河堤综合治理工程地质勘察报告.docx
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河堤综合治理工程地质勘察报告
1前言.1
1.1工程概况1
1.2勘察技术要求1
1.3勘察工作技术规范和规程2
1.3.1执行的规范、规程2
1.3.2参考的规范2
1.4勘察方法及完成工作量3
1.4.1勘察方法3
1.4.2勘探工作量4
1.4.3工作质量评述.4
2自然地理.5
2.1地形地貌5
2.2气象6
2.3水文6
3区域地质概况.6
3.1地层岩性6
3.2地质构造7
3.3地震7
3.4水文地质条件8
3.4.1地表水8
3.4.2地下水8
3.5物理地质现象8
4河堤工程地质条件.9
4.1地形地貌9
4.2地层岩性9
4.3水文地质条件10
4.3.1地表水10
4.3.2地下水10
5场地地震效应.11
6河堤岩土工程评价及处理措施.11
6.1岩土物理力学性质11
6.1.1河堤原位测试成果11
6.1.2岩土物理力学指标12
6.1.3河堤地层渗水试验指标16
6.2地基土各项指标建议值16
6.3河堤工程地质评价17
6.4堤身堤基土的物质组成18
6.5岸坡稳定性评价18
6.6渗透系数18
6.7场地水的腐蚀性评价19
6.8堤防及地基工程处理措施21
7天然建筑材料.21
7.1土料21
7.2砂砾料21
7.3石料22
8结论及建议.22
8.1结论22
8.2建议22
附录：
1.工程勘察技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.1
2.工程地质平面图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.2-1
3.工程地质剖面图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.3-1～3-16
4.工程地质柱状图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.4-1～4-16
5.土工试验成果表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.5-1～5-2
6.水质分析报告⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.6-1～6-2
7.颗分曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.7-1～7-8
8.现场照片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯NO.8
1前言
我院受西安市水利规划勘测设计院的委托，于2011年10月，进行了灞河蓝田县城下游段河堤综合治理初设阶段的工程地质勘察工作，目的是为灞河蓝田县城下游段河堤综合治理工程提供岩土工程依据。
1.1工程概况
该工程位于灞河蓝田县城3号橡胶坝下游，左岸从蓝田县灞河0+000到下游3+652.6处，长3.65km；右岸从蓝田县灞河0+650.6到下游3+652.6处，长3.0km。
左右岸总计长为6.65km。
规划河堤设计左岸堤顶宽度15.0m，右岸堤顶宽度24.0m，预计堤顶高程462.0~478.0，预计基础底埋深1.0~3.0m。
在1+397.91~1+864.52段左岸外侧为黄土台塬，其边坡滑坡发育，滑坡群连环密布，层序错列紊乱，呈阶梯状，为先后连环滑动错落形成，层面前缘高后缘低，微倾坡内。
新近形成的滑坡堆积物分布于规划河堤线上。
根据确定的防洪标准，按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）及《城市防洪工程设计规范》（GJJ50-92）的有关规定，灞河堤防工程级别为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。
