xx山水库除险加固工程地质勘察报告

PAGE6PAGE36XX县XX水库大坝除险加固工程地质勘察报告（整治技施设计阶段）工程编号：-XX水利电力建筑勘察设计研究院年月XX县XX水库大坝除险加固工程地质勘察报告（整治技施设计阶段）工程编号：-批准：核定：校审：编写：XX水利电力建筑勘察设计研究院年月目录第一章前言第一节工程概述第二节地勘工作概况第二章地质概况第三章大坝渗漏与稳定分析第一节大坝渗漏分析第二节稳定计算与分析溢洪道工程地质问题第五章天然建筑材料第六章工程地质结论及建议附图：1、勘探平面布置图（1：1000）1张2、工程地质纵、横剖面图（1：500）2张3、溢洪道工程地质纵剖面图（1：500）1张4、大坝渗透剖面图（1:500） 1张5、钻孔柱状图（1：100）（ZK1～ZK8）8张前言工程概述XX水库位于XX江水系XX江下游支流石板河中游，1959年1月动工修建，1960年12月建成蓄水运行，集雨面积36平方公里，总库容581万立方米。大坝原设计为均质土坝，正常蓄水位391.000米，设计洪水位393.270米，校核洪水位395.170米，死水位384.747米。XX水库大坝坝顶高程396.174米，最大坝高24.714米，坝顶长160.0米、宽5米，坝底宽126.0米。XX水库大坝在运行中，曾出现裂缝、滑坡、渗漏和白蚁危害等问题，虽作过处理，但不彻底。2000年10月，由XX县水电局完成大坝安全鉴定，鉴定为三类坝；2002年3月，由XX水电设计院完成初步报告；同年8月由省水电厅对初步设计报告进行了批复；同年底，由省建委对初步设计进行了复核，结论是：前期工作符合相关规定，初步设计报告的内容基本满足相关规程、规范的要求。2003年4月，由水利部大坝安全管理中心对安全鉴定进行了核查，同意三类坝的鉴定结论；第二节地勘工作概况XX年XX月由XX水电设计院对大坝进行了初步设计阶段的地质勘察工作，并作了相应的现场压水试验和室内坝体土的物理力学性质试验。其主要工程地质结论是：1、坝体填筑时，填筑质量不好，造成局部缺陷，在长期运行过程中，形成多点、多面的渗漏点，并在局部形成管涌，从而将填筑料中的砂及贝壳带出；2、由于施工质量、填筑质量控制不好，并且上游坝坡较陡，造成上游多次牵引式滑坡，并造成裂缝继续发展；3、大坝白蚁危害严重，实属白蚁严重危害类土坝；4、溢洪道陡槽靠近大坝左端的边墙高度不够，底板衬砌质量差，部分砌石变形隆起，将对大坝安全有一定的危害。XX水电设计院根据其本院地质资料，作出了将坝轴线外移10.50米的设计，同时削减内坡坡度，并得到了省水电厅的批复和确认。针对大坝存在的主要问题，为查明深部坝体土（特别是心墙土）的填筑质量和坝基、坝肩渗透条件及溢洪道工程地质条件，XX县武都引水管理局委托我院对其进行技施设计阶段的工程地质勘察工作，本次勘察的目的及任务如下：1、查明深部坝体土的分布高程、土性、厚度、填筑质量及物理力学性质；2、查明坝基岩土性质、厚度、风化程度及物理力学性质；3、查明坝基、坝肩、坝体渗漏条件；4、查明溢洪道地质条件。根据大坝病害情况及地质条件，于新坝轴线布置3个基岩钻孔，左坝肩布置1个基岩钻孔；内坝坡布置1个土层钻孔，外坝坡布置2个土层钻孔，并在大坝下游布置了1个土层钻孔，共布置了8个钻孔。野外工作于二○○七年八月五日至八月十九日进行，完成勘察工作量如下：1、钻探进尺201.34米/8孔。2、压水试验19段。3、钻孔取土样11组、砂岩石渣料地表人工露头取岩样6组。4、工程地质平面测绘0.07km2、工程地质剖面测绘580米/3条。5、室内土层物理力学性质试验11组、砂岩石渣料母岩物理力学性质试验6组。本次勘察依据的有关规程、规范如下：1、工程勘察设计合同2、《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-993、《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-20054、《水利水电工程施工测量规范》DL/T5173-20035、《水利水电钻探规程》DLJ205-81SLJ3-816、《水电水利工程钻孔压水试验规程》DL/T5331-20057、《土工试验规程》GBT50123-998、《水利水电工程岩石试验规程》SL264-20019、《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）10、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-200011、《水电水利工程地质制图标准》DL/T5351-2006第二章地质概况一、地形地貌及物理地质现象该区属浅丘地貌，地形起伏不大，最高处高程约500米左右，最低处高程385米，相对高差约100余米，冲沟较为开阔，河谷无深切现象。