XXXXXXXX工程名称
工程地质勘察报告
二○一七年七月
工程地质勘察报告
1、前言
1.1工程概况
1.2勘察内容
1)对坝址区内主要的地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水特性和不良地质现象的类别、规模和特征等的阐述。并查明坝基地层物理力学性质等工程地质条件。
2)查明坝基及坝肩渗漏、渗透特性等水文地质条件,通过压水试验等查明坝基渗透性。
3)通过砌体取芯样做抗压强度试验、坝体压水试验等检查坝体砌筑质量。
4)通过钻孔试验数据对坝址工程整体地质情况进行描述和确认。
1.3勘察依据及执行标准
本次勘察工作所依据的技术规范、标准及文件
●行标《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)
●国标《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)
●行标《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)
●行标《水利水电工程钻探规程》(SL291-2003)
●行标《水利水电工程边坡设计规范》(SL386-2007)
●行标《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)
●国标《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)
●国标《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)
●《水利水电工程地质手册》
●设计单位提供《钻探技术要求》
1.4勘察工作布置及工作完成情况
1.4.1勘察工作布置
本次勘察工作勘探点的数量和位置由设计单位布设,详见“坝址区勘探点平面位置图(图号S-1)”。勘探点的位置沿坝体工程布置,左、右岸坝肩各布置1个勘探点,共布设勘探点2个,勘察点间距约98米。
根据设计单位提出的“勘察技术要求”和“勘探点布置图”,遵照现行规范和有关文件的要求,布设2个均为控制孔,孔深控制:各孔深入稳定基岩、压水试验值小于3Lu。
1.4.2勘察工作完成情况
本次勘察工作于2012年12月22日至12月28日完成野外钻探、取样及压水试验等工作;室内试验自2012年12月29日开始,2013年1月10日结束。完成的具体工作量见表1.4.2-1、勘探点信息一览表1.4.2-2。
表1.4.2-1 完成工作量一览表
序号 | 项目 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 钻孔放样 | 个 | 2 | |
2 | 钻探 | m/孔 | 83.3m/2 | |
3 | 压水试验 | 段 | 18 | |
4 | 岩石试验 | 件 | 6 | |
5 | 混凝土试验 | 件 | 18 | |
7 | 简易水文观测 | 次 | 4 | |
表1.4.2-2 勘探点信息一览表
钻孔编号 | 钻孔坐标 | 孔口高程 H(m) | 孔深(m) | |
X(m) | Y(m) | |||
ZK1 | 7322.6622 | 3454.3183 | 248.00 | 41.30 |
ZK2 | 7323.9305 | 3356.1755 | 248.00 | 42.00 |
A | 7326.60 | 3490.90 | 248.00 | 坐标高程控制点 |
B | 7326.60 | 3316.40 | ||
1.5工作方法和勘察仪器、设备
本次勘察主要采用钻探取样、压水试验、室内试验等多种勘探手段相结合的方法进行勘察,现将采用的勘探方法和使用的相应仪器设备介绍如下:
1)勘探点测放:利用水库坝顶右岸A、左岸B二点及高程点A。使用全站仪以极坐标法依次放样各孔实地位置并测定孔口高程,成果属假设坐标系及黄海高程系统。
2)钻探及取样:采用XY -100型油压钻机1台套,每回次控制在2米以内,完整岩石取芯率不低于85%,破碎岩石取芯率不低于50%。在相应层位采取有代表性混凝土砼芯样及岩石样。
3)本次钻孔水文地质参数试验类型主要采用压水试验,压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)有关要求执行,试段长度一般为5m,压水试验按三级压力,五个阶段[即P1-P2-P3-P4(=P2)-P5(=P1)、P1
4)水位测量:在钻孔施工时,观测初见水位。整个场地钻探施工结束后,对各钻孔内地下水稳定水位进行统一观测。
5)室内试验:现场所采取的岩样、混凝土样送往试验室后,及时开样、制样并按要求进行相关项目试验分析,室内试验按国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)进行,试验之前对各种仪器进行了必要的校正,并确定了专人负责,在试验中细心操作,认真观测记录,使得试验成果准确反映该场地各岩土层的物理力学性质。
6)钻孔野外施工结束后,采用水泥砂浆回填封孔。
2、区域地质概况
2.1、地层岩性
区内分布地层岩性主要为上侏罗系南园组第二段(J3nb )的火山岩系;河谷冲洪积区分布全新统冲洪积层砂砾卵漂石(Q4al+pl))
(Qel+dl)构成。
勘察场地内地层简单,上部主要为第四系残坡积粘性土及沟谷冲洪积卵石、漂石层,下伏基岩为侏罗系南园组第三段晶屑凝灰岩及其风化层。
2.2地质构造
2.2.1断层
坝址内地质构造不发育,出露的断层规模小,发育北东、北西和东西向断层6条,宽度0.10~1.00m,多为压扭性,个别张性,带内多为糜棱岩、片状岩、碎块岩组成,个别见断层泥。带内岩石 多呈全~强风化状,地质构造详见下表2.2.
