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2024水闸除险加固工程初步设计地质勘察报告(60页)
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地产前期
上传人:Le****97 编号:921739 2024-04-30 60页 2.79MB
1、 xx省xx省 xx县xx县 xx水闸除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告工程地质勘察报告 二 O 二四年三月 目目 录录 1 前言.1 1.1工程概况.1 1.2 前期安全鉴定、除险加固情况及存在的主要问题.2 1.2.1 前期安全鉴定和除险加固改造情况.2 1.2.2 存在的主要问题.3 1.3 本报告执行的主要行业技术标准.5 1.4 地勘工作概况.6 2 区域构造稳定性与地震动参数.8 2.1 区域地质概况.8 2.2 区域构造稳定性与地震动参数.10 3 水闸工程地质条件.12 3.1 地形地貌.12 3.2 地层岩性.12 3.3 地质构造.13 3.4 水文地质条件.14 32、.4.1 地下水动态特性.14 3.4.2 坝址区岩土的渗透特性.14 3.4.3 坝址区水化学特征.18 3.5 物理地质现象.18 3.5.1 岩体风化.18 3.5.2 不稳定岸坡.19 3.6 岩土体物理力学参数推荐值.20 4 水闸工程地质评价.26 4.1 坝区岩(土)工程地质特性剖面分区.26 4.2 坝体质量.27 4.3 坝基处理质量评价.28 4.4 主要工程地质问题及处理措施建议.29 14.4.1 坝体渗漏问题.29 4.4.2 坝基渗漏问题.30 4.4.3 绕坝渗漏问题.30 4.4.4 抗冲刷稳定问题.31 4.4.5 岸坡稳定问题.31 5 其它建筑物工程地质条3、件及评价.32 5.1 右岸电站厂房.32 5.2 左岸船闸.34 5.3 左岸水轮泵站.35 5.4 右岸水轮泵站.36 5.5 围堰.37 6 弃渣场工程地质评价.39 7 抗震评价.错误错误!未定义书签。未定义书签。8 天然建筑材料.44 8.1 土料.46 8.2 砂石料、块石料.47 8.3 开挖利用料.48 9 结论及建议.48 9.1 结论.48 9.2 下步工作建议.49 附附 图图 目目 录录 序号序号 图图 名名 比例尺比例尺 张数张数 图图 号号 1 xx县xx水闸工程坝址地质平面图 1:1000 1 HND/B037c-31-01-01 2 xx县xx水闸工程大坝工程地4、质横剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-02 3 xx县xx水闸工程大坝渗透剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-03 4 xx县xx水闸工程河床工程地质纵 1 剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-04 5 xx县xx水闸工程河床工程地质纵 2 剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-05 6 xx县xx水闸工程左岸土坝段工程地质纵 1 剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-06 7 xx县xx水闸工程左岸土坝段工程地质纵 2 剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-07 8 xx县xx5、水闸工程左岸水轮泵房工程地质纵剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-08 9 xx县xx水闸工程右岸水轮泵房与电站厂房工程地质纵剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-09 10 xx县xx水闸工程一期围堰工程地质纵剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-08 11 xx县xx水闸工程二期围堰工程地质纵剖面图 1:500 1 HND/B037c-31-01-09 附件:岩芯照片附件:岩芯照片 11 前言前言 1.1 工程概况工程概况 xx水闸位于xx省xx县xx镇湘江一级支流洣水河下游,为洣水河下游第二个梯级工程,距洣水河口(湘江)32.0km6、,距xx县城 12km,距下游洋塘水闸 23.3km。闸坝坝顶设有公路交通桥与衡攸公路相连,两岸均有公路通往县城,交通便利,水闸交通位置见图 1.1。图 1.1 xx水闸交通位置图 该水闸枢纽工程由闸坝、灌区两部分组成。其中水闸坝址以上干流长度 264km,控制流域面积 9869km2,占洣水总流域面积的 95.8%,正常蓄水位 60.5m,设计洪水位 62.9m,总库容 4820104m3。xx水闸枢纽工程现状由左岸土坝、左岸电灌站(在建)、船闸、左岸水轮泵站、溢流闸坝、右岸电站厂房、右岸水轮泵站、右岸浆砌石非溢流坝、右岸电灌站(在建)、闸顶公路桥、两岸岸坡等组成,最大坝高 17.7m。其中7、左岸土坝段长 88.5m、船闸与左岸水轮泵站及段长 49.5m、溢流闸坝段长 199.2m、右岸电站厂房长 90.58m、右岸水轮泵站长 22.8m,坝顶公路桥面高程为 66m,全长 436.7m;电站总装机容量为 16MW;船闸年通航能力为 50104 t 以上。灌区分红旗干渠(左岸)和东风干渠(右岸),2原设计灌溉面积 12.64 万亩,实际灌溉面积为 7.5965 万亩,其中红旗干渠(左岸)长为 32.92km,灌溉吴集、霞流两个乡镇 3.6468 万亩,东风干渠(右岸)灌溉xx、洣水、新塘三个乡镇 3.9497 万亩。该工程是一座以灌溉为主,兼顾发电、交通、航运等综合效益的等中型水利水8、电工程。为深入挖掘该水利枢纽工程的效益,提高水资源利用率,恢复灌区灌溉能力。2023 年 3 月,xx县xx水闸建设项目部启动了xx水闸建设项目第一期工程的建设,将左、右岸水轮泵站分别移址新建成电灌站,其中左岸电灌站装机 3900=2700KW;右岸电灌站 3560=1680KW,均为中型泵站。1.2 前期安全鉴定、除险加固情况及存在的主要问题前期安全鉴定、除险加固情况及存在的主要问题 1.2.1 前期安全鉴定和除险加固改造情况 xx水闸工程于 1966 年 8 月动工兴建,于 1969 年 5 月竣工投入运行,1971 年全部竣工。工程在施工过程中不断进行修改和完善,加上当时资金短缺,在施工9、时不断降低标准,造成施工质量差,是一个典型的“三边工程”(边勘测、边设计、边施工)。2001 年 5 月,xx省水利水电勘测设计研究总院对xx水闸工程进行了安全复核,同年 7 月,xx省水利厅主持完成xx水闸工程安全鉴定,水闸安全类别评定为类。2009 年 1 月,xx省发改委和水利厅组织对xx水轮泵站进行了相关安全鉴定,鉴定主要结论为:xx水轮泵站主要建筑物结构不安全,机电设备老化破损严重,金属结构陈旧老化锈蚀严重,泵站安全类别综合评定为四类。2009 年 2 月,衡阳市水利水电规划设计院完成了xx泵站更新改造工程可行性研究报告,省发改委以湘发改农2009190 号文件对项目进行了批复;同年10、 7 月,衡阳院完成了xx泵站更新改造工程初 3步设计报告,2010 年开始实施,主要对左右岸水轮泵站机电设备进行了相应改造。2012 年 4 月由株洲市水利水电勘测设计院完成了xx水电站增效扩容改造工程初步设计报告。2013 年开始实施,主要对右岸电站和左右岸水轮泵站的发电机组设备进行了改造。2012 年 9 月,水利部大坝安全管理中心对 2001 年xx水闸安全鉴定成果出具了核查意见:该水闸是一座以灌溉为主,结合发电、航运、公路交通等综合利用效益的中型水利工程,鉴定和核查指出的工程问题存在,三类闸的结论正确。2012 年 12 月,我院编制完成了xx县xx水闸除险加固工程初步设计报告,但报11、告未获省水利厅批复,除险加固也未实施。2020 年 3 月,我院编制完成了xx省xx县xx水闸建设项目可行性研究报告。同年 4 月,xx县发展和改革局以东发改批202044号文对项目可研进行了批复。2023 年 5 月,xx院编制完成了xx省xx县xx水闸建设项目第一期工程初步设计报告。同月,衡阳市水利局以衡水202356 号文对项目初设进行了批复。2023 年 6 月,xx水闸建设项目第一期工程正式开工建设,主要对左右岸水轮泵站的提水灌溉功能进行了废除,维持现状枢纽基本不变,并在左右岸分别新建电灌站。2023 年 11 月,xx院编制完成了xx水闸安全评价报告,同年 12 月次年 1 月由x12、x省水利厅主持完成xx水闸工程安全鉴定,水闸安全类别评定为类。1.2.2 存在的主要问题 xx水闸兴建于 1966 年,1969 年 5 月建成投产,1971 年全部竣工。4该工程已运行 50 多年,存在闸门老化,结构形式不合理,开启十分困难;施工和历次加固均未对闸基进过固结和帷幕灌浆处理,左岸土坝渗漏严重,边坡不稳定;闸室堰面破坏严重,护坦冲毁;下游护坡防护薄弱;启闭设备报废;大量砼裂缝及碳化等多种隐患。其存在的主要问题有:(1)堰体浆砌石不密实,堰面冲刷麻面、裂缝,渗漏严重;排架柱开裂、破损,顶部拱形排架多处砼剥落破损、露筋,钢筋锈蚀严重;导墙为浆砌石结构,存在砂浆老化、脱落,浆砌石块掉落13、,漏水,局部基础被掏空、冲毁;下游消能设施均已冲毁。(2)闸室无检修门;闸门止水破损老化严重;原有 16 孔钢制弧门锈蚀严重,结构过于轻薄,不能正常使用;1 孔钢丝网砼薄壳弧门由于结构设计问题不能打开,影响泄洪;启闭机设备陈旧老化、启闭困难,汛期不能满足及时开闸安全泄洪的要求。(3)左岸土坝在 2010 年 4 月 18 日凌晨,发生了坝身散浸和坝基多处管涌的险情。险情后,在上游坝坡面进行了压浸处理,但因资金等多种原因,一直未对大坝作加固处理。现状上游面压侵平台杂物堆放混乱,下游坝坡表部为新近堆积的土层,透水性高。存在安全隐患。(4)船闸上游引航桥破损,断裂;闸室侧墙为砌石体,砌石间砂浆充填欠14、密实,结合较差,砂浆中水泥含量较少,砂浆强度偏低,浆砌石质量较差,沿裂缝渗水严重;下游导航墙浆砌石结构老化,破损严重,下游出口航道淤积严重,导航墩倒塌;上下闸首闸门锈蚀严重,无检修门,启闭设备废置停用,船闸已废弃多年。(5)左右岸水轮泵站、厂房等挡水墙结构混凝土老化严重,开裂。(6)厂房内多处渗漏点;排架混凝土老化开裂,局部破损、露筋,锈蚀严重。(7)右岸浆砌石非溢流坝浆砌石体质量差,以致运行期间,砌石体松 5动、脱落,影响坝体安全。(8)坝顶工作交通桥曾出现“较多裂缝,裂缝宽度较大,且渗水、露筋现象普遍”问题。2017 年,经检测评定为:该桥主体结构承载能力不满足公路-级设计荷载的使用要求,15、其主要部件技术状况为 4 类,综合评定桥总体技术状况为 4 类。建议对该桥进行加固或拆除重建。2018年,对坝顶公路桥进行了加固及桥面栏杆、排水系统、表面缺陷修补、裂缝修补等常规维修,并采取了限速限载措施。