江西省赛湖大堤地震灾后应急工程地质勘察报告（31页）.pdf

1、江西省某市赛湖大堤地震灾后应急工程地质勘察报告二五年十二月 30概述 1 2 工程区地质概况 3 2.1 地形地貌 3 2.2 地层岩性 3 2.3 地质构造 4 2.4 水文地质 4 3 各险情堤段工程地质特征 4 3.1 乌鱼爪堤段 4 3.2 大桥堤段 10 3.3 十三连堤段 13 3.4 新一排闸和王家埒堤段 17 4 场地地震效应 22 5 主要工程地质问题 26 6 堤防工程地质条件及评价 27 7 天然建筑材料 28 8 结语 29 附表：土工试验成果表 附图：工程地质平面图、工程地质剖面图、工程地质钻孔柱状图、静力触探图 32一、概述 一、概述 由某市肇陈发育的乌石河流经花园

2、、洪下，与由横港发育的横港河流经范镇、洪岭，汇合于桂林桥，沿长岭山脚蜿蜒注入赛湖，再由阎家渡排入长江。从桂林桥至阎家渡修筑有连接的防洪堤坝，自下游向上为赛城湖堤、棉科所堤、五一堤、赛湖大堤、长河堤，组成赛城湖（集雨面积 991km2）总长 30.7Km的湖堤，保护某市城区、湖堤以北与长江大堤以南之间的 13.1 万亩耕地、11.8 万人口，以及九江至武汉铁路、九江至某、武汉公路等重要基础设施。赛湖大堤 50 年代始修筑，当时清基困难，未作基础处理，堤基存在渗漏、承载力低、易产生渗透变形和失稳等问题，运行过程中曾在 55 年、62 年、83 年和 98 年多次发生决口溃堤。2002 年某市为城市

3、防洪，从赛湖农场与赛湖大堤的螺丝港搭接向上游至桂林桥修筑城防堤，螺丝港至邹家嘴水闸下游 100m 与五一堤搭接仍有 7500m 长。2005 年 11 月 26 日，江西省北部的某市与九江县交界处发生了全省历史上罕见的 5.7 级地震，震中及周边地区人民生命财产遭受严重损失，这一地区的部分水利设施也遭到地震损坏，其中位于震中的某市赛湖大堤震害最为严重。地震发生后当地政府及有关部门对赛湖大堤进行了多次震害实地检查，沿堤发现多处险情，主要破坏现象有堤身塌陷、裂缝、塌洞、滑坡等，并且随余震的发生而不断发展，至今仍未稳定。目前已发现的 5 处重大险情有：1（1）乌鱼爪段堤身沉陷及裂缝 乌鱼爪段位于赛湖

4、大堤桩号 1+9002+800，全长 850m，为赛湖大堤历年防汛的重点险段，曾于 1962 年及 1983 年两次溃堤，本次地震后，2+171 内堤脚产生圆形塌洞，洞径约 5m，陷深约 0.5m，裂缝宽 0.5m；2+390 为 83 年溃口口门，该段堤曾进行拉直，2+540 至 2+595段坝体断裂，沉陷 1m，横向裂缝 5 条，宽 1020cm，纵向裂缝 3 条，宽 34cm，内外坡弧开裂缝 4 条，长 30m，宽 510cm；2+713 为 62年溃口口门。（2）大桥段堤身开裂，堤内旱地塌陷 位于桩号 5+7056+105，有横向裂缝 3 条，缝宽 23cm；桩号6+0106+050，

5、横向裂缝两条，缝宽 23cm。距离堤内脚 40m 旱地内产生塌陷，圆形，直径约 8m，陷深 0.7m，裂缝宽 35cm。（3）十三连堤段内大面积地陷 位于桩号 9+1509+450，距堤内脚 80m处产生大面积地震塌陷，目前已发现的明显地陷有 7 处，最大陷直径达 52m，深 10m，喷砂点 8 处，总面积约 7000m2。（4）新一排站大堤外坡脚沉陷 位于桩号 10+550，距坝脚 50m 处发生塌井，直径 8m。另在桩号11+100 堤内脚 50m 发生塌洞，直径 2m，深 1.0m。（5）王家埒段内外堤脚塌陷 位于桩号 12+151 内堤脚出现塌陷，洞径 3m；桩号 12+270，内堤脚

6、塌陷距堤脚仅 5m，直径 15-18m，深 3m，另下游侧水塘内塌洞 2 处，2空地上塌洞 1 处，距外堤脚 20m 滩地上塌陷，直径 10m。12 月 11 日发现水塘内再次出现塌洞，塘水干枯。为了及时修复加固地震给赛湖大堤造成的灾害，我院地勘公司积极派技术人员到现场查勘，采用 5 台油压百米钻机和 1 台轻便式静力触探和十字板剪切仪，于 12 月 4 号进入险情堤段进行勘察工作。目前外业工作仍在进行，由于时间紧迫，工作面广，外业钻探及室内土工试验按流程操作，部分险情堤段的地层结构和工程地质参数参考静力触探、十字板剪切试验和原有地质资料，有待今后完善。勘察工作中遵循下列规程规范：堤防工程地质

7、勘察规程（SL188-2005）水利水电工程地质测绘规程（SL299-2004）水利水电工程钻探规程（SL291-2003）土的分类标准（GBJ145-90）土工试验规程（SL237-1999）本次测量数据由院测量队提供，北京坐标系，吴淞高程。二、工程区地质概况 二、工程区地质概况 2.1 地形地貌 工程区位于北东东走向的幕布山脉之青山东麓与大岷山山脉东端延续的长岭山之间，低山河流至湖泊地貌。地势平坦，向东缓倾，地面高程 1915m，西高东低。2.2 地层岩性 区内地层基底为泥盆系上统五通群与石炭系上统黄龙组并层 3（D3+C21）灰白色含燧石沥青质灰岩，其上沉积河流冲洪积和湖积层，具明显的二