表2.2 地质构造一览表
编号 | 出露位置 | 产状 | 性质 | 宽度 | 地质描述 |
f1 | 可行性勘察阶段钻孔 | N30°~50°E NW.70°~80° | 压性 | 0.3~1 | 断层带内片状岩、糜棱岩、碎块岩充填 |
f2 | 右岸下游距坝轴线约10m | N35°W NE.65° | 张性 | 0.5 | 断层面平直、碎块岩充填,带内岩石呈全风化状 |
f3 | 右岸下游距坝轴线约15m | N70°E SE.20° | 压性 | 0.1~0.2 | 断层面平直、见断层泥,带内岩石呈全风化状 |
f4 | 右岸下游距坝轴线约5m | N65°W SW.70° | 压性 | 0.1~0.2 | 断层面平直、碎裂岩、泥质填充,岩石呈全~强风化状 |
f5 | 右岸上游距坝轴线约55m | EW S.35° | 压性 | 0.02 ~0.05 | 断层面平直、带内岩石呈全~强风化状,滴水 |
f6 | 右岸上游距坝轴线约170m | N25°E NW.80° | 压性 | 0.5~1 | 断层面平直、碎块岩充填,带内岩石呈全~强风化状 |
2.2.2节理
坝址区内节理发育,左岸主要以N50°W SW.60°~80°为主,其次发育N20°W走向的节理,多微张,岩屑、铁锰质填充,延升较长; 右岸主要以N80°E NW.70°~80°为主,其次发育N30°E走向的节理,多闭合、微张,见铁锰质渲染。
区内节理密集带不发育,公于坝址左岸揭露一条,宽度1.5~3.0m,倾角为75°,缓倾节理及卸荷裂隙不发育。
区内未发现有明显的新构造运动迹象,区域内无大的活动断裂通过,基岩岩性为侏罗系南园组晶屑凝灰岩,处于相对稳定的状态。
3、大坝工程地质条件
3.1地形地貌
坝址处于xxxx、xxxx汇合口下游1km的xxxxx干流上,坝址区为构造侵蚀低山陡坡地貌,两岸山体较厚,地形较不对称。两岸山顶高程均在xxxxm以上。溪流由南向北流经坝址,于坝址下游xxxm急转向东流。坝址河谷呈U字形,常水位时河面宽73m,正常蓄水位时,河谷宽约xxxm。左岸山坡较缓,约24°~45°,坝轴线上游约5m发育一冲沟,切割浅,覆盖层较厚。坝轴线下游约40m发育一冲沟,切割较深,沟内常年流水; 右岸为一突出山包,山坡坡度约为30°~45°; 河床覆盖层浅薄,为滚石及砂砾石,厚3.1~3.3m。
右岸有xxxxxxx~永泰公路通过,路面高程约230~235m,内侧多为人工开挖的岩质边坡,坡高3~10m不等,坡度50°~70°,出露岩石以弱风化为主,上游侧有全~强风化零星出露。外侧岸坡坡度约为25°~30°,为弱风化岩出露。
3.2挡水坝坝体、溢流坝段特征
3.2.1挡水坝坝体特征
xxxxxxx水库大坝属重力式坝,坝体采用二级配混凝土砌石、部分采用C20混凝土。坝体基本断面为三角形,上游面垂直,下游坝坡1:0.70,三角形顶点高程同水库正常蓄水位246.00m,坝体基础设0.5m厚C10混凝土垫层,上游面不另设防渗层,采用砌石坝体防渗。左岸1#挡水坝宽22m,2#挡水坝宽20m,右岸8#挡水坝宽33.5m。
经过现场地质勘察检查,大坝主要存在以下问题:
1)坝面局部湿润、见滴水,滴水并随蓄水位上升而增多,但坝体未发现明显突出变形等异常现象。
2)上、下游坝面勾缝有部分剥蚀、脱落现象。
3)坝基渗流:左、右岸坝肩下游坝基与坝体接触处局部见红褐铁质析出并伴有渗水。
4)坝体闸门止水橡胶磨损导致坝体闸门与坝体间渗水呈柱状喷出。
3.2.2溢洪坝坝体特征
溢洪坝段采用常规混凝土浇筑,溢流堰净宽70m,最大坝高41m,堰顶高程230.00m,坝体断面:上游面垂直,下游溢流曲线为幂曲线,下游消能采用消力戽,戽底高程210.0m,反弧半径10m,戽角45度,戽唇高程212.93m。
