苍梧白水水库安全鉴定工程地质勘察报告

1地质资料来源1.1工程概况东经，北纬。设计灌溉面积为万亩，有效灌溉面积万亩1.2地质资料来源本次勘察有关水库及大坝基本情况资料来源于某县水利局2002年4月出版的《某县某水库大坝安全论证报告》中的有关资料。该工程由于地质资料不全（无任何地质图件）、无坝体岩土体试验成果，而且资料零散，因此本次勘察地质资料来源于1：20《梧州幅区域地质图》及野外实测。根据大坝安全鉴定具体要求补充完成下列勘察任务：1、调查近坝库区及坝址区两岸岩土边坡和人工开挖边坡的稳定性；调查涵洞和地下洞室的渗漏情况；2、查明坝体地层分布情况、坝体渗漏、开裂、崩塌等不良地质现象和隐患的分布、范围特征；3、查明坝体浸润线分布高程及其与库水位的关系；查明坝基水文地质与工程地质条件；查明地下水埋藏分布及透水层的性质和透水特性；4、进行相关的试验，为大坝渗透及稳定性验算提供相关的工程地质、水文地质参数指标。野外地质工作于2004年11月19日进场，至2004处11月24日结束。钻孔布置沿坝顶坝轴线布置钻孔3个，坝轴线内、外坡各布置钻孔1个，共5个钻孔，总进尺74.50m。在坝体素填土层中取原状土样16组进行土工常规试验。钻孔注水试验14段次。轻便型动力触探试验2.7m。详见《完成工程量表》：完成工作量表表一序号工作项目单位工程量备注1坝区地质校测（1：500）km20.042大坝工程地质剖剖面测绘km0.243工程地质钻探m/孔74.5/54钻孔取原状土样样组165钻孔注水试验段次136轻便型动力触探探试验m2.77室内土工试验组16根据本次野外地质工作，提供成果资料详见下表：成果资料一览表表二序号资料名称图号数量备注1钻孔布置示意图图（1：1000）CWBS-D--011幅分作2坝轴线工程地质质剖面图（1-1′）（1：200）CWBS-DD-021幅3工程地质纵剖面面图（2-2′）（1：200）CWBS-DD-031幅4ZK1～ZK55钻孔柱状状图（1：100）CWBSD5幅5《工程地质勘察察报告》（初初步设计）1份6土工试验成果报报告表1份2区域地质概况测区位于大瑶山山脉东段，广西山字型构造南东翼，全区均为丘陵－低山地形，地势大致西北、东南高，西南、中部低。经历了加里东期、印支期、燕山期明显的褶皱断裂运动，伴有岩浆活动，喜山期以大面积升降的振荡运动为主。测区经过多期地质构造运动已趋于相对稳定，区域稳定性较好。区内主要出露地层有寒武系、泥盆系和第四系。其中寒武系水口群上亚群中组（）以灰绿中～细粒砂岩，夹页岩、砂质页岩、绢云母页岩和炭质页岩。下部为细砂岩含页岩团块，底部为灰、浅灰白色含细粒石粗砂岩（或粗砂岩）；泥盆系下统莲花山组（D1L）与下伏水口群呈明显的角度不整合接触。上部为薄层至块状粉砂岩、泥质粉砂岩、细粒石英砂岩夹页岩。下部为中～厚层状紫红色石英砂岩，含豆状赤铁矿砂岩夹透镜状砾岩、粉砂岩。底部为砾岩、砾状砂岩；泥盆系下统那高岭组（D1n）一般以紫红色夹灰绿色、棕黄色页岩、砂质页岩为主。中部夹少量黄白色薄至厚层状泥质砂岩。上部夹一层至数层灰、灰黑色泥质白云岩、钙质白云岩；泥盆系中统郁江阶（D2y）为石英砂岩、页岩、泥质粉砂岩，石桥一带还夹2～3层鲕状赤铁矿。东岗岭阶（D2D）下部灰至灰黑色中层至块状灰岩夹白云岩、白云质灰岩，偶见含燧石灰岩或薄层状含泥质白云质灰岩；而第四系分为下－中更新统（Q1-2）、上更新统（Q3）、全新统（Q4），主要由砾石、砂和粘性土组成，分布于阶地及漫滩之上。区内主要褶皱有石桥向斜，向斜轴向近南北向，长约25km，东翼断失，该向斜内包括二个向斜，一个背斜，断裂非常发育将向斜分割得很零碎。区内主要断裂有：1、某～夏郢区域性大逆断层位于库区东部，距库区约3.0km，北东向，倾向北西西，倾角10～30°，可见长度50km，垂直断距数百米至数公里，切断了水口群和泥盆系，造成地层不接，沿断层断续可见到硅化、破碎、糜棱岩化、片理化揉褶等动力变质现象。2、佛几山正断层位于库区边缘，北西向，倾向南西，倾角48°，长度约8km，垂直断距小于1km。沿断层线见岩层挤压、扭曲甚剧，见硅化断层角砾岩。