坝址位于河谷狭窄地段，坝轴线沟谷横断面呈较为宽缓的“U”字型，两岸略为对称，岩层基本对应，河床纵比降小，左坝肩呈三面临空的凸山咀，山体厚约100余米。物理地质现象以风化作用为主，其风化厚度：左坝肩强风化带厚5.50—8.00米，弱风化带厚度7.60—9.00米；右坝肩强风化带厚3.70—10.00米，弱风化带厚度6.70—12.00米；谷底中部强风化带厚3.00—3.50米，弱风化带厚度3.14—7.10米。二、地层岩性组成坝区基岩是侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）地层，覆盖层为第四系全新统坡一洪积层（dl+plQ4）、第四系全新统坡一残积层（dl+elQ4）和第四系全新统人工填筑层（sQ4）。其中蓬莱镇组岩石为一套河湖相沉积的砂岩与砂质泥岩的不等厚互层。现将各岩土层的性质由老至新叙述於后：1、砂岩（J3P①）：灰、浅灰色，细粒结构，厚层状构造，泥钙质胶结，质地较硬，目估R湿=20--25MPa，Km=0.65左右，岩石完整性好，矿物成分以长石、石英为主，层面富集岩屑和绢云母。该层位于坝基以下8～10米，钻探未揭穿此层，厚度大于10米，透水率q=4.51～24.89吕荣，层顶界高程为365.00～366.28米。2、砂质泥岩（J3P②）：紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，间夹兰灰色砂质团块，矿物成分以长石和粘土矿物为主，含少许石英和云母，偶夹钙质结核。具遇水易膨胀、失水易开裂特性。风化带内裂隙较发育，岩芯多呈短状或碎块状，岩性极软；新鲜岩石完整性较好，质地略硬，该层为坝基主要持力层之一，从左坝肩至右坝肩渐变薄。厚度2.42～13.80米，透水率q=13.67～24.89吕荣，顶界面高程367.39～380.08米。3、砂岩(J3P③)：灰色，风化后呈黄灰色，细粒结构，层理发育，泥质层纹清晰，由上至下岩石强度由低到高，钙泥质或泥质胶结，矿物成分以长石、石英为主；层面富集岩屑和绢云母。右坝肩ZK8号钻孔中部一带夹厚1.30米左右的紫红色砂质泥岩透镜体，风化带内目估岩石强度R湿=8－15MPa，新鲜岩石R湿＝15～20MPa。该层为坝基、坝肩主要持力岩层，厚度一般15—38米，ZK7号钻孔附近残留厚度约0.70米，透水性强，岩石透水率q=17.10—31.57吕荣，层底界面高程367.39～380.08米。4、粉土（dl+plQ4）：灰褐色，很湿～饱和，松散～稍密，间夹大量砂岩碎屑颗粒（φ=0.5～1.5cm）。该层位于河谷深槽部位的坝址下游一带的梯田，厚5～8米。5、粉质粘土（dl+elQ4）：红褐色，可塑，土质较均匀，底部偶夹岩石碎屑颗粒。该层主要分布于河谷两岸坡的台阶地上，厚1～3米。6、坝体土（sQ4）(填筑土)：由灰褐夹紫褐、褐黄色可塑～硬塑状（局部为可塑状）粉质粘土组成，湿～很湿，土质不均，顶部3米段间夹大量砂岩和砂质泥岩碎屑颗粒（φ=2～6cm），结构欠密实，见白蚁活动遗迹，具中等压缩性和弱～中等透水性。该层构成坝体，厚一般14～16米，最大厚度位于坝体中部3—3’剖面的ZK1～ZK3号钻孔一带，厚24.71米。三、地质构造与地震本区地质构构造上位于于XX中台拗拗川中台拱拱之金华镇镇背斜东端的北西翼，岩岩层产状为为N73°E/NWW∠1°－2°。发育两两组构造裂裂隙，①组：N40－45°EE/SE∠75－80°，面较平平坦略粗糙糙，被泥质质半充填，间间距3—4米，延伸长长度3～5米，该组裂裂隙平行于坝轴轴线；②组：N35－40°W//NE∠80－85°，面较平平坦略粗糙糙，张开度度1—3厘米，被被泥质半充充填，间距距3～5米，延伸长长度大于110米，该组裂裂隙垂直于坝轴轴线且切穿穿第①组裂，是是坝基、坝坝肩渗漏的的主要裂隙隙通道。两两组构造裂裂隙呈典型型的“X”型。另外外发育一组组与岩层产产状近于一一致的缓倾倾角裂隙，面面平坦，见见铁质或钙钙质浸染。该区未未见大的断断裂构造，从从区域地质质构造分析析，不存在在发震构造造。查19990年国家地震震局1/400万《中国国地震烈度度区划图》，本本区地震基基本烈度为为Ⅵ度。四、水文地质条条件坝区地下水可分分为孔隙型型潜水和基基岩裂隙水水两类。