大沟河水库勘察报告文档格式.docx

1、 （3）水库建成投入运行以来，归轵城乡管理，由于经费短缺，处于无人管理状态，原有建筑物损坏严重，溢洪洞进出水口损坏严重，非常溢洪道在修路时被封死无法利用。1.3工程前期处理情况 由于左坝肩进发处出现沉陷裂缝，右坝肩下游与坝体结合部漏水严重，1989年由济源市水利局自筹1.8万元，对大坝降 裂缝、严重渗漏部分进行过粘土浆灌浆处理，由于经验不足，效果不好；1992年由济源市水利局自筹5.5万元，对上下游坝坡进行过整修，并分别在下游坝坡183.5，187.5，194m标高处和大坝两端修建排水沟，但由于施工质量差，现已损坏；2008年10月对坝顶路面进行了硬化。 1.4勘察任务和要求1.4.1勘察任务

2、要求和目的 本次勘察任务要求是：全面复查影响水库安全的工程地质和水文地质条件，检查水库运行后地质条件的变化情况；对坝基、岸坡的工程处理效果和坝体填筑质量作出地质评价；初步查明库区存在的地质病害及危害程度。本次勘察目的主要是为大坝安全鉴定分级提供地质资料，提出库区的地震动参数。1.4.2勘察工作概况我院受济源市水利局的委托，要求对济源市大沟河水库进行大坝安全鉴定。我院接受委托后于2009年2月17日组织有关工程技术人员到库区进行了现场查勘，并于2009年2月19日24日对库区进行了安全鉴定阶段的工程地质勘察。根据碾压土石坝设计规范（SL274-2001）有关规定，拟建建筑物的工程等别为类小（1）

3、型水库，大坝为低均质土坝。勘察方案根据中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）有关规定的具体要求，并结合拟建场地现有状况，在坝轴线上布设一条勘探线，孔距40.344m，垂直坝轴线布设勘探线一条，孔距3032m。两条勘探线呈“+”字交叉形，钻孔5个，孔深18.329.5m。并分别进行了钻孔原状土取样及钻孔注水试验，另外在坝体上游坡上高程194.5 m、192.5 m处作了二个双环渗水试验，在右坝肩上游高程193 m处作了一个双环渗水试验。本次工程测量采用自由坐标，磁北方向，引测85国家高程基准，分别测绘了坝址区地形图及勘探点平面布置图。本次完成的主要勘测工作量详见表1.4.21本次勘

4、察依据的主要技术标准为：（1）中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）；（2）水库大坝安全评价导则（SL258-2000）；（3）碾压土石坝设计规范（SL274-2001）；（4）水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）；（5） 中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001）；（6）土的分类标准（GBJ145-90）（7）土工试验方法标准（GB/T50123-1999）； 勘察工作量一览表 表1.4.21勘察项目单位数量技术要求附注钻探取样孔个3注水试验及鉴别孔2总尺m116.2样原状土样39击入取土器,密封扰动土样5密封水样数量*ml,玻璃瓶装,密封,加大理石粉原位试验

5、双环渗水次按规范标准规格,钻孔注水段室内试验颗分8,比重计法物理性试验组45按国家标准固结试验16按国家标准,快速法最大压力为P0+300kPa湿陷性试验剪力试验饱固快剪,渗透试验27水质分析测量测地形图幅1自由坐标，磁北方向，引测85国家高程基准2、区域工程地质概况2.1地形地貌大沟河水库位于济源盆地南丘陵地带。大坝建在轵城乡大沟河村东南大沟河沟谷中，沟谷呈“U”字型，沟谷底部高程170163m，两岸丘顶高程为220230m，相对高差5067m。沟谷两岸为第四系冲洪积2级高台基座阶地，阶面侵蚀破坏严重，形成多个黄土塬台面地貌。2.2地层岩性根据钻探和调查，工程区地下100m以内的地层主要为第