下游溢流曲线为幂曲线,最大坝高41m,大坝正常蓄水位xxxm,总库容xxxx万m3,以发电为主的中型水利枢纽工程。溢流坝段采用常规混凝土浇筑,其位于大坝中部,溢流坝段长70m,共分四个坝段,3#和6#溢流坝段长21.50m,4#和5#溢流坝段长13.50m。坝顶溢洪道共设有5个溢流表孔,每孔净宽11m。
3.3 坝体及坝基地层岩性
根据勘察孔揭露的地质资料可知,自上而下,场地岩土层主要有C10二级配混凝土砌石(①1)、C20常规混凝土(①2)、C15混凝土(垫层)(①3)、弱风化晶屑凝灰岩(②),现将各岩土层的工程地质特征分别叙述如下:
1)C10二级配混凝土砌石(①1):灰色,灰白色等,成份主要以块石、细石混凝土为主,块石为弱-微风化晶屑凝灰岩,棱角分明,块径120~600mm不等,细石凝凝土粗骨石粒径一般为15~20mm,块石与细石混凝土芯样胶结情况总体呈上部胶结密实~较密实,未发现架空,芯样整体上较完整。揭示于钻孔ZK2中,该层主要位于1#、2#、8#拦水坝坝体,顶板高程245m,揭示层厚34.40m。
2)C20常规混凝土(①2):灰色,属常规混凝土,骨料主要为碎石,碎石为弱-微风化晶屑凝灰岩,粒径主要为0.5-5cm。主要分布于7#拦水坝(主厂房上游)、3#~6#溢流坝坝体及1#、2#、8#拦水坝上部。其中7#拦水坝(主厂房上游)钻孔ZK1中混凝土芯样胶结情况总体呈上部胶结一般~较密实,芯样整体上较完整,长度以10-40cm居多,最长可达>80cm。局部混凝土见蜂窝状气孔(主要揭示段为4-7m、23-28m),气孔径1-2mm居多,个别达3-4mm,气孔主要呈点状分布,贯通、连续性差,岩芯面普遍粗糙,顶板高程xxxm,揭示层厚xxxm。
3)C15混凝土(垫层)(①3):灰色,骨料粒径为15~20mm,骨料成份多为晶屑凝灰岩,胶结情况总体呈上较密实,未见蜂窝麻面,芯样完整;与底部岩体胶结致密连成整体、与上部C10二级配混凝土砌石整体性较好。揭示于中,该层主要位于钻孔ZK2岩体与坝体相接处(挡水坝段垫层混凝土),顶板高程xxxxxm,揭示层厚0.50m。
4)弱风化晶屑凝灰岩(②)J3nb:肉红色,凝灰岩结构,块状构造,节理裂隙较发育,裂面具铁锰质渲染,岩质较新鲜,坚硬,倾角约45°、60°,微~张开状,岩芯呈长柱状、短柱、柱状,部分呈碎块状,一般表层及中部较破碎,下部较完整。TCR=82-95%、RQD=55-88%。岩石坚硬程度等级为坚硬岩,岩体基本质量等级为Ⅱ~Ⅲ级。分布广泛,各孔均有揭示,均未揭穿,顶板标高210.10m~210.90m,顶板埋深37.10~37.90m,揭示层厚4.10~4.20m。
各岩土层的岩性特征、埋深、厚度及分布情况详见工程地质剖面图和钻孔柱状图。
3.4不良地质现象
坝址区不良物理地质现象不发育。
3.5水文地质条件
3.5.1地下水类型
大坝附近水文地质条件简单,地表水主要为坝址内库水;根据含水层性质及埋藏条件,本区的地下水含水层可分为:
1)孔隙型含水层:主要分布于第四系残坡积层底部及沟谷冲洪积层中。残坡积层的透水性差,埋藏一般较深,水量小,为孔隙型潜水,主要受大气降水补给,部分补给下部基岩裂隙水,同时向低洼沟谷处排泄。沟谷冲洪积层的透水性好,埋藏较浅,水量较大,受大气降水及水库水补给,部分补给下部基岩裂隙水,同时向低洼处排泄。
2)基岩裂隙水:分布于基岩风化裂隙及孔隙中,富水性弱,为孔隙型潜水,受水库库水的补给,通过裂隙或泉眼方式排泄,透水性随深度增加而减弱。
3.5.2坝体及坝基水文地质参数
本次勘察在坝体及坝基共进行压水试验18段,根据《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003),吕荣值计算按公式q=Q3/P3*L,渗透系数根据附录C,公式K=Q/2πHL*lnL/r0计算。试验成果详见表3.5.2.1-1
表3.5.2.1-1 压水试验成果表
岩土 名称 | 钻孔 编号 | 孔深(m) | 段长(m) | 选用 压力(MPa) | 流量(L/min) | 吕荣值(Lu) | 渗透系数(m/d) | 渗透系数(cm/s) |