1、孔隙型潜水：：主要分布布于大坡外外坡高程3385米以下的坝体体土（Q4s）和坝下游的的养鱼池一一带的粉土土（dl++plQ44）中。坝体土中的孔隙隙型潜水，主主要位于库库水位以下下，主要接接受库水位位的补给，与与库水位的的变化密切切相关，向向坝外坡排排泄，多为为散浸水溢溢出地面，在在左坝肩外外坡坡脚高程3788.46米米处有一集中漏漏水点，渗漏量量为0.72L/S，右坝肩外坡高程377.555米处有一集中漏漏水点，渗漏量量可达0..83L/S。坝下游一带养鱼鱼池中的孔孔隙型潜水水，主要大大气降水和和地表水体体的渗入补补给，排泄泄于石板河河下游，水水量丰富。2、基岩裂隙水：：基岩内两两组“X”裂隙与风风化裂隙、层层面裂隙相相组合，使使得基岩15—20米深度内裂裂隙连通性性较好，从从而形成透透水岩层，主主要接受库库水的渗入入补给，向向大坝下游游排泄。当当ZK2、3、4、5、6号钻孔揭穿坝坝体土进入入基岩仅十十余厘米时时孔内即出出现重力水水，水位以以1～3厘米/分钟速度度涌入孔内内，最后达达到稳定（时时间大约24小时左右右），说明明坝基基岩岩裂隙水具具微承压性性。从钻孔压水试验验资料看：：基岩透水水性受风化化程度及裂裂隙发育程程度的影响响。风化带带基岩透水水率一般在在q=10.779～31.557Lu，具中中等透水性性，而深部部（深度大大于20米）基岩裂裂隙不发育育或处于闭闭合状时透透水率在q=4.51～7.022Lu吕荣值值，具弱透透水性。五、坝体土物理力学学性质为查明坝体土的的物理力学学性质和渗渗透性，勘勘察中在钻钻孔内取样样11组（其中中：内坝坡坡取样2组、外坝坝坡取样9组），其其取样位置置和室内土土样试验成成果统计于于表1、表2中。室内试验资料表表明：坝体体土由粉质质粘土组成成，密实性性略差，含水水量略偏大，具具中等压缩缩性和弱—中等透水性性，抗剪强强度较低。坝体土取样位置置一览表表1孔号孔口高程（m）土样编号取样深度（m）高程（mm）ZK1393.68ZK1--Ⅰ3.56～5..68390.12～～388..00ZK1--Ⅱ9.78～122.78383.90～～380..90ZK2391.97ZK2--Ⅰ4.60～6..30387.37～～385..67ZK2--Ⅱ7.30～9..10384.67～～382..87ZK3390.16ZK3--Ⅰ4.50～6..50385.66～～383..66ZK3--Ⅱ8.50～100.50381.66～～379..66ZK3--Ⅲ13.00～115.000377.16～～375..16ZK4391.37ZK4--Ⅰ3.50～5..50387.37～～385..87ZK4--Ⅱ8.00～100.00383.37～～381..87ZK4--Ⅲ13.00～115.000378.37～～376..37ZK5384.98ZK5--Ⅰ4.35～6..39380.63～～378..59坝体土物理力学性质指标汇总表表2项目土样编号比重含水量密度孔隙比孔隙率饱和度塑性指数液性指数颗粒组成（mmm）压缩系数压缩模量渗透系数抗剪强度干湿砂粒粉粒粘粒胶粒天然快剪饱固快>0.050.05—0.005<0.005<0.002凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角GSWρdρensrIpILaS0.1-0..2Es0.1-0..2K20CψCψ%g/cm3%%MPa-1MPacm/sMPa度MPa度ZK1--=1\*ROMANI2.7422.51.611.970.70241.287.813.90.3011.062.226.816.70.424.065.59×100-6708.83523.1ZK1--=2\*ROMANIII2.7422.31.581.930.73442.383.213.20.3412.657.230.217.20.463.751.06×100-3506.13314.3ZK2--=1\*ROMANI2.7419.41.671.990.64139.082.911.50.0615.260.224.616.00.334.981.59×100-45019.33520.0ZK2--=2\*ROMANIII2.7221.11.621.960.67940.484.513.10.1918.753.827.517.80.433.911.19×100-3286.14417.9ZK3--=1\*ROMANI2.7420.91.672.020.64139.089.312.20.2516.054.829.218.00.364.576