1.2勘察技术要求
根据西安市水利建筑规划设计院提供的灞河蓝田县城下游段河堤综合治理的工程勘察技术要求（见附录1），结合国家现行的规范、规程，同时考虑河堤建筑物的特点及场地岩土工程条件，确定本次勘察的主要目的为：
1、查明堤防工程沿线各工程地质单元的地形、地貌、地质条件，提供堤防各层地基土物理力学性质，承载力及渗透系数。
2、预测规划河堤挡水后堤基及堤内相关地段的水文地质、工程地质条件的变化，并提出相应的处理措施与建议。
3、提供堤岸区工程地质平面图，两岸河堤工程地质纵、横剖面图及工程地质柱状图。
4、调查工程区附近天然建筑材料的分布范围、数量、质量等。
5、对存在工程地质问题的地层提出工程处理措施。
1.3勘察工作技术规范和规程
依据西安市水利建筑勘测设计院提出的勘察技术要求，本次勘察依据的规范、规程如下：
1.3.1执行的规范、规程
⑴《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）
⑵《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）
⑶《水利水电工程地质测绘规程》
⑷《水利水电工程地质勘察资料内业整理规程》
⑸《堤防工程设计规范》（GB50286-98）
⑹《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）
⑺《城市防洪工程设计规范》（GJJ50-92）
⑻《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）
⑼《堤防工程地质勘察规范》（SL/T188－96）
⑽《土工试验方法标准》（GB/T50123－1999）
1.3.2参考的规范
⑴《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）
⑵《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
⑶《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
1.4勘察方法及完成工作量
1.4.1勘察方法
⑴工程地质测绘
为查明规划河堤沿线水文地质、工程地质及地形地貌特征，进行了1:
2000比例尺的工程地质调绘工作，调绘面积3.3km2；调绘点20余处；野外调绘路线顺河堤及河道外测布置，地层分界线用罗盘及经纬仪标定界线、皮尺量测距离。
测绘范围：
左岸从蓝田县灞河0+000到下游3+652.6处，长3.65km；右岸从蓝田县灞河0+652.6到下游3+652.6处，长3.0km。
左右岸总计长为6.65km。
宽为灞河河床向东西各外延500.00～800.00m。
⑵工程地质钻探
根据勘察技术要求及规范中工作量布置原则，结合场地条件，灞河两岸河堤勘探测试点沿规划河堤轴线布置。
从灞河上游0+000至3+652.6处，左岸布孔9个，右岸布孔9个，垂直河堤轴线布置横剖面4条，钻孔8个，共计26个孔；现场试坑渗水试验9次，钻孔注水试验4段次。
本次河堤勘察点间距为：
钻孔间距9.0～470.0m。
钻孔深度为11.3～15.6m。
（见勘探点平面布置图附录N0.2-1）。
采用工程地质岩芯钻机，以孔径146mm开孔，110mm终孔。
本次外业工作共投入GJ－150型钻机3台。
⑶原位测试
1重型动力触探试验：
在孔内碎石土层中进行，试验落距76cm，锤重63.5kg，记录击入10cm锤击数,以求得碎石土层的密实度及承载力。
2标准贯入试验：
在孔内填土、砂土及粉质粘土层中进行，试验落距76cm，锤重63.5kg，记录击入30cm锤击数,以求得填土、砂土及粉土层的密实度及承载力。
