XX县XX水库地质报告中型水库.docx

1、XX县XX水库地质报告中型水库1、绪言 - 3 -1.1工程概况 - 3 -1.2工程存在的主要病险问题 - 3 -2、库坝区地质概况 - 6 -2.1地形地貌 - 6 -2.2地层岩性 - 6 -2.3地质构造与地震 - 7 -2.3.1地质构造 - 7 -2.3.2地震 - 7 -2.4、水文地质条件 - 8 -2.5、物理地质现象与不良地质问题 - 8 -3、建筑物基础工程地质条件及评价 - 8 -3.1主坝基础工程地质条件及主要工程地质问题 - 8 -3.2副坝基础工程地质条件及主要工程地质问题 - 10 -3.3坝基工程地质评价 - 11 -4、坝体工程质量评价 - 12 -4.1坝

2、体工程地质钻探及取样试验 - 12 -4.2坝体填筑土物理力学性分区特性 - 12 -4.3坝体工程质量评价 - 17 -4.4大坝物理力学性指标及渗透系数推荐值 - 21 -5、主要附属建筑物工程地质条件 - 22 -5.1溢洪道工程地质条件 - 22 -5.2放水涵、隧洞工程地质条件。 - 23 -6、大坝主要工程地质问题及处理措施建议 - 23 -7、结论及建议 - 24 -7.1结论 - 24 -7.2建议 - 25 -附件 ： 1、某某水库主坝土工试验报告2、某某水库主坝工程地质平面图3、某某水库副坝工程地质平面图4、某某水库主坝轴线工程地质剖面图5、某某水库一号副坝轴线工程地质剖面

3、图6、某某水库二号副坝轴线工程地质剖面图7、某某水库主坝工程地质纵剖面图8、某某水库一号副坝工程地质纵剖面图9、某某水库二号副坝工程地质纵剖面图10、某某水库主坝渗透剖面图11、某某水库一号副坝渗透剖面图12、某某水库二号副坝渗透剖面图13、某某水库溢洪道工程地质纵剖面图14、某某水库主坝钻孔柱状图(11张)1、绪言1.1工程概况某某水库坐落在XX县XX、某某、XX三个乡的交界处。距县城9.0km，是一座以灌溉为主，结合城市供水、防洪、发电、养鱼等综合利用的水利工程，1958年由XX、XX两县合组施工，1959年春基本建成，并蓄水受益。水库枢纽工程位于湘江春陵水支流新田河的东支日东河上游，由一

4、座主坝、三座副坝、两处放水涵闸、坝后电站、引河、溢洪道等建筑物组成，坝址以上控制流域面积109km2。主坝为粘土心墙坝，设计坝高43m，现实际坝高45m，三座副坝都为均质土坝。水库总库容为4980万m3，正常库容3800万m3，其中有效库容3479万m3，死库容321万m3。1.2工程存在的主要病险问题枢纽工程始建于1958年，由新田、桂阳两县合组施工，1959年春基本建成。受当时人力、物力、自然地理条件的限制，施工质量较差，枢纽工程存在多处病险隐患，对某某水库大坝出现的问题，曾多次进行加固处理，但安全隐患未能彻底根除。现工程主要存在与工程地质有关的问题： 1、主坝:1）1958年施工过程中，

5、坝基内外坡只清除了表层松土、砂卵石，左岸山坡岩石较松，右岸则山坡岩石完整，只清除了表层松土，而岩石裂隙、裂缝用黄泥浆填充，造成了坝体与基岩接触面渗漏严重。2）1971年左坝端渗漏严重，漏水量达60L/s，1972年1974年进行帷幕灌浆，耗水泥156.2t，对心墙灌黄泥浆，耗36t，情况才有所好转。大坝外坡二级平台下右岸山坡相接处，有一股约两指大的泉水流出，曾采用砂石导滤沟，把泉水引到大坝倒滤体内。现在大坝右岸仍漏水严重。3）大坝内坡见强风化块石护坡，大部分岩石破碎，局部坝体土料出露。4）排水棱体块石局部出现松动、塌陷。2、副坝:1）1#、2#副坝坝体填土土质量及夯压质量均较差，干容重达不到设

