸水后,泥岩易软化D为粘土,工程地

54、质分析:由图可知,附近连续的山坡群坡表面均为根植土,厚度约为0.7m,唯独此处坡面下凹,且此凹面现植被稀疏,裸露的岩石随处可见,根据老师的分析以及提供的资料,下凹面是水流汇集处,故其是水流冲刷作用的结果,故公路左侧的小山包体是由于水流作用冲刷下来的泥土堆积而成或是由于山体滑坡堆积而成。小山包有着明显的层理性,A处为砂岩,特性前面已经有所介绍B处为粉砂岩,粉砂岩是粒径为0.06250.0039毫米的粉砂占全部碎屑50以上的碎屑岩。按颗粒的大小,粉砂岩又可分为粒径为0.0625 0.015毫米的粗粉砂岩和粒径为0.0150.0039毫米的细粉砂岩C处为泥质砂岩,泥质砂岩的断口较沙质泥岩粗糙 ,搓的

55、话,泥质砂岩的砂感更强些,而沙质泥岩细腻些浸水后,泥岩易软化D为粘土,L均为层理面,其下凹面右侧有连续的滑坡小群体,因此此段沟渠是人工开挖而成。渠道靠山边缘有泉眼密集,其实诱发山体滑坡的重要因素L均为层理面,其下凹面右侧有连续的滑坡小群体,因此此段沟渠是人工开挖而成。渠道靠山边缘有泉眼密集,其实诱发山体滑坡的重要因素 (2).2号点 工程地质描述:此边坡节理统计表走向165°169°158°166°164°倾向73°75°70°76°77°倾角54°55°59°65

56、°58°坡度55°57°61°67°59°此山坡坡度约为59° 由图和表均可看出,此边坡为典型的顺向坡,岩层倾斜方向与山坡同向。此山坡表面植被比旁边山坡略为稀疏,大块裸露的砂岩块石清晰可见,并且出现了大量的醉林,马刀树,可知此山坡极不稳定,易发生滑坡;从逆向坡进一步观察可知,此山坡均为砂岩类,故滑坡体均为块状砂岩,砂岩岩性坚硬,所以其危害程度一般的滑坡无法比拟;明显看出渠道边缘与山坡交界处有大量泉眼,且渠道底部设有大量排水孔,经测定水流量约60cm³/s,渗水极为严重 (3).3号点褶皱构造如图 工程地质描述: 一直上图有两处褶皱,岩层的弯曲现象称为褶皱。

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