1、 洋塘水闸洋塘水闸除险加固除险加固工程工程 工程地质勘察报告工程地质勘察报告 目目 录录 1 绪言绪言.5 1.1 工程概况.5 1.2 工程运行状况.6 1.3 历年安全鉴定和加固改造设计情况.7 1.4 勘察目的和任务.8 1.5 勘察依据.9 1.6 工程地质勘察概况.9 2 区域地质概况区域地质概况.10 3 工程区工程地质条件工程区工程地质条件.11 3.1 地形地貌.11 3.2 地层岩性.12 3.3 地质构造.15 3.4 水文地质条件.15 3.5 物理地质现象.19 4 泄洪闸工程地质条泄洪闸工程地质条件件.19 4.1 堰体工程质量及评价.19 4.2 堰体与闸基接触面地2、质条件和评价.20 4.3 闸基工程地质条件及评价.21 4.4 存在的主要工程地质问题及建议处理措施.22 5 其它建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.23 5.1 船闸工程地质条件及评价.23 5.2 水轮机泵站工程地质条件及评价.24 5.3 鱼道工程地质条件及评价.26 5.4 交通桥工程地质条件及评价.28 5.5 防洪堤工程地质条件及评价.28 6 岩土力学参数推荐值岩土力学参数推荐值.34 7 7 天然建天然建筑材料筑材料及弃渣及弃渣.38 7.1 土料.38 7.2 砂砾石料、块石料.39 7.3 弃渣场.40 8 结论及建议结论及建议.40 8.1 结论.43、0 8.2 建议.42 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 5 1 1 绪言绪言 1.1 工程概况工程概况 洋塘水闸枢纽工程位于湖南省衡东县境内，地处湘江右岸一级支流洣水下游，上游距衡东县城约 8Km，下游距洣水河口约 8.7Km。有县道 X008通过，交通比较便利，工程位置见图 1.1。图 1.1 交通位置图 闸址以上干流长 287.3Km，控制面积 10210Km2，占洣水支流流域面积的 99.1%，正常蓄水位为 47.7m，设计水头 5.2m，总库容为 3150 万方，灌溉农田 3.62 万亩，装机容量 61500kw。该工程是一座以灌溉为主，兼顾发电，航运过鱼和交通综合效益的中型水4、闸。枢纽工程主要由河中开敞衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 6 式泄洪闸、左右岸水轮泵、水电站、鱼道、交通桥、船闸以及两岸防洪堤组成。泄洪闸为砂芯硬壳溢流堰，堰顶高程为 46.20m，堰前设有粘土铺盖，长 9.75m。上游齿墙底部高程 38.5m(厚 3m。前后 1m 厚浆砌石，中间 1m厚砼防渗墙)，最大堰高 7.7m，堰面水平段宽度 8.67m(厚 1.2m，0.5m 厚钢筋砼，0.7m 厚浆砌石)，经圆弧段(半径 10m，圆心角 1755)、斜坡段(长14.44m 坡度 1：2.625，厚度 1.21.5m)，与下游支撑体(砼高 3.2m，宽 3m)相接，溢流堰底宽 29.17m。5、(中部未清基用砂砾石，干砌块石填筑)。洋塘水闸总库容 3150 万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量9000kw，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和水闸设计规范(SL2652016)的规定，根据总库容、灌溉面积、发电装机容量等指标综合确定工程规模和等别。洋塘水闸工程的工程等别为 III 等，主要建筑物级别为 3 级。设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。1.2 工程运行状况工程运行状况 洋塘水闸 1976 年动工，1979 年竣工，属于典型的“三边”工程，施工质量差，故洋塘水闸自 1979 年投入运6、行以来，险情不断，暴露出许多影响水闸正常运行的问题，甚至危及水闸安全。通过现场调查，水闸自运行以来存在以下工程地质问题：（1）泄洪闸溢流面出现多处纵向裂缝和空洞，溢流面冲刷严重，闸坝砂芯沉陷严重，砂芯上部干砌石与坝壳之间局部出现 0.3m 的缝隙；溢流坝顶部砼翻板破损，翻板之间及底部漏水严重。（2）溢流坝下游冲刷严重，护坦、海漫由于冲刷作用，形成较大的冲刷坑，最深处达 1.0m，1982 年 6 月下游消能工（海漫、防冲槽、渐变段）全部冲毁。（3）溢流坝上游淤积严重，淤积厚度最大可达 3.5m。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 7（4）船闸侧墙破损，侧墙与基础渗漏严重，据调查，船闸侧墙见7、多处散浸现象；见一处渗漏群，以射流形式渗流，渗漏量为 0.050.2L/s。（5）鱼道内淤积严重，挡水墙存在散浸现象。（6）溢流坝堰体具中等强透水层，存在堰体渗漏问题。堰体与闸基接触面存在渗漏和渗透变形问题。坝基下全风化花岗岩具中等透水层，存在闸基渗漏问题。1.3 历年安全鉴定和加固改造设计情况历年安全鉴定和加固改造设计情况 2000 年 7 月，湖南省衡东县水利水电局、湖南省水利水电工程质量检测中心站和湖南省水利水电勘测设计研究院一起编写了湖南省衡东县洋塘水闸工程安全论证报告。2000 年 8 月 8 日湖南省衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书（湖南省水利厅 2000 年 8 月 7 日）。洋塘水8、闸经过安全鉴定，审定水闸安全类别：类，水闸需尽快得到除险加固处理。2001年5月湖南省水利水电勘测设计研究院受衡东县水利水电局委托编制了湖南省衡东县洋塘水闸工程除险加固初步设计报告。2012年7月湖南省水利水电勘测设计研究院受衡东县水利水电局委托编制了的补充内容。2012年9月湖南省水利水电勘测设计研究院受衡东县水利水电局委托编制了湖南省衡东县洋塘水闸工程除险加固初步设计报告（审定稿）。2012 年10 月水利部建设管理与质量安全中心对2000年的鉴定成果进行了核查，并以关于印发沩水水闸等 22 座水闸安全鉴定成果核查意见的通知（建安20128 号）确认洋塘水闸为三类。2015 年 8 月 29、7 日，湖南省水利厅对湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计进行了批复，同意洋塘水闸除险加固工程的主要衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 8 建设内容和概算总投资。但因为种种原因，除险加固并没有真正实施，泄洪闸等建筑物所存在的问题日益突出，除险加固工作已经刻不容缓。2020 年 3 月，衡阳市水利设计院编制洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告。主要设计内容是：洋塘水闸除险加固工程和洋塘灌区续建配套设施建设工程。2020 年 4 月，衡东县发改局对湖南省衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告进行了批复（东发改批202068 号）。其批复建设内容为水闸的除险加固和灌区续10、建配套设施建设。2023 年 11 月，湖南省水利厅对湖南省衡东县洋塘水闸安全评价报告进行了批复，同意洋塘水闸为三类闸，工程质量为 C 级，渗流安全为B 级，抗震安全为 A 级。2023 年 12 月，省水利厅下发了衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书，将洋塘水闸定为三类水闸三类水闸，建议进行除险加固。本次受洋塘水轮泵水电站的委托，对洋塘水闸进行除险加固勘察。为洋塘水闸的加固改造设计提供依据。1.4 勘察目的和任务勘察目的和任务 本次勘察的目的是：收集分析已有地质、设计、施工和水闸运行监测及水库隐患处理资料，复核工程场地的工程地质条件，对可能存在的主要工程地质问题作出评价，为工程除险加固提供地质资料。11、本次勘察的主要任务是：1）复核工程场地地震动参数及相应的地震基本烈度。2)全面复查影响工程安全的工程地质和水文地质条件，检查工程运行后地质条件的变化情况。