混凝土(常规) | ZK1-1 | 0.00-5.60 | 5.60 | 0.30 | 4.5 | 2.68 | 0.263 | 3.04E-04 |
ZK1-2 | 5.60-9.80 | 4.20 | 0.30 | 3.1 | 2.46 | 0.170 | 1.97E-04 | |
ZK1-3 | 9.80-14.30 | 4.50 | 0.30 | 2.1 | 1.56 | 0.109 | 1.26E-04 | |
ZK1-4 | 14.30-18.50 | 4.20 | 0.30 | 3.7 | 2.94 | 0.203 | 2.35E-04 | |
ZK1-5 | 18.50-23.00 | 4.50 | 0.30 | 2.5 | 1.85 | 0.130 | 1.50E-04 | |
ZK1-6 | 23.00-28.50 | 5.50 | 0.30 | 3.1 | 1.88 | 0.138 | 1.59E-04 | |
ZK1-7 | 28.50-34.1 | 5.6 | 0.3 | 2.8 | 1.67 | 0.123 | 1.42E-04 | |
最小值 | 1.56 | 0.110 | 1.27E-04 | |||||
最大值 | 3.15 | 0.263 | 3.04E-04 | |||||
样本数 | 14 | 14 | 14 | |||||
平均值 | 1.10 | 0.083 | 9.61E-05 | |||||
表3.5.2.1-1 压水试验成果表(续) | ||||||||
岩土 名称 | 钻孔 编号 | 孔深(m) | 段长(m) | 选用 压力(MPa) | 流量(L/min) | 吕荣值(Lu) | 渗透系数(m/d) | 渗透系数(cm/s) |
C10二级配混凝土砌石 | ZK2-1 | 0.00-5.20 | 5.20 | 0.30 | 4.8 | 3.08 | 0.276 | 3.19E-04 |
ZK2-2 | 5.20-10.00 | 4.80 | 0.30 | 3.6 | 2.50 | 0.203 | 2.35E-04 | |
ZK2-3 | 10.00-15.80 | 5.80 | 0.30 | 3.3 | 1.90 | 0.194 | 2.25E-04 | |
ZK2-4 | 15.80-20.50 | 4.70 | 0.30 | 4.1 | 2.91 | 0.230 | 2.67E-04 | |
ZK2-5 | 20.50-25.20 | 4.70 | 0.30 | 3.2 | 2.27 | 0.180 | 2.08E-04 | |
ZK2-6 | 25.20-30.1 | 4.9 | 0.3 | 2.5 | 1.70 | 0.142 | 1.64E-04 | |
ZK2-7 | 30.10-34.8 | 4.7 | 0.3 | 3.1 | 2.20 | 0.174 | 2.02E-04 | |
最小值 | 1.70 | 0.142 | 1.64E-04 | |||||
最大值 | 3.08 | 0.277 | 3.20E-04 | |||||
样本数 | 14 | 14 | 14 | |||||
平均值 | 1.19 | 0.100 | 1.16E-04 | |||||
坝体与基岩接触面 | ZK1-8 | 34.10~38.8 | 4.70 | 0.30 | 12.9 | 2.91 | 0.230 | 2.67E-04 |
ZK2-8 | 34.8~40.1 | 5.3 | 0.30 | 8.4 | 2.45 | 0.225 | 2.61E-04 | |
最小值 | 2.45 | 0.225 | 2.61E-04 | |||||
最大值 | 2.91 | 0.230 | 2.67E-04 | |||||
样本数 | 2 | 2 | 2 | |||||
平均值 | 2.68 | 0.028 | 2.64E-04 | |||||