3试坑渗水试验：
主要在两岸河堤人工填筑层及河漫滩中做渗水试验，试验采用单环法，环高20cm，直径为37.75cm，面积为1000cm2，环内水柱高10cm，试坑深50cm。
记录稳定渗入水量，求得各土层的渗透系数。
4钻孔注水试验：
在钻孔卵石层中做注水试验，试验采用钻孔常水头注水法，由达西定律得出，试验土层渗透系数计算公式
k=Q/FH
其中，Q--注水量（单位：
cm3/min）
H--试验水头（单位：
cm）
F--形状系数（单位：
cm），因试段位于地下水位以下，钻孔套管下到孔底，孔底进水，试验土层顶板为不透水层粉质粘土，取F=4r。
⑷室内土工试验：
主要进行了常规项目试验，颗粒分析试验，相对密度试验等。
并进行了快剪、慢剪及固结快剪。
对地表水、地下水进行了水质简分析，以判定水对建筑材料的腐蚀性。
1.4.2勘探工作量
本次勘察完成的工作量见勘探工作量汇总表1。
本次勘察外业工作于2011年10月15日到10月23日进行，共计9天；室内土工试验于2011年11月9日完成。
1.4.3工作质量评述
野外工程地质测绘、工程地质钻探、现场原位测试及室内土工试验均符合规范规程要求。
表1
工作量汇总表
序号
工作内容
单位
工作量
1
工程地质测绘
km2
4.0
2
钻孔
个
26
3
进尺
米/孔
330.1/26
4
动力触探试验
米
6.1
5
标准贯入试验
次
32
6
试坑渗水试验
次
9
7
钻孔注水试验
段次
4
8
室内土不扰动样
组
19
扰动样
组
16
9
快剪
组
6
10
慢剪
组
6
11
固结快剪
组
6
12
水质简分析
件
2
2自然地理
2.1地形地貌
灞河发源于秦岭北麓的箭峪岭南九道沟，总体向北西方向蜿蜒穿流，流经秦岭山地、穿越黄土台塬后进入工程区域。
灞河在下游处与浐河交汇后流向折向正北、于水流乡兰家庄地段注入渭河。
灞河全长104km，流城面积2581km2，灞河终年流水，山区段两岸山体雄浑，林木茂密，水体清澈透明，属渭河水系的秦岭山支流。
灞河流经黄土台塬区的河谷长度4～6km，河谷断面呈不规则平缓“U”型，河谷左岸为白鹿塬，塬体宽厚，塬面平坦完整，呈二级黄土台塬地貌，塬面高程706～780m，周边多以
陡坎或滑坡群与其它地貌单元邻接。
河谷右岸为铜人塬，塬面受冲沟冲刷破坏，塬面起伏，沟壑发育，“V”型谷深切80～180m，呈黄土丘陵地貌，塬面高程700～900m。
灞河河流沿白鹿塬坡角流过，河道宽度50.0～230.0m不等，河床高程580～450m，两岸发育河漫滩及一级阶地，右岸广大河谷一～四级阶地保存连续完整，呈带状分布。
河漫滩高出河床1~3m，宽度0.5~1.5km，地面高程358~390m；一级阶地高出河床4~8m，阶面宽度1~2km，地面高程360~392m；二级阶地高出一级阶地20~25m，阶面宽度0.5~1km，地面高程383~400m；三级阶地高出二级阶地10~20m，阶面宽度1~2km，地面高程410~562m；四级阶地高出三级阶地20~40m，阶面宽度0.5~1.5km，地面高程480~622m。
地形总体是东南高，西北低。
2.2气象
蓝田县属暖温带半湿润大陆性季风气候，冬寒干燥，夏热多雨有伏旱，秋凉气爽阴雨多。
多年平均气温13.3℃，极端最高气温43.3℃，极端最低气温-17.4℃；平均无霜期211天，冻土最大深度25cm。
全年主导风向为西北风，平均风速1.6m/s，最大风速20m/s。
2.3水文
流域多年平均降雨量833.3mm，6～9月降水量占全年降水量的58.4%。
灞河多年平均流量为15.72m3/s，年径流量4.96亿m3，年平均含沙量4.43kg/m3。
3区域地质概况
3.1地层岩性
区域地层由新到老简述如下：
1、全新统上部冲积层（Q42al）：
主要由卵、砾石层，粉、细砂层组成，含少量泥质，分布于河床及河漫滩。