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 9 3)对泄洪闸、船闸、水轮机泵站、电站、鱼道和泄洪闸堰体（砂芯硬壳溢流堰），包括堰体面层混凝土厚度，砂芯填充材料、厚度及密实度等质量作出地质评价。4)查明枢纽区原闸墩、溢流堰体基础地层岩性，包括覆盖层性状及厚度、基岩岩性与分层及其岩体风化程度，应特别注意闸基接触带的岩性及工程地质不良的软弱夹层的性质、厚度、透水性、分布及连续性。5)查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程除险加固提供地质资料。6）12、提交大坝及近坝库岸主要岩土层物理力学参数推荐值 7)查明各料场的地层结构、岩性、上覆无用层厚度，可开采的有用层储量、质量和物理力学指标；料场开采条件及交通条件。1.5 勘察依据勘察依据 本项目勘察的依据为勘察合同、地勘任务书及相关的技术标准，采用的主要标准及规范有：（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（GB 50487-2008）2022 版；（3）堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）；（3）中国地震动参数区划图（GB18306-2015）；（4）水闸与泵站工程地质勘察规范（SL704-2015）；（5）土工试验方法标准（GB/T 13、50123-2019）；（6）水利水电工程制图标准（勘测图）（SL73.3-2013）。1.6 工程地质勘察概况工程地质勘察概况 由于本工程前期进行了大量的工程地质勘察工作，勘察资料丰富、齐全；加之近期（2022 年 4 月）已钻孔对闸坝工程地质和水文地质进行了衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 10 复核。因此本次大坝除险加固工程地质勘察工作，主要是收集前期各个阶段的地质勘察资料和施工验收资料，通过对已有资料的综合分析、成果计算和工程类比等手段，最终编制本报告。本工程完成的主要工作量见表 1.6-1。表 1.6-1 完成工作量统计表完成工作量统计表 序号 工 作 项 目 单 位 数 量 14、备 注 1 1/50000 平面地质测绘 km2 50 2 1/2000 平面地质测绘 km2 1.7 3 1/500 剖面地质测绘 km 1.5 4 1/2000 天然建材平面地质测绘 km2 0.83 5 收资机钻孔 m/孔 469.06/17 6 收资土钻孔 m/孔 112.5/7 7 压水试验 段 40 收集资料 8 注水试验 段 28 收集资料 9 室内岩石试验 组 1 收集资料 10 室内土工试验 组 6 收集资料 11 室内扰动土试验 组 2 收集资料 2 区域地质概况区域地质概况 本工程位于洣水下游尾闾河段的杨梓州尾，距洣水和湘江汇合处约8.7Km，地势总体西南高，东北低。水闸15、正常蓄水位 47.70m，回水至衡东县城以上，接甘溪水闸尾水，河面较宽，一般宽 250450m，河流蜿蜒曲折，河心洲发育，地貌类型属于剥蚀丘陵地貌及流水冲积地貌。两岸山丘地面高程一般 100200m，山丘自然坡度较缓，一般约 1015；阶地主要为一级阶地，阶地宽窄不一，一般为 50200 米，最宽处大于 500m，阶地高程一般小于 52m，沿河流两岸间歇分布。区内出露地层较简单，主要出露的地层有泥盆系中统跳马涧组（D2t）衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 11 中厚层状石英砾岩、石英砂岩；燕山期花岗岩（52+3），第四系全新统冲积堆积层（Q4al），以及零散的人工堆积层（Qs）。区域构造16、上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据历史记载，区内地震历史上共发生过2 次，分别为衡阳市1631 年4级地震，双峰1931年4.7级地震。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本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为0.35 s，相应的地震基本烈度为 VI 度。3 3 工程区工程地质条件工程区工程地质条件 3.1 地形地貌地形地貌 洋塘水闸位于洣水下游，距湘江干流约 8.7Km，洣水自南西向北东流向，河面宽阔、宽 280420m，17、流速平缓，河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，一般 100200m 宽，右岸阶地发育较宽，一般大于 500m，河床高程一般为 36.844.5m，阶地高程一般 4852m。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 12 图 3.1 泄洪闸现状图 3.2 地层岩性地层岩性 工程区出露地层比较单一，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q），现由老至新分述如下：泥盆系跳马涧组（D2t）：紫红色、灰白色石英砂岩。中至粗粒结构，中厚层块状构造，弱风化。主要出露于水闸左岸，厚度大于 100m。燕山期花岗岩（52+3）:灰18、白色，紫红色，全强风化，厚度 1525m,粗粒结构，具有球状风化特征。为水闸主要持力层。第四系全新统冲积堆积层（Q4al）上部为粉质粘土、壤土等，黄褐色，可塑状，厚 4.56.0m，局部见薄层砂砾石夹层；下部为粉细砂、砂砾石，黄褐色，稍密中密，分选性差，磨圆度好，厚度 3.55.0m。分布于洣水河床及两岸河流阶地下部。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 13 第四系全新统人工填土（Qs）主要为粉质粘土、含少量砂壤土、砂砾石，局部见建筑填筑砖瓦碎块和砼等，黄褐色，可塑状，夯实度不均匀，结构密实松散，厚度 5.06.0m。主要分布于洣水河防洪堤和生产（活）区、公路等建筑设施地基填土等。图 3.19、2 堰体砼及浆砌石 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 14 图 3.3 河床砂砾石 图 3.4 全风化花岗岩 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 15 图 3.5 弱风化花岗岩照片 3.3 地质构造地质构造 洋塘水闸位于衡阳拗陷盆地东侧，水闸区主要被冲积堆积层覆盖，在勘探过程中未发现影响水闸安全地质构造存在。3.4 水文地质条件水文地质条件 洋塘水闸座落在洣水河内，两岸 I 级阶地上有零星水塘分布，人工沟渠纵横交错，地表水体较发育，地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。孔隙潜水，主要赋存于粉质粘土、壤土层中。受大气降水补给，与地表沟渠、洣水河水等地表水呈互补关系20、，水位变幅受地表水及地形影响；下部为孔隙承压水，主要赋存于砂卵砾石层中，其上粘性土构成隔水层顶板，下部基岩构成隔水层底板，其与河水、基岩裂隙水、具有互补关系；基岩裂隙水主要赋存于以花岗岩、石英砂岩风化裂隙中，受河水补给。排泄于河床低洼地带。