(9)下游浆砌石结构护岸,左岸护岸仅剩 100m 左右,且结构已不完整;右岸岸坡虽进行了护砌,但护砌质量较差,目前坡面裂缝及坡内空洞较多,变形开裂严重。(10)无水情测报系统与安全监测设施,信息自动化程度低,水闸标准化管理缺失。针对上述问题,工程管理处曾采取对泵房裂缝进行过防渗补漏、浆砌石坝体实施固结灌浆等加固处理措施,漏水量有所减小;对下游坍塌岸坡亦进行了简易护砌。但由于资金短缺和缺乏系统16、性治理等原因,根治不彻底,处理未达到预期的效果,工程运行状况差,工程效益仍不能正常发挥。1.3 本报告执行的主要行业技术标准本报告执行的主要行业技术标准 本勘察报告执行的主要行业技术标准有:(1)中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55-2005);(2)水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2008)(2022 年版)(3)水闸与泵站工程地质勘察规范(SL7042015)(4)水利水电工程钻探规程(SLT 2912020);(5)水利水电工程压水试验规程(SL31-2003);(6)水利水电工程注水试验规程(SL345-2007);(7)水工建筑物抗震设计标准(GB 51247-201817、);6(8)水闸安全评价导则(SL214-2015);(9)水利水电工程地质勘察资料整编规程(SL567-2012);(10)设计地勘任务书及勘察合同;1.4 地勘工作概况地勘工作概况 xx水闸兴建前,曾于 1959 年由水利电力部长勘院作过少量勘察工作。枢纽工程于 1959 年由水利电力部长勘院作过少量勘察工作,原水轮泵站于 1966 年 8 月动工兴建,1969 年 5 月竣工投入运行。2001 年 5 月我公司对xx水闸进行了安全复核,提交了xx水闸枢纽工程安全复核报告;2003 年 10 月11 月我公司承担了xx水闸枢纽工程可行性研究阶段的勘测任务,针对左岸新建厂房区作了大量的地勘工18、作,提交了xx省xx县xx水电站工程可行性研究阶段工程地质勘察报告;2011 年2012 年我公司对xx水闸进行了除险加固初步设计阶段的勘察工作,提交了xx省xx县xx水闸除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告;2020 年在我公司收集整理前期地勘工作的基础上,提交了xx水闸建设项目工程可行性研究阶段工程地质勘察报告。2023 年 3 月我公司承担了xx水闸建设项目第一期工程建设项目的勘察设计工作,针对左、右岸提水电灌站进行了地勘工作,提交了衡东县xx水闸建设项目第一期工程初步设计阶段工程勘察报告,现左、右电灌站正在施工。2023 年 7 月,受xx县xx水闸建设项目部(以下简称“业主”)的19、委托,我公司承担了xx水闸安全评价勘测工作,提交了xx县xx水闸安全评价工程地质勘察报告。2024 年 1 月,受xx县xx水闸建设项目部(以下简称“业主”)的委托,我公司承担了xx水闸除险加固工程初步设计阶段勘测工作,依据与业主签订的勘测设计合同、设计下达的勘测任务书以及中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55-2005)和有关技术规定的要求,7本次地勘主要工作任务为:(1)查明区域地质构造、复核地震基本烈度、评价区域地质场地稳定性。(2)收集分析已有的地质、设计、施工和水库运行监测及水库险情处理资料。(3)全面复查工程区水文地质、工程地质条件,重点检查水库运行以来的地质条件的变化。(4)对20、坝基、岸坡等处理效果作出地质分析。(5)查明坝体填筑质量并作出地质分析。(6)根据岩、土工程地质特性,提供相应的岩、土物理力学指标推荐值。(7)对天然建筑材料进行详查。本阶段地勘工作中在充分收集前期地勘资料的基础上,主要采用了地质测绘、钻探、槽坑探、室内外试验等方法,外业工作时间为 2024 年1 月 20 日2024 年 2 月 5 日,本次完成的主要地勘工作量见表 1.2:8表 1.2 主要勘测工作量表主要勘测工作量表 序号序号 工作内容工作内容 单位单位 数数 量量 合计合计 前期各前期各 阶段阶段 2023 年年 一期一期 安全评价安全评价 本次本次 除险加固除险加固 1 1/500021、0 区域地质调查 km2 90 20 20 20 150 2 1/2000 闸址平面地质测绘 km2 0.5 0.3/0.3 1.1 3 1/500 闸址平面地质测绘 km2 0.98 0.1 0.5 0.5 2.08 4 1/500 枢纽工程地质剖面测绘 km 5.57 1.16 1.5 2.3 8.46 5 1/10000 天然建料调查 km2 40 10/10 60 6 1/1000 料场平面地质测绘 km2 0.75 0.04/0.09 0.88 7 1/500 建料剖面测绘 km 10.0 1.2/0.8 12.0 8 机钻孔 m/个 484.6/17 288.0/16 110/3 22、196.4/18 1079/54 9 土钻孔 m/个 28/6 69.4/7/97.4/13 10 钻孔压水试验 段 52 10 13 5 80 11 钻孔注水试验 段 5 2 6 1 14 12 标贯与动探试验 次 13 13 3 29 13 地下水位观测 次 16 16 3 16 51 14 槽坑探 m3 450 95 50 90 685 15 现场砂砾料筛试验 组 4/4 16 岩石物理力学性质试验 组 12 /12 17 土的物理力学试验 组 16 8 2 2 28 18 砂料筛分试验 组 2 /2 19 收资钻孔 m/个 414.9/13 /414.9/13 20 井探资料收集 m/23、个 72.5/7 /72.5/7 21 水化学试验成果资料收集 个 3 2/5 注:钻探结束后均按要求进行了封孔。2 区域构造稳定性与地震动参数区域构造稳定性与地震动参数 2.1 区域地质概况区域地质概况 工程区位于洣水下游丘陵区,地貌上属侵蚀一构造地形和侵蚀溶蚀构造地形。河床两岸山顶高程 200500m,冲沟发育,河谷地形开阔、宽敞,河床高程一般 43.049.0m,宽 250300m;沿河两岸阶地较发育,分布有级阶地,其中级阶地高出河床 510m,级阶地高出河床718m,级阶地高出河床 1528m。区内出露地层主要分布有元古界板溪群(Pt)的板岩、砂质板岩、浅变质砂岩;泥盆系(D)的灰岩、24、砂页岩、泥灰岩、砂质灰岩、砂岩;9石炭系(C)的灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、砂页岩;白垩系(K)的砂砾岩、泥质粉砂岩。第四系(Q)松散堆积物分布较广,主要有人工堆积的填土,冲积堆积的网纹状粘土、粉质粘土、壤土、淤泥、淤泥质粘土、粉细砂、砂卵石及残坡积堆积的粘土夹碎块石、碎石土。外围亦零星出露印支、燕山期花岗岩侵入体。区域构造上处于湘东北北东向褶皱带浏阳穹褶束东部之次级构造生田复式背斜与桃水复式向斜之间,区内构造形迹以褶皱为主,断裂构造发育相对较弱。区内出露的主要构造见构造纲要图(图 2.0),近场区主要构造描述如下。(一)褶皱、山阳峰背斜【(1)】:轴向呈 25,轴部和翼部地层均属上元古界板溪25、群,地层总体倾向 NW,倾角 6080,且发育有次级褶曲,构成一轴面倾向 NW,形态较复杂的倒转背斜。背斜轴位于工程区西北部,最近距离约 2.0km。、杨林桥向斜【(2)】:该向斜为略向东凸的孤形构造,向东倾斜,倾角 5070,中段呈南北向延伸。向斜轴位于工程区北东部,最近距离约 2.5km。(二)断层、银矿冲断层【】:从枢纽闸坝下游 1.51.8km 处通过,走向20,倾向 NW,倾角 5070,断层延伸长40km,沿断层分布有硅化角砾岩。、温家冲断层【】:切割杨林桥向斜西翼,走向 25,倾向 SE,倾角 30,属逆掩断层,断层两侧岩层倾角 7580,见有破碎带和羽状节理,面呈波状起伏,长 26、18km。断层位于工程区北东部,最近距离约1.5km。区内水文地质条件相对较简单,地下水类型主要有松散堆积层孔隙 10 水、基岩裂隙水、岩溶水。其中松散堆积层孔隙水主要呈带状断续分布于洣水河两岸阶地和河漫滩的砂卵石层中,接受大气降水与邻近地表水补给,与河水有较好的水力联系,成季节性互补,动态随季节变化较大;基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,受断层、节理裂隙及层间裂隙等构造发育程度控制,水量中等贫乏,接受大气降水渗入补给,赋存运移于基岩裂隙中,排泄于河流、沟谷中,动态变化较小;岩溶水主要分布于泥盆系、石炭系等碳酸盐岩岩溶区,水量较丰富,在岩溶中运行,动态变化大。区内主要物理地质现象为岩体风化、河床27、两岸阶地前缘岸坡坍岸及陡坡段滑坡、崩坍。2.2 区域构造稳定性与地震动参数区域构造稳定性与地震动参数 区内新构造运动特征表现为振荡运动,地壳活动主要表现为间歇式缓慢抬升,地质构造相对稳定,不存在深大断裂和挽近期的活动性断裂,区域构造稳定性较好。据历史地震资料记载,衡阳市及周边地区最大的一次是 1631 年发生的 4.5 级地震,1974 年以来共发生 25 次地震,震级为 1.03.5 级,均不具备破坏性。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2015)附录 C 表 C.18确定,工程区所在的xx镇基本地震动峰值加速度为 0.05g,基本地震动反应谱特征周期 0.35s,对应的地震基本烈度28、为度,属相对稳定地块。11 12 3 水闸工程地质条件水闸工程地质条件 3.1 地形地貌地形地貌 洣水河谷呈“U”型,河宽 450m,流向 N85W,由东向西。两岸地形基本对称,山体较低矮,山顶高程 120150m,岸坡较陡,坡角一般3035。左岸分布级阶地,阶面宽 50100m,高程 5760m,高出河床810m。枢纽以下河岸顺直,河床高程 4549.5m,水深一般 04.5m。溢流坝段后所形成的冲刷坑一般深 12m,最深达 3m。3.2 地层岩性地层岩性 工程区出露的地层较简单。基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩。广泛发育石英团块及石英脉,29、石英脉岩性坚硬,抗风化能力强。板岩岩性较软,劈理极发育,抗风化能力弱,沿劈理面(或层面)极易开裂,岩石风化后呈灰褐色、黄褐色。该层厚度2000m,分布整个工程区,是枢纽建筑物地基的主要持力层。第四系为冲积和残坡积堆积,其中残坡积层(Qedl)为黄褐、棕黄、棕红色粘土、粉质粘土夹碎块石,厚 1.56.0m,分布于坝区两岸山坡或坡脚。冲积层根据沉积环境分为级阶地冲积层(Q4-1al)和河床与漫滩相冲积层(Q4-2al)。Q4-1al具二元结构,上部为黄褐色粉质粘土,呈可塑状,中等压缩性,厚 911m。下部砂卵石层,稍密中密,成分以硅质岩、石英砂岩为主,砾径以 28cm 居多,厚 0.54m,分布于30、两岸级阶地;Q4al-2上部为深灰色淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质壤土,下部为砂壤土、粉细砂、砂卵石,其中淤泥呈流塑状,厚 0.510m,淤积于闸坝上游库内;淤泥质粉质粘土呈软塑状,厚 4.55.5m,分布于左岸电灌站进水渠;粉质壤土呈可塑状,厚 0.53m,分布于左岸电灌站下游;砂卵石厚 35m,分布于河床与漫滩,滩边上部多有砂壤土,粉细砂覆盖,厚 03.0m。