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征性周期0.35s，相当于地震基本烈度为Ⅵ度。3库区地质概况库区位于石桥向斜西翼东安江支流某河上，某河由西向东转向南蜿蜒曲折，两岸均为丘陵-低山地形，山顶高程一般在100～316m之间。树枝状水系较发育，切割较深，山坡较陡，一般为30～50°，有植被覆盖，边坡稳定性较好。本区第四纪以来地壳以间歇性上升为主。泥盆系下统莲花山组（D1L）粉砂岩、泥质粉砂岩、细粒石英砂岩夹页岩和泥盆系下统那高岭组（D1n）紫红色夹灰绿色、棕黄色页岩、砂质页岩，Q莲花山组（D1L）与下伏水口群呈明显的角度不整合接触。0.00～5.00m库区流域属亚热带气候，气候温和，最高气温37°C，最低气温-3°C。地下水分水岭与地表分水岭一致，地下水主要来源于大气降水，其动态变化规律随大气降水的变化而变化。地下水类型以基岩裂隙水为主，次为孔隙水。孔隙潜水分布于河流两岸残坡积、洪冲积堆积层中，透水性强，含水量丰富。裂隙水赋存于岩石裂隙之中，富水性受岩性、构造的控制。库区东部约3.0km，有某～夏郢区域性大逆断层，库区边缘有佛几山正断层通过，但其经过多期地质构造运动已趋于相对稳定，对库区稳定性影响不大。受其影响，库区局部地段岩石节理裂隙发育，多为张性裂隙，但延伸不远，不存在通向邻谷的渗漏通道。上部的含碎石粘性土、粘性土覆盖层属相对不透水层，因此，库区不存在大的渗漏问题。4枢纽工程地质4.1主坝工程地质4.1.1地形地貌22.0m92.50m125.0m4.0m4.1.2地层岩性坝址区基底为泥盆系下统那高岭组（D1n），上覆第四系人工填筑的素填土（Q4s）。根据本次钻探揭露地层情况，现将坝体及坝基岩土层由上而下分述如下：1、素填土（Q4s）：大坝回填土，钻探揭露最大厚度18.50m。紫红色夹灰白色，主要由残坡积含碎石粉质粘土组成，碎石成份主要为强风化紫红色砂岩、泥质砂岩及页岩，含量约20～30%，粒径20～100mm。上部土体稍湿，下部土体较湿，坝体在上部荷载及自重作用下较密实，土体固结程度较低，孔隙比较大，土质浸水易软化，中等压缩性。2、泥质砂岩、页岩（D1n）：基岩在两坝肩一带直接出露于地表，钻孔揭露有全风化、强风化、弱风化。坝基全风化带厚度薄，仅局部有分布，约为0.50m，而右坝肩全风化带厚度较大，约为1.60～3.00m，岩石已风化成土状；坝基岩石主要为强风化泥质砂岩、页岩，岩石风化强烈，散体结构，局部为土夹石。泥质砂岩呈灰白、灰黄色，紫红色，中～厚层状，岩石主要成分为石英、泥质，岩石强度较低，锤击声哑。页岩紫红色、灰绿色，薄层状，岩石成份主要为粘土矿物。岩石质软，强度较低。4.1.3水文地质坝区地下水类型为孔隙水和基岩裂隙水。其中孔隙水储存于第四系冲洪积及人工填土层中，受季节性及库水位变化影响较大。而基岩裂隙水储存于基岩裂隙之中，受岩性、节理构造组合的影响，储存条件受限制，水量相对较丰富，水位埋藏较深。地下水由大气降水或水库储存水渗入补给，排泄于地形低洼地带。钻探期间各钻孔地下水埋藏情况详见下表：地下水埋藏情况一览表表三钻孔编号埋藏深度（m）埋藏高程（m）地面高程（m）备注ZK113.1079.4092.50①表中数据在库水水位77..10m时时所测。②测量日期20004年11月23日。12.0080.5092.5010.2082.3092.507.2078.9686.167.3077.6984.99本次勘察在钻孔土层中进行注水试验13段次，均在素填土层中进行。根据试验资料统计得知：坝体浸润线以上素填土渗透系数K=1.46～4.71m/d，其平均值K=2.69m/d（K=3.11×10-3cm/s），局部地段渗透系数K值达30.40m/d，为强透水；坝体浸润线以下素填土渗透系数K=0.13～0.80m/d，其平均值K=0.35m/d（K=4.10×10-4cm/s）；下伏基岩为相对不透水层。