前期勘探工作进行了注水试验 28 次，见表 3.1，前期勘探工作进行压水 40 段，见表 3.2：衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 16 洋塘水闸除险加固注水试验汇总洋塘水闸除险加固注水试验汇总表表 表 3.1 序号 钻孔 编号 注水试段 深 度(m)渗透系数 K(cm/s)试段 位置 土体 名称 渗透性 等 级 备 注 1 Zkb1 0.75.3 521、.710-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 2 5.38.7 2.210-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 3 Zkb2 0.74.2 7.010-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 4 4.28.8 3.110-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 5 Zkb3 0.74.5 4.710-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 6 4.510.5 2.610-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 7 Zky1 7.19.1 4.710-5 溢流坝右岸 粉质粘土 弱透水 收资 8 13.015.0 1.8810-4 溢流坝右岸 砂砾石 中等透水 收资 9 15.016.7 4.7910-3 溢流坝右岸 砂砾石 中等22、透水 收资 10 Zky2 13.119.9 1.8510-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 11 Zky4 10.313.5 1.1610-3 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 12 13.518.0 2.010-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 13 Zky5 10.415.4 5.8710-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 17 14 Zky7 3.65.7 1.7610-3 溢流坝 砂砾石 中等透水 收资 15 Zky8 16.621.5 6.4110-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 16 Ny4 3.84.9 4.310-4 左岸防洪堤23、 壤土 中等透水 收资 17 10.312.3 7.810-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 18 Ny2 1.43.4 4.510-3 左岸防洪堤 人工填土 中等透水 收资 19 Ny2 9.310.8 8.910-4 左岸防洪堤 粉细砂 中等透水 收资 20 Ny2 14.015.0 8.110-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 21 Ny1 5.87.8 7.610-5 防洪堤 粉质粘土 弱透水 收资 22 Zka2 1.53.5 7.810-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 23 Zka2 3.58.0 2.210-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 24 Zka1 1.73.24、5 8.210-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 25 Zka1 3.57.8 2.610-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 26 N2 12.616.0 9.010-3 溢流坝右岸 砂砾石 中等透水 收资 27 N3 15.017.4 7.810-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 28 N1 8.716.0 3.610-3 右岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 18 洋塘水闸除险加固压水试验汇总表洋塘水闸除险加固压水试验汇总表 表 3.2 序号 钻孔 编号 段序号 压水试 验孔深(m)透水率(Lu)渗透 等级 岩石 类型 岩体风 化程度 备注 1 Z25、kb2 1 9.014.0 64.3 中等透水 花岗岩 全风化 收资 2 2 14.019.0 17.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 3 3 19.024.0 8.5 弱透水 花岗岩 全风化 收资 4 4 24.029.0 2.4 弱透水 花岗岩 全风化 收资 5 5 29.034.0 3.7 弱透水 花岗岩 全风化 收资 6 6 34.039.0 1.1 弱透水 花岗岩 全风化 收资 7 7 39.044.0 3.6 弱透水 花岗岩 全风化 收资 8 8 44.049.0 6.8 弱透水 花岗岩 强风化 收资 9 9 49.052.0 1.4 弱透水 花岗岩 弱风化 收资 10 Zkb326、 1 11.016.0 64.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 11 2 16.021.0 13.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 12 3 21.026.0 6.4 弱透水 花岗岩 全风化 收资 13 4 26.031.0 2.0 弱透水 花岗岩 全风化 收资 14 5 31.035.0 6.6 弱透水 花岗岩 弱风化 收资 15 Zky2 1 19.924.9 16.0 中等透水 花岗岩 全风化 收资 16 2 24.930.0 11 中等透水 花岗岩 全风化 收资 17 3 30.032.5 8 弱透水 花岗岩 全风化 收资 18 Zky3 1 15.821.8 18.3 中等透水 27、花岗岩 强风化 收资 19 2 21.828.8 9.4 弱透水 花岗岩 强风化 收资 20 Zky4 1 23.028.0 19.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 21 2 28.031.2 8.75 弱透水 花岗岩 全风化 收资 22 Zky5 1 15.417.2 35.5 中等透水 花岗岩 全风化 收资 23 2 17.222.3 8.7 弱透水 花岗岩 全风化 收资 24 Zky6 1 16.021.1 22 中等透水 花岗岩 全风化 收资 25 2 21.126.0 20.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 26 3 26.030.8 19.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 228、7 4 30.835.0 10 中等透水 花岗岩 强风化 收资 28 Zky7 1 5.712.3 23.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 29 2 12.317.5 21.5 中等透水 花岗岩 全风化 收资 30 3 17.525.0 9.3 弱透水 花岗岩 强风化 收资 31 Zky8 1 21.526.6 22 中等透水 花岗岩 全风化 收资 32 2 26.631.4 20.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 33 3 31.435.0 15 中等透水 花岗岩 全风化 收资 34 4 35.040.2 9.2 弱透水 花岗岩 强风化 收资 35 Zka2 1 8.013.0 62.229、 中等透水 花岗岩 全风化 收资 36 2 13.018.0 10.4 中等透水 花岗岩 全风化 收资 37 3 18.025.0 2.1 弱透水 花岗岩 强风化 收资 38 Zka1 1 7.813.1 58.6 中等透水 花岗岩 全风化 收资 39 2 13.118.0 9.7 弱透水 花岗岩 全强风化 收资 40 3 18.025.0 4.8 弱透水 花岗岩 强风化 收资 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 19 通过区域水文地质资料以及工程区内工程类比，洋塘水闸区内河水水化学类型为 HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg型水，PH=7.30、0，两者对砼、钢结构皆无腐蚀性。