.59×100-5606.73017.2ZK3--=2\*ROMANIII2.7121.21.591.930.70441.381.612.30.3231.239.329.523.10.483.501.08×100-3524.44012.4ZK3--=3\*ROMANIIII2.7021.81.621.970.66740.088.212.00.2726.849.224.014.60.424.057.02×100-4445.92816.6ZK4--=1\*ROMANI2.7021.01.672.030.61738.191.910.20.5046.031.922.115.40.275.803.30×100-45213.5//ZK4--=2\*ROMANIII2.7321.71.631.980.67540.387.812.00.3027.049.923.115.80.394.186.17×100-63512.14014.6ZK4--=3\*ROMANIIII2.7320.21.682.020.62538.588.216.00.0713.356.030.717.00.404.186.59×100-56.412.02618.8ZK5--=1\*ROMANI2.7120.61.641.980.65239.585.610.70.4030.149.820.113.40.364.553.90×100-5//3614.0统计组数1111111111111111111111111111111110101010最大值2.7422.51.682.030.73442.391.916.00.5046.162.230.723.10.485.801.19×100-37019.34420.0最小值2.7019.41.581.930.61738.181.610.20.0611.031.820.113.40.273.505.59×100-6284.42612.4平均值2.7221.151.631.980.66740.086.512.50.2722.551.326.216.80.394.314.33×100-4499.53416.9标准差0.0160.9070.0360.0340.0361.2953.1431.5880.13010.729.3583.4972.4960.0600.6444.83×100-412.474.6605.6773.224变异系数0.0060.0430.0220.0170.0540.0320.0360.1270.4780.4760.1820.1330.1480.1520.1491.1150.2540.4910.1670.191标准值1.611.960.423.961.66×100-4416.73014.9小值平均值28.46.330.614.4大值平均值0.6941.01×100-3第三章大坝坝渗漏与稳稳定分析大坝渗漏分析一、坝体渗漏分分析（一）坝体渗漏漏情况大坝外坡高程3381.000米以下至坝坝脚一带存存在着渗漏漏问题。散散漏面积达达626mm2，占大坝坝外坡总面面积的15%左右。另另外在大坝坝外坡左、右右岸坡坡脚脚处有股状状水流逸出出，其渗漏漏量达0..72LL/S和0.83LL/S。（二）坝体渗漏漏分析1、坝坝体土土质质不均匀，普普遍夹强风风化砂岩和和砂质泥岩岩碎屑颗粒粒，压实性性略差。上部部3～6米段见明显显的小孔洞洞。2、坝体体土透水性性较好。经经试验，渗渗透系数K20一般在在3.900×10-5～1.199×10-4cm/s，具弱～中等透水水性。3、坝体座落在基基岩上，但但未将坝体体伸入到两两岸新鲜基基岩内，同同时清基时时未将强风风化带岩石石（具中等等透水性）清清除，在ZK1、2、3、4、5号钻孔揭穿坝坝体土进入入基岩即有有明显重力力水渗出，说说明库水沿沿坝体土与与基岩接触触带渗漏严严重。该渗渗漏可形成成接触冲刷刷，进而产产生渗透变变形。4、白蚁活动为库库水渗漏创创造了条件件,内坡钻孔ZK1。外坡钻孔ZK2～ZK5和ZK8钻孔孔顶部0～3.0m范围内均均发现有白白蚁活动，局局部可见直直径达5厘米的巢穴穴。据重庆庆白蚁研究究所专家现现场检查，发发现坝内坡坡设计库水水位以上至至坝顶，坝坝外坡高程385..00～坝顶范围围内有白蚁蚁筑巢活动动现象。现现将本次查查得的坝体体中白蚁活活动范围列列于表3中。白蚁活动范围及及特征表表3孔号深度（米）高程（米）主要特征ZK10.00—3..50393.68～～390..18该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为粗糙的的直径为1—2毫米的小孔孔洞。