注水试验成果详见下表：注水试验成果表表四孔号孔深（m）高程（m）段长（m）渗透系数K渗透性等级（m/d）（cm/s）ZK10.80～5..0091.70～887.5004.204.715.45×100-3中等偏强透水5.00～100.1087.50～882.4005.100.131.55×100-4中等透水10.10～115.20082.40～777.3005.100.343.98×100-4中等透水15.00～119.00077.50～773.5004.000.596.85×100-4中等透水ZK20.00～5..0092.50～887.5005.0030.403.50×100-2强透水5.00～100.0087.50～882.5005.001.461.69×100-3中等偏强透水10.00～115.00082.50～777.5005.000.222.60×100-4中等透水ZK30.00～5..0092.50～887.5005.001.822.10×100-3中等偏强透水5.00～9..5087.50～883.0004.500.151.75×100-4中等透水ZK40.10～5..0086.06～881.1664.900.809.30×100-4中等透水5.00～111.2081.16～774.9666.200.0131.49×100-5弱透水ZK51.00～5..0083.99～779.9994.002.773.20×100-3中等偏强透水5.00～9..9079.99～775.0994.900.252.84×100-4中等透水渗透系数K平均均值1.101.28×100-3中等偏强透水4.1.4大坝渗漏及其处理措施勘察期间由于水库处于死水位以下，库水位很低，坝体及坝基未发现有漏水点，仅在坝体外坡原冲沟处有少量积水，常年不干，但未见有流动。据调查坝体没有漏水现象，仅在坝后建基面局部地段有渗水现象，漏水量小。坝体及坝基没有大的漏水通道。根据钻孔注水试验、结合现场钻探情况，分析认为：坝体浸润线以上填土渗透性为中等～强透水；浸润线以下填土渗透性为中等透水；下伏基岩为相对不透水层；坝基接触面一带为大坝主要的渗漏部位，尤其是两坝肩坝体填土层与基岩接触地段，渗漏较为明显。由于坝体人工填土大范围碾压程度低，结构较松散，固结程度低，坝基接触面一带为大坝主要的渗漏部位，尤其是两坝肩坝体填土层与基岩接触地段，建议采用灌浆方法进行防渗处理，灌浆深度进入坝基完整岩石2～3m。同时可用粘土夯实铺盖，培厚坝体，延长渗漏途径，减小水力坡降。并在坝内坡干砌块石护坡，外坡脚设堆石反滤体。上述的渗漏处理措施供参考使用，同时应根据工程及渗漏的具体情况采取不同的处理方法。4.2副坝工程地质副坝最大坝高约为1.50m，坝顶长21.0m，顶宽1.50m，为均质土坝。坝址区地形地势较低，坝基主要为残坡积含碎石粉质粘土，厚度约1.0～2.0m，土体结构较致密，中等偏弱透水性。下伏基岩主要为泥盆系下统那高岭组（D1n）紫红色夹灰绿色、棕黄色页岩、砂质页岩，岩石质软，强度较低，弱透水性。4.3溢洪道工程地质溢洪道为开敞式明渠，堰顶高程为，堰顶宽度。溢洪道出露的地层岩性主要为强风化泥质砂岩与页岩互层。泥质砂岩与页岩因风化强烈成散体结构，局部风化为土夹石。岩石强度较低，抗冲刷能力低，岩石锤击声哑。5土工试验研究5.1土工试验成果统计本次试验工作主要针对坝体不同位置、不同深度分别在浸润线上、下取原状土样16组进行土工常规试验。同时在不同部位、不同土层进行原位测试。室内土工试验工作由梧州市建筑设计院土工试验室完成，试验过程执行《土工试验规范》（GB/T50123-1999），其中液塑限试验均过0.5mm筛；抗剪强度采用不固结不排水直接快剪，试验过程中粒径大于20mm的颗粒已剔除，抗剪强度均采用峰值。