3.5 物理地质现象物理地质现象 工程区主要物理地质现象为河床淤积和冲刷。（1）河床淤积：每逢暴雨，水闸上游区泥沙、树木、杂草等随河水向库区运移至水闸处，由于流速变缓，沉积于库首段，经现场调查，现闸前淤积厚度大约 2.53.5m，淤积物主要为泥砂、砂砾石、腐烂的树木杂草等。（2）冲刷：由于水闸下游长期处于冲刷，且下游无消能设施，故在水闸下游冲刷形成两个较大的冲刷坑。号冲刷坑：位于 21#24#闸下游护坦以下，冲刷坑长 30m，宽约 17m，面积约 500m2，冲刷坑深约 0.51.0m。号冲刷坑：位于 17#闸下游护坦以下，冲刷坑长 8m，宽约 7m，面积约 531、0m2，冲刷坑深约 0.5m。4 4 泄洪闸工程地质条件泄洪闸工程地质条件 4.1 堰体堰体质量及评价质量及评价 泄洪闸坝体为“金包银”结构，闸坝体表面为混凝土包裹，混凝土厚约 0.5m，混凝土面板下部为浆砌石，约 0.7m，坝体内上部为干砌石，约2.5m 厚。下部为砂芯，约 2.5m 厚。外壳混凝土面呈黄色，褐红色，混凝土面粗糙，水蚀严重，局部由于冲刷严重，形成大量坑洞，浆砌石暴露，见图 4.1；通过钻孔取芯，混凝土内见大量孔隙，混凝土胶结较差，混凝土混凝土内级配差，砂砾石粒径大，一般粗粒直径达 10cm，见图 4.2；混衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 20 凝土抗冲刷能力低，闸坝溢32、流面水蚀严重；坝体内干砌块石岩性主要花岗岩，灰白色，弱风化，细粒结晶、岩石坚硬，砌石之间的空隙较大，钻孔钻进过程中无回水，通过钻孔注水试验，其渗透系数为（4.78.2）10-2cm/s，属于强透水带；坝体内下部砂芯主要为砂砾石，黄褐色，粗砂含量大于 50%，砾石含量大于 30%，含少量粉细砂，不含泥。渗透系数3.110-21.7610-3cm/s。属于强中等透水性。由于长期渗透作用，砂芯中细颗粒被流水带走，砂芯中存在较大的孔隙，从而导致砂芯在自重作用下产生沉陷，从而导致上部干砌石沉降，钻探揭露浆砌石与干砌石之间存在约 0.3m 的空隙。图图 4.1 4.1 溢流坝表面破坏溢流坝表面破坏 图图 33、4.2 4.2 混凝土抽芯照混凝土抽芯照 综上所述，堰体质量较差，坝壳混凝土破坏严重；堰体干砌石孔隙率高，强透水性；堰体砂芯松散，强中等透水性，故堰体渗透性整体较强，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致溢流坝溃坝。4.2 堰体与闸基接触面地质条件和评价堰体与闸基接触面地质条件和评价 根据钻探揭露，水闸修建过程中未对水闸建基面进行彻底的清理工衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 21 作，堰体砂芯主要是在原河床冲积堆积的砂砾石层上进行加厚的，其砂砾石层结构松散，渗透性好，同时34、在修建水闸过程中虽对大坝上游面进行粘土防渗铺盖，但经过多年运行，粘土铺盖局部破坏，故水闸存在渗漏问题，经过长时间的运行，细颗粒被流水带走，孔隙比加大，残留砂砾石层主要为砾石和粗砂，约占 85%，抗渗能力进一步降低，结构遭到破坏，通过现场注水试验，其渗透系数 3.110-21.7610-3cm/s，属于强中等透水性，存在渗漏问题，结构破坏导致上部干砌石与砂芯存在沉陷变形，现场钻探揭示浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙。综上所述，坝体与坝基接触面清基不彻底，渗透性高，接触面砂砾石层因渗流而变得更加松散，故存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题及渗透变形问题，且有增大趋势。4.3 闸基工程地质条件及评35、价闸基工程地质条件及评价 闸基基岩主要由燕山期花岗岩（52+3）组成，灰白色、紫红色，粗粒结构，全风化为主，呈砂土状，较为密实，厚 935m；下部为弱微风化花岗岩，岩性坚硬，完整性较好。根据钻孔揭露，花岗岩球状风化特征明显，全风化岩芯多呈土状，遇水易崩解，崩解物主要为粗砂和高岭土；弱微风化花岗岩获得率一般 50%80%，RQD 一般小于 40%60%。石英砂岩节理裂隙发育，节理面见铁质渲染，岩芯呈短柱状，岩芯获得率低，一般为 40%，RQD 一般为 20%。通过钻孔压水试验，基岩面以下 1018m 透水率为 10.464.3Lu，为中等透水带；基岩 2025m 以下透水率为 1.110Lu，为36、弱透水带，可视为相对隔水层。综上所述，闸基上部基岩风化严重，一般为全风化花岗岩，呈砂土状，为中等透水层，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故闸基存在严重的渗漏问题。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，局部衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 22 形成了冲刷坑，对闸坝抗滑稳定性不利。4.4 存在的主要工程地质问题及建议处理措施存在的主要工程地质问题及建议处理措施（1）堰体渗漏问题，由于堰体质量较差，坝壳混凝土破坏严重；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题。37、建议对堰体浆砌石、砂芯进行充填灌浆处理；（2）堰体与闸基接触面渗漏问题，由于堰体与闸基接触面清基不彻底，局部残留砂砾石，渗透性强，且施工过程中未对其进行过任何防渗处理措施，故存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题。建议对堰体与闸基接触面进行接触灌浆处理；（3）闸基渗漏问题，闸基上部多为全风化花岗岩，岩石破碎，中等透水性，且施工过程中未对坝基进行过防渗灌浆处理，故闸基存在严重的渗漏问题。建议对闸基进行防渗帷幕灌浆，灌浆深度应深入坝基弱透水带23m。（4）抗冲刷稳定问题，闸基上部花岗岩风化严重，岩石破碎，透水性好，为中等透水层，表部为砂砾石层，结构松散，渗透性好，抗冲刷能力弱，泄洪闸下游形成 2 处冲刷坑38、，对闸坝稳定不利，闸基砂芯经过长时间的运行，细颗粒被流水带走，结构遭到破坏，导致闸基干砌石与浆砌石间隙脱空约为 0.3m，危及闸坝安全，故闸坝存在抗冲刷稳定问题。（5）抗滑稳定性问题，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游形成较大的冲刷坑，形成临空面，故水闸可能存在抗滑稳定性问题，建议设计对溢流坝进行抗滑稳定性计算，如不满足抗滑稳定性要求建议对其进行加固处理。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 23 5 5 其它建筑物工其它建筑物工程地质条件及评价程地质条件及评价 5.1 船闸工程船闸工程地质条地质条件及评价件及评价 5.1.1 船闸工程质量及评价 船闸位于水闸的右侧，宽约 939、m，长 60m，闸门为钢制“八”字门。船闸侧墙和底板为浆砌石结构，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，粗粒结构，弱风化，岩石坚硬，块石间胶结一般，局部胶结差，存在较大的空隙，故侧墙局部存在渗漏问题，通过现场调查，船闸侧墙见明显渗流群，以射流形式渗漏，渗流量为 0.050.2L/s。见图 5.1，其次船闸侧墙存在大面积的散浸现象，同时由于船闸运行时间长，局部浆砌石勾缝水泥已经脱落，据调查和检测资料，船闸底板浆砌石破坏严重。综上所述，船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，图图 5.1 5.1 船闸侧墙渗流照船闸侧墙渗流照 5.1.2 船闸工程地质条件和评价 船闸闸基为花岗岩，灰白色40、紫红色，粗粒结构，强全风化，其中衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 24 全风化花岗岩厚约 20m。