8、元结构，下部为砂砾石、粗砂、粉细砂，上部为粉质壤土、淤泥质粘土及粉质粘土。2.3 地质构造 工程区地质构造单元位于扬子准地台、下杨子钱塘台坳、九江台陷、九江某凹褶断束。区内褶皱比较强烈，背斜与向斜交替出现，延伸较大，部分呈梳状褶皱，甚至局部倒转。据中国地震动参数区划图（GB183062001）之界定，工程区地震动峰加速度值为 0.05g，相应地震烈度为度，可不考虑地震设防。该次地震已经超出规定，地震动峰加速度值该改为 0.10g，相应地震烈度为度，需进行抗震校核。2.4 水文地质 区内地势低洼，地下水位埋深浅，粘性土为相对不透水层，偶夹有透镜体砂层，为上层滞水，水量不丰，水力联系差；粗颗粒的砂

9、砾层为孔隙潜水，渗透性较强，水量丰厚，在汛期往往具承压性质，水力联系密切；基底的灰岩，岩溶发育，钻探揭露洞内淤积浮泥，洞内水量丰富。三、各险情堤段工程地质特征 三、各险情堤段工程地质特征 3.1 乌鱼爪堤段乌鱼爪堤段 地层岩性地层岩性：自上而下表述揭露地层岩性。堤身填土（rQ）：褐黄色、灰色粉质粘土、粉质壤土，局部夹砂壤 4土，含水量中高，较密实，局部夹少量细砾及螺壳；钻探揭露最大填土厚 7.80m。细砂土（al+lQ/4）：灰色，含水量高，较松散，夹含少量腐植质，局部夹粉质粘土薄层。在 2+830 断面层厚 4.4m，向下游变薄，至 2+564断面层厚 0.70m，往 2+390 断面逐渐尖

10、灭。层面高程 15.0317.41m，层底高程 12.1316.46m。粉质壤土、粉质粘土（al+lQ/4）：灰色、黄褐色，可塑软塑状，含水量高，切面光滑，粘性较强，上段夹少量螺壳及腐植质，中、下段夹灰白色斑团，局部夹少量细砾。层厚 3.68.0m，层面高程 12.1317.1m，层底高程 6.839.54m。淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：深灰色、灰绿色，饱水，软塑流塑状，有腐臭味，有析水及触变现象，夹螺壳及腐植质，局部夹少量细砾。层厚 4.107.10m，层面高程 6.839.54m，层底高程0.15.0m。砂壤土夹粉质壤土（al+plQ/4）：深灰色、灰色，饱水，较松软，夹

11、含腐植质，有腐臭味，局部夹少量细砾，析水及触变现象明显，手捏砂感较强。层厚 1.77.9m。细砂土（al+plQ/4）：灰色，灰黄色，饱水，较松散，局部夹腐植质，析水及触变现象明显。局部夹少量细砾，局部间夹粉质粘土。层厚0.403.0m。砂砾石（al+plQ/4）：灰色、灰绿色、灰黄色，饱水，砾石含量 50-60%，颗粒级配较好，较密实。层厚 2.76.8m。5砂砾石（al+plQ/3）：红黄色，含水量中，砾石含量 50-60%，磨圆度呈次圆状，颗粒级配较好，胶结密实状。2+085-2 及 2+500-2 两孔见有本层。层厚 4.15.6m。粉质粘土夹砾石（al+plQ/3）：红黄色，含水量中

12、，砾石含量 40-50%，胶结密实状。仅在 2+290 钻孔见有本层。层厚约 7m。灰岩（D3+C21）：表层 1-2 m全-强风化，岩芯呈碎块石夹砖红色粘性土状；中微风化岩石，灰色、青灰色，局部灰白、肉红色，岩芯呈长约 5-20cm柱状，见白色方解石脉，局部方解石化，岩芯呈白色，较坚硬；溶隙、溶孔、溶洞发育，溶隙面见砖红色泥膜，溶孔内有少量砖红色泥质充填，溶洞内沉淀有少量紫红色粘性土夹灰岩岩屑，饱水软可塑状。2+171-1、2+564-2、2+900-2 三个钻孔发现有溶洞。堤身土体工程地质特征：堤身土体工程地质特征：堤身填土（rQ）：较密实，局部夹少量细砾及螺壳；其物理力学性质指标如下：颗

13、粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒60 20 205 52 2 0.5 0.5 0.25 0.250.0750.0750.0050.005限 制 粒 径 d60 有 效 粒 径 d10 不 均 匀 系 数 Cu 允 许 渗 透 坡 降 允 0.6 1.0 11.1 59.1 28.2 0.0190.0022 8.6 0.46含水量w=31.1%，湿密度=1.90g/cm3，干密度d=1.45g/cm3，饱和密度sat=1.92g/cm3，孔隙比e=0.89，土粒比重Gs=2.73 g/cm3，液限WL17=42.45%,塑限Wp=25.76%,塑性指数Ip=16.69

14、%,液性指数IL=0.35，凝聚力C=17.1Kpa，摩擦角=9.6o;6压缩系数a1-2=0.55Mpa-1，压缩模量Es=4.65Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.65E-6cm/s，标准贯入试验击数平均值为 5 击，承载力标准值fk145kpa；允许渗透坡降，采用堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）附录D中的判别方法，根据填土颗粒分析统计可知：土的细粒含量Pc =63%)n1(41100%=47.25%，不均匀系数Cu=8.65，故填土的渗透变形破坏为流土型。由流土型的临界水力坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)计算得下部填土的临界水力坡降为 0.915。由于流土破坏为整体性破坏，

