xcxc水库初设地质报告
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5 工程地质和土工试验5.1前言5.1.1基本概况xcxc水库位于xcxc市上xcxcxcxc镇的xcxc河,是一座以灌溉为主、兼顾防洪和水产养殖的小(2)型水库。水库工程枢纽建筑物由大坝、输水设施组成,大坝为均质土坝,现坝顶实际高程为xxxm,坝顶长xxm,坝顶宽xm,最大坝高xm,内坡坡比为1:1.8。外坡坡比为1:2.5。下游坡脚无反滤排水设施。水库工程等别为V等,主要永久性水工建筑物级别为级。5.1.2水库存在主要病险及工程地质问题(1)大坝顶为坝体填土路面,路面坑洼不平,局部长满杂草。大坝内坡无衬砌,坡面坍塌、变形,坑洼不平,长满杂草,内、外坝坡与坝肩连接均处无排水沟。下游无反滤排水设施,大坝存在蚁害。(2)大水库现状无溢洪道,水库不能安全泄洪,威胁大坝安全。(3)大坝输水设施为砼塞启闭,但砼塞破坏严重,无法有效启闭,涵管管壁砂浆老化,开裂渗水严重;涵管出口处杂草丛生,放水涵管与基岩接触面都未进行任何截水处理。5.1.3勘察目的及任务受上xcxc水利局的委托,由我院承担xcxc水库除险加固初步设计的地质勘察工作,本次勘察是在安全鉴定勘察的基础上,对大坝坝体及其他有关地质问题进行详细勘察。本次勘察目的及主要任务是:(1)调查区域地质条件,分析区域主要构造对工程区影响,进行区域地质构造稳定性评价。(2)查明库区的工程地质和水文地质条件,对水库渗漏问题作出评价。(3)分析坝体病害的分布情况、类型及成因,评价其危害程度。(4)查明坝址区及其附近地形地貌特征、地质构造、地层岩性、岩土工程特性、地下水埋藏条件以及不良地质现象的分布范围、形成原因、危害程度等。(5)提供岩土体物理力学性质参数的建议值,为除险加固设计提供地质资料与方案建议。(6)进行天然建筑材料详查。5.1.4依据的技术标准(1)《xcxc水库大坝安全评价委托书》;(2)《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005);(3)《水利水电工程地质测绘规程》(SL299-2004);(4)《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL251-2015);5.1.5勘察工作方法级工作量完成情况本次大坝初步设计勘察工作于xx年xx月xx日结束野外作业,采用的勘测手段为野外地质测绘及坑探,在坝区、库区开展工程地质调查工作,通过调查,了解大坝坝体、坝基岩性,存在问题;库区、近坝库岸不良地质现象,对工程及地质病害及危害程度作出评价;取2组扰动样做击实试验和颗粒分析;搜集前人在测区已开展工程地质工作资料(1:20万xcxc幅区域水文地质普查报告1份,xcxc水库除险加固初步设计工程地质勘察报告各1份),所完成上述工作基本满足本次xcxc水库大坝初步设计勘察工作要求。5.2 区域地质概况测区处于xcxc山地与xcxc盆地的过渡带之间,是xcxc山字型构造前弧西翼部位的xcxc构造区。测区总体地势大致从西北向东南倾斜,东北部山峰一般海拔x~x0m,东南部一般海拔x~xm。xcxc背斜自南面延入,山脉隆起似长坦状,分布于测区东南部。属于中低山地貌。据1:20万xcxc幅区域水文地质普查报告资料和地质图,测区出露的地层主要为石炭系(C)、二迭系(P)、三迭系(T)及第四系(Q)。其中:石炭系中统(C2)上部为白云质灰岩,下部硅质岩夹含锰硅质岩,上统(C3)上部为厚层灰岩、生物碎屑灰岩,底部白云岩;二迭系下统栖霞阶(P1q)为灰岩、含燧石灰岩夹硅质岩、白云岩,下统茅口阶(P1m)为灰岩、含燧石灰岩夹少量白云岩及硅质岩,上统(P2)为硅质岩夹燧石灰岩及炭质页岩;三迭系下统罗楼组(T1l)以灰岩及页岩为主,下部为粉砂岩、粉砂质泥岩,下统北泗组(T1b)以白云岩夹白云质砂岩、鲕状白云岩,中统上段(T2b)粉砂质泥岩、泥质粉砂岩与页岩互层,中统下段(T2a),以泥质灰岩、灰岩为主。第四系(Q)多为冲积层粘性土及砂砾层,主要分布于河流阶地上和山腰的覆盖层,层厚不稳定。5.3水库区地质概况5.3.1地形地貌库区为低山丘陵地形地貌,总体地势西高东低。四周山岭多呈馒头状,丘顶高程多在250~300m之间,谷底高程一般170m~210m,相对高差40~150m。岸坡缓~中等,水线以上山坡普遍植有大片松树林,地表植被茂盛。测区河流属xcxc江xcxc水系xcxc支流石门河下游。5.3.2地层岩性库区内出露地层有三迭系中统(T2b)泥岩和第四系残坡积(Qedl)粘性土。5.3.3 地层构造及地震库区构造线呈北西向,主要构造形迹有xcxc向斜和六分xcxc正断层。测区位于xcxc向斜北端核部,六分xcxc正断层则从测区西侧经过并在其南段派生次一级断裂纵贯库区中西部。xcxc向斜位于xcxc至xcxc一带,轴向北x0度,长xkm,宽xkm,属长轴状向斜。核部地层为中三迭统砂泥岩,两翼由下三迭统和二迭系组成。向斜北西端尖细,走向断裂发育;南东端开阔,横向断层发育,呈一楔形。六分xcxc正断层南起上xcxcxcxc镇,往北经xcxc、六分出图幅区外。