13 人工填土(Qs)包括杂填土和素填土,其中杂填土为浆砌石、砼等,分布于闸坝区,厚 0.319.0m;素填土分布于左侧土坝段,为砾质粉质粘土及含碎石粘土。硬塑状,砾石及碎石含量 10%15%,多为强风化板岩,厚约 18m。3.3 地质构31、造地质构造 枢纽位于山阳峰倒转背斜南东翼,岩层单斜,产状为 N720ENW7085,岩层为倒转,倾向下游,其走向与河流近于正交,为一横向河谷。由于坝区地层古老,经历了多期构造活动,岩层挤压揉皱强烈,断层虽不多,但节理裂隙较为发育。通过施工开挖揭露,对工程影响较大的断层有:F1、正平移断层,产状 N70ESE70,充填黄褐色板岩碎屑、碎块及断层泥,胶结不良,破碎带宽 0.51m,影响带宽 27m,穿切右岸厂房 5#8#机组区地层,F1与坝轴线呈 67的交角,施工期已深挖 35m,并进行了结构处理。F2、逆断层,产状 N1525ENW70,局部微切层,充填黄褐色板岩碎屑、碎块,浅部已风化呈土状,破32、碎带宽 12m,影响带宽 35m,分布于溢流坝段 6#9#泄洪闸段地基,F2与坝轴线呈 22的交角,施工期已深挖 45m,并进行了钢筋混凝土回填处理。坝址区发育的主要节理有四组。N4560WNE7275,张开宽35mm,面粗糙不平,附铁锰质氧化膜,局部充填次生泥,频率 34 条/m,延伸长 35m;N1522ESE6280,面起伏不平,附铁锰质氧化膜,频率 23 条/m,延伸长 12m;N515WSW85,张开宽13mm,面粗糙不平,附铁锰质氧化膜,频率 12 条/m,延伸长 1.52.5m;N40ENW6580,张开宽 1020mm,面粗糙不平,充填泥质及铁锰质。两组节理为斜河向,与坝轴线交33、角(4560)较大,两组节理为横河向,与坝轴线交角(510)较小。此外,板岩内劈理发育,14 产状 N1520ENW75。河床局部见有缓倾角节理,延伸短,连续性差。3.4 水文地质条件水文地质条件 3.4.1 地下水动态特性 枢纽区水文地质条件较简单,地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散层孔隙水。基岩裂隙水赋存于板岩强风化裂隙岩体中,接受大气降水的补给,以下降泉的形式直接向河床排泄,水量贫乏,地下水位埋深 713m;第四系松散层孔隙水主要赋存于级阶地下部砂卵石中,接受大气降水或基岩裂隙水补给,向河床排泄,水量中等,具承压性,地下水位埋深 58m。3.4.2 坝址区岩土的渗透特性 在枢纽各岩土34、层内共做了 12 段注水实验、68 段压水试验,试验成果汇总详见表 3.4.1、表 3.4.2。试验表明:基岩透水率 q1.2Lu20.6Lu,其中 q5Lu 的 40 段,占 58.8%,q5Lu 的 28 段,占 41.2%,由此可见,坝基岩石透水性较弱。本工程坝基岩石设计防渗标准确定为 5Lu。根据钻孔压水试验成果,并考虑坝基岩体风化破碎程度,将坝基、坝肩岩体划分为三个透水带,即弱透水带(q5Lu),亦是本工程的相对隔水层;弱透水带(5Luq10Lu)和中等透水带(10Luq100Lu)。各透水带深度(从基岩面起算)见表 3.4.3。15 表 3.4.1 各岩土层注水试验成果汇总表各岩土35、层注水试验成果汇总表 序号 钻孔 编号 位置 注水试段 深度(m)渗透系数 K(cm/s)试段土体名称 渗透性等级 1 ZK2 左岸主泵房上游土坝坝顶 17.519.2 2.810-4 坝体与坝基接触界面 中等透水 2 ZK3 左泵站围堰土坝段坝顶 16.118.9 2.110-4 坝体与坝基接触界面 中等透水 3 ZK17 左岸主泵房上游土坝坝顶 5.86.6 9.210-5 坝体填筑土 弱透水 13.814.6 6.510-5 坝体填筑土 弱透水 4 ZKa3 10#闸墩 5.06.0 1.610-6 闸墩 微透水 18.319.4 2.510-4 闸墩接触带 中等透水 5 ZKa2 1#36、闸墩 5.06.0 1.810-6 闸墩 微透水 15.016.0 5.410-5 闸墩 弱透水 18.019.0 1.210-4 闸墩接触带 中等透水 6 ZKa1 右岸坝肩 4.05.0 6.210-3 坝肩填筑土 中等透水 7 ZK22 左岸主泵房 14.917.7 3.910-4 坝体与坝基接触界面 中等透水 8 ZKc2 上游河床 2.04.0 2.310-2 砂砾石 强透水 表 3.4.2 各钻孔压水试验成果汇总表各钻孔压水试验成果汇总表 序号 钻孔 编号 位置 段序 号 压水试验 孔深(m)透水率(Lu)渗透 等级 岩体风 化程度 1 ZK1 左泵站压力管道 1 17.522.537、 4.2 弱透水 弱微风化 2 2 22.527.5 1.7 弱透水 弱风化 3 3 27.532.5 1.2 弱透水 弱风化 4 ZK2 左岸主泵房上游土坝坝顶 1 19.224.2 5.7 弱透水 强弱风化 5 2 24.229.2 5.3 弱透水 微风化 6 3 29.234.2 2.2 弱透水 微风化 7 4 34.240.0 2.7 弱透水 微风化 8 ZK3 左泵站围堰土坝段坝顶 1 18.923.5 5.2 弱透水 强弱风化 9 2 23.528.8 3.4 弱透水 微风化 10 3 28.833.8 2.9 弱透水 微风化 11 4 33.840.0 2.9 弱透水 微风化 138、2 ZK17 左岸主泵房上游土坝坝顶 1 18.322.5 9.3 弱透水 强弱风化 13 2 22.527.2 5.7 弱透水 弱微风化 14 3 27.230.0 4.8 弱透水 微风化 16 续表 3.4.2 各钻孔压水试验成果汇总表各钻孔压水试验成果汇总表 序号 钻孔 编号 位置 段序 号 压水试验 孔深(m)透水率(Lu)渗透 等级 岩体风 化程度 15 ZK8 左岸主泵房下游约 5m 1 5.510.5 6.3 弱透水 强微风化 16 2 10.515.5 2.6 弱透水 微风化 17 3 15.520.5 2.5 弱透水 微风化 18 4 20.525.5 2.2 弱透水 微风化39、 19 5 25.530.0 2.6 弱透水 微风化 20 Zk22 左岸主泵房 1 18.724.4 14.0 中等透水 弱风化 21 2 24.430.1 9.1 弱透水 微风化 22 Zk10 左岸土坝下游河床 1 5.510.8 6.1 弱透水 强弱风化 23 2 10.815.5 2.8 弱透水 弱微风化 24 3 15.520.5 2.8 弱透水 微风化 25 4 20.525.5 2.3 弱透水 微风化 26 5 25.530.0 3.0 弱透水 微风化 27 Zk6 右岸坝肩 1 7.612.6 6.3 弱透水 强风化 28 2 12.617.6 5.4 弱透水 强弱风化 2940、 3 17.622.6 2.3 弱透水 弱风化 30 4 22.627.6 1.9 弱透水 微风化 31 5 27.630.0 2.4 弱透水 微风化 32 Zka1 右坝段 1 10.015.0 9.8 弱透水 强风化 33 2 15.020.0 6.4 弱透水 弱微风化 34 3 20.025.0 2.6 弱透水 微风化 35 4 25.030.0 2.4 弱透水 微风化 36 Zk5 右岸泵房 1 18.021.8 2.2 弱透水 弱微风化 37 2 21.828.0 2.1 弱透水 微风化 38 3 28.033.0 1.9 弱透水 微风化 39 4 33.040.0 1.2 弱透水 41、微风化 40 Zk16 船闸上游河床 1 17.522.1 13.4 中等透水 强弱风化 41 2 22.127.5 9.1 弱透水 弱微风化 42 Zk12 船闸下游河床 1 7.811.6 9.1 弱透水 强弱风化 43 2 11.617.1 7.8 弱透水 弱微风化 44 Zk4 11#闸墩下游端 1 1.86.8 5.8 弱透水 弱风化 45 2 6.811.8 2.5 弱透水 弱微风化 46 3 11.816.8 2.1 弱透水 微风化 47 4 16.821.8 1.4 弱透水 微风化 48 5 21.826.8 1.6 弱透水 微风化 49 6 26.830.0 2.1 弱透水 42、微风化 50 Zka3 10#闸墩 1 19.025.0 5.6 弱透水 弱风化 51 2 25.030.0 8.4 弱透水 F2 断层带 52 3 30.035.0 2.1 弱透水 微风化 53 4 35.040.0 2.0 弱透水 微风化 17 续表 3.4.2 各钻孔压水试验成果汇总表各钻孔压水试验成果汇总表 序号 钻孔 编号 位置 段序 号 压水试验 孔深(m)透水率(Lu)渗透 等级 岩体风 化程度 54 Zkc4 6#闸墩下游端 1 4.09.0 12.2 中等透水 弱风化 55 2 9.014.0 6.8 弱透水 弱微风化 56 3 14.019.1 3.1 弱透水 微风化 5743、 Zk15 2#闸墩下游端 1 1.05.6 11.2 中等透水 弱风化 58 2 5.611.5 7.4 弱透水 弱微风化 59 Zka2 1#闸墩 1 18.925.0 9.6 弱透水 弱微风化 60 2 25.030.0 6.5 弱透水 微风化 61 3 30.035.0 4.1 弱透水 微风化 62 4 3.040.0 1.9 弱透水 微风化 63 Zk4 11#闸墩下游消力池 1 0.94.6 13.66 中等透水 弱风化 64 2 4.610.3 8.2 弱透水 弱微风化 65 Zk14 2#闸墩下游消力池 1 0.85.8 15.0 中等透水 弱风化 66 2 5.810.7 944、.0 弱透水 弱微风化 67 ZKc2 上游河床 1 6.011.0 7.5 弱透水 弱微风化 68 2 11.015.1 4.3 弱透水 微风化 表 3.4.3 坝基岩体透水性分带深度一览表坝基岩体透水性分带深度一览表 透水带名称透水带名称 透水率透水率(Lu)左岸左岸 河床河床 右岸右岸 备注备注 中等透水带下限(m)10q100 815 06 1014 弱透水带下限(m)5q10 10.520 6.516.0 1721 对左侧土坝人工填土进行了 6 段钻孔注水试验,10 组原状土样做室内渗透试验。现场注水试验渗透系数 k=6.510-52.8210-4cm/s,室内试验渗透系数 k=1.45、6610-57.2710-5cm/s,由此可见,土坝段人工填土层为弱中等透水带。在级阶地粉质粘土中取了 2 个原状土样进行室内渗透试验,渗透系数为 k=1.2210-51.6510-5cm/s,属弱透水层;在下部砂卵石中进行了钻孔注水试验,渗透系数 k=1.5910-3cm/s,属中等透水层。坝基接触带进行了 5段钻孔注水实验,渗透系数k=1.23.910-4cm/s,属中等透水层。河床相冲积砂卵石层颗粒较粗,松散稍密状态,含泥质少,透水性 18 好,渗透系数 k=2.310-2cm/s,为强透水层。3.4.3 坝址区水化学特征 根据水质分析成果,河水、地下水化学类型均为 HCO3CaMg 型46、淡水。