2、全新统下部冲积层（Q41al）：
主要由卵、砾石层、砂层组成，夹有淤泥质薄层或透镜体，分布于一级阶地。
3、上更新统冲积层（Q3al）：
主要由浅棕红色粉质粘土层组成，含少量砂质及砾石，分布于全新统下部冲积层（Q41al）地层下部。
4、上更新统滑坡体（Q3del）：
由（Q3eol）风积黄土及（Q2eol+pl）风洪积黄土状土组成，灰黄色～浅棕红色，层序错列紊乱，分布于白鹿塬、铜人塬岸坡部位。
5、上更新统风积层（Q3eol）：
由三层灰黄色黄土及浅棕红色古土壤层组成，分布于二阶地及黄土台塬上部、三阶地上部。
6、中更新统冲积层（Q2al）：
由浅棕红色黄土状土及古土壤层组成，分布于三阶地下部及四阶地。
7、中更新统风洪积层（Q2eol+pl）：
由浅棕红色黄土状土及古土壤层组成，分布于三阶地、四阶地上部。
3.2地质构造
工程区处于渭河断陷盆地（渭河地堑）南部，渭河盆地的形成始于第三纪始新世晚期，至上新世早期大体形成。
第四纪以来以沉降为主，断裂活动强烈。
切割第三系、第四系的断裂很多。
主要断裂组有近EW向，NE向和NW向（西安凹陷南部还有近SN向）断裂，共百余条。
另外凹陷中地裂缝也较发育，工程区距地裂缝（隐伏断裂）分布较远。
工程区处于秦岭山前断裂、余下～铁炉子断裂的北边。
现就与勘察区距离较近的断裂特征分述如下：
⑴余下一铁炉子断裂：
由户县、余下、经引镇至蓝田，呈近东西向展布，为高角度正断层，断面倾向北、倾角60°～80°，牧护关岩体的侵入与该断裂中生代活动有一定关系。
该断裂从工程区南边通过，距场地9.0km。
⑵秦岭山前断裂：
由涝峪至汤峪沿秦岭山前呈近东西向展布，总体倾向北、倾角60°～
80°，深切地壳20.0km左右。
沿断裂带有着名的汤峪温泉分布，为第四纪以来活动性断层。
该断裂从工程区南边通过，距场地14.7km。
⑶灞河断裂：
沿网峪～油坊街～灞桥呈北西向延伸，倾向南西，为隐伏的高角度正断层，深切地壳20km以上，为第四纪以来的活动性断层。
该断层于场地外西南侧（灞河左岸）通过，距场地约1.0km。
见构造纲要图。
3.3地震
第四纪以来，渭河地堑急剧下沉，为新构造运动活跃区，历史地震活动频
繁，如最近发生的泾阳地震、草滩地震等就是佐证。
据史料记载，渭河地堑范围内发生过M≥4级的地震有104次，其中M≥5级的地震有11次，1487年8
月临潼6.25级地震，地震基本烈度为Ⅷ度，1568年4月2日临潼5.5级地震，地震基本烈度为Ⅶ度，1568年5月15日西安东北6.75级地震，地震基本烈度为Ⅸ度，1556年1月23日华县8级地震为最大震级，影响到本区地震基本烈度均不超过Ⅷ度。
秦岭山区新构造运动表现以垂直抬升与面状剥蚀为特点。
工程区属稳定性较差地区。
3.4水文地质条件
3.4.1地表水
西安市水系发育，主要分布于秦岭山北坡，从西到东主要大河流有黑河、沣河、浐河及灞河，均为渭河一级支流。
区内最大河流渭河为黄河一级支流。
河流受大气降水和上游支流河水补给，地表水储量丰富。
排泄方式为河水常年补给两岸地下水，并向河流下游排泄。
3.4.2地下水
本区地下水按其赋存条件主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类：
1孔隙潜水：
分布于灞河河谷地貌单元中的河漫滩及一~四级阶地松散层中，储水空间充沛，水量丰富。
受大气降水补给和两岸黄土台塬区地下水补给，向河道及下游排泄。
2黄土裂隙潜水：
分布于灞河河谷两岸黄土台塬中更新统Q2eol+pl黄土层裂隙中，由于塬面宽厚，受下部胶结成层的钙质结核层隔水作用，水量较丰。
受大气降水补给，排泄方式是由黄土台塬两岸以渗流或泉水的形式向河谷排泄。
3滑坡体承压水：
白鹿塬、铜人塬岸坡部位滑坡体坡角均有泉水出露。
工程区段白鹿塬岸坡沿线李家坡、陈家坡处的滑坡群坡角沿线有多处常年上升泉水出露，具有承压性。
