【《某水库工程的工程地质分析案例》6400字】

某水库工程的工程地质分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u28213某水库工程的工程地质分析案例 1168281.1概况 1267011.2库区工程地质条件及评价 2279291.2.1地形地貌特征 285581.2.2地层岩性特征 2306461.2.3地质构造特征 2104211.2.4不良工程地质 343821.2.5库区工程地质评价 3248041.2.6结论 594731.3坝址工程地质条件及评价 548801.1.1地形地貌特征 5234521.1.2地层岩性特征 6174051.1.3岩体风化 656891.1.4地质构造特征 6187121.1.5不良工程地质现象 742761.1.6水文地质特征 7169981.1.7坝址工程地质评价 8225751.1.8供设计参考的主要地质参数 1022851.4天然建筑材料 1121341.5结论及建议 12239041.5.1库区地质 1230481.5.2坝址地质 12166501.5.3建筑材料 121.1概况拟建杨家弄水库工程位于缙云县壶镇镇赤羊村杨家弄自然村。水库坝址以上集雨面积2.26km2，主流长度2.64km。水库建设总库容61.69万m3，是以灌溉为主、兼生态环境的小（2）型水库。杨家弄水库正常蓄水位318.00m，坝顶高程321.00m，坝基最低高程268.0m。水库最大坝高53m，下游灌溉面积2936亩。大坝主体工程：本次拟定一个坝址，根据现场地质条件，选用面板堆石坝方案方案。地质勘查完成的主要工作量见表3-1。表3-1完成工作量统计一览表项目单位数量备注取土孔个5原状土样个15岩样组27注水/压水试验组80高程测量点51.2库区工程地质条件及评价1.2.1地形地貌特征该库区位于较狭窄山谷，周边群山环绕，分水岭高出河床多在350～400m之间，山坡较陡峻，山坡坡度多在30～60°，主河道迂回曲折，峡谷呈“V”或“U”字型，部分河段基岩裸露，长度约200m。从区域地质概况可知，坝址是工程区相对最低的侵蚀基准面，河谷呈较陡窄的“V”型，库区两股分叉河流在坝址处交汇形成一股，河道迂回曲折，河道宽一般约为10m。坝址谷底宽50m，由河床及山地组成，河谷两岸由坡积土及山地组成。区内河床块石土层广泛分布，结构松散－中密，透水性强，厚0～1.0m，下伏侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。1.2.2地层岩性特征库区地层较简单，大部分地段覆盖层植被覆盖良好，基岩为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩，弱透水～不透水岩层，岩石力学性质较好，抗风化能力一般。1.2.3地质构造特征库区范围地层有明显褶皱和小区域断层通过。主要构造形变为小断层、节理裂隙和岩体接触带。小断层不发育，而节理又以陡倾角剪切闭合为主，部分夹泥，且夹泥厚度较小，以<2mm为主，平缓节理较发育。图3-1区域地质构造特征图1.2.4不良工程地质库区内除褶皱、小区域断层及节理外，未发现危岩、滑坡等不良工程地质现象。1.2.5库区工程地质评价1、水库岸坡稳定评价库岸周边山坡较陡，现状自然稳定性良好，蓄水后在库岸再造的过程会有少量塌岸情况发生，不过对库容无大的影响，不会出现较大不良工程地质现象。2、水库渗漏评价水库为峡谷型水库，库周群山环抱，山体雄厚，均为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。库岸构造以断裂为主，褶皱不发育，有两条断裂从库区通过，第一条压性断裂黄秧树～唐市，走向北偏东20°，倾角65°；第二条压性断裂大致平行第一条唐市往西南方向，走向北偏东20°，倾角70°；第三条断裂大致垂直第一条，走向北偏西45°。水库蓄水后，可能会发生向邻谷渗漏。图3-2区域等高线图根据新收集的区域等高线图显示，临谷高程与新建杨家弄水库库区相比，临谷高程比杨家弄水库库区高程高约20～30m，水库蓄水后，不会发生向邻谷渗漏。