水质分析成果见表 3.4-1,按水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2008)(2022 年版)附录 L“环境水腐蚀性评价”判断,河水、地下水对普通混凝土无腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。表 3.4-1 工程区水质分析成果表工程区水质分析成果表 水样水样 名称名称 阳离子含量阳离子含量 阴离子含量阴离子含量 硬度硬度(mg/L)CO2含量含量(mg/L)PH 值值 河 水 Na+K+mg/L 1.710 Cl-mg/L 38.62 总硬 231.15 游离 21.16 7.86 mmol/L 0.067 mmol/L 1.088 Ca2+mg/L 68.54 SO447、2-mg/L 26.55 暂硬 136.04 侵蚀性 1.54 mmol/L 3.418 mmol/L 0.553 Mg2+mg/L 14.58 HCO3-mg/L 165.97 永硬 95.10 固定/mmol/L 1.200 mmol/L 2.721 地 下 水 Na+K+mg/L 1.530 Cl-mg/L 44.84 总硬 323.97 游离 28.21 8.09 mmol/L 0.055 mmol/L 1.263 Ca2+mg/L 102.08 SO42-mg/L 84.79 暂硬 162.55 侵蚀性 1.32 mmol/L 5.091 mmol/L 1.766 Mg2+mg/L 48、16.79 HCO3-mg/L 198.31 永硬 161.43 固定/mmol/L 1.382 mmol/L 3.251 3.5 物理地质现象物理地质现象 3.5.1 岩体风化 板岩由于泥质成分含量较高,抗风化能力差,根据地质测绘和钻孔揭露,两岸坝肩岩体风化较深;河床因受水流冲刷,风化较浅。因此,除两岸坝肩有强风化岩体分布外,河床坝基均为弱微风化岩石,原建筑物大多坐落在弱风化或微风化岩体上。坝轴线各部位岩体风化带深度(从基岩面起算)见表 3.5.1。19 表 3.5.1 坝基岩体风化带深度一览表坝基岩体风化带深度一览表 风化程度风化程度 左左 岸岸 河河 床床 右右 岸岸 备备 注注 强风化49、带下限(m)815 07.5 1014 弱风化带下限(m)10.520 48.5 1721 3.5.2 不稳定岸坡 闸坝下游两岸均为 I 级阶地前缘的土质岸坡,具二元结构,上部为粉质粘土、粉质壤土,厚 46m,下部为砂砾石,厚 0.81.5m。由于岸坡上部为低液限粘土,可塑状态,物理力学强度较低,抗冲刷能力弱,在行洪时水流对岸坡的冲刷作用下,导致两岸坍岸严重。2011 年 2 月,在右岸坝下 260310m 河段,岸坡坍塌危及房屋安全;2008 年,左岸坝下280360m 河段,沿岸出现长 80m 的岸坡坍塌。现塌岸段均已经进行护砌,但破损和裂缝较严重。破损和裂缝统计详见表 3.5.2。照片 50、3.5-1 下游护岸破损、裂缝 20 表 3.5.2 下游护岸裂缝统计一览表下游护岸裂缝统计一览表 序号序号 分布位置分布位置 裂缝特征裂缝特征 备注备注 1 左岸下游 265m,砼护坡坡顶 纵向裂缝延伸 89m,裂缝宽 1.52.0cm。坡高3.0m 2 左岸下游 280m,砼护坡坡顶 纵向裂缝延伸 56m,裂缝宽 1.02.5cm,局部见横向缝,宽 3.05.0cm 或破损。坡高3.0m 3 左岸下游 290m,砼护坡坡脚 坡脚冲刷破损,长度 2.03.0m,局部呈悬空状。坡高3.5m 4 左岸下游 430m,砼护坡坡顶 纵向裂缝延伸 46m,裂缝宽 1.52.0cm,局部破损严重。坡高351、.5m 5 左岸下游 480m,浆砌石挡墙 纵向裂缝 2.03.0m,裂缝宽 2.03.0cm。坡高5.0m 6 右岸下游 52m,浆砌石护坡坡脚 坡脚冲刷淘蚀,坡脚砌石体松散,局部悬空。坡高7.0m 7 右岸下游 71m,浆砌石护坡坡脚 坡脚冲刷淘蚀,坡脚砌石体松散掉块严重,局部悬空。坡高8.0m 8 右岸下游 210m,浆砌石护坡坡脚 上陡下缓,坡脚冲刷淘蚀,局部坡脚砌石体松散,坡顶路面见纵向裂缝延伸 4.05.0m,缝宽1.01.5cm,裂缝距坡顶约 2.53.0m。坡高9.0m 3.6 岩土体物理力学参数推荐值岩土体物理力学参数推荐值 工程区出露地层有:基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段52、(Ptbn2l1)的板岩夹浅变质砂岩;第四系地层主要有残坡积(Qedl)的粉质粘土夹碎块石、全新统级阶地冲积堆积(Q4-1al)的粉质粘土与砂卵石层、全新统河床与河漫滩冲积堆积(Q4-2al)的淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质壤土、粉细砂、砂卵石以及人工堆积(Qs)的杂填土与素填土。根据前期各阶段的地勘资料与本次现场试验、取样室内试验,第四系全新统级阶地冲积堆积(Q4-1al)的粉质粘土层中现场标贯试验 4 次,标贯击数为 710 击,平均 8.5 击;河床与漫滩冲积砂卵石层(Q4-2al)现场动探试验 2 次,动探击数为 1015 击;左岸坝体人工填土钻孔中共取原状样 10 组进行了物理力学性质室53、内试验,现场标贯试验 20 次,标贯击数为 416 击;基岩内共取岩样 4 组进行了室内试验。室内土的基本性 21 质试验成果见表 3.6.2-1,岩石物理力学性试验成果见表 3.6.2-2。根据上述各试验成果及不同岩土体特征,结合区内已建工程类比与本枢纽工程前期资料,各类岩土体物理力学参数建议值见表 3.6.2-3、表3.6.2-4。物理力学参数建议值取值原则:(1)一般物理性参数采用统计值的平均值;(2)抗剪强度指标、压缩模量采用小值平均值;(3)渗透系数、压缩系数采用大值平均值;(4)允许承载力参照 水闸与泵站工程地质勘察规范(SL704-2015)条文说明附录 C“原位测试方法选择及应54、用”中 N 值与允许承载力关系估算;(5)岩体考虑室内单块芯样的完整性与实地岩基的不均一性的差异,且无侧限的试验状况与现场有侧限的受力状态不同,其参数进行了适当调整。22表 3.6.2-1 土的基本性质试验成果统计表 地层 代号 土样 编号 土的 名称 取样 深度(m)含水 量 W(%)湿密 度 0(g/cm3)孔隙 比 e 比重 Gsm 液限 WL(%)塑限 Wp(%)塑性 指数 Ip(%)液性 指数 IL 渗透 系数 k(cm/s)压缩系数 a(MPa-1)压缩模量 Es(MPa)内摩檫角 ()凝聚 力 c(KPa)备 注 Q4-1al Zk7-1 粉质粘土 2.52.7 26.2 1.955、6 0.751 2.72 31.4 19.6 11.8 0.56 1.65E-05 0.352 4.97 9.7 11.4 左岸下游级阶地 Zk7-2 粉质粘土 4.54.7 23.4 1.97 0.710 2.73 33.0 22.3 10.7 0.10 1.22E-05 0.285 5.99 12.3 19.9 平均值 24.8 1.97 0.731 2.73 32.2 21.0 11.3 0.33 1.44E-05 0.319 5.48 11.0 15.7 统计建议标准值 24.8 1.95 0.800 2.72 32.2 21.0 11.3 0.40 1.20E-05 0.319 5.56、00 11.0 12.0 Qs Zk2-1 砾质粉质粘土 15.115.3 22.9 1.85 0.808 2.73 43.8 26.5 17.3-0.21 3.32E-05 15.9 28.4 左岸土坝填土 Zk2-2 砾质粉质粘土 18.819.0 27.5 1.96 0.763 2.71 39.2 25.2 14.0 0.16 7.27E-05 15.9 28.4 Zk3-1 砾质粉质粘土 15.515.7 25.5 1.97 0.714 2.69 36.8 25.1 11.7 0.03 3.16E-05 22.2 19.9 Zk3-2 粉质粘土 17.317.5 23.8 2.00 057、.665 2.69 38.5 24.6 13.9-0.06 1.04E-05 17.9 17.1 Zk19-1 粘土 8.38.5 23.1 2.02 0.664 2.73 44.1 26.2 17.9-0.17 2.74E-05 0.222 7.48 21.4 28.7 Zk20-1 粉质粘土 12.312.5 25.8 1.97 0.739 2.73 39.9 22.4 17.5 0.19 3.03E-05 0.308 5.66 22.2 26.6 Zk21-1 重粉质壤土 1.51.7 21.5 2.71 34.8 19.9 14.9 0.11 Zk21-2 粘土 15.715.9 2258、.9 1.97 0.701 2.72 41.4 24.4 17.0-0.09 2.87E-05 0.341 4.97 21.8 27.3 Zk22-1 粉质粘土 12.312.5 24.9 1.99 0.724 2.74 42.7 24.8 17.9 0.01 2.59E-05 0.266 6.46 20.7 30.1 Zk23-1 粉质粘土 11.511.7 25.8 1.90 0.802 2.72 35.3 18.8 16.5 0.42 3.46E-05 0.342 5.27 23.8 24.0 平均值 24.4 1.96 0.731 2.72 39.7 23.8 15.9 0.04 3.59、28E-05 0.296 5.97 20.2 25.6 标准差 1.82 0.05 0.053 0.02 3.36 2.60 2.12 0.19 1.66E-05 0.052 1.01 2.9 4.4 变异系数 0.075 0.027 0.072 0.006 0.085 0.109 0.133 4.683 0.506 0.175 0.17 0.1 0.2 统计建议标准值 24.4 1.96 0.731 2.72 39.7 23.8 15.9 0.04 4.68E-05 0.330 5.30 17.1 20.9 23表 3.6.2-2 岩石物理力学性试验成果统计表 取样编号 岩石 名称 风化状态60、 吸水 率 饱和吸 水率 孔隙 率 干密 度 湿密 度 比重 弹模 抗压强度 软化 系数 备注 干 湿 a sa n d s Eav Rd Rg(%)(%)%g/cm3 g/cm3 GPa MPa MPa gx1-1gx1-6 板岩 弱风化 0.37 0.41 1.07 2.78 2.79 2.81 10.727.3 31.738.5(35.1)10.828.8(19.3)0.55 前期钻孔ZK(2)、ZK(3)采取芯样 gx2-1gx2-6 板岩 微风化 0.37 0.42 1.07 2.77 2.78 2.80 24.347.2 32.954.1(42.1)22.127.3(24.6)0.61、58 gx3-1gx3-6 板岩 微风化 0.16 0.18 0.73 2.73 2.74 2.75 11.7,46.5 55.2,72.2,64.4(63.9)28.2,7.7,30.3(22.0)0.34 前期钻孔ZK(8)、ZK(9)采取芯样 gx4-1gx4-6 板岩 微风化 0.25 0.29 0.73 2.74 2.75 2.76 20.2,63.5 17.1,81.9,84.1(61)8.7,19.5,40.6(22.9)0.38 