区内长约140km,略呈反“S”状,总走向x~x°,断层面倾向北东至北北东(局部扭转倾向北西),倾角约50°。沿断层线岩层破碎,角砾岩发育。断层中段被北西西向横断层切断;断裂南端切割xcxc向斜西翼;在断层东盘尚有走向近南北和南东向的两条分叉断层。库区内没有发现有活动性断裂通过,地质构造简单,对工程建筑物影响不大。根据国家地震局《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)附录A,本场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,地震动反应谱特征周期为0.35s,区域稳定性好。5.3.4 水文地质条件本区地处亚热带气候区,全年雨水充沛,地表溪沟(流)发育,水文地质条件主要受构造和地层岩性的制约。测区处xcxc支流石门河下游段,属xcxc江xcxc水系。测区范围内主要地下水类型有孔隙水和裂隙水,均以水库库盆水面为排泄基准面,向邻谷渗漏可能性小。地下水埋藏分布状况取决于岩性、地质构造等因素。根据含水层的水理性质、地下水的赋存条件和水力特征,本区的地下水可划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水三大类。分类如下:(1)松散岩类孔隙水:赋存于第四系砂砾、砂土中,地下水补给来源于地表水、大气降水,工程区砂砾、砂土层较厚,孔隙水含水量较为丰富,有一定的静储量,但自流出地表较少,只有在较低洼的谷地出口才见到少量孔隙水出露。(2)基岩裂隙水主要赋存于泥岩、砂岩、粉砂岩的风化裂隙中,水量很小;(3)碳酸盐岩类裂隙溶洞水:赋存于灰岩、白云质灰岩溶洞中,受构造控制,赋存空间大,富水性强,含水量丰富。地下水主要接受地表水和大气降雨补给,赋存和运移于岩溶裂隙及溶洞中。5.3.5 库区渗漏水库周边属低山丘陵地形,基岩由灰岩组成,弱透水性,库区四周粘性土覆盖层起到相对隔水作用。库区主河道为本区最低侵蚀基准面,库外无低于库水位的邻谷洼地,库盆封闭条件良好,库内无泉水及地下河出口。因此,不存在库水向周边渗漏问题。5.4坝址区工程地质条件5.4.1地形地貌xcxc水库坝区为构造剥蚀低山丘陵地形地貌,山顶高程多在x之间,谷底高程一般xm,相对高差xm。沟谷发育,植被茂盛。近坝库岸岸坡坡角一般在15~30°之间。5.4.2地层岩性坝区内出露的地层为三叠系中统下段(T2b)泥岩和第四系残坡积(Qedl)、第四系坝体填土(Qs)。现按地层由新到老阐述如下:(1)坝填土①(Qs):棕黄~黄红杂色、黄褐色,稍密状态为主,湿,主要成分为含砾粘土,局部含约少量风化岩角砾、碎石,含量不均匀。(2)混凝土①1:灰色,成分以灰白色~灰黄色石英砾石、水泥砂浆为主,较坚硬,结构较紧密,存在蜂窝腐蚀现象,强度一般,主要见于溢洪道、放水设施。(3)残坡积层粘土②(Qedl):呈褐红色,稍湿,硬塑,土质均匀,含有少量风化碎屑,分布于整个坝区。(4)泥岩③(T2b):灰黄色、暗红色,薄层状为主,局部中厚层状,风化强烈,节理裂隙很发育,岩石破碎,整个场地均有分布。5.4.3地质构造根据区域地质资料及工程区地质踏勘,工程区未发现构造断裂经过,受区域构造影响,部分地段节理裂隙较发育,岩石有轻微扭曲。总体上说,工程区均被第四系土层覆盖,工程地质条件良好。5.4.4 水文地质坝工程区地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水及裂隙溶洞水三种。上层滞水不形成统一水面,属包气带中局部隔水层上的水,主要是季节性存在,主要埋藏于填土的浅部,水量小。孔隙潜水可形成统一水面,主要储存于第四系土层中,含水量随季节变化较大,主要由大气降水的补给,其静止水位埋深一般为地面以下3~4m,水量小。裂隙溶洞水主要赋存于基岩裂隙中,含水量较丰富,埋深较大。根据邻近相似工程类比,工程区水库水对钢结构有弱腐蚀性,对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性;地下水对钢结构、混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。5.4.5 岩体风化特征工程区岩体为三叠系中统上段(T2b)泥岩,岩体的风化作用强烈,垂直风化分带明显,按风化程度划分为强风化带及弱风化带,强风化带岩体节理裂隙很发育,弱风化带岩体节理裂隙弱发育,岩石完整性较好,强风化带下限埋深在基岩面下深度约12.0~15.0m。
5.4.6 近坝库岸稳定性大坝近坝库岸边坡较缓,为残积层所覆盖,植被发育。其余近坝库岸未发现崩塌、滑坡等危及水库蓄水及大坝安全的不良物理地质现象,近坝库岸稳定性好。5.5大坝坝体填筑质量与评价5.5.1 基本情况xcxc水库坝型为均质土坝,现坝顶实际高程为xm,坝顶长xm,坝顶宽xm,最大坝高xm,内坡坡比为1:1.8。外坡坡比为1:2.5。5.5.2 大坝填筑土特征及物质组成填土土料来源于大坝附近山坡,硬~可塑状态,呈褐红色,稍湿,硬塑,土质均匀, 主要成分为含砾粘土,局部含约20~25%风化岩角砾、碎石,含量不均匀。本次勘察采取扰动样作颗分试验,试验成果见表5.5-1。表5.5—1 大坝填土颗粒分析成果统计表粗粒土(>0.075mm)
细粒
土