ZK20.00—3..00391.97～～388..97该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为粗糙的的直径为1—2毫米的小孔孔洞。ZK30.00—3..00390.16～～387..16该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为粗糙的的直径为0.5—2毫米的小孔孔洞。ZK40.00—5..60391.37～～385..77该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为光滑的的直径为1—2毫米的小孔孔洞。ZK50.00—2..70384.98～～382..28该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为粗糙的的直径为0.5—1毫米的小孔孔洞。ZK80.00—2..80395.78～～392..98该段为白蚁活动动范围:见洞壁较较为粗糙的的直径为0.5—1毫米的小孔孔洞。二、坝基、坝肩肩岩体渗漏漏分析（一）坝基、坝坝肩岩体渗漏情情况1、坝坝基接触渗漏：：坝基渗漏漏观测点位位于大坝外外坡左、右右坡脚高程程378.46、377..55米处，在出水水点下部各各设有一个个集水坑，其渗漏量为0.72L/S和0.83L/S。2、左坝肩岩体渗渗漏：根据据大坝左坝肩ZK8号钻孔压压水试验资资料,基岩上部部27米段岩体透透水率q=13.67～31.57Lu，具中中等透水性性；其下部透水水率q＝4.511Lu具弱透水水性。坝基基（肩）岩岩体透水情情况见表44。3、右坝肩岩体渗渗漏：根据据大坝右坝坝肩ZK2号钻孔压压水试验资资料,基岩上部27米段岩体透透水率q=13.67～31.57Lu，具中中等透水性性；其下部透水水率q＝4.511Lu具弱透水水性。坝基基（肩）岩岩体透水情情况见表44。4、坝体中部岩体体渗漏：根根据大坝中中部ZK3、ZK4号钻孔压压水试验资资料，坝基基岩体上部部17米段岩体透透水率q=10.79～24.89Lu，具中中等透水性性；其下部透水水率q＝7.05～7.811Lu，具弱透水水性。坝基基（肩）岩岩体透水情情况见表44。坝基岩体透水情情况统计表表表4孔号深度(m)高程(m)岩性风化程度透水率q(类型)ZK211.78～116.788380.19～～375..19砂岩强风化～弱风化化19.15(EE)16.68～221.788375.09～～370..19砂岩弱风化～新鲜17.10(EE)21.68～226.788370.29～～365..19砂岩～砂质泥岩岩新鲜21.13(DD)26.14～332.344365.83～～359..63砂岩新鲜15.74(EE)32.24～337.344359.73～～354..63砂岩新鲜7.02(E))ZK320.00～225.000370.16～～365..16砂质泥岩强风化～弱风化化18.67(DD)24.90～330.000365.26～～360..16砂岩新鲜19.32(DD)29.90～335.000360.26～～355..16砂岩新鲜10.79(DD)34.90～440.000355.26～～350..16砂岩新鲜7.05(D))ZK420.00～225.000371.37～～366..37砂质泥岩强风化～弱风化化24.89(EE)24.90～330.000366.47～～361..37砂质泥岩～砂岩岩弱风化18.22(EE)29.90～335.000361.47～～356..37砂岩新鲜14.41(EE)34.90～440.000356.47～～351..37砂岩新鲜7.81(E))ZK85.00～100.00390.78～～385..78砂岩～砂质泥岩岩～砂岩强风化～弱风化化31.57(DD)9.90～155.00385.88～～380..78砂岩弱风化26.96(DD)14.90～220.000380.88～～375..78砂岩～砂质泥岩岩弱风化～新鲜23.40(E))19.90～225.000375.88～～370..78砂质泥岩新鲜19.61(EE)24.90～330.000370.88～～365..78砂质泥岩～砂岩岩新鲜13.67(EE)29.90～335.000365.88～～360..78砂岩新鲜4.51(E))（二）坝基、坝坝肩岩体渗漏原原因1、勘探查明：坝坝基岩体强风化化带厚3..00～3.50米，弱风化化带厚3.20～7.10米；左坝肩肩岩体强风风化带厚55.50～～8.00米，弱风化化带厚7..60～9.00米；右坝肩肩岩体强风风化带厚33.70～8.000米，弱风化化带厚6.70～12.000米。