试验块数 18 18 18 18 18 18 6 9 9 9 微风化 平均值 0.26 0.30 0.84 2.75 2.76 2.77 35.57 62、55.67 23.17 0.43 统计建议值 0.26 0.30 0.84 2.75 2.76 2.77 2530 4050 2025 0.50 S1S3 灰岩 弱 0.15 0.17 0.74 2.70 2.71 2.72 32.195.3 93.7110.7(93.7)49.977.5(65.3)0.77 块石料场 注:括弧内数值为平均值 24 表 3.6.2-3 xx水闸除险加固土体物理力学参数建议值表 土的土的 名称名称 地层地层 时代时代 含水率含水率 W(%)湿密湿密 度度 0(g/cm3)孔隙比孔隙比 e 比重比重 Gsm 渗透渗透 系数系数 k(cm/s)压缩压缩 模量模量 E63、s(MPa)摩擦系摩擦系 数数 f(砼砼/土土)固结快剪固结快剪 慢剪慢剪 抗冲抗冲 流速流速(m/s)渗透渗透 坡降坡降 开挖坡比开挖坡比 允许承允许承 载力载力(KPa)备注备注 内摩檫角内摩檫角()凝聚力凝聚力c(KPa)内摩内摩 檫角檫角()凝聚力凝聚力 c(KPa)临时临时 永久永久 人工素填土 Qs 24.4 1.96 0.73 2.72 4.710-52.910-4 5.3 0.25 17 21 18 20 0.40 0.45 1:2.0 1:2.5 120160 左坝 人工杂填土/5.010-2 3.5/1:2.0 1:2.5 100120 右岸 粉质粘土 Q4-1al 24.64、8 1.91 0.80 2.72 1.210-5 5 0.28 12 15 13 14 0.45 0.45 1:1.25 1:1.5 150 左岸下游级阶地 砂卵石/2.010-3 10 0.42 30/0.60 0.18 1:2.0 1:2.5 300 淤泥 Q4-2al/1.92 1.30 2.73 4.010-4/0.10 6 12 8 10 0.15 0.40 1:3.0 1:3.5 40 河床 粉质壤土 23.5 1.93 0.90 2.67 8.010-5 4.5 0.25 15 12 17 10 0.42 0.43 1:1.75 1:2.0 140 左岸 粉细砂/1.94/5.565、10-3 3 0.32 16/0.30 0.18 1:2.0 1:2.5 100 左岸 砂卵石/3.3210-2 8 0.42 28/0.60 0.15 1:2.0 1:2.5 260 河床 残坡积 Qedl/1.85 0.85 2.73 5.010-5 5.6 0.30 17 13 18 12 0.40 0.45 1:1.5 1:2.0 160 两岸山坡 全风化板岩 Ptbn2l1/1.95/5.010-4 7 0.30 22 12 25 10 0.55 0.42 1:1.25 1:1.5 200 右岸 25 表 3.6.2-4 xx水闸安全评价岩体物理力学参数建议值表 岩石岩石 名称名称 66、风化风化 状态状态 湿密度湿密度 比重比重 弹模弹模 饱和抗饱和抗 压强度压强度 软化软化 系数系数 抗剪强度抗剪强度 抗剪断强度抗剪断强度 抗冲抗冲 流速流速 允许承载力允许承载力 s Eav Rg f砼砼/岩岩 c砼砼/岩岩 f砼砼/岩岩 c砼砼/岩岩 g/cm3 GPa MPa MPa MPa m/s kpa 板岩 强 2.73 2.75 12 46 0.40 0.550.60 0.200.25 1-2 500600 板岩 弱 2.75 2.80 45 1518 0.50 0.53 0.800.83 0.550.60 2-3 15001800 板岩 微 2.76 2.80 810 20267、2 0.45 0.58 0.850.90 0.650.67 3-4 20002500 断层带 0.320.35 层面 0.380.40 节理 0.40.42 264 水闸工程地质评价水闸工程地质评价 4.1 坝区岩(土)工程地质特性剖面分区坝区岩(土)工程地质特性剖面分区 通过坝区地质测绘、钻探、原位与室内试验成果,依据坝区岩土结构、性状等特征,将坝区岩土分为 6 个区。区:人工浇筑钢筋砼区。包括厂房挡水墙、左右岸水轮泵站防渗墙、船闸闸室防渗层、泄洪闸闸墩、溢流面、启闭机排架、公路桥桥拱等钢筋砼结构,最大厚度 29.0m。粗骨料成分为砂岩、石英砂岩等,弱风化,坚硬,细骨料为石英砂,整体较坚硬。68、区:人工填筑浆砌块石坝体区。主要为溢流堰内部的充填物、船闸闸墙、水轮泵站下部砌石体、厂房右侧挡墙及右岸浆砌石坝,砌石成分为灰绿色板岩及变质砂岩等,弱风化,块径 0.10.3m,块石与块石之间多有空洞。区:人工填筑粘土坝体区。分布于左侧土坝段与右岸浆砌坝后填筑土区,其中左侧土坝段长 98.6m,厚约 18m;右岸浆砌坝后填筑土区长约20m,厚度 5.515.5m,该部分为右岸泵站与岸坡连接区。土料成分为级阶地砾质粉质粘土及残坡积含碎石粘土,可硬塑状态,砾石成分多为砂岩,碎石多为强风化板岩,含量 10%15%。区:残坡积堆积的粘土夹碎石区。分布于右岸浆砌石坝后填土层下部,为坝坡未清除的粘土夹碎石层69、,可塑状,厚度 1.04.5m,碎石成分主要为砂岩、板岩,含量 10%15%。区:强风化岩体区。强风化带厚度两岸 09m,左侧土坝段坝基厚1.57.5m,右岸浆砌石坝段 1.09.0m;左岸船闸右岸水轮泵房段基础部位无强风化岩体分布。强风化带岩体呈黄色灰黄色,节理裂隙较发育,岩体较破碎,层面及节理面上多见黄褐色铁锰质及泥质充填。区:弱微风化岩体区。坝基弱风化岩体厚度 48.5m,微风化厚度较 27大。岩体呈浅灰深灰色,弱风化带岩体节理裂隙较发育,微张,节理面多附有少量铁质氧化膜。微风化带岩体节理不太发育,且多闭合,岩体完整性相对较好。4.2 坝体质量坝体质量 区,人工浇筑砼坝体区。厂房挡水墙、70、左右岸水轮泵站防渗墙、闸礅、启闭机排架及桥拱为钢筋混凝土,最大厚度 29m;溢流坝及船闸防渗面板为砼,厚 0.30.5m。成分为水泥砂浆及碎石,碎石岩性为板岩、砂岩及灰岩。根据钻孔资料:坝体砼构件内部结构较密实,蜂窝及空洞较少。但由于闸坝运行五十余年,坝体砼老化,从外观上看,多有蜂窝麻面,局部可见卵石及钢筋外露,裂缝分布较多,大多数裂缝渗水,个别裂缝渗水量较大,沿缝呈射流状喷出。渗水点统计详见表 5.1-1。照片 4.2-1 厂房混凝土渗漏点 区,人工填筑浆砌块石坝体区。该区分为溢流闸坝内部砌石体、船闸侧墙砌石体、水轮泵站下部砌石体、厂房右侧挡墙及右岸浆砌石坝,组成成分为水泥砂浆及块石。块石岩71、性主要为灰绿色板岩,少量砂岩,弱微风化,较坚硬致密。块石直径多在 1030cm 之间,含量 7080%,砂浆为灰白色,手摸粗糙。砌石间砂浆充填欠密实,结合较差,砌体多存在空洞、缝隙,空洞直径在 13cm 之间。在局部面板砼壳破坏处观察到:砂浆中水泥 28含量较少,砂浆强度偏低,局部用指甲即可刻划,水泥砂浆充填不密实,内部有小孔洞,各块石之间结合差。各溢流闸坝存在外壳砼体裂缝破坏,均可见下游溢流面沿裂缝渗水,个别呈射流状喷出;船闸侧墙砌石体间砂浆填充不密实,空洞缝隙较多,透水性好,加之船闸侧墙防渗砼壳裂缝或剥落,有水流逸出通道,渗入船闸砌石体内的水流从两侧墙裂缝向闸室喷射。综合以上因素说明,溢流72、闸坝砌石体及船闸砌石体属强透水性,大坝浆砌石质量较差。区:人工填筑粘土坝体区。土料成分为砾质粉质粘土及含碎石粘土,可硬塑状,砾石成分为砂岩,碎石多为强弱风化板岩,含量 10%15%。由于施工时填筑质量较差,土体结构欠密实,存在渗漏现象,曾在 2010 年4 月 18 日发生过坝身散浸和坝基多处小股管涌,在上游及时进行了土石堵漏压浸,避免了垮坝的险情发生。由于资金短缺等多种原因,对土坝段末作加固处理,目前高水位情况下背水面坝体下部仍存在湿润现象。各阶段对土坝段共钻孔 5 个,共进行了 10 次标贯试验,6 段钻孔注水试验,6 组原状土样做室内渗透试验,2 组扰动样击实试验。标贯试验锤击数为 9173、3 击,现场注水试验渗透系数 k=6.510-52.8210-4cm/s,实验干密度 1.501.61 g/cm3,最大干密度 1.781.83 g/cm3,压实度 84%90%,试验结果表明:土坝段填土层压实度不能满足要求,压实不均一,填筑质量相对较差,透水性为中等弱透水带,部分不满足土坝防渗设计要求。4.3 坝基处理质量评价坝基处理质量评价 根据收集的勘探和施工资料,左岸土坝坝基主要位于强风化岩体上,部分清基不彻底,残留有较松散的砂砾石层,下部强风化厚 1.57.5m,岩体呈黄色灰黄色,岩性较软弱,岩石物理力学强度较低,节理裂隙较发育,节理张开宽 0.10.3cm,节理面及层面上多见黄褐色74、铁锰质氧化物及泥质充填,岩石破碎,完整性差。左岸船闸、左岸泵站、河床溢流坝及右岸厂房等基础清基较为彻底,座落在弱风化岩体上,岩体较坚硬,敲击声音清脆,29岩体内节理一般发育,多呈闭合状,面附少量黄色铁锈或无充填,岩体完整性较好,地基承载、变形能力能满足要求。弱风化岩石节理裂隙弱发育,岩体较完整,坝基发育 F1、F2 两条斜河向断层,其中 F1 断层穿切右岸厂房 5#8#机组区地层,与坝轴线呈 67的交角,破碎带宽 0.51m,影响带宽27m,施工期已深挖 35m,并进行了混凝土回填与结构处理。F2断层分布于溢流坝段 6#9#泄洪闸段地基,与坝轴线呈 22的交角,破碎带宽 12m,影响带宽 3575、m,施工期已深挖 45m,进行了钢筋混凝土回填处理。右岸浆砌石坝段残留部分残坡积堆积的粘土夹碎石层,厚度 1.04.5m,结构松散,下部为强风化岩体,厚 1.09.0m。总体上看,除左岸土坝段与右岸浆砌石坝段清理基础不彻底外,其他建筑物基础清理较为彻底,均位于弱风化岩体上,承载变形能满足设计要求。4.4 主要工程地质问题及处理措施建议主要工程地质问题及处理措施建议 4.4.1 坝体渗漏问题 坝体分为砼体、浆砌石、土体三类结构,坝体渗漏主要存在于浆砌石坝段及左岸土坝段。浆砌石坝段(包括溢流闸坝、船闸、右岸浆砌石坝):内部为水泥砂浆及块石,由于砂浆充填不密实,块石架空,混凝土防渗外壳裂缝破坏后,存76、在明显的渗漏问题。溢流坝块下游面及船闸闸室均有多股水流沿裂缝溢出,个别呈射流状喷射,最大处漏水量可达 0.3L/s。渗透水流长期作用于浆砌石坝体内,逐渐破坏浆砌结构,降低浆砌石强度。针对浆砌石坝体渗漏问题,曾采取了在浆砌石坝体内进行灌浆处理措施,但未起到预期的效果。浆砌石坝体渗漏的主要原因:混凝土防渗面板较薄及施工质量较差,砼的强度未能达到设计要求,已开裂破损,防渗功能失效,需加固防渗面板及对坝体进行充填灌浆。建议对防渗面板拆除重建,并对坝体进行充填灌浆加固处理。30左岸土坝段:左岸土坝由于施工时坝体填筑质量较差,土体结构欠密实、不均一,压实度不满足要求,防渗性能较差,存在渗漏问题,曾在 2077、10年 4 月 18 日发生过坝身散浸和坝基多处小股管涌。虽进行了上游填土堵漏,但末做防治加固处理,高水位时仍存在背水面坝体下部出现渗水现象。土坝体的长期渗漏,渗透水流将逐步带走细小颗粒,掏空坝体及坝基,遇长期暴雨水高涨,存在安全隐患,建议设计进行稳定和渗流复核,当渗流复核不满足规范要求时,建议对土坝段坝体及坝基接触带采取适当的防渗处理。