15、对大坝的危害较大，渗流安全系数取值 2.0，即允许渗透坡降为：I允I临I=0.915/2=0.46。根据静力触探成果确定各土层承载力特征值（下同）：1)对粘性土,当 0.3 ps3.0 时,按ak=83 ps+55；2)对粉细砂,当 1 ps10 时,按ak=20ps+59.5；3)对中粗砂，当 1 ps10 时,按ak=36ps+76.6；4)以上公式来自武汉联合小组。比贯入阻力Ps=1.21.5MPa,fak=155180kPa。堤基土体工程地质特征：堤基土体工程地质特征：细砂土（al+lQ/4）：较松散，标贯试验 5 击，渗透性 k2.00E-3cm/s，凝聚力C=0Kpa，摩擦角=28

16、o；在汛期容易产生管涌流砂，危害堤坝的安全，建议防渗处理。粉质壤土、粉质粘土（al+lQ/4）：其物理力学性质指标如下,7 颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 0.1 0.1 0.3 0.2 1.6 65.9 31.8 含水量w=33.17%，湿密度=1.86g/cm3，干密度d=1.40g/cm3，饱和密度sat=1.89g/cm3，孔隙比e=0.94，比重Gs=2.72 g/cm3，液限WL17=41.22%,塑限Wp=25.63%,塑性指数Ip=15.6%,液性

17、指数IL=0.5，凝聚力C=15.789Kpa，摩擦角=10.31o；压缩系数a1-2=0.55Mpa-1，压缩模量Es=3.87Mpa。室内垂直渗透试验 K=1.12E-5cm/s，标准贯入试验击数平均值为 4 击，承载力标准值fk135kpa；比贯入阻力Ps=0.70MPa,承载力特征值fak=115kPa，十字板剪切试验，Cu=29.7Kpa,Cu=4.7Kpa,St=6.23；淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：其物理力学性质指标如下：颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.075

18、0.0050.005 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3 69.4 29.9 含水量w=38.8%，湿密度=1.80g/cm3，干密度d=1.30g/cm3，8饱和密度sat=1.81g/cm3，孔隙比e=1.13，比重Gs=2.72 g/cm3，液限WL17=39.88%,塑限Wp=22.65%,塑性指数Ip=17.22%,液性指数IL=0.96，凝聚力C=10.33Kpa，摩擦角=4.88o；压缩系数a1-2=0.72Mpa-1，压缩模量Es=2.85Mpa。室内垂直渗透试验 K=4.31E-6cm/s，标准贯入试验击数平均值为 3 击，承载力标准值fk105kpa；比贯入阻力Ps=0

19、.24MPa,承载力特征值fak=75kPa，十字板剪切试验，Cu=20Kpa,Cu=2.5Kpa,St=8；该土层具低承载力，高压缩性，灵敏度较高，透水性能差。砂壤土夹粉质壤土（al+plQ/4）：其物理力学性质指标如下,颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 1.3 15.012.334.74.7 24.0 8.0 含水量w=24.19%，为细粒土向粗粒土过渡层，凝聚力C=3Kpa，摩擦角=27o，渗透性k5.00E-4cm/s。细砂土（al+plQ/4）：标贯试验

20、N=5 击，松散，比贯入阻力 Ps=1.0Mpa，fk=80Kpa。砂砾石（al+plQ/4）：稍密状，动力触探N=8.9 击，比贯入阻力Ps=2.5Mpa，fak=166Kpa。以上两层砂性土，富含水，具良好的透水性，汛期具承压性。9砂砾石（al+plQ/3）：胶结密实，工程地质条件较好。粉质粘土夹砾石（al+plQ/3）：胶结密实状，工程地质条件较好。灰岩（D3+C21）：溶洞发育，地震时造成上部泥砂塌落、塌陷，严重威胁堤坝安全。建议充填灌浆处理。乌鱼爪堤段堤基为多层地质结构，类，堤基土表层细砂土未清除，存在渗透问题，粉质壤土及淤泥质粘土层软弱，承载能力差，下部的砂及砂砾石层汛期具承压性，

21、基岩（灰岩）发育溶洞，工程地质条件复杂，是造成历年溃坝和这次坝身断裂下陷的原因。3.2 大桥堤段大桥堤段 地层岩性地层岩性：自上而下表述揭露地层岩性。堤身填土（rQ）：由河滩取土回填，为褐黄色粉质壤土，局部夹砂壤土团，含水量中，较密实。填土厚 5.56.0m。粉质壤土、粉质粘土（al+lQ/4）：褐黄色、灰色，含水量中高，可塑软可塑状；夹少量螺壳及腐植质，中、下段夹灰白色斑团，局部夹少量细砾。层厚 4.89.8m，层面高程 14.817.30m，层底高程7.3610.6m。淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：深灰色、灰绿色，饱水，软塑状，夹螺壳及腐植质，有腐臭味，有析水及触变现象，局

22、部夹簿层细砂土、砂壤发土，局部夹少量细砾。层厚 2.76.9m，层面高程7.3610.6m，底面高程 1.84。9m。砂壤土（al+plQ/4）：深灰色、灰黄色，饱水，较松软，夹含腐植质，有腐臭味，局部夹少量细砾，析水及触变现象明显。呈透镜状分布，10层厚约 2m。细砂土（al+plQ/4）：灰黄色，饱水，稍密，局部夹腐植质，析水及触变现象明显。局部间夹粉质粘土，局部夹细砾。层厚 0.72.8m。砂砾石（al+plQ/4）：灰色、灰绿色、灰黄色，饱水，砾石含量 50-60%，磨圆度呈次圆状，颗粒级配较好，较密实。层厚 1.85.6m。砂砾石（al+plQ/3）：浅黄色、红黄色，含水量中，砾石含