弱风化晶屑凝灰岩② | ZK1-9 | 38.8-41.3 | 2.50 | 0.30 | 15.7 | 1.47 | 0.053 | 6.14E-05 |
ZK2-9 | 40.10-42.00 | 1.90 | 0.30 | 10.4 | 1.40 | 0.036 | 4.15E-05 | |
最小值 | 1.40 | 0.036 | 4.15E-05 | |||||
最大值 | 1.47 | 0.053 | 6.14E-05 | |||||
样本数 | 2 | 2 | 2 | |||||
平均值 | 1.44 | 0.045 | 5.14E-05 | |||||
3.5.3环境水对建筑材料的腐蚀性
为评价本场地环境水的腐蚀性,本期勘察取地表水两件并进水质简分析。根据水质简分析,按照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)附录L进行判定。结果如下表3.5.3:
综合表3.5.3,场地环境水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
防腐措施应根据现行规范应采取相应的防护措施。
表3.5.3 地表水腐蚀性评价表
腐蚀性类型 | 腐蚀介质 | 腐蚀标准 | 水质分析结果 | 腐蚀性评价 | |
对混凝土的腐蚀性评价 | PH值 | >6.5 | 6.53~6.62 | 无 | |
侵蚀性CO2(mg/l) | <15 | 0.00 | 无 | ||
HCO3-(mmol/L) | >1.07 | 1.0~1.2 | 弱 | ||
SO42- (mg/l) | <300 | 30.0~35.0 | 无 | ||
Mg2+(mg/l) | <1000 | 4.26~6.69 | 无 | ||
对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价 | Cl-(mg/l) | <100 | 39.41~47.73 | 无 | |
对钢结构 | PH | 3~11 | 6.53~6.62 | 弱 | 弱腐蚀性 |
CL-+ SO42-(mg/L) | <500 | 39.41~47.73 | 弱 | ||
3.6地震动参数
区内未发现有明显的新构造运动迹象,历史上无大的地震活动记录,区域构造相对稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)规定,本场地的抗震设防烈度为6度,水平向地震加速度代表值为0.05g,所属设计地震分组为第三组。大坝建基面均为弱风化晶屑凝灰岩,属于坚硬场地土,场地类别为Ⅰ类,特征周期为0.30s。
3.7坝体混凝土及坝基岩石力学性质
3.7.1室内试验
本次勘察在坝体取6组(18件)C10细石混凝土、C20常规混凝土芯样进行室内饱和抗压强度试验,坝基岩石取2组(6件)弱风化晶屑凝灰岩进行岩石试验,岩石试验成果见附表01,统计结果详见表3.6.1-1至3.6.1-2。
表3.7.1-1 C10二级配混凝土砌石、C20常规混凝土芯饱和抗压强度试验成果统计表
样品编号 | 试件情况记录 | 极限饱和抗压强度(MPa) | ||
岩性 | 取样深度(m) | 试验值 | 平均值 | |
ZK1-Y1-1 | C20常规混凝土 | 15.10-15.30 | 15.36 | 20.36 |
ZK1-Y1-2 | 15.5-15.70 | 13.34 | 20.34 | |
ZK1-Y1-3 | 15.80-16.00 | 16.21 | 21.21 | |
ZK1-Y2-1 | 20.30-20.45 | 18.22 | 23.22 | |
ZK1-Y2-2 | 20.60-20.80 | 15.55 | 20.55 | |
ZK1-Y2-3 | 21.10-21.30 | 17.61 | 22.61 | |