风化带带内裂隙较较发育，岩岩石完整性性差。构造造裂隙特别别是顺河床床裂隙，其其产状为：：N35－40°W/NNE∠80～85°，面较平平坦略粗糙糙，张开度1～3cm，被泥质半半充填，间间距3～5米，延伸长长度大于110米，该组裂裂隙垂直于于坝轴线，是是坝基、坝坝肩渗漏主主要的裂隙隙通道，当构造裂裂隙、风化化裂隙及层层面裂隙相相互连通使使其风化带带形成透水水层，当水水库建成蓄蓄水后即可可形成含水水层。风化化带和新鲜鲜基岩上部部12～15米段内岩石石透水率qq=10.79～31.557Lu，具中中等透水性性；而新鲜鲜基岩下部部透水率qq＝4.51～7.811Lu，具弱透水水性。2、地形有利于渗渗漏：左、右右坝肩均位于一凸凸出的小山山咀，三面面临空，山山体单薄，岩岩石裂隙发发育，迎水水面大，排排泄条件好好，有利于于库水沿基基岩裂隙和和基岩与坝坝体土接触触带产生绕绕坝渗漏。第二节稳定计算算与分析一、稳定计算野外勘探查明：：坝体土由由粉质粘土组组成，结构构欠密实，间夹砂岩、砂质泥岩碎屑颗粒，坝体各部位钻孔取样11组进行室内土的物理力学性质试验，其试验指标汇总列于表2中。在稳定计算中分分五种条件件用电脑进进行了计算算。计算中中参数的取取值是根据据11组坝体土土土样试验验资料得来来，其中容容重采用算算术平均值值，抗剪强强度指标按按规范则用用小值平均均值乘以系系数0.885取得。坝体体各部位采采用的计算算容重见表表5。坝体各部部位采用的的计算容重重表表5项目迎水坡背水坡抗滑力滑动力抗滑力滑动力部位浸润线以上湿容重湿容重湿容重湿容重浸润线以下，静水位以上浮容重饱和容重浸润线以下浮容重浮容重静水位以下浮容重浮容重骤降影响区域浮容重饱和容重计算中采用瑞典典园弧条分分，有效应应力法进行行计算。计计算机用网网格法自动动寻求最危危险滑弧，给给出其最小小安全系数数，最危险险滑弧园心心座标及半半径，计算算公式为：：tgФ·ri··Σhi·bbi·coosαi+Σc·liiK=ri·ΣΣhi·bbi·siinαitgФ(Σwi·ccosαi)+cc·Σli＝Σwi·ssinαi式中：r—湿容重（KN/MM3）c—凝聚力（KN/MM2）ФФ—内摩擦角角（度）b—条块宽度度（米）h—条块平均均高度（米米）i—条块编号号ww—条块重量量（KN/M）l—条块间滑滑面长度（米米）稳定计算参数见见表6，计算结结果见表77。稳定计算参数表表表6容重渗透系数天然快剪饱和固结快剪浮容重r湿容重r饱和容重rsK20CψCψ10.3019.8020.301.66×100-424.15.426.012.2不同计算条件下下坝坡安全全系数表表表7位置计算条件最小安全系数规范要求最小安全系数内坡库水从校核洪水水位骤降至至死水位0.901.15库水从正常水位位骤降至死死水位0.961.25外坡上游为校核洪水水位,下游排水水棱体失效效1.071.25上游为正常水位位,下游无水水1.271.25上游校核洪水位位,下游校核核洪水位1.001.15二、稳定分析从大坝稳定计算算看，大坝坝内、外边边坡的稳定定性较差，除“上游为正常水位,下游无水”工况下安全系数能满足规范要求外，其余工况下安全系数均不满足规范要求，其原因是：1、大坝填筑料成分分复杂：填填筑料有粘粘土、粉质质粘土和粉粉土，土料料中普遍间间夹砂岩碎碎屑颗粒；；2、填料抗剪强度低低：据室内内试验，坝坝体土抗剪剪强度低且且变化大。（1）天然快剪：凝凝聚力c=28～70kPPa，算术平平均值为49kPa(小值平均均值为41kPPa)，变异系系数δ=0.2254、内摩擦擦角ψ=4.4～19.3度，算术术平均值为为9.5度(小值平均均值为6.7度)，变异系系数δ=0.4491；（2）饱和固结快剪剪：凝聚力c=26～44kPPa，算术平平均值为34kPa(小值平均均值为30kPPa)，变异系系数δ=0.1167、内摩擦擦角ψ=12..4～20.0度，算术术平均值为为16.9度(小值平均均值为14.9度)，变异系系数δ=0.1191。3、大坝内、外边边坡较陡：：大坝内边边坡在高程程389..00米以上边坡坡比为1:1..59；大坝外外边坡在高高程3855.00米以上边坡坡比为1:2..20。溢洪道工程地质质问题1、概述：溢洪道位位于大坝右右坝肩，为为开敝式有有闸宽顶堰堰，堰顶宽宽9.8米，采用自由由式消能，最大下泄流量180m3/s，进口底板高程388.755米。