23、量 50-60%，磨圆度呈次圆状，颗粒级配较好，胶结密实状。5+822 剖面见有本层，层厚 1.42.2m。粉质壤土、粉质粘土夹砾石（al+plQ/3）：红黄色、砖红色，含水量中，砾石含量 30-40%，胶结密实状。5+725 剖面见有本层，层厚 3.114.8m。灰岩（D3+C21）：表层 1-2 m全-强风化，岩芯呈碎块石夹砖红色粘性土状；中微风化岩石，灰色、青灰色，局部灰白、肉红色，岩芯呈长约 5-20cm柱状，见白色方解石脉，局部方解石化，岩芯呈白色，较坚硬；溶隙、溶孔、溶洞发育，溶隙面见砖红色泥膜，溶孔内有少量砖红色泥质充填，溶洞内沉淀有少量紫红色粘性土夹灰岩岩屑，饱水软可塑状。5+

24、725-0、5+725-3、5+822-1、5+822-2、5+920、6+009-1六个钻孔发现有溶洞。堤身土体工程地质特征：堤身土体工程地质特征：堤身填土(rQ):由河滩取土回填,黄褐色,局部含砂,为粉质粘土或壤土。其颗粒组成:0.10.05mm,22.0%;0.050.005mm,50.0%;小于0.005mm,28.0%;其物理学性质指标如下:天然含水量W=23%;湿密度 11=2.02g/cm3;干密度d=1.64g/cm3;孔隙比=0.66;塑性指数Ip=16.5;液性指数I1=0.24;凝聚力C=300Kpa;摩擦角=14.5o;压缩系数a1-2=0.35Mpa-1;压缩模量Es

25、=5.6Mpa。室内垂直渗透试验K=n10-6cm/s;钻孔注水渗透试验K=n10-3cm/s;（堤身上部土层）；K=n10-4cm/sn10-5cm/s（堤身全段）；标 贯 试验N=4-7 击；比贯入阻力Ps=12-15Kg/cm2,fk=140180Kpa。堤基土体工程地质特征：堤基土体工程地质特征：粉质壤土、粉质粘土（al+lQ/4）：其颗粒组成如下：0.10.05mm,19.5%;0.050.005mm,46.0%;小于0.005mm,34.5%;其物理力学性质指标如下：天然含水量W=26.3%;湿密度=1.98g/cm3;干密度d=1.57g/cm3;孔隙比=0.73;塑性指数Ip=

26、16.0;液性指数I1=0.55;凝聚力C=30.0Kpa;摩擦角=13.8o;压缩系数a1-2=0.33Mpa-1;压缩模量Es=5.21Mpa。室内垂直渗透试验K=n10-6n10-7cm/s;标贯试验N=6击；比贯入阻力Ps=12-15Kg/cm2,fk=160Kpa。淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：天然含水量W=38.0%;湿密度=1.88g/cm3;干密度d=1.36g/cm3;孔隙比=1.01;塑性指数Ip=12.0;液性指数I1=1.23;凝聚力C=15.0Kpa;摩擦角=6o;压缩系数a1-2=0.52Mpa-1;压缩模量Es=3.00Mpa。室内垂直渗透试验K=

27、4.710-6cm/s;标贯试验N=4 击；比贯入阻力Ps=8-10Kg/cm2,fk=100Kpa。该土层具低承载力，高压缩性，透水性能差。砂壤土（al+plQ/4）：为细粒土向粗粒土过渡层，凝聚力C=3Kpa，摩擦角=27o，渗透性k5.00E-4cm/s。12细砂土（al+plQ/4）：标贯试验 N=5 击，松散，比贯入阻力 Ps=1.0Mpa，fk=80Kpa。砂砾石（al+plQ/4）：稍密状，动力触探N=8.9 击，比贯入阻力Ps=2.5Mpa，fak=166Kpa。以上两层砂性土，富含水，具良好的透水性，汛期具承压性。砂砾石（al+plQ/3）：胶结密实，工程地质条件较好。粉质壤

28、土、粉质粘土夹砾石（al+plQ/3）：胶结密实状，工程地质条件较好。灰岩（D3+C21）：溶洞发育，地震时造成上部泥砂塌落、塌陷，严重威胁堤坝安全。建议充填灌浆处理。大桥堤段堤基地质结构为多层结构，类，堤基土表层粉质壤土、粉质粘土及淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土层软弱，承载能力差，中部的砂土及砂砾石层汛期具承压性，基岩（灰岩）溶洞发育，工程地质条件复杂，是造成这次堤身裂缝及地面下陷的原因。3.3 十三连堤段十三连堤段 地层岩性地层岩性：自上而下表述揭露地层岩性。堤身填土（rQ）黄褐色粉质壤土，含水量低-中，粉质含量较高，切口较粗糙，较密实，局部为灰黑色。填土厚约 6.00m。粉质粘土、粉质壤土（

29、al+lQ/4）：黄褐色、灰黄色，含水量中，可塑状，切面光滑，粘性较强；局部夹粉细砂透镜体。层厚 5.007.5m，层面高程 17.1118.46m，层底高程 10.3212.36m。淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：深灰色，饱水，软塑状，13有析水及触变现象。层厚 3.04.0m，层面高程 10.3212.11m，层底高程 6.329.11m，在堤内尖灭。砂土（al+plQ/4）：灰色、灰黄色，饱水松散状，颗粒上细下粗，夹含少量砾石，局部夹腐植质，析水及触变现象明显。层厚 3.610.0m，层面高程 6.329.11m，层底高程-2.484.96m。砂砾石（al+plQ/4）：灰