根据钻孔揭露，花岗岩节理裂隙发育，节理面多平直，张开，节理面多见铁质渲染，球状风化严重，岩芯多呈土状，遇水易崩解，崩解物主要为粗砂和高岭土。岩芯获得率小于 54%，甚至无完整岩芯，RQD 一般小于 20%。根据钻孔注水试验，闸基上部全风化花岗岩渗透系数为 1.8510-41.1610-3cm；根据钻孔压水试验，基岩面以下 718m 透水率为 1135.5Lu，为中等透水带；基岩 718m 以下透水率为 88.75Lu，为弱透水带，为相对隔水层。综上所述，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在41、库水沿船闸基础渗漏问题。5.1.3 船闸存在的主要工程地质问题及建议处理措施（1）船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，船闸侧墙渗漏问题。船闸侧墙和底板为浆砌石结构，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，粗粒结构，弱风化，岩石坚硬，块石间胶结一般，局部胶结差，存在较大的空隙，故侧墙局部存在渗漏问题。建议对船闸侧墙和底板进行翻修，对侧墙进行防渗处理。（2）船闸基础渗漏问题，船闸基岩风化严重，上部全风化花岗岩渗透系数为 1.8510-41.1610-3cm，为中等透水性。建议对船闸基础进行帷幕灌浆处理。5.2 水轮机泵站工程地水轮机泵站工程地质条件及评价质条件及评价 5.2.1 左侧水轮机泵站工程质量及评价42、 洋塘水闸左侧水轮机泵站位于水闸的左侧，装机 6 台，泵站基础为浆砌石基础，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，泵站下游面见散浸现象。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 25 5.2.2 左侧水轮机泵站工程地质条件和评价 泵站基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、岩芯呈土状，遇水具崩解性，渗透系数为 6.4110-4cm/s，现场压水试验透水率为 1522Lu，属于中等透水层，该层厚度约 15m；下部基岩为强风化石英砂岩，紫红色，岩芯呈短柱状，通过现场压水试验，其透水率为 9.2Lu，属弱透水层，厚度大于5m，为43、相对隔水层。由于上部基岩为中等透水层，可能存在沿上部基岩渗漏问题。5.2.3 左侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施（1）左侧水轮及泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题，泵站基础浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，泵站下游面见散浸现象。建议对基础进行加固防渗处理，（2）泵站基底渗漏问题。泵站基岩上部为全风化花岗岩，渗透系数为 6.4110-4cm/s，现场压水试验透水率为 1522Lu，属于中等透水层，可能存在沿上部基岩渗漏问题。建议对泵站下基岩进行帷幕灌浆处理，灌浆深度深入相对不透水层 12m。5.2.4 右侧水轮机泵站工程质量及评价 洋塘水闸右侧水轮机44、位于水闸右侧，原装机 3 台水轮泵，该泵站进行了加固改造，将原水轮泵更换为潜水泵；2022 年水闸右岸渠首渡槽拆除重建项目实施期间进行更换管道、闸门和设备的改造。泵站基础为浆砌石基础，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失修，局部出现了勾缝水泥脱落现象；通过钻探揭露，浆砌石胶结较差，砌石之间存在较大的空隙，空隙线发育密度大于 10%，故渗透性好，泵站下游面见散浸现象。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 26 5.2.5 右侧水轮机泵站工程地质条件和评价 泵站基础与基岩接触面存在薄层花岗岩风化砂，乳白色，主要为粗中砂，以长石石英砂为主，厚度约 0.55cm45、，通过现场注水试验，其渗透系数 K=9.010-3cm/s，为中等透水性，可能存在沿接触面渗漏问题；基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、灰白色，岩芯呈土状，遇水具有崩解性，通过注水试验，其渗透系数为 1.8510-4cm/s，现场压水试验透水率为 1116Lu，属于中等透水层，该层厚度约 17m；下部基岩为强风化花岗岩，灰白色，岩芯呈短柱状，通过现场压水试验，其透水率为 8Lu，属弱透水层，厚度大于 5m，为相对隔水层。由于上部基岩为中等透水层，可能存在沿上部基岩产生渗漏问题。5.2.6 右侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施（1）右侧泵站基础破损、散浸问题，泵站基础浆砌石由于年久失修46、，局部出现了勾缝水泥脱落现象；通过钻探揭露，浆砌石胶结较差，砌石之间存在较大的空隙，空隙线发育密度大于 10%，故渗透性好，泵站下游面见散浸现象。建议对基础进行加固防渗处理。（2）右侧泵站基底接触面渗漏和基底基岩渗漏问题，泵站基础与基岩接触面存在薄层花岗岩风化砂，厚度约 0.55cm，通过现场注水试验，其渗透系数 K=9.010-3cm/s，为中等透水性；基岩上部为全风化花岗岩，遇水具有崩解性，通过注水试验，其渗透系数为 1.8510-4cm/s，现场压水试验透水率为 1116Lu，属于中等透水层。建议对基底接触面进行充填灌浆处理，对基岩进行帷幕灌浆处理。5.3 鱼道鱼道工程地质条件及评价工程47、地质条件及评价 5.3.1 鱼道工程质量及评价 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 27 鱼道位于水闸的左侧，长约 220m，宽 4m，高 4m，鱼道侧墙和底板为浆砌石，浆砌块石岩性主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，鱼道内淤积严重，侧墙和底板浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，侧墙面见散浸现象。鱼道现状如图 5.2。图图 5.2 5.2 鱼道现状照鱼道现状照 5.3.2 鱼道工程地质条件和评价 鱼道基底下基岩为花岗岩。基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、岩芯呈土状，遇水具有崩解性，属于中等透水层，该层厚度约 7m；下部基岩为强风化石英砂岩，紫红色，岩芯呈短柱48、状，其上段属中等透水层，厚度约7m，下段属于弱透水层，为相对隔水层，厚度大于 5m。可见上部基岩约14m（全风化花岗岩 7m，强风化石英砂岩 7m）为中等透水层，存在沿上部基岩渗漏问题。5.3.3 鱼道存在的主要工程地质问题及建议处理措施（1）鱼道存在淤积、侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题。通过现场调查，鱼道内淤积严重，侧墙和底板浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，侧墙面见散浸现象。建议清理淤积物，衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 28 对侧墙进行加固防渗处理。（2）地基渗漏问题。鱼道基底上部基岩约 14m（全风化花岗岩 7m，强风化石英砂岩 7m）为中等透水层49、，存在沿上部基岩渗漏问题。建议对基岩进行帷幕灌浆处理。5.4 交通桥工程地质条件及评价交通桥工程地质条件及评价 连接两岸交通的交通桥为双曲拱桥，共 26 跨，跨度 12m，桥面宽度5.4m；桥墩即为水闸闸墩，为浆砌石结构，块石为花岗岩，弱风化。现场观察交通桥无明显沉降开裂现象。