余家坡、杨家坡村处的滑坡体前缘坡度较陡，滑坡床较深，在村子附近的冲沟处有少量上升泉水出露现象，水量不丰。
受大气降水补给和黄土塬区地下水排泄补给，地下水赋存于滑坡体黄土裂隙中，排泄方式是沿滑坡体坡角以上升泉水的形式或沿地下滑弧面向河谷排泄。
3.5物理地质现象
灞河河谷左岸的二级黄土台塬白鹿塬，和河谷右岸的黄土丘陵铜人塬，主要物理地质现象为冲沟、滑坡、崩塌现象。
冲沟：
在两岸黄土台塬均有发育。
特别是河谷右岸的铜人塬，塬面受冲沟冲刷破坏，塬面起伏，沟壑发育，“V”型谷深切80~180m，呈黄土丘陵地貌，主要由大气降水冲刷形成，受其影响，台面和边坡不完整。
滑坡：
分布于白鹿塬、铜人塬岸坡部位，特别是白鹿塬岸坡沿线，滑坡群连环密布，层序错列紊乱，阶梯状，为先后连环滑动错落形成，层面前缘高后缘低，微倾坡内。
崩塌：
受重力作用影响，在白鹿塬、铜人塬陡峻岸坡部位均有崩塌堆积现象。
4河堤工程地质条件
4.1地形地貌
测区范围内灞河两岸一级阶地发育，河岸两侧地表不良地质作用只在1+397.91~1+864.52段，左岸外侧黄土台塬的边坡滑坡发育。
其它地段无不良地质作用。
灞河河道弯曲多折，河道宽度110.0～169.0m，河床海拔457.22～470.06m，比降3.51‰（见附录No.2）。
本次勘察范围属于灞河冲洪积一级阶地及河漫滩地貌单元，左岸外侧为黄土台塬地貌单元。
4.2地层岩性
根据工程地质调绘、钻探揭露和室内土工试验成果，本次勘察的河堤地层由第四系全新统耕植土（Q4ml）、冲积卵石（Q42al），全新统滑坡体（Q4del）、冲积粉质粘土（Q3al）组成，现按其成因时代及物理力学性质分层描述如下（见附录No.3-1~3-16）。
1全新统滑坡体（Q4del）：
该滑坡体位于工程区灞河上游左岸外侧，为一最近形成的滑坡体，其主要由（Q3eol）风积黄土组成。
在该新滑坡的左右为上新统滑坡体群（Q3del），其主要由（Q3eol）风积黄土及（Q2eol+pl）风洪积黄土状土组成，灰黄色～浅棕红色，层序错列紊乱，分布于工程区左岸黄土塬边坡部位。
2层素填土（Q4ml）：
成分主要为卵石。
灰色～灰白色，散体结构，卵石成份主要为花岗岩、石英岩，粒径2.0～6.0cm，个别可达15.0cm，卵石含量约55~70%。
充填物以中粗砂、砾砂为主。
稍湿，松散~中密。
主要分布在下游左岸河堤上部。
在左岸河堤上游、右岸河堤上部为耕植土②-1。
本层厚度为2.4～2.6m，层底埋深为2.4～2.6m，层底标高为461.8～465.5m。
②-1耕植土（Q4ml）：
褐黄色，土质较均，富含植物根系，含约10%的卵石。
厚度为0.5m，层底埋深为0.5m，层底标高为462.7～468.8m。
3层卵石（Q42al）：
杂色，以灰白色为主，散体结构。
卵石成份主要为花岗岩、石英岩，呈亚园状，一般粒径2.0～6.0cm，个别可达15.0cm，卵石含量约65%左右。
充填物以砂、泥质为主。
稍湿，松散~中密。
厚度为0.8～7.5m，层底埋深为1.6～7.8m，层底标高为456.9～472.87m。
③-1粗砂（Q42al）：
灰白色，散粒结构，成分以石英、长石为主，含少量粘性土。
稍密。
仅在ZK1钻孔中见到，呈透镜体状分布。
厚度为2.0m左右。
4层粘土（Q3al）：
黄褐色，土质不均，局部含少量卵石、砂质及园砾。
硬塑。
本层未揭穿，最大揭露厚度为12.4m。
4-1层粉质粘土（Q3al）：
黄褐色，土质不均，局部含少量卵石、砂质及园砾。
硬塑。
厚度为1.1～5.6m。
4.3水文地质条件
按空间分布条件分为地表水和地下水两大类：
4.3.1地表水
灞河为渭河一级支流，灞河发源于秦岭北麓的箭峪岭南九道沟，全长104km，流城面积
2
2581km2。
灞河受大气降水和上游支流河水补给，地表水储量丰富。
排泄方式为河水常年补给两岸地下水，并向河流下游排泄。