6、计要求，致使坝身出现一些裂缝和漏水。2) 1#、2#副坝基岩为灰岩，但炭质含量较高，不易溶蚀，遇水易风化，节理裂隙发育，基岩接触面渗漏较为严重。3) 1#、2#副坝内坡有少量块石护砌，大部分坝体土料外露，风浪冲刷严重。4）3#副坝坝体填土土质量及夯压质量差。3、溢洪道：1）近几年来来溢洪道左、右岸山体滑坡严重。右岸前几年通过削坡处理，有所好转，现最主要的是左岸山体滑坡体需要处理。左岸滑坡体于2010年11月份出现滑坡，滑坡体长130米，宽35米，平均高度7米，滑坡土方量约3.2万m3。 2）现有溢洪道底板砼老化、漏水严重。3）溢洪道部分挡墙砌体开裂。4）尾端消力池被冲毁，下游连接段未护砌，冲刷

7、严重。4、输水建筑物1、低涵：1）涵管蜂窝麻面较多，管壁太薄，漏水严重。2）由于坝后电站镇墩施工质量太差，还到处漏水。3）主坝启闭设施都是5060年代设备，已经运行几十年了，设备老化，启闭不灵活，闸门封闭不严漏水严重，不能阻水。4）大坝启闭室房年久失修，已成为危房。针对水库大坝存在的问题，永州市水利水电勘测设计院委托我院于2011年3月，根据水库大坝安全评价导则要求，对水库大坝进行工程地质勘察。我院按照中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）的规定，完成了本阶段地质勘探工作。其完成的实物工作量见下表：完 成 地 勘 工 作 量 统 计 表序号工 作 内 容单位工作量备注1工程地质勘

8、察报告份12坝区工程地质图测绘km20.523坝轴线工程地质剖面图测绘km0.574大坝地质纵剖面图测绘km0.455大坝渗透剖面绘制km0.456钻孔进尺/孔数m/个237.70/117钻孔注水试验段次248钻孔压水试验段次239钻孔取土样组2210土工试验组2211钻孔柱状图个112、库坝区地质概况2.1地形地貌某某水库区域地形是西高东低，西部为低山区，东面则为丘陵区，高差在200m以下，一般坡度2030，属低山丘陵区过渡带。2.2地层岩性库坝区内出露的地层是泥盆系中统跳马涧组（D2t2）砂岩、石英砂岩、泥质砂岩、砂岩与页岩互层，石英砂岩多铁质胶结，岩石出露良好，岩性坚硬致密，分布在主坝和

9、库区，是该区的相对隔水层。泥盆系中统棋子桥组（D2q）灰岩，泥灰岩，炭质灰岩，易风化力学强度较低，分布在副坝和溢洪道区。第四纪（Q）冲洪积层和残坡积层。第四纪冲洪积层（Q4al+pl）：黄色，浅黄色，含少量碎石、砂质黏土，结构松散，弱透水性，主要分布在大坝下游河床。第四纪残坡积层（Q4el+dl）：黄褐色，红褐色，含碎石、砾石、砂质粘土。结构松散，弱透水性，分布在主副坝及两岸山坡。2.3地质构造与地震2.3.1地质构造 褶皱构造某某水库主坝为泥盆系中统跳马涧组砂岩，砂岩与页岩互层中，波状小褶皱较为发育，右坝肩下游200m起至上游100m有一向斜，轴向北东，向核部岩层受挤比较破碎，上部风化层较厚

10、。断层构造某某水库主坝及副坝无大的断层通过，区域地质图上距离主坝左端700m有一正断层,距主坝右坝端600m处有一逆断层,两条断层均为北东向，且均未穿过坝区,对大坝的稳定没有影响。2.3.2地震本区地震活动微弱,历史上无破坏性地震记载。根据中国地震动参数区划图（GB183062001）、中国地震烈度区划图（1990年版，1：400万），某某水库区地震动峰值加速度小于0.05g。地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于度区，构造上属于相对稳定地块。2.4、水文地质条件主坝区内坝底基岩为砂岩，地下水类型主要为基岩裂隙潜水，一般以大气降水和库水补给为主，流量不大，动态变化明显。钻孔压

11、水试验证实，砂岩表层节理裂隙发育，风化破碎，表层张开，其透水率最大达44.25Lu，为中等透水带；副坝区内坝底基岩为灰岩、炭质灰岩，地下水类型主要为基岩裂隙水，岩溶裂隙水，一般为大气降水和库水补给为主，流量随雨水及库水位变化而变化，经钻孔压水试验证实，灰岩表层58m节理裂隙发育，风化破碎，其透水率最大达35.50 Lu，属中等透水带。2.5、物理地质现象本区属低山丘陵区，库岸稳定，植被良好。不存在大的崩塌、滑坡和泥石流现象，库坝区岸坡稳定。岩溶：主要出现在溢洪道以及副坝区的灰岩地层。 局部只有溶槽、溶隙和小规模的溶隙-管道渗漏。3、建筑物基础工程地质条件及评价3.1主坝基础工程地质条件及主要工