第一条压性断裂（黄秧树～唐市，走向北偏东20°，倾角65°）位于坝址东南侧，上游方向大于500m，对库区影响不大；第二条压性断裂（唐市往西南方向，走向北偏东20°，倾角70°）穿过坝址下游，对库区无影响；第三条断裂（大致垂直第一条，走向北偏西45°）位于坝址南侧，上游方向700～1000m，对库区无影响。3、水库淹没和浸没评价按设计提供正常蓄水位318.00m，水库回水长度约0.1km，回水范围内无具有经济价值矿床、其他建筑物及文物古迹和居民存在；坝址上、下游100m范围内河道两侧滩地为农田，面积约6000m2。暂未发现其他建筑物等。现状条件下水库蓄水后处于318.0m高程下的约4万m2林地有淹没可能。依据《水利水电工程地质勘察规范》，选用下式计算浸没的临界地下水位埋深：（3-1）式中：Hcr——浸没的临界地下水位埋深（m）；Hk——地下水位以上，土壤毛管水上升带的高度（m）；ΔH——安全超高值（m）。地下水位以上，土壤毛管水上升带的高度取值：在水库正常蓄水位325.0m以上范围内基本为山坡，无耕地果园等存在。正常蓄水位附近山坡部分基岩裸露，部分为松、柏、竹等杂木，其表层为坡积土，下部为基岩，类比相似已建工程，取Hk＝0.8m。安全超高：浸没区主要为山坡，无居民区，主要种植为松、柏等杂木，类比相似已建工程，取ΔH＝0.4m。则山地浸没的临界地下水位埋深为1.2m。按坝轴线计，水库正常蓄水位318.00m，则处于水库两岸约4万m2林木将受到浸没的影响。4、水库淤积和污染问题水库淤积物来源有两方面，一是库区自身带来的泥沙，二是溪坑冲沟内带来的洪积物。该库区河谷呈狭长带状，河床较陡，河谷的总长度小，无远距离搬运的固体径流入库，流入库区的固体径流总量小。库区及其上游无明显的污染源，没有严重污染威胁。因此建库后不会出现严重淤积问题，没有严重污染威胁。5、水库诱发地震问题评价水库处于构造相对稳定地区，没有深大断裂和活断层通过库区，水库蓄水不会产生构造诱发地震。1.2.6结论综上所述，该水库工程地质条件较好，库区边坡稳定性良好；岩体抗渗条件较好，有两条断裂从库区通过，水库蓄水后，可能会发生向邻谷渗漏，通过分析对库区无影响；淹没损失较小，没有严重淤积、污染等不良因素。1.3坝址工程地质条件及评价1.1.1地形地貌特征杨家弄水库工程位于缙云县壶镇镇赤羊村杨家弄自然村北侧河谷，坝址区河谷呈“U”字型，两股分叉河流在坝址处交汇形成一股，水流方向大致由南向北，河床坡降较陡，河谷底高程为275～285m，河道宽度5～10m。坝址河谷总体为“U”形，河流两岸不对称，左坝肩外凸右坝肩内凹。左、右坝肩坡度大致相等，平均坡度0.75。河床两岸为滩地，表层为坡积土，覆盖层较厚，3～5m，以下基岩为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。河床以下切侵蚀为主，堆积作用不强，局部河床基岩裸露，河谷两岸有少量滩地，面积较小，滩地下部揭露漂石、滚石层。两岸表层有少量碎石土层，一般厚度0.4～5.0m，局部较厚。1.1.2地层岩性特征该坝址地基地层简单，地表覆盖层为坝肩及河道两岸滩地分布的坡积土第②层碎石土（dlQ4）；基岩则为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。1.1.3岩体风化岩石矿物组成、受构造影响决定了岩石的抗风化能力，地下水的作用也影响了岩体的风化程度，坝址区各钻孔岩体风化程度见表3，从各钻孔岩芯资料、现场调查等分析，坝址区岩体风化呈以下特征。1、凝灰岩的抗风化能力较强，全风化厚度0.0～1.6m，强风化地层较稳定，局部厚度较大，强风化下限2.7～10.1m；2、弱风化右岸总体分布较均匀且稳定，厚度相差不大，厚度6.0～7.6m；坝轴线弱风化层左岸厚度较均匀且稳定6.9～7.7m（左坝肩弱风化厚度仅为2.7m）。3、强风化岩体节理裂隙密集，多呈张开状，充填泥质，力学性质下降明显；4、弱风化岩体浅部近地表节理裂隙较发育，夹少量泥质薄膜，力学性质较差，力学性质相应变好。