30、色、灰黄色、灰绿色，饱水，砾石含量 50-60%，磨圆度呈次圆状，颗粒级配较好，较密实。层厚 2.56.5m。灰岩（D3+C21）：表层 1-2 m全-强风化，岩芯呈碎块石夹砖红色粘性土状；中微风化岩石，灰色、青灰色，局部灰白、肉红色，岩芯呈长约 5-20cm柱状，见白色方解石脉，局部方解石化，岩芯呈白色，较坚硬；溶隙、溶孔、溶洞发育，溶隙面见砖红色泥膜，溶孔内有少量砖红色泥质充填，溶洞内沉淀有少量紫红色粘性土夹灰岩岩屑，饱水软可塑状。9+274-2 钻孔 26.4-29.5m、30.0-33.0m为溶洞。堤身土体工程地质特征：堤身土体工程地质特征：堤身填土（rQ）：其主要物理力学指标：颗粒组

31、成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒60 20 205 52 2 0.5 0.5 0.25 0.250.0750.0750.0050.005限 制 粒 径 d60 有 效 粒 径 d10 不 均 匀 系 数 Cu 允 许 渗 透 坡 降 允 0.3 1.8 2.9 33.4 59.9 48.4 0.0250.0035 7.14 0.430含水量w=24.84%，湿密度=1.89g/cm3，干密度d=1.51g/cm3，饱和密度sat=1.96g/cm3，孔隙比e=0.80，比重Gs=2.73g/cm3，液限WL17=32.57,塑限Wp=20.14,塑性指数Ip=12.4,

32、14液性指数IL=0.38，凝聚力C=30.0Kpa，摩擦角=15o;压缩系数a1-2=0.31Mpa-1，压缩模量Es=5.6Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.81E-7cm/s，标准贯入试验击数平均值为 5 击，承载力标准值fk145kpa；比贯入阻力Ps=1.3MPa,承载力特征值fak=1162kPa。允许渗透坡降，采用堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）附录D中的判别方法，根据下部填土颗粒分析统计可知：土的细粒含量pc=)n1(41100%=45%35%，同时不均匀系数大于 5，故下部填土的渗透变形破坏为流土型。由流土型的临界水力坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)计算得下部填

33、土的临界水力坡降为 0.961。由于流土破坏为整体性破坏，对大坝的危害较大，渗流安全系数取值 2.0，即允许渗透坡降为：I允I临I=0.961/2=0.48。堤基土体工程地质特征：堤基土体工程地质特征：粉质壤土、粉质粘土（al+lQ/4）：其主要物理力学指标：颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 0.5 1.0 0.6 2.5 6.4 72.0 17.0 含水量w=27.02%，湿密度=1.92g/cm3，干密度d=1.51g/cm3，饱和密度sat=1.96g/cm3

34、，孔隙比e=0.81，比重Gs=2.73 g/cm3，15液限WL17=34.41,塑限Wp=20.44,塑性指数Ip=13.97,液性指数IL=0.47，凝聚力C=23Kpa，摩擦角=8o；压缩系数a1-2=0.38Mpa-1，压缩模量Es=4.8Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.89E-7cm/s，标准贯入试验击数平均值为 3-5 击，承载力标准值fk125kpa；比贯入阻力Ps=0.55MPa,承载力特征值fak=100kPa，十字板剪切试验，Cu=38.6Kpa,Cu=13.6Kpa,St=2.32；淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土（al+lQ/4）：其主要物理力学指标：颗粒组成（粒径 mm

35、）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 1.6 4.4 72 22 含水量w=38.28%，湿密度=1.89g/cm3，干密度d=1.37g/cm3，饱和密度sat=1.89g/cm3，孔隙比e=1.00，比重Gs=2.74 g/cm3，液限WL17=38.07,塑限Wp=21.91,塑性指数Ip=16.16,液性指数IL=1.01，凝聚力C=10.0Kpa，摩擦角=5.50o；压缩系数a1-2=0.48Mpa-1，压缩模量Es=4.10Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.14E-7cm/s，

36、标准贯入试验击数平均值为 3 击，夹砂，承载力标准值fk105kpa；比贯入阻力Ps=0.1MPa,承载力特征值fak=63kPa，十字板剪切试验：建议凝聚力C=10.0Kpa，摩擦角=5.0o；16砂土（al+plQ/4）：标贯试验 N=5 击，松散，比贯入阻力 Ps=1.0Mpa，fk=80Kpa。砂砾石（al+plQ/4）：动力触探 N=9.6 击，松散稍密，按地震裂度度考虑，表层粉细砂存在液化问题。比 贯 入 阻 力 Ps=2.9MPa,承 载 力 特 征 值 fak=295kPa，渗 透 试 验K=2.00E-3cm/s，渗透性较强，汛期均存在承压性，建议防渗处理。淤泥质粘土（al+

37、plQ/4）：稀软，残存于灰岩基岩面之上，承载能力低。泥盆系上统五通群与石炭系上统黄龙组并层灰岩（D3+C21）：发育溶洞，严重威胁堤坝安全，建议灌浆处理。该堤段地基土粉质壤土、粉质粘土层为天然铺盖，下卧淤泥质粘土、淤泥质粉质壤土层承载能力低，尤其是砂砾石层，具较强渗透性，汛期存在管涌泡泉问题，基底的灰岩层中发育溶洞，是这次地震造成喷砂冒水、产生 7 个塌坑的内在原因。3.4 新一排闸和王家埒堤身段 3.4 新一排闸和王家埒堤身段 地层岩性地层岩性：自上而下表述揭露地层岩性。堤身填土（rQ）：由黄红色粉质粉质壤土组成，含水量低，填土上部 11.5m 稍密，下部结构欠密实，局部夹少量碎石。堤身高