根据现场勘探：桥墩地基为全风化花岗岩，全风化厚深度约 1015m，全风化花岗岩呈土状，紫红色，岩石矿物除石英以为均已变色，岩石较软，遇水软化，崩解，承载力低；下部为强风化花岗岩，节理裂隙发育，节理面多平直，张开，节理面多见铁质渲染。岩芯获得率低。石英砂岩节理裂隙发育，节理面见铁质渲染，岩芯呈短柱状，岩芯获得率低。综上所述50、：由于桥墩基础直接坐落在全风化花岗岩之上，建议对桥墩地基进行补强措施。5.5 防洪堤工程地质条件及评价防洪堤工程地质条件及评价 5.5.1 防洪堤现状 水闸上下游两侧均有防洪堤，本次勘测长度左岸防洪堤长 555m，右岸防洪堤长 481m，总长为 1036m。防洪堤堤顶宽约 3m，堤外坡约 1：1.5，内坡约 1:1.251:2.0m，堤身高 47m。防洪堤修建时未经过专门的勘察设计，堤防填筑土主要为就近取土，主要为冲积堆积粉质粘土、壤土、局部甚至为砂、砂砾石等。经现场调查，1994 年特大洪水，左岸堤防 0+4100+500 段被洪水冲垮。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 29 5.5.51、2 堤身工程地质条件及评价（1）左岸防洪堤 0+0000+280 段，堤顶高程为 55.860.2m，堤顶宽约 4m，堤高约 7m，堤外坡比为 1:1.5，堤内坡比为 1:1.25，堤顶为乡村公路，填土上部 50cm 为路基填土，主要为粉质粘土夹碎石，黄褐色，黄色，可塑硬塑状，下部为粉质粘土，黄褐色，黄色，手捻细腻，略有砂感，室内试验表明，其渗透系数 4.1810-6cm/s，属于弱透水层。综上所述，堤身填筑质量较好，抗渗能力高，但内外坡比较陡，可能存在堤身抗滑稳定问题。（2）左岸防洪堤 0+2800+555 段，堤顶高程 51.052.6，堤顶宽约4.5m，堤高约 4m，堤外坡约 1:1.552、，沿线已经做了浆砌石护坡，堤内坡 1：2.0。堤身填土主要为壤土、砂砾石、砂等，含少量粉质粘土，黄褐色，结构松散，标贯击数约 57 击，现场注水试验表明，其渗透系数为4.510-3cm/s，属于中等透水层。据现场调查，左岸堤防 0+4100+500段 1994 年被冲毁。堤内大部分地势较高，但左岸堤防 0+3800+420 地势相对较低，高程为 43.644.1m，且堤身渗透性高，故存在堤身渗漏问题；堤外坡已经做了浆砌石护坡，但护坡完整性较差，破损严重，见图 3.5.2，且外坡较陡，故在河水冲刷切脚后，可能存在堤身稳定问题。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 30 图图 3.5.2 3.553、.2 左岸护坡左岸护坡 （3）右岸防洪堤：堤顶高程 53.055.5，堤顶宽约 3.0m，堤高约 56m，堤外坡比约 1:1.5，其中右岸 0+1300+350 段堤防以做浆砌石和砼护坡，堤内坡 1:2.0。堤身填土主要为粉质粘土，黄褐色，可塑状，结构松散，现场注水试验表明，其渗透系数为 3.710-5cm/s，属于弱透水层。由于堤身填土主要为粉质粘土，弱透水性，但堤防大部分未作护坡，且堤身填土松散，故在洪水期可能存在堤身抗冲刷稳定性问题。5.5.3 堤基工程地质结构分类 根据堤防工程地质勘察规程以及堤基地层分布及结构特征，洋塘水闸防洪堤堤基结构为双层结构（II）和多层结构（III），其亚类分54、类类型、结构特征以及分布位置见表 5.1。堤基结构分类表堤基结构分类表 表 5.1 类 型 结 构 特 征 主 要 分 布 位 置 累 计 长 度 (m)占 堤 防 百 分 比 大 类 亚 类 双 层 结 构 类 ()上 厚 粘 性 土 下 粗 粒 土 （II1）堤 基 上 部 为 粉 质 粘 土，厚 约2.0 6.5m，下 部 为粉 细 砂、砂 砾 石，厚 度 约4 9.0m。左 岸：0+250 0+275；0+3000+555；右 岸0+000 0+065；0+1050+315 555 53.6%上 厚 粘 性 土 下 粗 粒 土 （II1）堤 基 上 部 为 薄 层 粉 质 粘 土，厚 55、度 约2m，中 部 为 壤土，厚 约3.5m，下 部 为 砂 砾 石。厚 度 约3m。右 岸0+315 0+481 166 16.0%衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 31 上 厚 粘 性 土 下 粗 粒 土 （II1）堤 基 上 部 为 薄 层 壤 土，厚 度 约2m，中 部 为 粉 质 粘土，厚 约3.4m，下 部 为 砂 砾 石。厚 度 约5.7m。左 岸0+000 0+180 180 17.4%上 薄 粘 性 土 下 粗 粒 土 （II2）堤 基 上 部 为 薄 层 壤 土，厚 度 不 到2m，下 部 为 粉 细砂。厚 度 约3.5m。左 岸0+275 0+300 25 2.4%56、多 层 结 构 类 （III）上 薄 层 砂 砾 石 （III1）左 岸 堤 基 上 部 为 薄 层 砂 砾 石，厚 度 约2m，中 部 为壤 土，厚 约7m，下 部 为 粉 细 砂、砂 砾 石 层。厚 度约5m。右 岸 堤 基 上 部 为 薄 层 砂 砾 石，厚 度 不 到1m，中 部为 粉 质 粘 土，厚 约4m，下 部 为 粉 细 砂、砂 砾 石 层。厚 度 约5m。左 岸0+180 0+250 右 岸0+65 0+105 110 10.6%5.5.4 堤基工程地质条件及评价 根据堤基地质结构，结合主要工程地质问题及堤内塘、渠、沟、冲刷坑等因素对堤段进行工程地质分类，划分为工程地质条件较57、好（B）、工程地质条件差（D）两类。各类型工程地质条件分类分段见表 5.2。堤防工程地质分段表堤防工程地质分段表 表 5.2 分 段 类 型 工 程 地 质 特 征 分 段 位 置 累 计 长 度 占 河 堤 总 长 百 分 比 (%)B 为 (1)类 堤 基，工 程 地 质 条 件 较 好。左 岸：0+000 0+180；0+2500+275；0+300 0+555；右岸 0+0000+065 右岸 0+1050+481 901 87%D 为(2)、（III3）类 堤 基，工 程 地 质 条 件 差，存 在渗 透 变 形 问 题。左岸 0+1800+250 左岸 0+2750+300 右岸 58、0+650+105 135 13%根据堤基结构及险情调查情况，对各段堤基工程分段评价如下：（1）左岸 0+0000+180 段，堤基为多层结构上薄层壤土亚类（II1），上部为壤土，黄褐色，黄色，可塑状，手捻砂感重，含少量砂砾石，标贯击数 12 击，该层厚约 2m；中部为粉质粘土，黄褐色，可塑状，手捻略有砂感，切口较光滑，现场注水试验 4.710-5cm，属于弱透水层，该层厚约3m；下部为砂砾石层，褐色，含水量高，以砾石和粗砂为主，砾石约占 30%，粗砂约占 45%，含少量粉细砂和泥，结构较密实，湿，动探击数为 8 击，衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 32 现场注水试验表明，其渗透系数为59、 7.810-3cm/s，属于中等透水层，该层厚约 5.5m。基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外，在高水位时，可能沿砂砾石层产生渗漏，在池塘、沟渠附近甚至可能发生管涌。综上所述，该段堤基工程地质条件较差，属于 B 类堤基。（2）左岸 0+1800+250 段，堤基为多层结构（III1），上部为砂砾石，黄褐色，砾径 24cm，磨圆度好，松散，含大量泥，中等透水性，该层厚约 1.5m；中部为粉质粘土，黄褐色，可塑状，手捻略有砂感，切口较光滑，含少量砾石，动探击数为 12 击，弱透水性，该层厚约 7m；下部为粉细砂及砂砾石层，粉细砂层厚 2.6m，黄褐色，松散，含少量砂砾60、石，中等透水性；砂砾石层厚约 2.0m，黄褐色，砾径 24cm，较密实，含较多泥及粗中砂等，动探击数为 12 击，现场注水试验表明，其渗透系数为7.810-3cm/s，属于中等透水层。基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于上下均分布有一层砂砾石层，且贯通堤内外，在高水位时，可能沿砂砾石层、壤土层产生渗漏，甚至发生管涌。