xx山水库除险加固工程地质勘察报告secretWord文档格式.docx

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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

第四章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

第一章

前言

第一节工程概述

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》GB50287-99

3、《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-2005

4、《水利水电工程施工测量规范》DL/T5173-2003

5、《水利水电钻探规程》DLJ205-81SLJ3-81

6、《水电水利工程钻孔压水试验规程》DL/T5331-2005

7、《土工试验规程》GBT50123-99

8、《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001

9、《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》SL251-2000

11、《水电水利工程地质制图标准》DL/T5351-2006

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

本区地质构造上位于XX中台拗川中台拱之金华镇背斜东端的北西翼，岩层产状为N73°

E/NW∠1°

－2°

。

发育两组构造裂隙，①组：

N40－45°

E/SE∠75－80°

，面较平坦略粗糙，被泥质半充填，间距3—4米，延伸长度3～5米，该组裂隙平行于坝轴线；

②组：

N35－40°

W/NE∠80－85°

，面较平坦略粗糙，张开度1—3厘米，被泥质半充填，间距3～5米，延伸长度大于10米，该组裂隙垂直于坝轴线且切穿第①组裂，是坝基、坝肩渗漏的主要裂隙通道。

两组构造裂隙呈典型的“X”型。

另外发育一组与岩层产状近于一致的缓倾角裂隙，面平坦，见铁质或钙质浸染。

该区未见大的断裂构造，从区域地质构造分析，不存在发震构造。

查1990年国家地震局1/400万《中国地震烈度区划图》，本区地震基本烈度为Ⅵ度。

四、水文地质条件

坝区地下水可分为孔隙型潜水和基岩裂隙水两类。

1、孔隙型潜水：

主要分布于大坡外坡高程385米以下的坝体土（Q4s）和坝下游的养鱼池一带的粉土（dl+plQ4）中。

坝体土中的孔隙型潜水，主要位于库水位以下，主要接受库水位的补给，与库水位的变化密切相关，向坝外坡排泄，多为散浸水溢出地面，在左坝肩外坡坡脚高程378.46米处有一集中漏水点，渗漏量为0.72L/S，右坝肩外坡高程377.55米处有一集中漏水点，渗漏量可达0.83L/S。

坝下游一带养鱼池中的孔隙型潜水，主要大气降水和地表水体的渗入补给，排泄于石板河下游，水量丰富。

2、基岩裂隙水：

基岩内两组“X”裂隙与风化裂隙、层面裂隙相组合，使得基岩15—20米深度内裂隙连通性较好，从而形成透水岩层，主要接受库水的渗入补给，向大坝下游排泄。

当ZK2、3、4、5、6号钻孔揭穿坝体土进入基岩仅十余厘米时孔内即出现重力水，水位以1～3厘米/分钟速度涌入孔内，最后达到稳定（时间大约24小时左右），说明坝基基岩裂隙水具微承压性。

从钻孔压水试验资料看：

基岩透水性受风化程度及裂隙发育程度的影响。

风化带基岩透水率一般在q=10.79～31.57Lu，具中等透水性，而深部（深度大于20米）基岩裂隙不发育或处于闭合状时透水率在q=4.51～7.02Lu吕荣值，具弱透水性。

五、坝体土物理力学性质

为查明坝体土的物理力学性质和渗透性，勘察中在钻孔内取样11组（其中：

内坝坡取样2组、外坝坡取样9组），其取样位置和室内土样试验成果统计于表1、表2中。

室内试验资料表明：

坝体土由粉质粘土组成，密实性略差，含水量略偏大，具中等压缩性和弱—中等透水性，抗剪强度较低。

坝体土取样位置一览表表1

孔号

孔口高程（m）

土样编号

取样深度（m）

高程（m）

ZK1

393.68

ZK1--Ⅰ

3.56～5.68

390.12～388.00

ZK1--Ⅱ

9.78～12.78

383.90～380.90

ZK2

391.97

ZK2--Ⅰ

4.60～6.30

387.37～385.67

ZK2--Ⅱ

7.30～9.10

384.67～382.87

ZK3

390.16

ZK3--Ⅰ

4.50～6.50

385.66～383.66

ZK3--Ⅱ

8.50～10.50

381.66～379.66

ZK3--Ⅲ

13.00～15.00

377.16～375.16

ZK4

391.37

ZK4--Ⅰ

3.50～5.50

387.37～385.87

ZK4--Ⅱ

8.00～10.00

383.37