38、度 4.35.8m。粉质壤土（al+lQ/4）：褐黄色、灰褐色，可塑状，含水量中-高，上部一般分布 0.51 米的接触带，含植物根系，切面较粗糙，粘性不强，中段夹灰白色斑团,下段见黑色铁锰质斑膜。层厚 6.08.10m，17层面高程 18.219.4m，层底高程 10.812.8m。细砂土（al+lQ/4）：灰色、灰绿色，饱水，较松散，局部夹灰色粉质壤土，下段夹少量细砾,析水及触变现象明显。层厚 1.104.6m，层面高程 11.413.2m，层底高程 811.8m。砂砾石（al+plQ/4）：灰黄色、褐黄色，饱水，砾石含量 60%左右，成分为石英岩及石英砂岩，粒径 0.5-4cm，磨圆度呈次

39、圆状、次棱角状;砾砂及泥含量 40%左右，颗粒级配较好，稍密。底部砾石直径增大，粒径一般 3-6cm，稍密状。层厚 2.211.20m，层底高程 6.70.96m。泥盆系上统五通群与石炭系上统黄龙组并层灰岩（D3+C21）：强风化，肉红色，岩芯呈碎块石状或短柱状，裂隙发育，裂隙面不规则。12+270-1 钻孔揭露孔深 21.40-25.30m为溶洞，洞内沉淀物一般为砂砾石或红土夹灰岩岩屑，软可塑状，层厚约不一。洞底部为中等风化灰岩，浅灰色，岩芯呈碎块状，夹白色方解石脉，较硬。堤身堤基土体工程地质特征：堤身堤基土体工程地质特征：该堤段位于河流的上游部位，堤基土一般分布一层冲积相的细砂土，其上部的

40、粉质壤土层，下部为颗粒较粗的砾砂和砂卵石层。各层土的物理力学指标分述如下：堤身土体工程地质特征：堤身土体工程地质特征：堤身填土（rQ）：其主要物理力学指标：颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒限 制 有 效 不 均 允 许 渗 1860 20 205 52 2 0.5 0.5 0.25 0.250.0750.0750.0050.005粒 径 d60 粒 径 d10 匀 系 数 Cu 透 坡 降 允 0 0 0 0 24 52.0 18.0 0.0250.0039 6.4 0.480含水量w=21.97%，湿密度=1.92g/cm3，干密度d=1.57g/cm3，饱和密

41、度sat=1.98g/cm3，孔隙比e=0.70，比重Gs=2.67g/cm3，液限WL17=28.3,塑限Wp=18.7,塑性指数Ip=9.6 液性指数IL=0.34，凝聚力C=21.0Kpa，摩擦角=15o;压缩系数a1-2=0.37Mpa-1，压缩模量Es=4.5Mpa。室内垂直渗透试验 K=1.28E-4cm/s，标准贯入试验击数平均值为 4 击，承载力特征值fak120kpa；允许渗透坡降，采用堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）附录D中的判别方法，根据下部填土颗粒分析统计可知：土的细粒含量pc=)n1(41100%=45%35%，同时不均匀系数大于 5，故下部填土的渗透变形

42、破坏为流土型。由流土型的临界水力坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)计算得下部填土的临界水力坡降为 0.961。由于流土破坏为整体性破坏，对大坝的危害较大，渗流安全系数取值 2.0，即允许渗透坡降为：I允I临I=0.961/2=0.48。堤基土体工程地质特征：堤基土体工程地质特征：粉质壤土（al+lQ/4）：其主要物理力学指标：颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒粘粒 196020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 0 0 0 0 0 68.0 32.0 含水量w=26.2%，湿密度=1.92g/cm3，干密度d=1.

43、52g/cm3，饱和密度sat=1.96g/cm3，孔隙比e=0.80，比重Gs=2.72 g/cm3，液限WL17=36.5,塑限Wp=21.1,塑性指数Ip=15.4,液性指数IL=0.33，凝聚力C=26Kpa，摩擦角=12o；压缩系数a1-2=0.38Mpa-1，压缩模量Es=4.8Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.79E-6cm/s，标准贯入试验击数平均值为 3-6 击，承载力标准值fk125kpa；细砂土（al+lQ/4）：王家埒堤段除 12+151-3 孔和 12+360 孔未见揭露，其他各孔均有分布。其主要物理力学指标：颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒

44、粘粒 6020 205 52 2 0.5 0.50.250.250.0750.0750.0050.005 2.2 0.3 59.7 30.3 7.5 比重Gs=2.68 g/cm3，凝聚力C=9.8Kpa，摩擦角=14.7o；压缩系数a1-2=0.26Mpa-1，压缩模量Es=6.13Mpa。室内垂直渗透试验 K=3.14E-4cm/s，中等透水。砂砾石（al+plQ/4）：标贯试验 8-17 击，松散稍密，按地震裂度 20度考虑，表层粉细砂存在液化问题。比 贯 入 阻 力 Ps=2.9MPa,承 载 力 特 征 值 fak=295kPa，渗 透 试 验K=2.50E-3cm/s，中等透水，汛