6、三系及第四系新生代沉积物，从新到老分述如下：（1）第四系全新统（Q4）：分布于沟谷底部，层厚210m，库区内较厚，岩性主要为粘土夹粉砂，并含有钙质结核。（2） 第四系更新统（Q2）：广泛分布于丘岭区地面，层厚1025m，岩性上部为黄土状黄土，干 ，土质紧密，具柱状节理，含有少量大孔隙，土质均匀，无层理，含有少量钙质结核，厚48m，主要分布于高程196m以上； 中下部为棕红棕黄色，含有成多个层状钙质结核，不具有湿陷性。（3）第三系（N）：零星出露于沟谷岩边，多被第四系更新统（Q2）棕黄色粘土复盖，岩性为：紫红色泥岩、粉砂岩、灰白色泥灰岩，局部夹砂砾岩，产状倾向80130，倾角1025，厚度100

7、m。2.3地质构造及地震效应大沟河水库位于封门口大断裂控制形成的济源向斜盆地南翼。盆地中心沉积为新生代第四纪全更新世松散岩类地层，基底为第三纪半胶结泥岩夹砂岩地层，新构造运动受封门大断裂控制，以北为剧烈上升，以南上升相对缓慢。据历史文献记载，勘察区及附近（半径30K m）无破坏性地震发生。本次勘察结果表明，场地地层稳定，在小区域内变化不大。根据中国地震动峰值加速度区划图设计基本地震加速度值为0.10g，场地的基本地震烈度为7度，根椐水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）的规定，从场地土的性质和测试数据判定，属于中硬场地土，场地类别为类，属于抗震有利地段。根椐场地土质及地下水埋藏条件，按水工

8、建筑物抗震规范规定初判，本场地不存在地震液化2.4水文地质条件2.4.1地下水工程区在勘探深度范围内有一层地下水，属孔隙水。由于工程区属丘岭地区，地面坡度较大，该区降水多又集中在6、7、8三个月，因此大气降水主要形成地面坡流汇入地表水系，又加上该区地表为巨厚层弱透水密实坚硬状黄土状粘土，大气降水很难渗入地下，因此工程的地下水完全地表水系及库区侧渗补给，其消耗项主要为开采、蒸发、地下径流及河谷排泄。根据观察及调查，工程区的地下水埋深与库水位及距水库的距离有直接关系。根据对库水位，水库管理处院内水井和水库大坝东北90 m处养兔厂内水井水位及北部溢洪道出水口处下方的渗水点观测推算，工程区的地下水力梯

9、度范围值约为1/161/18。根据库水位及2、4、5号三个钻孔孔内稳定水位同期观测结果推算，坝体内的水力梯度范围值约为1/31/7。2.4.2渗透性评价根据现场钻孔注水试验、表层双环渗水试验和室内渗透试验，综合分析，分别对大坝坝、坝基和坝肩的渗透性评价如下：a:体大坝体主要由粘性土组成，根据颗分结果粘粒含量在2430%，其渗透系数范围值为1.98.510-6 cm/s ，平均值为4.5510-6 cm/s，属微透水体；b:坝基主要由弱风化半固结粘土（泥）岩及粉砂岩组成，其渗透系数范围值为6.48.610-7 cm/s ，平均值为7.910-7cm/s，属极微透水岩层；c:坝肩主要由硬塑状黄土状

10、粘土组成，具有柱状原生节理，并含有少量联通大孔隙结构，其渗透系数范围值为1.394.7510-5 cm/s ，平均值为3.010-5 cm/s，属弱透水土体。3建筑物工程地质条件3.1坝址区工程地质条件3.1.1地层岩性根据钻探和调查，坝址区钻探所达深度以内的地层根据工程地质特性可分为3个工程于质单元（不包括大坝坝体），从新到老分述如下：岩性主要为粘土、粉质粘土夹少量粉砂，并含有钙质结核，呈棕红棕灰色，可塑软塑状。该层主分布于沟谷底部大坝前后，层厚210m，坝前库区内较厚。该层土对本工程基本没影响。岩性为黄土状黄土，其成份：按塑性指数分类为粘土、壤土，按颗粒级配分类为粉质粘土、重粉质壤土，按土