原位测试试验资料按有关规程规范进行统计，其统计结果详见《轻便型动力触探试验成果统计表》（表五），土工试验资料采用数理方法将浸润线上、下土体分别进行统计，其统计结果详见《土工试验成果统计表》（表六）：轻便型动力触探试验成果统计表表五指标土层k素填土ZK1.313.0115kPa.284.0.267.0ZK2.303.0.244.0.246.0ZK3.353.0.334.0.306.0土工试验成果统计表表六土层名称钻孔编号土样编号取土深度(m)天然状态物理性性质指标土粒比重塑性和稠度指标标压缩性天然快剪备注含水量湿重度干重度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量粘聚力内摩擦角ωγγdeSrGsωLωPIPILa1-2EsCφ%kN/m3kN/m3--%--%%%--MPa-1MPakPa度素填土（浸润线上）ZK1H13.10～3..3028.619.415.10.86393.12.8144.629.215.4-0.04*0.1949.649.7823.5带“*”者不参加统计。H23.30～3..5024.219.615.80.76288.32.7838.228.110.1-0.39*0.1949.267.7520.6H310.90～111.10027.819.715.40.77198.42.7341.925.416.50.150.2557.019.918.2*H411.10～111.30026.919.715.50.77195.92.7540.926.814.10.010.2756.426.257.5*ZK2H14.60～4..8034.5*18.914.10.96498.82.7653.434.019.40.030.2209.072.40*5.7*H24.80～5..0029.319.415.00.85395.52.7838.425.512.90.290.3804.962.508.8*H39.00～9..2027.919.415.20.82693.62.7737.423.114.30.340.2207.627.1513.1H49.20～9..4033.7*19.014.20.96397.62.7944.130.513.60.240.3405.719.0117.1ZK3H12.10～2..3024.518.815.10.85480.32.8040.327.512.5-0.24*0.2906.345.2521.3H24.00～4..2019.0*19.616.50.694*76.4*2.7936.825.411.4-0.56*0.160*10.0*77.83*20.7H38.00～8..2023.720.016.20.73290.72.8040.426.414.0-0.19*0.1849.257.1420.4H48.20～8..4031.1*19.314.70.90296.52.8043.430.912.50.020.2966.434.9923.5样本数1212121212121212121212121212最大值29.320.016.50.96498.82.8153.434.019.40.340.3809.667.7523.5最小值23.718.814.10.73280.32.7336.823.110.10.010.1844.919.0113.1平均值26.619.415.20.84293.62.7841.727.713.90.150.2597.440.9720.0素填土（浸润线下）ZK1H515.80～116.00024.9*20.216.20.694*98.32.7439.923.716.20.070.1739.947.0618.5H616.00～116.20026.720.015.80.73699.42.7444.726.618.10.010.163*10.7*66.98*18.6ZK4H18.70～8..9033.619.114.30.96697.72.8145.428.417.00.310.3066.215.3923.5H28.90～9..1034.319.114.20.97698.82.8144.831.413.40.220.3375.98.79*30.7样本数44444444444444最大值34.320.216.20.96699.42.8145.431.418.10.310.3379.947.0630.7最小值26.719.114.20.73698.32.7439.923.713.40.010.1735