45、期均存在产生承压水的条件，建议防渗处理。泥盆系上统五通群与石炭系上统黄龙组并层灰岩（D3+C21）：发育溶洞，在 5 处地面塌陷区均有岩溶发育，溶洞分布高程 5.84-5.16，钻孔揭露最大洞深达 9 米。特别是 12+151-3 孔揭露的溶洞紧邻堤脚已经使堤脚崩塌，严重威胁堤坝安全，建议处理。依据刚完成的静力触探试验，在 12+270 断面堤外 12+270-3 孔揭露最大溶洞深 9 米。下游 5 米处地陷处，静力触探杆在 7m 后自由下沉，直至孔深 21m 仍未停止，说明下部已经形成塌洞，洞内淤积松软物质。21四、场地地震效应四、场地地震效应 1.区内地层基底为泥盆系上统五通群与石炭系上统

46、黄龙组并层（D3+C21）灰白色含燧石沥青质灰岩，岩溶发育，属于建筑抗震不利地段。2.按照建筑地基抗震设计规范（GB50011-2001）划分：九江地区抗震设防烈度为 6 度。2005 年 11 月 26 日，江西省北部的某市与九江县交界处发生了全省历史上罕见的 5.7 级地震，临时将抗震设防烈度调整为 7 度，设计基础地震加速度为 0.10g，设计地震分组为第一组。3.该场地地面下 15 米深度范围内存在砂土、粉土，存在液化土层。4.场地分布厚层填土及淤泥质软弱土层以及可液化土层，属于建筑抗震不利地段。5.场地类别为类，设计特征周期为 0.30s。通过现场标贯实验和静力触探试验，按抗震规范要

47、求对场地15.00m 内的粉土、砂土进行液化判别。各堤段标准贯入试验和静力触探液化判别详见下表。工程名称：乌鱼爪堤段标准贯入试验液化判别表 孔号 土层 试验深度ds（m）实测击数N（击）粘粒含量（）临界击数 Ncr（击）液化 判别 液化指数ILE液化等级 222+171-3 砂壤土 16.0516.35 5 8 9.01 液化 4.26 轻微液化 砂壤土 3.203.50 3 8 4.52 液化 砂壤土 10.0510.35 3 8 6.99 液化 2+900-2 细砂土 13.7014.00 8 3 8.34 液化 21.7 严重液化 2+171-2 砂壤土 14.1514.45 5 8 8

48、.92 液化 0.75 轻微液化 砂壤土 15.1515.45 8 8 8.82 液化 2+713-3 细砂土 16.7517.05 7 3 15 液化 12.1 中等液化 工程名称：乌鱼爪堤段静力触探试验液化判别表 孔号 土层 ps（MPa）pSO(MPa)awauapps=pSO*aw*au*ap 液化 判别 2+171-3 砂壤土 0.48 5 1.0980.780.451.93 液化 砂壤土(0.48)5 1.131.0350.452.63 砂壤土(0.52)5 1.130.8650.452.20 2+900-2 细砂土(1.3)5 1.130.8651.0 4.80 液化 2+171

49、-2 砂壤土(0.48)5 1.090.7840.451.93 液化 砂壤土 0.52 5 1.090.9450.452.32 2+713-3 细砂土 1.3 5 1.090.9451.0 5.15 液化 注：ps为实测贯入阻力，括号内为参考值，（MPa）；pSO为dw=2m时饱和土液化临界贯入阻力，（MPa）；aw为地下水位影响系数，其值为aw=10.065（dw2）；au为上履非液化土层的影响系数，其值为au=10.05（dw2）；ap为土性综合影响系数；括号内数值为参考值。23工程名称：大桥堤段标准贯入试验液化判别表 孔号 土层 试验深度ds（m）实测击数N（击）粘粒 含量（）临界击数

50、Ncr（击）液化 判别 液化指数ILE液化等级 5+725-0 砂壤土 11.2011.50 2 8 7.2 液化 1.88 轻微液化 砂壤土 13.0013.30（3）8 7.8 液化 5+822-3 细砂土 15.0015.30（8）3 13.1 液化 3.34 轻微液化 砂壤土 8.008.30（5）8 6.0 液化 5+725-3 细砂土 12.0012.30 6 3 11.9 液化 8.37 中等液化 工程名称：大桥堤段静力触探试验液化判别表 孔号 土层 ps（MPa）pSO(MPa)awauapps=pSO*aw*au*ap 液化 判别 5+725-0 砂壤土（0.48）5 1.1

51、00.7950.451.96 液化 砂壤土 0.80 5 1.060.8600.452.05 5+725-3 砂壤土 2.43 5 1.060.820.454.34 液化 砂壤土 0.38 5 1.060.7950.451.89 5+822-3 细砂土 3.81 5 1.060.7951.0 4.20 液化 注：ps为实测贯入阻力，括号内为参考值，（MPa）；pSO为dw=2m时饱和土液化临界贯入阻力，（MPa）；aw为地下水位影响系数，其值为aw=10.065（dw2）；au为上履非液化土层的影响系数，其值为au=10.05（dw2）；ap为土性综合影响系数；括号内数值为参考值。工程名称：十

52、三连堤段标准贯入试验液化判别表 24孔号 土层 试验深度ds（m）实测击数N（击）粘粒 含量（）临界击数 Ncr（击）液化 判别 液化指数ILE液化等级 9+274-2 砂 11.0011.30（8）3 11.4 液化 11.9 中等液化 细砂土 7.007.30（3）（5）6.75 液化 9+274-1 砂 12.0012.30 10 3 11.7 液化 8.0 中等液化 工程名称：十三连堤段静力触探试验液化判别表 孔号 土层 ps（MPa）pSO(MPa)awauapps=pSO*aw*au*ap 液化 判别 9+274-2 砂（3.2）5 1.060.851.0 4.53 液化 细砂土