无消力池、未进行衬砌、宽度不够，排洪不畅，局部边坡已出现掉块和垮塌现象，局部底板已形成坑凼。2、溢洪道工程地质质条件：第一段：桩号00+0000.0～0+1223.0,,长123..0米。溢洪道基基础和两侧侧边坡均由由J3P③风化砂岩岩组成，裂隙隙特别是层层面裂隙发发育，为库库水渗漏创创造了条件件，参照ZK2号钻孔压压水试验资资料，溢洪洪道底板及及两侧边坡坡岩体均具具中等透水水性。第二段：桩号00+1233.0～0+1339.5,,长16.5米。位于溢洪洪道下游的的消力池。消力池底板和侧墙均由J3P③风化砂岩组成，内侧墙墙脚有厚1.00～1.50米的砂质泥岩透镜体，具遇水易膨胀、伯水易开裂特性，抗风化抗冲刷能力弱，设计和施工时应作好抗风化抗冲刷，以利溢洪道的安全运行。该段岩体中裂隙隙特别是层层面裂隙发发育，为库库水渗漏创创造了条件件，参照ZK2号钻钻孔压水试试验资料，岩岩体具中等等透水性。第三段：桩号00+1399.5～0+1554.0,,长14.5米。位于溢洪洪道消力池池的下游溢溢流段。基基础由第四四系全新统统坡-洪积粉土土组成，灰灰色，饱和和，稍密，间间夹大量砂砂、泥岩碎碎屑颗粒，抗抗冲性能极极差；下覆覆基岩为JJ3P③砂岩，岩石石强度较高高，抗冲刷刷能力较强强，建议将将该段置于于完整性好好的J3P③弱风化砂岩岩之上。3、整治措施及建议议：（1）、清除溢洪道道基础以上上两侧墙边边坡上已松松动的岩石石块体并加强溢洪道道的衬砌质量量；（2）、重新设计溢溢洪道消力力池，将消消力池基础础置于完整整性较好、承承载力较高高的J3P③弱风化砂岩岩之上。（3）、对溢洪道两侧墙边边坡和底板板以下岩体体进行灌浆浆和帷幕灌灌浆处理，灌灌浆深度应应进入弱透透水层（透透水率q＜10Lu）(或高程。（4）、为便于整治治设计，现现提出溢洪洪道设计有有关岩、土土主要物理理力学性质质指标见表表8：地基岩土有关物物理力学参参数建议值值表表8地层代号岩土名称天然重度承载力特征值天然单轴抗压强强度饱和单轴抗压强强度透水性抗剪强度边坡凝聚力摩擦系数rfakfrfrcCtgф临时永久kN/m3kPaMPaMPaKPadl+plQ44粉土18.070//强5201:1.001:1.25J3P③、J3PP①强风化砂岩22.53008.0/中00.321:0.001:0.50弱风化砂岩23.070025.015.000.381:0.25新鲜砂岩23.5120035.022.0弱～中00.451:0.00J3P③、J3PP②强风化砂质泥岩岩24.0220//中80.301:0.251:0.75中风化砂质泥岩岩24.55005.0/100.36天然建筑材料地表表地质调查查表明:XX水库大大坝附近55km范围围内无粘土土料，为配配合整治设设计，勘察察中选取了了砂岩石渣渣料场2处、条石石料场1处和砂砾石料场场1处。各产产地均采用用平行断面面法计算、平平均厚度法法校核。各各产地情况况见表8。天然建筑筑材料产地地情况一览览表表8天然建材类型产地名称产地位置运距设计需用量有用层无用层剥采比厚度储量厚度体积kmM3mM3mM3砂砾石料猫儿坎金华电航下游77km左岸岸30100003.01200000.5200000.17:1条石料猴儿崖XX镇XX村88社2.530008.0300006.0330001.10:1砂岩石渣料猴儿崖XX镇XX村88社2.56000013.0487501.060000.13:1王家嘴XX镇打石坝村村6社2.58.0360001.046500.13:1第一节石渣渣料1、猴儿崖石石渣料场：：位于XXX县XX镇XX村8社，距离大大坝约2..5km,,有用层厚厚度为133.0米、储量488750方方，无用层层为1.0米，体积为为60000方，剥采比为0.113：1，盖山薄薄，开采方方便。有简易公路路到大坝。2、王家嘴石渣料场场：位于XXX县XX镇打石石坝村6社，距离离大坝约22.5kmm,有用层层厚度为88.0米、储量360000方，无用用层为1..0米，体积为4650方，剥采采比为0.13：1，盖山薄薄，开采方方便。有简简易公路到到大坝。两该料场总储量8847500方，是设设计需用量量的1.41倍。两该料场母岩为为侏罗系蓬蓬莱镇组（J3P）河湖湖相沉积的的砂岩：浅灰色，细粒结构构，厚层状构构造，矿物物成份以长长石、石英英为主，层层面富集岩岩屑和绢云云母。表层层均有厚1.0米的坡—残积粉质粘土，是是农作物和和树木根茎茎的影响范范围。储量量计算中将将岩石划为为有用层，而而将粉质粘粘土划为无无用层。