.915.3918.5平均值31.519.615.10.89398.62.7843.727.516.20.150.2727.331.2322.85.2大坝安全复核参数建议值根据以上勘测及试验资料、坝体土的现场情况，综合考虑各方面因素，并参照本区相关资料，将大坝安全复核岩土体物理力学指标建议值列于《岩土体物理指标建议值表》（表七）、《岩土体力学指标建议值表》（表八），供参考使用：岩土体物理指标建议值表表七指标土层及位置含水量湿容重干容重土粒比重孔隙比饱和度液性指数液限塑限塑性指数Gs素填土26.619.415.22.780.84293.60.15素填土31.519.615.12.780.89398.60.1543.727.516.2岩土体力学指标建议值表表八指标土层及位置压缩系数压缩模量内摩擦角凝聚力渗透系数摩擦系数承载力特征值kffakm/dkPa素填土（浸润线上）0.2597.420.019.03.11×100-3125素填土（浸润线下）0.2727.318.521.04.10×100-4120全风化层0.30300强风化层0.40～0..45500弱风化层0.50～0..6012005.3坝体土工程地质特征某水库大坝为均质土坝，填土料来源于坝址附近全风化土及残坡积土，内含大量强风化碎石。坝体土在来往车辆长期碾压及自重作用下结构相对较密实，但上部土体孔隙较大，透水性较强，下部土体孔隙较小，透水性相对较弱。土体固结程度低，土质浸水时易软化崩解，其抗剪强度会明显降低，常导致其抗剪指标值差异较大。5.3.1大坝浸润线情况本次勘探期间，水库水位处于低水位状态，坝顶高程92.50m，库水位为77.10m。根据钻孔实测，大坝浸润线埋深10.20～13.10m，浸润线高程为79.40～82.30m，浸润线升降曲率较平缓，由此可知土坝沿剖面上的渗透性较均匀。5.3.2浸润线以上土体工程地质特征浸润线以上土体含水量为26.6%，干容重为15.2KN/m3，液性指数为0.15，饱和度为93.6%。土体压缩系数为0.259MPa-1，压缩模量为7.4MPa，粘聚力为19.0kPa，内摩擦角为20.0°，承载力特征值fak为125kPa，渗透系数平均值K=3.11×10-3cm/s。土体呈稍湿～湿，硬塑状，中等压缩性，中等偏强透水性。5.3.3浸润线以下土体工程地质特征浸润线以下土体含水量为31.5%，干容重为15.1KN/m3，液性指数为0.15，饱和度为98.6%。土体压缩系数为0.272MPa-1，压缩模量为7.3MPa，粘聚力为21.0kPa，内摩擦角平均值18.5°，承载力特征值fak为120kPa，渗透系数平均值K=4.10×10-4cm/s。土体湿，硬塑状，中等压缩性，中等偏弱透水性。6结论与建议1、根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征周期0.35s，相当于地震基本烈度Ⅵ度。区域稳定性较好。2、库区为低山丘陵地貌，库区内未发现区域性构造断裂及活动性断裂通过。库区大部分为土质边坡，有植被覆盖，边坡稳定性较好。库区基本不发生渗漏。3、坝址区基底岩石主要为强风化泥质砂岩、页岩，上覆第四系人工填筑的素填土（Q4s）。其中坝体素填土岩性主要为残坡积含碎石粉质粘土，土体较松散，欠回结，孔隙较大，透水性较强，中等压缩性。坝址区工程地质条件较简单。4、坝区地下水类型为孔隙水和基岩裂隙水。5、溢洪道由人工开挖山体而成，渠道两侧均为强风化基岩裸露，岩石中混杂有较多疏松物质，遇水时疏松物质易流失，岩石抗侵蚀能力弱，易造成基础底板掏空现象。6、建议对大坝进行安全稳定复核计算。某县某水库大坝安全鉴定工程地质勘察报告（初步设计）广西梧州水利电力设计院2004年11月勘测设计单位：广西梧州水利电力设计院勘测设计资质：岩土工程勘察乙级勘测设计证号：201125-ky院长：黄文威威主管副院长：熊良兵兵核定：熊良兵兵审查：何国信信校核：许景铖铖编写：潘绍日日目录TOC\o"1-2"\h\zHYPERLINK\l"_Toc89661515"1地质资料料来源1HYPER