ZK1-Y3-1 | 31.1-31.3 | 16.35 | 21.35 | |
ZK1-Y3-2 | 31.6-31.8 | 16.45 | 21.45 | |
ZK1-Y3-3 | 32.00-32.2 | 18.32 | 23.32 | |
统计个数 | 9 | |||
最大值 | 23.22 | |||
最小值 | 20.34 | |||
平均值 | 21.60 | |||
标准差 | 1.18 | |||
变异系数 | 0.071 | |||
修正系数 | 0.96 | |||
标准值 | 20.87 | |||
ZK2-Y1-1 | C10二级配混凝土砌石 | 4.3-4.5 | 14.68 | 14.68 |
ZK2-Y1-2 | 5.2-5.35 | 16.77 | 13.77 | |
ZK2-Y1-3 | 5.8-6 | 18.33 | 13.33 | |
ZK2-Y2-1 | 10.2-10.4 | 15.32 | 13.32 | |
ZK2-Y2-2 | 11-11.2 | 16.32 | 14.32 | |
ZK2-Y2-3 | 11.5-11.7 | 18.33 | 13.33 | |
ZK2-Y3-1 | 35.5-35.8 | 17.35 | 13.35 | |
ZK2-Y3-2 | 36.6-36.8 | 15.87 | 13.87 | |
ZK2-Y3-3 | 37.7-37.9 | 16.56 | 14.56 | |
统计个数 | 9 | |||
最大值 | 14.68 | |||
最小值 | 13.32 | |||
平均值 | 13.84 | |||
标准差 | 0.56 | |||
变异系数 | 0.040 | |||
修正系数 | 0.97 | |||
标准值 | 13.49 | |||
表3.6.1-2 弱风化晶屑凝灰岩②物理力学试验成果统计表
指标 项目 | 样本数 (个) | 范围值 | 平均值 (fm) | 标准值 (fm) | 标准差 (σ) | 变异系数 (δ) |
饱和抗压强度 | 6 | 38.5-45.1 | 41.85 | 39.5 | 2.85 | 0.068 |
湿密度ρd(g/m3) | 6 | 2.60-2.65 | 2.62 | 2.60 | 0.02 | 0.008 |
抗拉强度(MPa) | 6 | 1.40-1.80 | 1.55 | 1.44 | 0.13 | 0.084 |
抗剪强度(MPa) | 6 | 1.20-1.90 | 1.60 | 1.38 | 0.26 | 0.165 |
3.7.2各岩土层物理力学性质指标建议值
根据以上试验成果,同时参照相关规范,参照原竣工、检测等原有资料并结合相近工程经验分析,综合提出场地坝体、坝址基岩岩体、结构面的主要物理力学参数地质建议值,详见表3.7.2-1、3.7.2-2
岩土名称 | 弹性模量 | 泊松比 | 软化系数 | 干密度 | 饱和密度 | 吸水率 | 饱和吸水率 | 渗透 系数 | |
Ed | μ | η | ρd | ρs | ωa | ωs | k | ||
103Mpa | - | - | g/cm3 | cm/s | |||||
C10二级配混凝土砌石 | 6-10 | / | / | 2.38 | 2.43 | 2.10 | 3.5 | 1.16E-04 | |
C20常规混凝土 | 6-9 | / | / | 2.36 | 2.40 | 1.69 | 2.8 | 9.61E-05 | |
C15混凝土(垫层) | 6-8 | / | / | 2.36 | 2.40 | 1.69 | 2.9 | 2.64E-04 | |
弱风化晶屑凝灰岩 | 60.4 | 0.21 | 0.63 | 2.60 | 2.62 | 0.552 | 0.630 | 4.69E-05 | |
表3.7.2-1 岩土层物理力学参数建议值表