两料场均取样进行行了室内岩岩石物理力力学性质试试验，其试试验成果见见表9。从表中看，王家家嘴料场砂岩岩为软岩，猴猴儿崖料场场砂岩为较较软岩。XX水库石渣料料母岩岩石石物理力学学试验成果果表表9产地名称试样编号岩石名称比重干密度孔隙率吸水率抗压强度/MPPa天然饱和g/cm3%%ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ王家咀W1砂岩2.692.1520.19.218.719.417.610.312.411.5W2砂岩2.702.1819.38.619.321.419.712.611.713.1W3砂岩2.692.2018.28.022.519.620.412.814.513.4平均值猴儿崖H1砂岩2.682.2316.86.932.533.629.820.623.424.7H2砂岩2.672.2117.27.432.330.728.419.821.320.5H3砂岩2.672.2416.16.636.935.433.724.626.325.2平均值2.672.2316.77.032.622.93、石渣料级配鉴于石渣料是作作为下游坝坝壳用料，因因此在原型型级配拟定定中须满足足以下控制制要素：①最大粒径300~~500mmm；②小于5mmm粒组含量15%~~25%；③小于5mmm粒组级配配状态实际际测定；④级配连续续。石渣料料的原型设设计级配和和试验级配配见表10、图1。XX水库石石渣料石渣渣料设计及及试验级配配表表10坝料编号级配性状粒径mmm500~400400～300300～200200～100100～8080～6060～4040～2020～1010～55~22～11～0.50.5～0.25＜0.1＜5含量量%上线设计13.618.810.98.47.26.45.04.72.42.22.64.16.17.625.0试验23.220.616.115.12.42.22.64.16.17.625.0下线设计22.014.212.512.65.55.44.33.92.81.81.30.71.62.83.45.215.0试验28.625.918.611.91.30.71.62.83.45.215.0图14、石渣料的压实性性：石渣料振振动法最大大干密度、松松填法最小小干密度及及振动后级级配试验成成果见表11。XX水水库石渣料料石渣料压压实试验成成果表11坝料编号最大干密度最小干密度振后小于5mmm含量增量量g/cm3g/cm3%上线2.081.5213.6下线2.151.5810.2上线与下线振后后小于5mmm含量增增量几乎相相等，原因因在于这两两种级配的的石渣料来来源于相同同的母岩。5、石渣料抗剪强度度抗剪强强度试验采采用直径550.5ccm大型直直剪仪，试试样高度为为36cmm，分3层装填，试试验方法模模拟不同工工况采用饱饱和快剪、饱饱和固结快快剪。试验验在开缝状状态下进行行，开缝高高度为2ccm.。试验水水平与垂直直应力采用用50t油压千斤斤顶（千斤斤顶配置量量程为40MPPa的标准压压力表）施施加，试样样垂直与水水平位移用用0-50mmm大行程程百分表测测定。试样样饱和采用用浸水法,饱和时间间不少于48小时。试试验剪应力力的施加严严格按试验验规程进行行。根据Mohr—Cooulouub准则，土土体的抗剪剪强度指标标可用τf=δtgφ+c表示，式式中φ为内摩擦擦角，c为咬合力力。坝料试验成果见见表12，抗剪强强度~垂直应力(s~pp)关系曲线线见图2、图3。王家嘴石渣抗剪剪强度试验验成果统计计表表表12坝料编号干密度比重孔隙率试验方法抗剪强度指标内摩擦角凝聚力øcg/cm3%度kPa上线2.002.6925.7饱和快剪26.339饱和固结快剪29.337下线2.062.6923.4饱和快剪30.136饱和固结快剪34.230图2图36、结论与建议：：（1）、通过本次试试验，基本本查明了筑筑坝料的工工程性质，可可供坝型优化采用。（2）、限于工作作量本次未研究坝坝料的渗透透及压缩性性质，施工工前应补充。（3）、料场开采后后应复核石石渣料级配配，必要时应应进行爆破破试验设计计，施工使使用坝料级级配应符合设计计原型级配配要求。（4）、筑坝料在施施工中应进进行碾压试试验，以检检验设计控控制参数的的可靠性，并并确定可行行的施工参参数。（5）、根据试验成成果和工程程类比提出出的设计参参数建议值值见表133。王家嘴石石渣料设计计参数建议议值表13指标分区料场干密度孔隙率最大粒径小于5mm粒组组含量抗剪强度饱和快剪饱和固结快剪g/cm3%mm%C/kP