综上所述，该段堤基工程地质条件差，属于 D 类堤基。（3）左岸 0+2500+275；0+3000+555 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，含少量粗砂，厚约 3.5m，标贯击数 69 击，弱透水性；中部为粉细砂，黄褐色，含少量泥和砂砾石，稍密实，61、厚约 5.5m，现场注水试验 K=8.910-4cm/s，属于中等透水层；下部为砂砾石层，褐色，厚约 3.2m，该层含水量高，以砾石和粗砂为主，砾石约占 35%，粗砂约占 40%，含少量粉细砂和泥，结构较密实，湿，动探试验击数为 89 击，现场注水试验表明，其渗透系数为 8.110-3cm/s，属于中等透水层；基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。粉细砂层和砂砾石层贯通堤内外，但堤内存在较宽的平台，宽 65110m，且上部存在 3.5m衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 33 的粘性土，故在高水位时，产生渗透变形的可能性比较小。综上所述，该段堤基工程地质条件较好，属于 B 类堤基。（4）右岸 062、+0000+065；0+1050+315 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，稍有砂感，含少量粗中砂，现场注水试验为 4.710-5cm/s，为弱透水层，该层厚约 4m，局部见砂砾石透镜体，松散，最厚约 0.8m；下部为粉细砂及砂砾石层，粉细砂层厚约 03m，黄褐色，松散，含少量泥和砾石，透水性好，为中等透水性，呈透镜体形式分布，主要分布 0+0000+100 堤段；砂砾石厚约 4m，黄色，松散，砾径 24cm，磨圆度好，含少量泥，现场注水试验 1.8810-44.7910-5cm/s，属于中等透水层；基岩为花岗岩，灰白色，全风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外63、，但堤内地势较高，一般为 49.3m，上部存在较厚粉质粘土层，基本不存在渗透稳定性问题，故该段堤基工程地质条件较好，属于 B 类堤基。（5）右岸 0+3150+481 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，稍有砂感，含少量粗中砂，现场注水试验为7.610-5cm/s，为弱透水层，该层厚约 2.0m；中部为壤土，黄色，含大量粉粒，中等透水性，该层厚约 3.8m；下部为砂砾石层，黄色，松散，砾径24cm，磨圆度好，含少量泥，中等透水性，该层厚约 3.3m；基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外，但堤内地势较高，一般为 49.351.8m，上部存64、在较厚粉质粘土层，属于 B 类堤基。5.5.5 堤防工程地质问题及处理措施建议（1）堤身稳定性问题：堤身填筑主要为就近取土，碾压不密实，且部分地段外坡坡比大，汛期时，河水高涨，外坡当冲，可能存在堤身滑坡、衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 34 坍塌问题，如右岸防洪堤 0+2900+350 处 1994 年出现过大范围的坍岸。建议对其堤防坡比陡的地方进行培厚或护坡处理。（2）堤基渗漏问题，部分堤基下部存在较厚的壤土、粉细砂和砂砾石层，且贯穿堤内外，中等透水性，外河水位高涨时，可能存在渗透变形问题，甚至产生管涌。建议对其进行防渗处理。6 6 岩土力学参数推荐值岩土力学参数推荐值 前期进行注水65、试验 28 段，见表.1，前期进行注水试验 40 段，见表.2，前期取土样 6 组进行室内土工试验，见表 6.1，取岩样 1 组进行室内试验，见表 6.2，根据前期试验资料，结合附近类似工程力学参数以及前期勘探成果，推荐洋塘水闸各岩土物理力学参数见表 6.3、6.4。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 35 洋塘水闸除险加固岩土洋塘水闸除险加固岩土力学试验成果汇总表力学试验成果汇总表 表 6.1 钻孔编号 取土 深度 土样 分类 天然状态下土的物理性指标 土粒 比重 液限 塑限 塑性 指数 液性 指数 垂直 渗透 系数 土的压缩性 抗剪强度 含 水 率 湿 密 度 干 密 度 孔 隙 比 66、孔 隙 率 饱 和 度 孔 隙 比 压缩 系数 压缩 模量 总应力 摩 擦 角 凝 聚 力 m 按颗粒 组成分类%g/cm3 g/cm3%cm/s MPa-1 MPa 度 kPa N1-2 8.28.4 粉质粘土 21.5 1.99 1.64 0.673 40.2 87.5 2.74 36.4 22.9 13.5-0.10 4.05E-05 0.673 0.192 8.73 18.3 21.8 N3-1 7.77.9 粉质粘土 22.3 1.98 1.62 0.674 40.3 89.7 2.71 41.0 26.5 14.5-0.29 4.29E-05 0.674 0.295 5.68 1867、.8 20.8 N2-1 5.25.4 壤土 18.3 1.99 1.68 0.623 38.4 80.2 2.73 33.5 21.2 12.3-0.24 6.43E-05 0.623 0.186 8.73 20.3 19.9 N4-2 6.66.8 壤土 19.5 2.73 28.8 17.9 10.9 0.15 N4-1 3.84.0 壤土 19.1 1.99 1.67 0.634 38.8 82.3 2.73 35.2 22.3 12.9-0.25 7.23E-05 0.634 0.243 6.73 19.8 20.8 N1-1 6.26.4 粘土 23.5 2.72 46.2 27.68、0 19.2-0.18 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 36 洋塘水闸除险加固洋塘水闸除险加固岩石物理力学性试验成果表岩石物理力学性试验成果表 表 6.2 野外 编号 试验 编号 岩石名称(野外定名)风化 程度 颗粒 密度 块体 湿密度 块体 干密度 吸水率 饱和 吸水率 孔隙率 单轴抗 压强度 软化 系数 弹 性 模 量(饱和)Gs S d Wa Wsa n 干燥 饱和 E g/cm3 g/cm3%MPa MPa GPa ZK4 1-110 花岗岩 弱 2.68 2.68 2.67 0.10 0.11 0.37 180.16 140.31 0.78 58.65 执行标准 水利水电工程69、岩石试验规程SL 264-2001 试 验 说 明 1.试件由岩芯加工而成。2.岩石/岩石抗剪强度采用单面直接快剪法进行，其中受剪面经 120#金刚砂打毛，受剪面积 38.48cm2，但因样品数量太少，该组岩石/岩石抗剪试验采用单点法测试，其试验成果仅供参考。3.成果表中所提数值均为 23 块试件的算术平均值。