表3.7.2-2 各岩土层物理力学参数建议值表
名称 | 抗剪 | 抗剪断 | 单轴饱和抗压强度Rs | 承载力 特征值 fak | |||
摩擦系数 f | 凝聚力C | 摩擦系数f’ | 凝聚力C’ | ||||
- | Mpa | - | Mpa | Mpa | kpa | ||
C10二级配混凝土砌石 | / | / | / | / | 13.84 | 800 | |
C20常规混凝土 | / | / | / | / | 16.6 | 800 | |
岩/岩 | 坝 | 0.65 | 0 | 1.00 | 1.10 | 39.5 | 1200 |
坝基 | 0.70 | 0 | 1.00 | 1.10 | |||
砼垫层/弱风化岩 | 坝垫层 | 0.60 | 0 | 0.90 | 0.70 | 15.5 | 800 |
坝基 | 0.65 | 0 | 1.00 | 0.90 | |||
4、坝体砌筑质量与大坝渗流评价
4.1挡水坝坝体、溢流段质量评价溢流坝段特征
4.1.1左坝挡水段
左坝挡水段1#、2#:采根据钻孔ZK2钻孔结果及设计资料,坝体材料主要为C10二级配混凝土砌石,块石与细石混凝土芯样胶结情况总体呈上部胶结密实~较密实,未发现架空,芯样整体上较完整;坝体与垫层混凝土胶结完整,密实;坝基垫层混凝土与基岩胶结较好,呈整体状。根据本次取样试验成果,C10二级配混凝土砌石饱和抗压强度试验平均值可达13.84MPa,根据原竣工检测资料,垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.3MPa,达到设计强度的要求。
4.1.2右坝挡水段
右坝挡水段7#(主厂房上游):根据钻孔ZK1钻孔结果,本坝位于主厂房上游(7#),坝体材料主要为常规混凝土(根据设计资料,位于坝右0+000.00~坝右0+030.00段),在钻孔取芯时整体上较完整的,只是局部混凝土见蜂窝状气孔(主要揭示段为4-7m、23-28m),气孔径1-2mm居多,个别达3-4mm,气孔主要呈点状分布,贯通、连续性差,岩芯面普遍粗糙。根据坝体取混凝土芯样试验极限饱和抗压强度平均值为21.60MPa。根据原竣工检测资料,垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.70MPa,达到设计强度的要求。
坝右8#段坝体材料主要为C10二级配混凝土砌石(未布置钻探孔),根据原竣工检测报告表明,块石与细石混凝土芯样胶结情况总体胶结密实~较密实,未发现架空,芯样整体上较完整;其饱和抗压强度试验平均值为12.60MPa,垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.60MPa,均达到设计强度的要求。
4.1.3溢流段
本段未布置钻探孔,根据设计资料表明:溢流段3#、4#、5#、6#坝体材料主要为常规混凝土,混凝土主要为C15常规混凝土、C10细石混凝土、C25常规混凝土。根据原竣工检测报告表明,溢流段坝体混凝土未见蜂窝狗洞、未见表面裂缝,浇筑密实,外观一般,施工质量评定为优良;C10混凝土饱和抗压强度试验平均值为12.5MPa,C15混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.7MPa,C25混凝土饱和抗压强度试验平均值为26.4MPa,均达到设计强度的要求。
注:上述竣工验收检测提供的饱和抗压强度为混凝土标准试块养护28天后的饱和抗压强度。
4.2大坝坝基岩体评价
大坝左、右岸、河床部位地基在坝体揭穿后即为弱风化晶屑凝灰岩,根据钻探结果,岩石节理裂隙较发育,坝基岩体较完整,呈块状结构,根据岩石试验极限饱和抗压强度平均值为41.85MPa,强度高,属坚硬岩,大坝左右岸、河床部位坝基承载力满足要求,坝基稳定性较好。
此外,由于坝基建设时对坝基进行帷幕灌浆处理,本工程固结灌浆效果以施工时灌浆量、灌后波速测试为主,结合本次钻孔内取芯、压水试验成果的方法判定。