12、程地质问题主坝坝址位处峡谷口，河谷呈“U”型，两岸山坡对称，河底高程322.9m左右。主坝坝基岩性单一，为泥盆系中统跳马涧组（D2t2）：灰褐色，褐黄色中厚层状砂岩、石英砂岩、泥质砂岩、砂岩与页岩互层。力学强度均匀但较低，完整性较好，岩层透水性小，属相对隔水层。表层砂岩、泥质砂岩遇水易风化。据钻孔发现，建基岩以下48m已强风化，岩芯多呈碎块状、块状、饼状。结构较松散，完整性差，力学强度较低，但能满足土坝基础要求。主坝坝基地质构造比较简单，未发现大的断裂构造和节理密集带，岩层单斜，产状变化小，基础稳定，条件良好。据钻孔查明，坝基主要工程地质问题是基岩面以下48m已强风化，压水试验获得岩层透水率为

13、12.244.25Lu值，有中等透水性。见（主坝钻孔压水试验成果统计表3.1-1）。明显要产生坝基渗漏。表3.1-1 主坝钻孔压水试验成果统计表孔 号试段位置(m)试段长度(m)透水率（Lu）ZK127.80- 33.605.8018.0533.60- 37.804.204.89ZK226.80-31.304.5042.231.30-37.606.3016.037.60-42.104.504.8ZK346.50-51.505.0044.2551.50-57.606.104.1ZK443.50-48.004.5012.248.00-54.006.003.6ZK545.60-49.604.0024

14、.849.60-55.606.003.66ZK624.50-30.506.0030.530.50-34.003.504.76ZK724.50-29.505.0019.4429.50-34.505.003.28ZK816.50-22.506.0020.222.50-31.008.502.43.2副坝基础工程地质条件及主要工程地质问题1#副坝和2#副坝坝址均处峡谷口，河谷呈“U”型，两岸山坡对称。两个坝相连成90夹角，谷底高程346.25m左右。两副坝基础工程地质条件相同。副坝坝基岩性单一，为泥盆系中统棋子桥组（D2q）：灰色，灰黑色中厚层状灰岩，泥灰岩，炭质灰岩。完整性一般，岩性分层明显，物理力

15、学强度较低，易风化，岩层透水性小，属相对隔水层。据钻孔发现，基岩以下47m已强风化，岩芯多呈碎块状、块状。结构松散，完整性差，力学强度较低，但能满足土坝基要求。坝基地质构造比较简单，未发现大的断裂构造和节理密集带，岩层单斜，产状变化小。据钻孔查明，副坝基主要工程地质问题是基岩面以下47m已强风化，压水试验获得岩层透水率为20.535.5Lu值，为中等透水性，见（副坝钻孔压水试验成果统计表3.2-1）水库存在渗漏问题。表3.2-1 副坝钻孔压水试验成果统计表孔 号试段位置(m)试段长度(m)透水率（Lu）2#副坝ZK918.30- 24.506.220.524.50-32.207.73.231#

16、副坝ZK1029.10-34.705.635.534.70-41.7073.681#副坝ZK1118.70-24.505.822.424.50-31.707.22.63.3坝基工程地质评价 主坝坝基工程地质条件比较简单，为泥盆系中统跳马涧组（D2t2）：灰褐色，褐黄色中厚层状砂岩、石英砂岩、泥质砂岩、砂岩与页岩互层。岩石力学强度较低，完整性好，属相对隔水层，满足土坝基础要求。工程地质条件良好。但由于该层表面遇水易溶蚀风化，在接触面以下48m，岩芯破碎，节理发育，形成了透水率大于10Lu值的中等透水性的岩段。在高库水位时，接触面及以下基岩风化段产生库水渗漏，在大坝左坝肩接触带明显见有渗水溢出，坝

17、面湿润、坝坡失稳、变形现象。大坝存在安全隐患，应加强防渗加固处理。1#、2#副坝坝基工程地质条件比较简单，为泥盆系中统棋子桥组（D2q）：灰色，灰黑色中厚层状灰岩、泥灰岩、炭质灰岩。岩石力学强度一般，完整性较好，属相对隔水层。工程地质条件较好，适合土坝基础要求。据副坝ZK9、ZK10、ZK11钻孔查明基础岩层表层已受溶蚀风化，岩芯破碎结构松散、软弱。透水性较强，在接触面以下47m形成了透水率大于10Lu值的中等透水性的岩段，存在坝基渗漏，应加强防渗处理。 4、坝体工程质量评价4.1坝体工程地质钻探及取样试验主坝:为查明主坝坝体工程质量，在主坝坝轴线上布孔4个，坝上、下游坡各布孔2个，取土试样1