4.4.2 坝基渗漏问题 河床部位坝基清基较为彻底,座落在弱风化岩体上,地基承载、变形能力能满足要求,前期施工及历次加固中均未对坝基进行过帷幕和固结灌浆处理,弱风化岩石节理裂隙一般发育,坝基断层构造发育较少,仅见两条斜河向断层,规模不大,施工时已进行深挖刻槽和78、钢筋混凝土回填处理,沿断层带渗漏不明显。根据钻孔压水成果,弱风化带岩石透水率q=5.220.6Lu,岩体多呈弱中等透水性;坝体接触带根据注水试验渗透系数(1.22.5)E-04,渗透性相对较大,呈中等透水性。本工程设计防渗标准 q5Lu,坝基相对相对不透水层埋深 6.5016.0m,坝基接触带及浅部坝基透水性较强,属中等透水性,存在坝基渗漏问题,建议对坝基岩体进行防渗帷幕灌浆处理。4.4.3 绕坝渗漏问题 水闸右岸为非溢流坝接山坡,左岸为土坝接山坡,两岸山体相对较厚实,虽两岸坝肩正常蓄水位以下存在一定厚度强风化岩体,呈中等透水性,但两岸岩石岩层产状为 N720ENW7085,其走向与河流近于正79、交,为一横向河谷,且倾角陡峻。强风化岩体节理裂隙虽较发育,但从现场平面地质测绘及左右岸新建的提水泵站开挖揭露情况看,节理裂隙的延伸长度一般以 23m 为主,较为短小,根据现场调查及水闸管理部们反映,水闸 31已运行多年,两岸下游未见明显的渗漏点,未发现明显的绕坝渗漏问题。4.4.4 抗冲刷稳定问题 水闸区岩体为(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,板岩弱风化,属于软岩,劈理极发育,浅部岩体节理裂隙发育,抗冲刷能力弱。闸坝设计洪水位 62.9m,溢流堰顶高程 54.5m,下游消力池底板高程 48.3m,砼厚 0.50.8m。由于消力池底板砼体较薄,下部板岩软弱,在大坝泄洪的高速水80、流冲刷作用下,溢流坝段下游消力池及护坦几乎完全冲毁。根据实地测量,距大坝 60m 范围内的消力池砼体几乎全部冲毁,基岩裸露,所形成的冲刷坑一般深 12m,最深达 4m,规模较大的冲刷坑有五处,具体冲刷坑情况详见表 4.4.1。随着下游冲刷坑形成,泄洪时将进一步在冲刷坑内形成漩流,自下游反向淘空坝基,从而影响坝体抗滑稳定,建议设计进行抗滑问题复核,对消力池及护坦进行加固整修。表 4.4.1 下游冲刷坑情况一览表下游冲刷坑情况一览表 编号编号 位置位置 深度深度(m)规模规模 备备 注注 1#7#闸下游 25m 2.3 宽 6m,长 10m 2#7#、8#闸下游 60m 4.0 宽 11m,长 281、2m 3#8#、9#闸下游 13m 1.0 宽 10m,长 11m 4#13#、14#闸下游 14m 1.0 宽 11m,长 22m 5#13#、14#闸下游 55m 3.4 宽 20m,长 24m 4.4.5 岸坡稳定问题(1)下游岸坡 闸坝下游左、右两岸 I 级阶地发育较宽,岸坡为(Q4-1al)冲积堆积,坡高 810m,具二元结构,上部为粉质粘土,厚 45.1m,呈可塑状态,含水量中等饱和,中等压缩性,下部为砂砾石,厚 0.54.0m。由于岸坡上部为 32低液限粘土,可塑状态,土体结构松散,抗冲刷能力弱,在行洪时大坝高速泄洪水流对岸坡的冲刷作用下,边坡下部的土体随水流冲失,边坡上部的土体82、出现临空面,在自重作用下在土体中出现拉张裂缝,导致土体不断沿裂面及基岩面(右岸)向河床一侧产生坍塌失稳。两岸均出现了坍岸现象:左岸下游距闸坝 280360m 河段,2008 年曾产生较大范围的岸坡坍塌,塌岸长 80m,上宽 36m,体积 23002600m3,导致沿河边一线农田下降 11.5m;右岸下游距坝 260310m 河段,2011 年 2 月份年曾产生岸坡坍塌,塌岸长 50m,上宽 36m,体积 17002000m3,影响范围延伸至房屋墙脚,导致房屋吊脚,墙体裂缝。坝下游两岸虽对岸坡进行了护砌,但护砌质量较差,目前见有坡面裂缝及坡内空洞较多,尤其是大部分护坡段砌石体未抵至基岩,变形开裂83、较严重。建议对坝下游两岸 500m 范围内的护坡进行修复。(2)近闸坝上游岸坡 近闸坝上游右岸山坡,高程 70m 以上为(Ptbn2l1)岩质边坡,山坡坡角5060,坡面平整,边坡稳定性较好;高程 70m 以下为(Qedl)残坡积碎石土层覆盖,结构稍密实,山坡坡角 3040,经地质平面调查,现状较稳定。近闸坝上游左岸为阶地,地面高程 6164m,不等,冲积堆积,具二元结构,上部为粉质粘土,厚 45m,呈可塑状态,含水量中等饱和,中等压缩性,下部为砂砾石,厚 0.51.0m。岸坡一般比正常蓄水位高 0.52m,闸坝经过多年的运行,库岸再造已经达到新的平衡,根据现场地质调查,岸坡较稳定。5 其它建84、筑物工程地质条件及评价其它建筑物工程地质条件及评价 5.1 右岸电站厂房右岸电站厂房 厂房位于右河床非溢流混凝土坝坝后,为坝后式电站,地面高程 56.3m,33装机 101.25MW。进水口段开挖高程为 48.4m,尾水管段为 44.2m,厂房区已全部开挖到弱风化或微风化带,出水口下游河床基岩裸露,河床高程4749m。右侧为人工高边坡,坡高 10m,属岩土混合边坡类型,已实施浆砌石挡墙护坡处理,边坡稳定状态良好。基岩为(Ptbn2l1)灰绿色板岩,含有石英脉,岩性较软弱,饱和抗压强度 10.828.8MPa;地层为单斜构造,为山阳峰背斜东侧倒转翼,产状为N1520ENW8085,在 5#8#号85、机组地基中发育 F1平移断层,产状N70ESE70。破碎带宽 0.51.0m,影响带宽 27m,在施工开挖时,已对断层进行了结构处理。节理发育较弱,劈理极发育,老电站运行至今,未见出现不良地质现象,厂基稳定,工程地质条件良好。根据xx水闸安全检测报告电站厂房进水闸启闭层混凝土老化严重,发电机排架局部破损、露筋,锈蚀严重;水轮机层多处渗漏点;厂房尾水出口处墙体开裂;尾水出口工作桥立柱混凝体老化开裂,桥体混凝土老化严重,局部护栏破损,钢筋外露,锈蚀严重。尾水闸门下游立柱混凝体老化、破损,局部露筋,锈蚀严重。厂房排架层地面多处开裂。电站厂房渗漏具体缺陷情况见表 5.1-1。表表 5.11 厂房渗漏病86、险调查结果表厂房渗漏病险调查结果表序号序号 厂房厂房 病险描述病险描述 备注备注 1 厂房水轮机层 1#、2#发电机间第 6 级楼梯右侧渗漏点 3,线状渗漏;2#发电机右侧距柱 60cm高 210cm 处线状渗漏,渗漏点 7;2#、3#发电机间渗水;3#水轮机上游侧200cm 高渗水点 9;4#水轮机上游侧 220cm 高渗水点;4#、5#水轮机间上游闸墩 150cm 高处渗漏点 10;5#水轮机上游楼梯边 240cm 高处渗漏点第 12级楼梯处渗水,左侧墙上渗水,有黄色物析出;5#、6#水轮机间上游墙渗漏点 11 距地面 130cm260cm;6#水轮机上游墙渗漏点距地面 360cm 渗漏点87、12 距地面 110cm;7#、8#水轮机间渗漏点 13 距地面 270cm;8#水轮机上游侧渗漏点 14 距地面 180cm,楼梯右侧 230cm 高处面状渗水,第 5 级楼梯右侧渗水,左侧第 1 级漏水;9#、10#水轮机渗水点 15,角落涌出;10#水轮机上游侧渗漏距地 100cm160cm。34 照片 5.1-1:厂房渗漏点 7 照片 5.1-2:厂房渗漏点 10 综上所述,厂房区地基工程地质条件良好,边坡稳定,但因混凝产生的裂缝较多,导致厂房区到处渗、冒水现象较严重,建议对厂房混凝土与浆砌石结构进行防渗防漏处理。5.2 左岸船闸左岸船闸 船闸位于左岸,左闸墙连土坝,船闸为单级船闸,双88、向方式过闸,年运输能力为 50 万吨。闸墙结构为浆砌块石,闸室内左、右壁为混凝土防渗面板,闸室宽 8.5m,底板砼高程 50.25m,闸基高程 48.0m,开挖到弱风化带。基岩为(Ptbn2l1)灰绿色板岩,岩性较软弱,闸基岩体为弱风化。岩层产状 N710ENW7578,节理发育较弱,劈理极发育,未揭露断层,闸基工程地质条件较好。根据xx水闸安全检测报告船闸出于报废状态,闸墙浆砌石质量较差,闸体内块石松动,闸墙出现多条竖向裂缝。经检测,闸室两壁共有裂缝 32 条,裂缝长 2.813.8m,多为上、下贯通,裂缝宽度为 0.1mm3.5mm,大多数裂缝有渗、冒水、钙质析出现象,闸墙渗漏严重。船闸具89、体缺陷情况见表 5.2-1。表表 5.21 船闸病险调查结果表船闸病险调查结果表 序号序号 结构名称结构名称 病险描述 备注 病险描述 备注 35序号序号 结构名称结构名称 病险描述 备注 病险描述 备注 1 上引航桥 混凝土结构,老化,破损严重,断裂已报废。2 上闸首 混凝土结构老化,破损,右侧闸墙横向裂缝,白色钙质析出物。3 闸室 闸室防渗砌块石结构闸墙,左侧墙路边下沉见照片 7,闸室左右两侧墙裂缝发育见表 4.1-3。闸室两侧上客走廊、待客亭混凝土结构老化,护栏局部破损。4 下闸首 混凝土砖砌结构老化。5 下游导航墙 浆砌石结构,老化长满杂草,砌缝砂浆脱落,加长段混凝土结构老化破损严重,90、已冲毁报废。照片 5.2-1:上闸首裂缝钙析 照片 5.2-2:下游导航墙破坏 船闸地基工程地质条件较好,但由于闸墙浆砌石中砂浆充填不密实,块石松动,导致闸墙裂缝较多,渗水严重,建议对船闸浆砌石进行灌浆处理,闸室混凝土防渗面进行补裂防渗。5.3 左岸水轮泵站左岸水轮泵站 左岸水轮泵站坝段长 13.2m,两级共装有 100-8 型水轮泵 10 台套,左侧靠船闸,右侧与泄水闸相连。泵站区基础位于(Ptbn2l1)灰绿色板岩,弱风化,岩性较软弱,岩层产状 N710ENW7578,节理发育较弱,劈理极发育,未揭露断层,工程地质条件较好,承载及变形能满足设计要求。根据检测报告左岸电站混凝体结构老化严重,91、墙体局部粉刷层脱落,浸水。泵站出口消力池墙体混凝体老化,露筋、锈蚀;泵房老化严重,变电室顶部开裂;泵房基础为浆砌石结构,砌缝砂浆老化、脱落;厂房坝体 36浆砌石结构老化,砌缝砂浆脱落,植物生长。左岸水轮泵站具体缺陷情况见表 5.3-1。表表 5.31 左岸水轮泵站病险调查结果表左岸水轮泵站病险调查结果表序号序号 结构名称结构名称 病险描述 备注 病险描述 备注 1 镇墩 混凝土结构,老化。2 上山台阶 浆砌石结构老化,破损,砌缝裸露,砂浆脱落,护栏破损严重,起步台阶左侧砌块石跌落,见照片 1;中间砌块塌陷形成 40cmX20cm 空洞。3 左岸水轮泵泵站出口 消力池右侧墙混凝土老化,钢筋外露,92、锈蚀严重,破损面积为 200cmX120cm。4 发电厂房 混凝土结构老化,左右侧墙体粉刷层脱落,浸水。5 泵房 泵房老化,变电室顶横向裂缝,长 4.0m 左右,宽 0.052mm。6 坝体 浆砌石结构坝体老化,砌缝脱落,植物青苔生长。7 泵房基础 浆砌石结构,砌缝砂浆脱落,面向河床的右侧浆砌石块脱落,漏水,流量约为 0.01m3/s。8 进出口排架 混凝土结构,基本正常,局部有骨料外露现象。9 闸门 2#4#闸门漏水严重。照片 5.3-1:浆砌石漏水 照片 5.3-2:泵站出口裂缝 综上所述,左岸水轮泵站区地基工程地质条件良好,但上部混凝土结构老化,产生的裂缝较多,导致厂房区渗、浸水现象较严93、重,建议对泵站砼结构进行防渗防漏处理。5.4 右岸水轮泵站右岸水轮泵站 右岸水轮泵站坝段长 22.8m,两级共装有 100-8 型水轮泵 6 台套。左侧 37靠右岸厂房,右侧与非溢流坝相连。泵站区基础位于(Ptbn2l1)灰绿色板岩,弱风化,岩性较软弱,岩层产状 N710ENW85,浅部岩体节理发育较发育,未揭露断层,工程地质条件较好,承载及变形能满足设计要求。