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 37 洋塘水闸除险加固岩洋塘水闸除险加固岩体体物理力学参数推荐值表物理力学参数推荐值表 表 6.3 地层 岩性 风化 程度 饱和抗 压强度(Mpa)弹性 模量(Gpa)抗剪强度 抗剪断强度 允许 承载力(Kpa)抗冲 流速(m/s)临时开 挖坡比 70、永久开 挖坡比 岩/岩 砼/岩 岩/岩 砼/岩 f f c MPa c MPa 52+3 花岗岩 弱风化 5055 10-15 0.530.55 0.550.57 0.901.0 0.500.60 0.900.95 0.40.5 2000 2500 45 1:0.3 1:0.5 强风化 210 0.51 0.400.42 0.400.45 0.450.48 0.10.15 0.550.60 0.150.18 800 1000 12 1:0.75 1:1 全风化/0.020.03 0.30.35 0.30.35 0.30.35 0.020.03 0.350.40 0.020.03 350400 71、0.51 1:1 1:1.25 D2t 石英砂岩 弱风化 5055 56 0.530.56 0.58 0.6 0.900.95 0.500.60 0.850.90 0.40.5 2000 2200 45 1:0.3 1:0.5 注：所提指标综合考虑了岩体受构造影响下的完整性差的因素 洋塘水闸除险加固土体主要物理力学参数推荐值表洋塘水闸除险加固土体主要物理力学参数推荐值表 表 6.4 地层 岩土 名称 含水 量(%)湿密 度(g/cm3)干密 度(g/cm3)孔隙 比(%)比 重 塑性 指数 液性 指数 渗透 系数(cm/s)压缩 系数(Mpa-1)抗剪强度 允许 承载力(Kpa)抗冲刷 流 速72、(m/s)临时 开挖 边坡 坡比 永久 开挖 边坡 坡比 允许 渗透 坡降 固结快剪 慢剪 内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)Q4aL 粉质 粘土 26.6 1.92 1.51 0.877 2.7 14 0.31 3.510-5 0.23 14 18.5 17 15 170 0.5 1:1.25 1:1.5 0.5 壤土 27.5 1.90 1.49 0.866 2.69 12 0.78 5.510-5 0.36 15 17.5 18 10 150 0.35 1:1.5 1:1.75 0.48 粉细砂 7.810-3 130 0.25 0.28 1:1.75 73、1:2 0.2 0.25 砂卵 砾石 4.89103 6.54102 32 0 300 0.7 1:1.75 1:2 0.18 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 38 7 7 天然建筑材料天然建筑材料及弃渣及弃渣 7.1 土料土料 本次对水闸周边土料场进行详查，设计需要土料 6.05 万方，料场位于水闸附近水湖村桂花屋场北侧山体上，主要为残破积堆积（Qel+dl）含碎石粉质粘土，黄褐色，桔黄色，可塑状，含少量角砾。土料场呈矩形长约 350m，宽约 250m，场地面积约 30000m2，上部生长少量松树及灌木，无用层约 0.6m，下部有用层 68m，土料储量大于104m3。据 2011年 74、6 月我院在洋塘水闸除险加固工程初步设计阶段勘察在该处完成的土料试验，其天然含水率 11.612.9%，最优含水率 13.716.2%，最大干密度约 1.771.86g/cm3，击实后渗透系数为 2.352.6510-5cm/s，内摩擦角为 24.525.8，内聚力为 21.822.7KPa。料场有简易公路通达，距水闸约 3.4Km，交通条件相对较好，场地坡度不大，适合机械开挖。料场现状如图 7-1。图图 7 7-1 1 土料场现状土料场现状照照 衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 39 7.2 砂砾石料、块石料砂砾石料、块石料 衡东县境内已经全面禁止开采砂砾石料，本工程所需砂砾石料需购买75、岩石粉碎形成的机制砂砾石。本项目选定的砂砾石、块石料场为衡东县民生采石场，位于甘溪镇大源村 15、16 组东侧山体处，岩性为泥盆系中统棋子桥组（D2q）灰白、灰色白云质灰岩、灰岩，岩石坚硬，节理裂隙不发育，结构面充填方解石，完整性好，呈弱风化微风化状，力学强度较高，成块率好，质量好，料场山体雄厚，天然露头良好，上部无用层约 1.0m。储量丰富，储量大于 823104m3，年产量 30 万吨/年。块石料建议物理力学指标如下：颗粒密度 2.62.7g/cm3，湿密度 2.52.6g/cm3，干密度 2.42.5g/cm3，饱和抗压强度大于 60MPa。岩块粉碎后筛分形成了各种粒径的石粉、砂砾石、碎76、石，含泥量小，碱和性满足要求，质量较好。开采较方便，有乡道 Y309 直达料场，运输条件较好，运距 24km。石料场现状如图 7-2。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 40 图 7.2 石料场现状照 7.3 弃渣场弃渣场 据设计方案，本项目不设固定弃渣场，采用社会消化项目施工中产生的弃渣方案。8 8 结论及建议结论及建议 8.1 结论结论 1）区域构造上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本区地震动峰值加速度为 0.77、05g，地震动反应谱特征周期为 0.35 s，相应的地震基本烈度为 VI 度。2）洋塘水闸位于洣水下游，洣水自南西向北东流向，河床水面宽阔、河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，右岸阶地发育较宽。衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察报告 41 3）工程区出露地层比较单一，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)石英砂岩、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q）。4）根据区域地质资料和现场地质调查资料，区内地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。区内河水水化学类型为 HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HC78、O3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼皆无腐蚀性。5）工程区主要物理地质现象为河床淤积和冲刷。水闸上游淤积厚度大约 2.53.5m，淤积物主要为泥砂、砂砾石、腐烂的树木杂草等。见两处冲刷坑，号冲刷坑长 30m，宽约 17m，面积约 500m2，冲刷坑深约0.51.0m；号冲刷坑长 8m，宽约 7m，面积约 50m2，冲刷坑深约 0.5m。6）泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用79、，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。7）堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，存在沿堰体与闸基接触面渗漏及渗透变形问题。8）闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，为中等透水层，表部为砂砾石层，透水性强，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。9）船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏衡东县洋塘水闸除险加固工程地质勘察80、报告 42 问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。10）左岸水轮泵站存在基础破损、散浸、接触面渗漏和泵基渗漏问题，右岸泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。11）鱼道存在淤积、侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。12）防洪堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用下存在堤身稳定性问题。13）根据堤防工程地质勘察规程以及堤基地层分布及结构特征，洋塘水闸防洪堤堤基结构为双层结构（II）和多层结构（III）；结合主要工程地质问题及堤内塘、渠、沟、冲刷坑等因素对堤段进行工程地质分类，划分为工程地质条件较好（B）、工程地质条件差（D）两类。其中B 类堤防占纵堤长 87%，D 类堤防占总堤长 13%。14）工程所需天然建筑材料砂料、石料质量基本满足设计要求，储量丰富，开采和运输条件方便。8 8.2.2 建议建议 建议下阶段加强施工地质工作，若发现新的地质问题，亦应适当补做专门性勘探与试验工作，及时修正，复核各种地质参数。