18、6组，进行土的基本性质试验。做注水试验18段，压水试验17段。为工程质量评价提供了重要依据。副坝及二号副坝：为查明两个副坝坝体工程质量，在副坝坝轴线上布孔2个，坝下游坡布孔1个，取土试样6组，进行填土的基本性质试验。做注水试验6段，压水试验6段。为工程质量评价提供了重要依据。4.2坝体填筑土物理力学性分区特性1）主坝：根据主坝坝体结构和填筑土物理力学性质不同将坝体分为QS-1、QS-2 和QS-3三个区。QS-1区，为大坝坝壳。主要由含少量砾的粘土、粉质粘土填筑而成。根据7组土工试验，填土的特性是：颗粒组成：砾石含量平均占13.37%，最多占30.7%，砂粒含量平均占17.41%，最多占19.

19、4%，粉粒含量平均占34.29%，最多占38.2%，粘粒含量平均占34.53%，最多占39.1%。土的物理性质：天然含水量平均为21.56%，最大为24.7%，干密度平均为1.59g/cm3，最小为1.54g/cm3，湿密度平均为1.93g/cm3，最小为1.9 g /cm3，孔隙比平均为0.71。抗剪性：坝壳填土的内摩擦角平均为21.03，最小为19.0；凝聚力平均为10.44kpa，最小为7.0kpa。渗透性：根据7组土工试验成果资料，水平渗透系数平均为6.810-5cm/s，最大为8.910-5cm/s，垂直渗透系数平均为6.110-5cm/s，最大为8.310-5cm/s。根据钻孔10

20、段注水试验获得的渗透系数为2.0210-55.7410-5cm/s。原位注水试验值大于土工试验值。钻孔注水试验渗透系数值较接近工程实际。（见表4.2-1）土的液、塑性指数与抗震:填土的液性指数IL0.020.21；塑性指数Ip15.123.6。按水工建筑物抗震设计规范（SDJ1078）规定：当液性指数IL0.75时或塑性指数Ip小于10时，填土才有可能在地震时产生液化。该填土的液、塑性指数均属抗震性能好的范围，抗震性能良好。表4.2-1 主坝坝壳土钻孔注水试验成果统计表孔号试段位置(m)试段长度(m)渗透系数（cm/s）ZK10.00-12.5012.502.0210-4ZK20.00-11.

21、8011.803.2510-4ZK30.00-17.5017.503.610-4ZK40.00-13.0013.005.7410-4ZK50.00-15.4015.402.2410-4ZK60.00-16.5016.504.3610-416.50-24.508.005.7210-4ZK70.00-15.5015.503.810-415.50-24.509.005.210-4ZK80.00-16.5016.503.4710-4QS-2区，为粘土心墙。主要由含少量砾的粘土、粉质粘土填筑而成。根据9组土工试验，填土的特性是：颗粒组成：砾石含量平均占0.24%，最多占1.2%，砂粒含量平均占20.27

22、%，最多占22.4%，粉粒含量平均占39.07%，最多占40.1%，粘粒含量平均占40.2%，最多占42.6%。土的物理性质：天然含水量平均为27.98%，最大为32.9%，干密度平均为1.53g/cm3，最小为1.43g/cm3，湿密度平均为1.96g/cm3，最小为1.9 g /cm3，孔隙比平均为0.78。抗剪性：心墙土的内摩擦角平均为14.5，最小为11.4；凝聚力平均为22.9kpa，最小为10.5kpa。渗透性：根据9组土工试验成果资料，水平渗透系数平均为1.810-5cm/s，最大为4.510-5cm/s，垂直渗透系数平均为1.010-5cm/s，最大为5.010-5cm/s。根

23、据钻孔8段注水试验获得的渗透系数为2.610-56.2510-5cm/s。原位注水试验值大于土工试验值。钻孔注水试验渗透系数值更接近工程实际。土的液、塑性指数与抗震:填土的液性指数IL00.73；塑性指数Ip9.521.0。按水工建筑物抗震设计规范（SDJ1078）规定：当液性指数IL0.75时或塑性指数Ip小于10时，填土才有可能在地震时产生液化。该填土的液、塑性指数均属抗震性能好的范围，抗震性能良好。表4.2-2 主坝心墙土钻孔注水试验成果统计表孔号试段位置(m)试段长度(m)渗透系数（cm/s）ZK112.50-19.807.304.310-5ZK211.80-25.8014.004.7