表3-2坝址区各孔岩体风化带下限深度表钻孔位置岩性覆盖层厚度（m）全风化下限（m）强风化下限（m）弱风化下限（m）ZK01左坝肩凝灰岩2.61.86.49.1ZK02左岸凝灰岩5.07.610.124.8ZK03左岸凝灰岩2.11.25.225.0ZK03坝脚凝灰岩1.0无6.012.0ZK07右坝肩凝灰岩1.8无1.711.31.1.4地质构造特征坝址无区域性断层通过，小断层也不发育，主要构造为节理。左坝肩及坝址浅部基岩出露，节理较发育，节理裂隙走向详见节理玫瑰花图。图3-3左坝肩节理裂隙走向玫瑰花图图3-4坝址节理裂隙走向玫瑰花图1.1.5不良工程地质现象坝段内除节理外，未发现危岩、滑坡等不良工程地质现象。1.1.6水文地质特征坝区水文地质条件表现为地表径流水活跃，地下水不发育。由于坝区上游流域内雨量丰沛，而河谷狭窄，山坡陡峻，雨季降水量大，地表径流具骤涨快消的山区河流特征，对工程施工有明显不利影响。坝段内河床面积较小，地表松散堆积厚度5m左右，没有明显潜水活动，排水条件良好，难以赋存地下水。而基岩地层均为弱透水性，孔隙率小，不存在构成赋存地下水的地层，没有明显承压水或大量裂隙水活动迹象。坝区地基主要地下水活动通过节理裂隙产生。本次勘察对坝址基岩进行了80段次注水/压水试验，每段试验长度约5.0m，压水试验成果见附表《水库压水试验成果表》，从表中可以看出，基岩上部透水率较大，属中等透水层，下部透水率明显降低。相对隔水层按<5Lu考虑，面板坝方案：左坝肩相对隔水层埋深27.0m，坝轴线左岸埋深27.0~34.6m，河床段埋深14.0m，右坝肩埋深16.7m；总体上，坝址岩体存在的一定绕渗问题，需采用固结灌浆+帷幕灌浆等方式进行防渗处理。1.1.7坝址工程地质评价坝址区浅部岩体较破碎，节理发育，两岸山坡坡度40～65°，两岸坝肩上部有覆盖层，右岸段覆盖层厚度较薄0.4～1.8m，左岸段覆盖层较厚2.1～5.0m，主河道两岸滩地第四系松散地层厚度约1.0～5.0m。坝址处地质条件一般，可以满足面板堆石坝坝型的地基工程地质要求，本报告从面板堆石坝坝型为着眼点，对坝址地质条件作出评价。1）坝基稳定评价该坝址为U型河谷，谷底宽约20～50m，河床及河漫滩堆积较发育，第四系松散地层厚度1.0～5.0m，坝基可置于弱风化基岩。基岩为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。岩石新鲜时均致密坚硬，物理力学性能良好，抗风化能力较强。坝基部位无较大规模断裂通过，未发现明显软弱夹层或夹泥较厚的裂隙构造，坝基的岩体工程地质分类为Ⅱ～Ⅲ类，基本稳定。坝基不会出现压缩变形、地基沉陷等不良地质问题。2）坝肩地基稳定评价该坝址两侧坝肩基岩为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）凝灰岩，均致密坚硬，物理力学性能良好，抗风化能力较强。从地质构造条件分析，坝肩发育有顺坡节理，一般呈闭合状-微张状，偶见节理面侵蚀现象，不利于坝肩地基稳定，但适当深挖后至完整岩石后，坝肩地基稳定不会产生重大危害；坝肩部位地表未见有明显断裂通过迹象，未见明显的不利结构面组合。从覆盖层分布情况分析，坝肩上部有厚度不均的覆盖层，左岸覆盖层厚2.1～5.0m左右，靠近坝脚位置直接基岩出露，右岸覆盖层厚0.4～1.8m左右。覆盖层性质较差且厚度不均，其稳定性较差，需采取适当的边坡防护措施。右岸段揭露的岩体工程地质分类为Ⅱ类，稳定性良好；左岸段、河床段揭露的岩体工程地质分类为Ⅱ～Ⅲ类，稳定性一般。综上，坝肩地基稳定条件较好；除覆盖层局部较厚有发生上部土质边坡失稳的可能外，其余地段稳定性条件良好；坝肩基岩属硬质岩，因此压缩变形危害地基稳定的可能性很小。3）抗渗评价（1）坝基抗渗评价坝基所处部位基岩为凝灰岩，致密坚硬，微风化岩属弱透水地层，弱风化岩属中等透水地层，弱风化岩经固结灌浆+帷幕灌浆等方式进行防渗处理后，不存在渗漏的可能性；坝基地基未发现较大断裂构造，故也不存在通过断裂产生渗漏之可能性。