根据检测报告右岸水轮泵站存在混凝体结构老化严重,厂房表面粉白石灰粉层,侧墙裂缝发育、析钙,泵站出口浆砌石结构,消力池出口墙体开裂等问题。右岸水轮泵站具体缺陷情况见表 5.4-1。表表 5.4-1 右岸水轮泵站病险调查结果表右岸水轮泵站病94、险调查结果表 序号序号 结构名称结构名称 病险描述病险描述 备注备注 1 右岸水轮泵站(一级)混凝土结构,老化,厂房表面粉白石灰粉层,下游面距地面 1.41.7m 高,1#3#及范围横向裂缝长 10.0m,宽为 0.120.18mm;1#、2#发电机泵管下游侧墙析钙,有裂缝修补痕迹,2#发电机顶面有 2 处钢筋外露锈蚀;3#发电机下游侧墙析钙,有裂缝修补痕迹,顶面有 3 处钢筋外露锈蚀,圆形混凝土下游侧破损骨料外露,破损面积20cmX40cmX 厚 10cm;厂房上游侧 1#4#闸墩水面上 40cm 左右破损骨料外露,面积20cmX20cm40cmX40cm。2 上山台阶 浆砌石结构老化,破损95、,左右护栏破损老化。3 泵站出口 浆砌石结构,消力池出口右侧墙裂缝长 4.7m,距渠底 1.11.7m,宽 1mm 左右。综上所述,右岸水轮泵站区地基工程地质条件良好,但上部混凝土结构老化,产生的裂缝较多,钙析现象较严重,建议对泵站砼结构进行防渗防漏处理。5.5 围堰围堰(1)一期围堰 一期围堰布置在左侧河床,呈“U”形布置,两端均与左岸山坡相接。围堰区河床高程 43.059.8m,在正常蓄水位 60.8m 时,最大水深 15.8m。受发电泄洪影响,下游河床局部基岩裸露,基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,浅部岩体风化较强烈,呈强风化状。围堰区96、地层岩性由上至下为:淤泥(Q4-2al),深灰色,流塑状,厚 38度 2.03.5m,分布于库内左岸岸边部位;砂砾石(Q4-2al),灰色,松散稍密,厚度 0.55.0m,强透水,分布河床部位;人工杂填土(Qs),由混凝土、浆砌石、碎块石及少量的粉质粘土组成,结构杂乱、松散,厚度1.06.5m,中等强透水,分布水闸区,下游未端;粘土夹碎石(Qedl),结构松散,弱中等透水,厚度 2.43.0m,分布于两端与山坡相接部位;板岩(Ptbn2l1),强弱风化,岩性软弱,岩体较破碎,中等弱透水性。围堰两端均为山坡,可作为堰肩,但围堰区分布有中等强透水的冲积层、人工杂填层、强风化板岩,库内左岸岸边分布有97、较厚的淤泥层,承载力较低,建议对其进行清楚处理,一期围堰存在渗漏问题及不均匀沉陷问题。(2)二期围堰 二期围堰布置在右侧河床,呈“U”形布置,两端均与右岸山坡相接。围堰区河床高程 45.359.0m,在正常蓄水位 60.8m 时,最大水深 15.5m。受发电泄洪影响,下游河床局部基岩裸露,基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,浅部岩体风化较强烈,呈强风化状。围堰区地层岩性由上至下为:淤泥(Q4-2al),深灰色,流塑状,厚度 2.44.0m,分布于库内右岸岸边部位;砂砾石(Q4-2al),灰色,松散稍密,厚度 0.55.0m,强透水,分布河床部位98、;人工杂填土(Qs),由混凝土、浆砌石、碎块石及少量的粉质粘土组成,结构杂乱、松散,厚度1.06.5m,中等强透水,分布水闸区,下游未端;粘土夹碎石(Qedl),结构松散,弱中等透水,厚度 2.43.0m,分布于两端与山坡相接部位;板岩(Ptbn2l1),强弱风化,岩性软弱,岩体较破碎,中等弱透水性。围堰两端均为山坡,可作为堰肩,但围堰区分布有中等强透水的冲积层、人工杂填层、强风化板岩,库内右岸岸边分布有较厚的淤泥层,承载力较低,建议对其进行清楚处理,二期围堰存在渗漏问题及不均匀沉陷问 39题。6 弃渣场工程地质评价弃渣场工程地质评价 根据工程总体布置规划,本工程拟规划三处弃渣场进行弃渣。(199、)1#弃渣场:位于水闸库内左岸山坳内,山坳出口分布少了水田。山坳沟底宽约 40m,沟底高程约 84.3m,两岸坡度较缓,约 1530,距水闸运距约 2.0km,有简易道路直通工程区。弃渣场宽约 80m,长约 180m,规划弃渣量约 10.0 万 m3,主要用于堆积围堰拆除料及其工程区土石方开挖弃料等,渣场最大堆渣高度约 12m,在渣场的前面设有挡墙,挡墙地面以上最大高度为 3m。本次于挡渣墙轴线部位布置了 3 孔轻型钻探,该弃渣场地表覆盖残坡积堆积含碎石粘土,厚约 2.03.5m(河谷较厚、两岸稍薄),碎石含量约5%25%不等,碎石粒径主要为 1050mm,下部基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段100、(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,浅部岩体风化较强烈,呈全强风化状,全风化岩体厚 1.53.0m。该区域地下水埋置深度为 0.52.5m,地表未见明显流水冲刷痕迹,渣场下游分布少量水田,为防止渣土流失,需做好截、排水及渣土支挡工作。经调查,弃渣场区域为灌木丛覆盖,两侧地形较缓,区内无民房、学校及厂矿,场区周边未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,场地基本稳定,堆渣后渣场基本不会产生新的环境问题,基本适宜。场区岩土层承载能力稍高,能够满足低矮支挡设施对地基的要求。建议挡渣墙基础置于残坡积层内,挡墙基础埋置深度不小于 1.0m,人工堆积体分层压实,清表腐殖土填筑在渣场尾部。101、并做好堆积体截、排水设置、场地清理及渣场表部防冲刷处理工作,当堆积体高度大于 5m 时,建议设置马道,并做好堆渣区的排水、地表防护等措施,防止岩土体饱水后产生滑坡、泥石流等地质灾害问题。40(2)2#弃渣场:位于水闸库内左岸乡村道路下方山坳内,山坳出口分布少了水田。山坳沟底宽约 30m,沟底高程约 65.0m,两岸坡度较缓,约1530,距水闸运距约 1.0km,有乡村道路直通工程区。弃渣场宽约 45m,长约 100m,规划弃渣量约 3.0 万 m3,主要用于堆积围堰拆除料及其工程区土石方开挖弃料等,渣场最大堆渣高度约 6m,在渣场的前面设有挡墙,挡墙地面以上最大高度为 2m。本次于挡渣墙轴线部102、位布置了 3 孔轻型钻探,该弃渣场地表覆盖残坡积堆积含碎石粘土,厚约 2.03.5m(河谷较厚、两岸稍薄),碎石含量约5%25%不等,碎石粒径主要为 1050mm,下部基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,浅部岩体风化较强烈,呈全强风化状,全风化岩体厚 1.53.0m。该区域地下水埋置深度为 0.52.5m,地表未见明显流水冲刷痕迹,渣场下游分布少量水田,为防止渣土流失,需做好截、排水及渣土支挡工作。经调查,弃渣场区域为灌木丛覆盖,两侧地形较缓,区内无民房、学校及厂矿,场区周边未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,场地基本稳定,堆渣后渣场基本103、不会产生新的环境问题,基本适宜。场区岩土层承载能力稍高,能够满足低矮支挡设施对地基的要求。建议挡渣墙基础置于残坡积层内,挡墙基础埋置深度不小于 1.0m,人工堆积体分层压实,清表腐殖土填筑在渣场尾部。并做好堆积体截、排水设置、场地清理及渣场表部防冲刷处理工作,当堆积体高度大于 5m 时,建议设置马道,并做好堆渣区的排水、地表防护等措施,防止岩土体饱水后产生滑坡、泥石流等地质灾害问题。(3)3#弃渣场:位于水闸库内右岸山坳内,山坳沟底宽约 45m,沟底高程约 115.5m,两岸坡度较陡,约 2545,距水闸运距约 2.5km,需沿山坳修建 1.3km 简易道路到达渣场。弃渣场宽约 60m,长约 104、200m,规划弃渣量约 9.8 万 m3,主要用于堆积围堰拆除料及其工程区土石方开挖弃料等,41渣场最大堆渣高度约 15m,在渣场的前面设有挡墙,挡墙地面以上最大高度为 3m。本次于挡渣墙轴线部位布置了 2 孔轻型钻探,该弃渣场山坳沟底地表覆盖残坡积堆积含碎石粘土,厚约 2.03.5m,碎石含量约 5%25%不等,碎石粒径主要为 1050mm,两岸基岩裸露,基岩为上元古界板溪群拉揽组第一段(Ptbn2l1)之灰绿色薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩,浅部岩体风化较强烈,呈强风化状,强风化岩体厚 5.08.0m。该区域地下水埋置深度为 0.52.5m,地表未见明显流水冲刷痕迹,为防止渣土流失,需做好截、105、排水及渣土支挡工作。经调查,弃渣场区域为灌木丛覆盖,两侧地形较缓,区内无民房、学校及厂矿,场区周边未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,场地基本稳定,堆渣后渣场基本不会产生新的环境问题,基本适宜。场区岩土层承载能力稍高,能够满足低矮支挡设施对地基的要求。建议挡渣墙基础置于残坡积层内,挡墙基础埋置深度不小于 1.0m,人工堆积体分层压实,清表腐殖土填筑在渣场尾部。并做好堆积体截、排水设置、场地清理及渣场表部防冲刷处理工作,当堆积体高度大于 5m 时,建议设置马道,并做好堆渣区的排水、地表防护等措施,防止岩土体饱水后产生滑坡、泥石流等地质灾害问题。各弃渣场岩土物理力学参数推荐值见表61,各弃渣106、场分布位置见图61。表 61 岩土物理力学参数推荐值表成因成因类型类型土类土类土土 的的 物物 理理 力力 学学 指指 标标 推推 荐荐 值值天然天然含水量含水量w()天然天然重度重度(kN/m3)孔隙孔隙比比e比重比重Gs渗透渗透系数系数K(cm/s)压缩压缩模量模量Es12(MPa)内摩内摩察角察角()凝聚凝聚力力c(kPa)允许允许承载力承载力R(kPa)允许允许渗透渗透坡降坡降摩擦系数摩擦系数f砼砼/土土Qs清表腐殖土(58)105101280碎石土15188101401600.450.50Qedl含碎石粘232518200.800.852.692.7251044.55.5181314107、01600.500.550.28 42土Ptbn2l1全风化板岩200强风化板岩500坡比:填筑坡比:人工堆积碎石土临时 1:1.75、永久 1:2.0;人工堆积清表腐殖土临时 1:2、永久 1:2.5;开挖坡比:残坡积含碎石粘土临时1:1.5、永久 1:1.75;全风化板岩临时 1:1.25、永久 1:1.5;强风化板岩临时1:0.75、永久 1:1.0。43图 61 弃渣场分布位置 44 7 天然建筑材料天然建筑材料 根据xx水闸除险加固工程初步设计勘察任务书要求,本阶段工程所需的混凝土采用商品混凝土,所需天然建筑材料有要为防渗土料及砂卵石料、块石料,用量分别为:防渗土料 2.7104m3108、砂卵石粗骨料15104m3、块石料 2.6104m3、围堰土石渣 17.7104m3。依据就近取材和当地建筑材料分布的实际情况,经调查,土料可就近开采,砂石料、块石料选择购买方式。本次在工程区附近选择了土料场 3 处、砂石料与块石料商业购买点 1 处进行详查,查明了各料场产地、储量、质量及开采运输条件,共查明防渗土料 2.0 万方,土石渣料 32 万方,调查砂石料、块石料 30 万方。