河流与一级阶地地下水的补排关系，随着季节的变化呈互补关系。
勘察区为广大的农业区，工业基地分布较少，河流受工业污染程度甚微，河水清沏，水质良好。
其地表水化学类型上游为S04·HCO3—Na·Ca型水，总矿化度0.386g/l，pH值8.08，属淡水（见附录N0.6-1）。
4.3.2地下水
工程区河谷两岸地下水按埋藏条件主要为基岩裂隙水和第四系松散层孔隙潜水两类。
基岩裂隙水分布于工程区河流及冲沟两侧基岩的层面裂隙、风化裂隙与构造裂隙中，第四系松散层孔隙濳水，孔隙含水层为黄土、黄土状壤土和砂砾石。
主要受大气降水、河水补给和上覆地层中地下水渗流补给，以渗流方式向下游排泄。
平水期及枯水期河水补给两侧地下水和向河流下游排泄。
丰水期两岸地下水补给河水。
总之，工程区河水与两侧地下水的补排关系，随着季节的变化呈互补关系。
灞河本次勘察期间地下水水位埋深2.4～6.8m。
平水期及枯水期河水补给两侧地下水和向河流下游排泄。
丰水期两岸地下水补给河水。
总之，工程区河水与堤岸地下水的补排关系，随着季节的变化呈互补关系。
勘察区地下水水化学类型为HCO3·S04—Mg·Ca·Na型水，总矿化度为0.661g/l，pH值8.40，属淡水（见附录N0.6-2）。
5场地地震效应
依据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）划分，勘察区地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40S。
按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）规范表3.1.2划分场地土类型为中硬土，按表3.1.3划分场地类别为Ⅱ类。
本次勘察期间地下水水位埋深2.4～6.8m，在15.6m范围内没有砂土及粉土层分布，根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）规定，在地震基本裂度为Ⅶ度时不存在液化问题。
6河堤岩土工程评价及处理措施
6.1岩土物理力学性质
岩土物理力学性质指标统计和原位测试成果指标统计，是根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）“附录D岩土物理力学性质参数取值”方法标准进行的。
6.1.1河堤原位测试成果
采用自动落锤法，在18个钻孔中共进行动力触探试验61次，统计结果见表2。
在18个钻孔中共进行标准贯入试验32次，统计结果见表3。
堤
身
地层代号
及岩性
频
数
动力触探击数
动力触探击数
平均值
最小值
最大值
平均值
最小值
最大值
左
岸
②素填土
3
12
7
16
10.6
6.3
14.1
③卵石
20
20.9
5
50
17.5
4.8
43.0
右
③卵石
38
19.1
5
50
17.0
4.8
33.5
标准贯入试验成果统计表表3
地层代号
频
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
及岩性
数
max
min
Φm
σ
δ
④
32
14.7
9
18
2.577
0.174
粉质粘土
6.1.2岩土物理力学指标
规划河堤各层土颗粒组成特征见表4、堤基土物理力学性质指标统计值见表5
地基土颗粒组成特征表
表4
层
频数
颗粒组成
有效
中间
界限
不均
曲率
号
颗粒类别
砾粒
砂
粒
细粒
n
>20
20~2.
2.0~0.5
0.5~0.2
0.25~0.0
<0.075
粒径
粒径
粒径
匀系数
系数
%
mm
－
ZK33-1
59.1
27.8
7.2
1.3
0.6
4
1.24
11.3
31.5
25
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