53、0.52 5 1.030.801.0 4.10 9+274-1 砂 3.2 5 1.030.681.0 3.48 液化 工程名称：王家埒堤段标准贯入试验液化判别表 孔号 土层 试验深度ds（m）实测击数N（击）粘粒 含量（）临界击数 Ncr（击）液化 判别 液化指数ILE液化等级 12+215-1 砂壤土 7.007.30（5）3 7.68 液化 7.54 中等液化 12+253-1 砂壤土 9.159.45 6 3 9.99 液化 8.87 中等液化 12+270-3 细砂土 8.558.85 3 3 8.61 液化 18.0 严重液化 工程名称：王家埒堤段静力触探液化判别表 孔号 土层 p

54、s（MPa）pSO(MPa)awauapps=pSO*aw*au*ap 液化 判别 12+215-1 砂壤土（1.2）5 0.920.771.0 3.55 液化 12+253-1 砂壤土(1.2)5 1.030.821.0 4.21 液化 12+270-3 细砂土 2.5 5 0.920.781.0 3.60 液化 25 五、主要工程地质问题 五、主要工程地质问题 砂溶洞灰岩溶洞岩层顶部较薄，风化程度严重，受地震力作用碎裂。19砂漏砂砾石粉质壤土砂壤土淤泥质粘土 赛湖大堤堤基下基底为灰岩，从上游的王家埒到下游的乌鱼爪基岩面高程从 08m 左右，其上淤积河流相粗粒、细粒二元结构冲洪积物，下游堤段

55、堤基土中存在淤泥质粘土软弱层。问题一：由于基底灰岩中发育溶洞，溶洞顶板岩层不厚、风化程度严重，地震时受地震力作用或上部土层的荷载重压，薄弱顶板处岩体破碎或垮塌，引起上部覆盖层砂砾石的下漏，缓慢形成砂状漏斗，26上部土层失去顶托，在重力作用下拉变形下塌，在地表形成圆形塌坑。见示意图。纵观赛湖大堤 5 处险情，所出现的 19 塌坑均为圆形。问题二：堤基土中的粉细砂层，结构松散，埋深浅的部位存在液化问题，地震时造成喷砂冒水现象。问题三：堤基土中的淤泥质粘土层，含水量高，含腐植质，层厚大，承载能力低。六、堤防工程地质条件及评价 六、堤防工程地质条件及评价 6.1 乌鱼爪段堤：堤身填土中夹含砂壤土，土质

56、不好；堤基表层存在细砂土，建堤时未能清除，留下隐患，汛期产生泡泉管涌，存在液化问题，下伏淤泥质粘土层，承载能力低，基底灰岩溶洞发育，工程地质条件复杂，造成坝身塌陷。6.2 大桥堤段：堤基土中存在软弱淤泥质粘土层，承载能力低，基底灰岩溶洞发育，工程地质条件复杂，造成地面塌陷和坝面开裂。6.3 十三连堤段：堤基土中粉细砂层厚度大，埋深浅，结构松散，存在液化问题，下伏软弱淤泥质粘土层，承载能力低，基底灰岩溶洞发育，工程地质条件复杂，造成地面大量塌陷和喷水冒砂现象。6.4 新一排站和王家埒堤段：堤身土质含砂较多，堤基分布易于液化的饱和细砂土，基底灰岩岩溶发育，基岩顶板厚度一般小于 1 米，溶洞群分布于

57、坝基，造成王家埒堤段地面形成塌陷群，个别塌陷位于堤脚严重威胁大堤安全。各险情堤段蚁害严重，威胁大坝安全。27七、天然建筑材料 七、天然建筑材料 7.1 土料：乌鱼爪堤身断裂开挖重建土料场：拟选在九江至某公路（27-28km）北侧，生机林，场地为丘岗坡地，岩性：层厚 5.00m为黄褐色粉质壤土，含水量低，坚硬硬塑状，上段夹灰白色斑团，下段夹大量黑色铁锰质膜；现为旱地，覆盖层厚 0.20m，有用层厚 5m，面积 300500m2，储量约 7.5 万m3，运距约 7km。料场土的物理力学性质参数：击实试验：最优含水量 20.5%，最大干密度 1.66g/m3，压实样力学及渗透性指标：压缩系数a1-2

58、=0.22Mpa-1，压缩模量Es=7.30Mpa，粘聚力C=28Kpa，摩擦角=19o,室内垂直渗透系数 K=1.17E-5cm/s。土料场含砾粉质壤土颗粒分析成果 颗粒组成（粒径 mm）砾 砂 粗 中 细 粗 中 细 粉粒 粘粒 6020 205 52 20.5 0.50.250.250.0750.0750.005 0.005 0.3 1.1 0.7 0.9 84.0 13.0 全堤段压渗用土料场：沿圩堤内距堤脚 500m 以外均有滩地，土质为粉质壤土夹少量粉细砂，储量丰富。沿五一堤到圩堤对面的九江县城门山金矿区，取矿开挖的碎石土堆积如山，储量丰富，运距 10km。287.2 块石及砂砾料 工程施工所需块石料可以在附近的采石厂采购，为石灰岩，岩质坚硬密实，抗风化能力强；砂砾料可以到某市建材市场或港口镇建材市场采购，为石英质砂。八、结语 八、结语 工程区地质构造单元位于扬子准地台、下杨子钱塘台坳、九江台陷、九江某凹褶断束。该次地震已经超出规定，地震动峰加速度值采用 0.10g，相应地震烈度采用度，需进行抗震校核。这次地震给赛湖大堤造成灾情，堤基土中存在岩溶、软弱下卧层和砂土液化问题，这是内在因素，地震力是外因，因此建议对目前险情堤段堤身附近的岩溶进行处理、浅层砂土进行防液化和防渗处理，同时各险情堤段蚁害也严重，建议处理。29