（2）坝肩地基抗渗评价从地层岩性及断裂构造条件分析，该坝址左、右两岸坝肩地基的岩性为凝灰岩，两坝肩属弱透水性地层。未发现较大规模贯通坝肩地基的断裂构造，因此均不存在通过透水岩层或贯通地基的断裂产生渗漏通道的问题，也不存在由此产生严重绕渗的问题。但由于两岸地基节理较发育，从钻孔水文地质试验资料分析，通过节理裂隙产生绕渗的条件仍然可能存在，相对隔水层按<5Lu考虑，面板坝方案：左坝肩相对隔水层埋深27.0m，坝轴线左岸埋深27.0~34.6m，河床段埋深14.0m，右坝肩埋深16.7m。综上，基坑开挖至建基面（弱风化岩面下1.5～1.0m），除需进行认真撬挖和清基外，对开挖断层区进行处理。由于坝基岩体裂隙发育，开挖标准为弱风化岩面下1.5～1.0m，建基面浅部5m范围内应进行固结灌浆。为防止坝肩地基绕渗，应设防渗帷幕，帷幕设计暂按常规考虑，在施工阶段，视具体情况另外调整。通过适当的防渗措施处理后，可以防止绕渗的出现。4）边坡稳定评价坝址两岸天然状态的边坡稳定条件总体良好，从地形地貌、地层岩性及构造条件综合分析，两岸均未发现明显危及自然边坡稳定的不良地质因素。在坝基开挖施工中，只要严格遵照设计要求，也不会造成重大的边坡失稳的危害。5）结论综上所述，可以对该坝址作如下结论：（1）坝基稳定条件较好。（2）总体上，坝址浅部岩体均存在一定的绕渗问题，其绕渗的可能性主要由浅部节理裂隙所致，而只须采取适当的防渗措施，可以防止绕渗的出现。（3）覆盖层性质较差且厚度不均，其稳定性较差，需采取适当的边坡防护措施。两侧坝肩边坡稳定条件良好。（4）坝基和坝肩岩体工程地质分类为Ⅱ～Ⅲ类。（5）坝型推荐：坝址地形条件和岩性能满足面板堆石坝的要求，从构造角度分析，未发现有明显影响坝址稳定的断层和不利结构面组合。1.1.8供设计参考的主要地质参数1、建议开挖深度（铅直厚度、含覆盖层）建议坝基置于弱风化基岩中，因弱风化基岩浅部节理较发育，应嵌入弱风化基岩1.5～1.0m，建议开挖深度为：左岸段、河床段开挖深度8.0~12.0m，右岸段开挖深度4.0～5.0m。遇断层（破碎带）须挖深后回填砼塞处理，地基应进行固结灌浆，深度不少于5m。2、各土层主要物理力学指标建议值各土层主要物理力学指标建议值如下：表3-3各土层物理力学指标建议表岩土名称天然容重（kN/m3）饱和单轴抗压强度（MPa）砼/岩承载力特值（kPa）抗剪断强度f′C′（Mpa）强风化凝灰岩22.021～360.7～0.80.3～0.4500弱风化凝灰岩21.524～660.9～1.00.7～0.82000微风化凝灰岩26.267～1411.0～1.21.0～1.540003、地基处理意见（1）固结灌浆：固结灌浆孔布置2~4排，孔距均为3m，呈梅花形布置，孔深5m。地基开挖至建基面后，根据具体地质条件作适当调整，由地质人员和设计人员共同确定。（2）帷幕灌浆：从现有钻孔压水试验资料来看，坝基、坝肩相对隔水层（q＜5Lu）埋深1/2坝高左右，本阶段设计帷幕灌浆暂按常规考虑，即孔距2m，孔深至坝基相对不透水层至少5m，两坝端各向上游延伸20m，在施工中，应采用一定量先导孔确定相对隔水层埋深后再调整灌浆孔深度。（3）地基处理基坑开挖至建基面附近，除需进行认真撬挖和清基外，对所揭露的陡倾角断层，裂隙密集带，岩体接触带应进行挖槽处理。槽的宽度及深度一般为处理对象的1～2倍。对缓倾角断层除沿出露线进行挖槽处理外，还应根据抗滑稳定核算情况，如有必要进行妥善处理。由于坝基岩体裂隙发育，开挖标准为弱风化凝灰岩，并应嵌入基岩1.5～1.0m，建基面浅部一定深度范围内应进行固结灌浆。对于面板坝，坝基建议挖除河床段砂砾卵石层及两岸山坡残坡积层，将坝体建在基岩上。趾板地基存在相对透水层，存在渗漏问题，建议进行帷幕灌浆处理。（4）坝下游冲刷在坝址下游河床中有厚约1～5m的漂石层，抗冲刷能力一般。漂石之下为强风化、弱风化凝灰岩，河床弱风化基岩冲坑系数α=0.9～1.0。拟建面板堆石坝考虑采用护坡、反滤层、底流消能方式，溢洪道设置在面板坝右侧，坝顶高程。根据工程实际情况坝址下游采取必要的防护措施，防止溯源