天然建筑材料各料场综合成果见表7-1。其中针对土料场进行了钻探、槽坑探、室内试验为主的地勘工作,对砂石料、块石料场则以现场调查为主要手段。各料场分述如下:45表 7-1 xx水闸除险加固工程天然建筑材料各料场综109、合成果表xx水闸除险加固工程天然建筑材料各料场综合成果表 序序 号号 材料材料 类型类型 料场料场 名称名称 勘察勘察 级别级别 勘察勘察 时间时间 出露出露 高程高程(m)测绘测绘 面积面积(km2)坑探坑探(m3/个个)钻探钻探(m/孔孔)取样取样 试验试验(组组)至工程区距离至工程区距离(km)勘察成果勘察成果 总评价总评价 剥离层平均厚剥离层平均厚(m)有用有用 层平层平 均厚均厚(m)剥离层剥离层 体体 积积(104m3)有用层储量有用层储量(104m3)土料 岳宵村粘土料场 详 查 2024 年 1 月 80 90 0.01 50/2 12.0/2 2 10.0 0.5 2.0 0110、.5 2.0 该料场位于xx县西北约3km 的xx殡仪馆斜对面一废弃的砖厂,距工程区 10.0km。地形坡度为 510,相对高差 510m,表部多为杂树,有少量的灌木。地层为 Q2al粉质粘土、砾质粘土,砾石含量约 510%,做防渗土料,质量满足要求。原砖厂开挖量较少,剩余储量较丰富,交通运输方便,有公路直通工程区。东城美郡土料场 85 95 0.025 45/2 11.0/2 2 12.0 0.5 8.0 1.2 20.0 该料场位于xx县东城美郡开发楼盘开挖料,距工程区约12.0km,为一独立的山坡。地形坡度为 525,表部多为杂草,有少量坟墓。地层为 Q2al砾质土(部分为附近开发项目开111、挖土石混合料),砾(碎)石含量约 1045%,厚度 5.012.7m,做围堰土石料,质量满足要求。其交通运输方便,有公路直通工程区。郭家冲土料场 80 90 0.04 45/2 13.0/2 2 6.0 0.5 3.0 3.0 12.0 该料场位于水闸下游左岸约 4.0km 的公路边,为一独立的山坡。地形坡度为 1025,表部多为杂草、灌木丛,有少量坟墓。地层岩性上部为Qedl的粘土夹碎块石,碎块石含量约525%,厚度1.02.5m;下部为全风化板岩,厚度 1.53.0m。粘土夹碎块石及全风化板岩作为围堰土石料,质量满足要求。其交通运输方便,有公路直通工程区。砂石料、块石料 xx县民生采石厂 112、120 250 0.04/5.5/30.0 工程需要的砂石料、块石料建议在xx县民生采石厂进行购买。该采石厂料源地层岩性为泥盆系上统佘田桥组(D3s)的浅灰色灰岩,弱风化微风化,质量较好,单轴饱和抗压强度 49.977.5MPa,抗风化能力强,成块成型率高。该采石厂生产不同块径的块石、人工砂及不同粒径的碎石,其储量丰富,且日供产量满足工程需求,其交通运输方便,有公路直通工程区。46 7.1 土料土料 本阶段共详查土料场 3 个,即岳宵村粘土料场、东城美郡土料场与郭家冲土料场。(1)、岳宵村粘土料场 该土料场位于xx县西北约 3km 的xx殡仪馆斜对面一废弃的砖厂,距工程区约 10.0km。料场113、沿山坡边缘分布,面积约 0.01km2,为洣水右岸级阶地堆积物,地面高程 8090m,地形坡度为 510,相对高差 510m,表部多为杂树,有少量的灌木,坡顶为一驾校练车坪。地表无用层主要为植被根系层,厚 0.30.5m,有用层厚度 15m,平均 2.0m,无用层体积 0.5104m3,有用层储量 2.0104m3。料场顺坡分布,开采条件较好,有公路直通工程区,交通运输方便。料场地层岩性为 Q2al的粘土、砾质粘土,砾石含量约 510%,可塑硬塑状态,中低压缩性。勘探采用了坑探、钻探和天然断面调查等,共挖探坑 2 个,深 3.05.0m,钻孔 2 个,取扰动样 2 组进行土的基本性质试验和击实114、试验。根据室内击实试验成果:天然含水量 21.525.8%,粘粒含量 4658%,塑性指数 19.921.9,渗透系数 1.1410-62.7610-6cm/s,最大干密度 1.571.62g/cm3,最优含水量 20.1%22.3%,内摩擦角20.721.9,凝聚力 30.032.2KPa。依据防渗土料质量技术指标要求,其粘粒含量、塑性指数偏高,其它均满足规范要求。(2)、东城美郡土料场 该料场位于xx县东城美郡开发楼盘,为一独立的山坡(部分为附件开发项目的开挖弃料),经协商,业主已与开发商签订开挖料取土协议。本次勘探采用了地质测绘、坑探、钻探和天然断面调查等,共挖探坑 2 个,深 3.05115、.0m,土钻孔 2 个。料场地面高程 8595m,相对高差510m,地形坡度为 525,面积约 0.025km2,表部多为杂草。地表无 47 用层主要为植被根系层,厚 0.30.5m,有用层厚度 5.012.7m,平均 8.0m,无用层体积 1.2104m3,有用层储量 20104m3。地层岩性为 Q2al砾质土,部分为附近开发项目开挖土石混合料,砾(碎)石含量约 1045%,最大块约 10cm,粘粒含量 520%,渗透系数 510-4cm/s5.610-6cm/s,作为围堰土石料使用,满足规范要求。料场为一独立的山坡(部分为附近开发项目的开挖弃料,为土石混合料,碎石含量高),位于公路边,开采116、条件较好,有公路直通工程区,交通运输方便。(3)、郭家冲土料场 该料场位于水闸下游左岸约 4.0km 的公路边,为一独立的山坡。本次勘探采用了地质测绘、坑探、钻探和天然断面调查等,共挖探坑 2 个,深 3.05.0m,土钻孔 2 个。料场地面高程 8090m,相对高差 510m,地形坡度为 1025,面积约 0.04km2,表部多为杂草、灌木丛,有少量坟墓。地表无用层主要为植被根系层,厚 0.5m,有用层厚度 2.53.5m,平均 3.0m,无用层体积 3.0104m3,有用层储量 12.0104m3。地层岩性上部为 Qedl的粘土夹碎块石,碎块石含量约 525%(表部碎石含量较少,下部碎石含117、量较高),厚度 1.02.5m;下部为全风化板岩,厚度 1.53.0m。根据勘察与室内试验,粘土夹碎块石与全风化板岩中碎块石含量约2045%,最 大 块 约15cm,粘 粒 含 量1020%,渗 透 系 数510-4cm/s6.910-6cm/s,作为围堰土石料使用,满足规范要求。料场为一独立的山坡,位于公路边,开采条件较好,有公路直通工程区,交通运输方便。7.2 砂石料、块石料砂石料、块石料 根据设计,本阶工程所需的砂卵石料需求量为 15 万方,块石料需求量为 2.6 万方,经本次现场调查,工程区附近天然砂砾石料匮乏。针对工程砂石料、块石料需求,建议采取外购方式解决,本次调查购买点 1 48118、 处,即xx县民生采石厂。该采石厂目前正在开采,生产不同块径的块石、人工砂及不同粒径的碎石,其储量丰富,日供产量满足工程需求。料源地层岩性为泥盆系上统佘田桥组(D3s)的浅灰色灰岩,弱风化微风化,根据取样试验,块石单轴饱和抗压强度 49.977.7MPa,软化系数0.77,干密度 2.70g/cm3,强度高,质量较好,满足抛石、砌石及人工骨料原岩质量技术指标。人工砂作为砂石垫层使用,其质量满足规范要求。该料场有公路直通工程区,交通运输方便,运距 5.5km。7.3 开挖利用料开挖利用料 根据现场调查,xx水闸一期工程正在建设,其左右岸泵站基坑开挖料堆弃于左岸近水闸库内岸边回水村,根据一期工程勘119、察设计资料显示,开挖弃料约 5.0 万 m3。开挖料主要来源有粉质粘土、砾质粘土、粘土夹块石、全弱风化板岩等,开挖料成份较复杂,局部碎石含量高,不适宜作为围堰防渗料,建议用于围堰土石料使用,有公路直通工程区,交通运输方便,运距约 1.0km。8 结论及建议结论及建议 8.1 结论结论(1)区内新构造运动特征表现为振荡运动,地壳活动主要表现为间歇式缓慢抬升,构造相对稳定,不存在深大断裂和挽近期的活动性断裂,属相对稳定地块。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2015)附录 C 表 C.18,确定工程区基本地震动峰值加速度为 0.05g,基本地震动反应谱特征周期 0.35s,对应的地震基本烈120、度为度。(2)工程区基岩为板溪群(Ptbn2l1)薄至中厚层板岩夹浅变质砂岩岩性较软弱,抗风化及抗冲能力较差;构造位于山阳峰倒转背斜南东翼,工程区岩层倾向下游,为横向河谷,断层较少,施工时对断层带处理较好,49 浅层节理裂隙较发育,岩石较破碎。河水、地下水对普通混凝土无腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。(4)通过 50 多年的运行,原有建筑物出现不同程度的损坏,坝体质量较差,水闸存在的主要工程地质问题有:坝体渗漏、坝基渗漏、坝后消能建筑物受冲刷破坏等。建议对防渗面板拆除重建,并对坝体进行充填灌浆、坝基进行防渗帷幕、坝后消能建筑物进行加固整修。(5)右岸厂房区基础位于弱风化基岩上,121、工程地质条件良好,断层也进行了妥善处理,边坡稳定,但因混凝产生的裂缝较多,导致厂房区到处渗、冒水现象较严重,建议对厂房砼结构进行防渗防漏处理。(6)船闸基础位于弱风化板岩,工程地质条件较好,上但由于闸墙浆砌石中砂浆充填不密实,块石松动,导致闸墙裂缝较多,渗水严重,建议对船闸浆砌石进行灌浆处理,闸室混凝土防渗面进行补裂防渗。(7)左、右岸水轮泵站基础位于弱风化板岩,工程地质条件较好,但混凝体结构老化严重,墙体局部粉刷层脱落,浸水,建议对泵房砼结构进行防渗防漏处理。(8)渣场工程地质条件较简单,渣场周边及下游侧无建筑物,无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,场地基本稳定。建议挡渣墙基础置于强风化板岩122、岩体上,并做好堆渣区的排水、地表防护等措施,防止岩土体饱水后产生滑坡、泥石流等地质灾害问题。8.2 下步工作建议下步工作建议(1)施工中严格按照有关规范与设计的要求和方法进行施工,加强施工地质与施工监理工作,及时发现和解决施工中遇到新的水文、工程地质问题,必要时补充适当的地勘与试验工作。50(2)结合闸坝区工程地质条件,探索经济有效的除险加固措施。51 附件:岩芯照片附件:岩芯照片 ZKa1 岩芯照片岩芯照片 Zka1(05m)Zka1(510m)Zka1(1015m)Zka1(1520m)Zka1(2025m)Zka1(2530m)52 ZKa2 岩芯照片岩芯照片 Zka2(05m)Zka2123、(510m)Zka2(1015m)Zka2(1520m)Zka2(2025m)Zka2(2530m)53 Zka2(3035m)Zka2(3540m)ZKa3 岩芯照片岩芯照片 Zka3(05m)Zka3(510m)Zka3(1015m)Zka3(1520m)54 Zka3(2025m)Zka3(2530m)Zka3(3035m)Zka3(3540m)ZKc2 岩芯照片岩芯照片 Zkc2(05m)Zkc2(510m)55 Zkc2(1015.1m)ZKc3 岩芯照片岩芯照片 Zkc3(05m)Zkc3(510m)Zkc3(1015m)Zkc3(1520m)56 Zkc3(2025m)Zkc3(2530m)Zkc3(3032.2m)
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