11、的分类标准（GBJ145-90）分类为低液限粘土；中棕红棕黄色，硬可塑状，无摇震反应，韧性高-中等，干强度高，土质紧密，结构强度高，具柱状节理，含有少量大孔隙，无层理，土质不太均匀，含有少量钙质结核，钙质结核多集中成层，不具有湿陷性。该层厚020m，沟谷底部坝基处缺失，主要分布于左右两坝肩，高程196m以下。（3）第三系（N）粘土（泥）岩：岩性为：紫红色泥岩，成份为含砂质粘土，半固结状，强风化。岩层倾向约90，与大坝走向（110）基本一致，倾角约11.5。该层为坝基持力层，没揭穿，最大揭示厚度为3.5 m。但该层区域上分布稳定，根据区域地质资料，岩性主要为：，总厚度3.1.2坝基、坝肩工程地质

12、条件评价（1）坝基：组成坝基的岩层主要为半固结弱风化第三系粘土（泥）岩，岩层倾向约90，与大坝走向基本一致，倾角约11.5根据室内饱和固结快剪强度试验，内摩擦角q范围值为3021，平均值为26.9，粘聚力范围值为4025 kpa，平均值为33.8kpa。其渗透系数范围值为6.48.610-7cm/s，属极微透水岩层。因此对低均质粘土坝为工程地质、水文地质条件匀为良好的坝基础。（2） 坝肩：组成左右坝肩土层为第四系更新统（Q2）黄土状黄土，硬塑状，均质密实，具柱状节理，含有少量大孔隙，无层理。根据室内饱和固结快剪强度试验，内摩擦角q范围值为267.4，平均值为 18.5，粘聚力范围值为5415

13、kpa，平均值为41kpa。其压缩系数平均值为0.22Mpa-1，压缩模量平均值为12 Mpa，不具有湿陷性。其渗透系数范围值为1.394.75因此坝肩工程地质条件良好，水文地质条件稍差的坝肩地层。3.1.3坝体质量评价及存在问题（1）坝体质量评价：坝体为均质土坝，据钻孔土样野外鉴定及颗粒分析资料，坝体填土主要为低液限粘土，根据颗分结果粘粒含量在2430%，从3个钻孔21个样品干密度干密度范围值为 1.36-1.62g/cm3，平均值为1.54g/cm3； 据9组饱和固结快剪试验统计结果，内摩擦角q范围值为177.8，平均值为11.1，标准值为8.9，小值平均值是9.1粘聚力范围值为5130.

14、6 kpa，平均值为39.9kpa，标准值为35.3kpa，小值平均值是34.6kpa；根据根据现场钻孔注水试验、表层双环渗水试验和室内渗透试验，综合分析其渗透系数范围值为1.98.510-6 cm/s，大值平均值为4.8510-6 cm/s，属微透水体。当库水位191.6m时，根据库水位及2、4、5号三个钻孔孔内稳定水位同期观测结果推算，坝体内的水力梯度（坡降）范围值约为1/31/7。经多年运用证明,坝体稳定性及抗渗性能良好。（2） 存在问题（a） 据2009年2月2124号现场观测，当库水位191.6m时在大坝右坝肩与坝体下游结合部位，标高184m以下出现多处渗水点，根据水库管理处记录，当