24、10-5ZK317.50-34.0016.506.2510-534.00-46.5012.505.410-5ZK413.00-31.0018.002.610-531.00-43.5012.504.010-5ZK515.40-32.4017.003.910-532.40-45.6013.205.1810-5QS-3 排水棱体：由灰岩块石干砌，孔隙度大，强透水，排水性能良好。2）副坝：据本次勘探和土工试验查明。两副坝均为均质土坝。两副坝坝体施工质量较差，碾压密实不均，级配差异性也较大。根据6组土的物理力学试验，其特性是：颗粒组成：砾石含量平均占7.82%，最多占9.3%，砂粒含量平均占20.4%，

25、最多占22.1%，粉粒含量平均占37.78%，最多占38.7%，粘粒含量平均占34.00%，最多占37.4%。土的物理性质：天然含水量平均为24.4%，最大为25.3%，干密度平均为1.53g/cm3，最小为1.51g/cm3，湿密度平均为1.90g/cm3，最小为1.88 g /cm3，孔隙比平均为0.77。抗剪性：坝体填土的内摩擦角平均为19.68，最小为19.6；凝聚力平均为15.57kpa，最小为8.5kpa。渗透性：根据6组土工试验成果资料，水平渗透系数平均为6.610-5cm/s，最大为7.810-5cm/s，垂直渗透系数平均为5.810-4cm/s，最大为6.810-4cm/s。

26、根据钻孔6段注水试验获得的渗透系数为2.110-48.310-4cm/s。原位注水试验值大于土工试验值。钻孔注水试验渗透系数值比较符合实际。（见附表4.2-3）土的液、塑性指数与抗震:填土的液性指数IL0.120.34；塑性指数Ip14.616.3。按水工建筑物抗震设计规范（SDJ1078）规定：当液性指数IL0.75时或塑性指数Ip小于10时，填土才有可能在地震时产生液化。该填土的液、塑性指数均属抗震性能好的范围，抗震性能良好。表4.2-3 1#副坝及2#副坝钻孔注水试验成果统计表孔号试段位置(m)试段长度(m)渗透系数（cm/s）ZK90.00- 11.5011.502.110-411.5

27、0-18.306.806.910-4ZK100.00-11.2011.204.710-411.20-29.1017.908.310-4ZK110.00-10.0010.003.7110-410.00-18.708.705.510-44.3坝体工程质量评价主坝坝体各区填料的土质基本符合分区结构质量要求。但由于施工质量差，碾压不密实，坝壳抗剪性偏小，心墙局部抗渗性能较差，仍具有中等透水性。坝外坡左侧岩、土接触面渗漏，存在大面积湿润区。坝体存在有渗透稳定的隐患。两副坝均为均质土坝，填土料质量基本符合均质土坝要求。但由于施工质量较差碾压层厚密实不均，坝体抗渗性能达不到设计要求，存在渗透病患。 表8.3

28、-1某某水库主坝QS-1（含少量砾的粘土、砂质粘土）基本性质数理统计表土样名称样品组数样本统计颗粒组成（%）含水量湿密度干密度孔隙比饱和度土粒比重塑性指数液性指数垂直渗透系数水平渗透系数压缩系数压缩模量总应力液限塑限粗粒土细粒土摩擦角凝聚力砾粒砂粒粉粒粘粒%g/cm3cm/sMpa-1Mpakpa%大坝QS-1（含少量砾的粘土、粉质粘土）7最小值6.014.9 25.522.019.21.901.540.6577.02.7015.10.024.2E-045.1E-040.214.6319.007.0037.5018.50最大值30.7 19.4 38.239.124.71.971.650.76

29、90.42.7323.60.218.3E-048.9E-040.388.3125.316.342.122.4平均值13.37 17.41 34.2934.5321.561.931.590.7182.242.7219.560.096.1E-046.8E-040.305.8521.0314.4439.4119.86标准差9.74 1.76 5.06 6.55 2.217 0.029 0.044 0.0474.36540.012.812 0.073 1.7E-041.6E-040.0581.2432.2754.2821.5231.403备注表8.3-2某某水库主坝QS-2（含少量砾的粘土、砂质粘土）基本性质数理统计表土样名称样品组数样本统计颗粒组成（%）