15、库水位到达193.6m时，在大坝右坝肩与坝体下游结合部位，标高187.6m东边排水槽损坏处出现大量涌水现象，涌水量约为0.1-0.5L/s。 （b） 根据勘察及调查资料看，大坝碾压质量（密实度）达不到质量标准要求，上游无护坡，下游无排水设施，纵横排水沟损坏严重.3.2泄洪闸、洞址区工程地质条件评价泄洪闸坐落于右坝头东南约88m处水库边沿上，泄洪洞进水口坐落于右坝头东南约90m处水库边沿地表以下48m处，出水口在进水口东约210m沟底处（详见大沟河水库坝址区地形及勘探点布置图）。根据现场观察和调查，泄洪闸、洞基础坐落在第四系更新统（Q2）的地层中，岩性为黄土状黄土，其成份：按塑性指数分类为粘土、

16、壤土，坚硬硬塑状，根据坝区勘探资料，该层土各项物理、力学及水理指标均能满足要求。但是该层上部（洞顶以上）含水量极低，易产生崩塌。3.3引水洞程地质条件评价引水洞进水口坐落于左坝头西南约75m处水库边沿地表以下513m处，出水口在左坝头北约80m沟底处（详见大沟河水库坝址区地形及勘探点布置图），出水口顶部高程约为181m。根据现场观察和调查，引水洞坐落在第四系更新统（Q2）的地层中，岩性为黄土状黄土，其成份：4 结论和建议（1） 坝基土层岩性较简单，为第三系（N）半固结粘土 （泥）岩，强度较高、极微透水，工程地质条件良好，坝基地层的强度可以满足大坝的要求，经水库多年运行证明，坝基稳定性良好。（2

17、） 坝肩处土层岩性较简单，主要为第四系更新统黄土状粘土层，强度相对较高，透水相对较强（属弱透水-中带），工程地质条件良好，水文地质条件稍差，坝肩地层的强度可以满足大坝的要求，该土层稳定性良好，但在右坝肩与坝体结合部位渗漏严重，并存在绕渗问题。 （3） 坝体填筑质量稍差，不均匀，但已达中等密实状态，填料成份主要为低液限粘土（重粉质壤土），粘粒含量在2430%之间，坝体填土透水性较弱，属微透水，上游坝坡无防护，下游坝坡无排水设施，坝脚处有可能产生渗透变形。根据击实试验资料，坝体填土最大干密度1.69 g/cm3，按压实度96%设计，坝体填土设计干密度应不小于1.63 g/cm3。而从坝体中所取的2

18、1个样品干密度范围值为 1.36-1.62g/cm3，平均值为1.54g/cm3，不合格率为100%。（4） 泄洪洞进出水口破坏严重，且洞内淤积严重，洞身及泄洪闸严重老化，并且闸前淤积严重。（5） 引水洞进出水口及洞体基本完好，未发现不良地质现象。洞常不能移_（6） 库区周边库岸较高不存在淹没问题，但库岸近于垂直，并且为黄土状粘性土，存在浸没崩塌的库岸稳定问题；库区淤积严重。（7）库区地震动峰值加速度值为0.10g，地震基本烈度为度。本场地不存在地震液化问题。（8）对大坝体、坝基及坝肩进行安全稳定验算所需的物理、力学及水理指标计算参数可按“大坝、地基物理、水理、力学指标验算计算参数建议值表”表

19、4.2-1使用。（9）建议要进一步观测、调查大坝右坝肩与坝体下游结合部位，（标高187.6m）东边排水槽损坏处出的漏水量及其产生原因。大坝、地基物理、水理、力学指标验算计算参数建议值表表4.2-1 位置岩土编号岩土名称孔隙比e天然含水量（%）天然重度r（kN/m3）干密度d（g/cm3）密度G内摩擦角q（度）粘聚力Cq（KPa）压缩系数a1-2（MPa-1）压缩模量Es（MPa）渗透系数k（cm/s）地基承载力允许值f坝体人工填土0.85225.919.21.512.748.935.30.247.46.12E-6肩低液限粘土0.79126.519.51.532.7318.5410.2766.63.98E-5200基粘土（泥）岩0.65123.320.31.652.722133.80.2197.607.9E-7300