根据施工后对灌浆固结处理的岩石检测成果,岩体声波标准值提高明显,断层部位最显著。根据本次钻探时对灌浆固结合后岩体进行了2次压水试验,透水率为1.40~1.47Lu,介于1~3Lu,压水率满足设计控制要求。
综上所述,坝基经固结灌浆处理后,坝基的岩体的完整性的均性有了较明显的提高,和改善,效果比较理想,能满足设计控制的要求。
4.3坝肩边坡稳定性分析
4.3.1河床坝基:河床断层(f1)宽度0.3~1.0m,充填片状岩、糜棱岩、碎块岩,为陡倾角断层,且与坝轴线交角较大,带内岩石多呈强~弱风化状,已进行常规处理,河床坝基稳定性较好;
4.3.2左岸坝肩:建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩,岩石致密,力学强度较高,岩体较完整,未见断层破碎带,但见及节理密集带宽约1.5~3.0m,倾角75°,与坝轴线近平行,倾向山里,其两侧风化较深,已进行常规处理,对坝基稳定无大影响;
4.3.3右岩坝肩:建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩,岩石致密,力学强度较高,岩体完整性差~较完整,无大的地质构造经过,总体稳定性较好,但受缓倾角断层(f3)、顺河向断层(f2)及断层(f4)的影响,右岸岩体完整性差,节理较发育,风化较深,局部组合体对坝基抗滑稳定性不利,已采用边坡防护措施,现状稳定;
4.3.4坝肩边坡:址两岸地势陡峭,山坡自然坡度25-45°。基岩广泛出露,根据现场调绘,两岸坝肩主要为强风化~弱风化岩,边坡总体稳定;
左岸坡度较缓,基岩为晶屑凝灰岩,岩体风化较浅,岩体完整性差~较破碎,裂隙较发育,以高倾角为主,未发现单孔目坡软弱夹层存在,无对边坡稳定不利的组合体,边坡总体稳定,受节理密集带的影响,局部可能产生少量崩塌。右岸边坡为强~弱风化基岩揭露,岩体完整性差~较完整,高陡倾角节理发育,缓倾角断层(f3)与顺河向断层(f2)、(f4)组合,均未形成不利组合体,对坝肩边坡稳定无影响,边坡总体稳定,但由于高陡倾角节理发育,局部可能产生少量崩塌。开挖坡顶以上的自然边坡,强风化基岩出露,自稳条件较好。
4.4大坝渗漏分析
4.4.1坝体渗漏分析
xxxxxxx水库大坝坝体采用C10二级配混凝土砌石。本次勘察在坝体中共进行14段压水试验,左、右岸坝体根据压水试验成果透水率在1.56~3.08Lu之间,大致呈透水率较弱态势,大部分数值均小于3Lu可满足要求(规范要求小于3Lu)(详见表3.4.2.1-1);坝体与坝基接触段共进行2段压水试验,根据压水试验结果:左、右岸及溢流堰(河床)处坝体根据压水试验成果透水率在2.45~2.91Lu,能满足要求。根据现场检查,左、右岸坝体与坝基接触局部见有红褐色铁质析出,并伴有局部潮湿。
综上所述:大坝坝体整体性较好,仅局部存在由于混凝土存在蜂窝而形成的混凝土表面潮湿。
4.4.2坝基渗漏分析
坝基岩土层为弱风化晶屑凝灰岩,表层岩体裂隙较发育,岩体呈碎裂-块状结构,在坝基中共进行2段压水试验,根据压水试验表明:岩体上部的透水率在1.40~1.47Lu之间,左、右岸及河床钻孔压水试验的岩体上部透水率小于5Lu(规范要求小于5Lu),能满足要求。
4.4.3绕坝渗漏分析
大坝左、右岸坝基岩土层为强、弱风化晶屑凝灰岩,根据钻探揭示,两岸岩体裂隙较发育,根据压水试验表明,呈弱-中透水性,据现场地质点调绘,左、右岸坝体下游20m范围内岩面偶见湿润,绕坝渗漏现象不明显。
5、溢流堰及及下游冲刷坑工程地质条件及评价
溢流堰位于坝顶中央,采用自由跌水式措施,溢流净宽70m,大坝溢流堰无挑流措施,设计洪水时单宽流量79.69m3/s.m,校核洪水时单宽流量121.38m3/s.m,堰顶高程为230m,工程泄流量较大,泄流对坝下冲刷能量大。
根据现场观测冲刷坑至坝脚约6-7m,冲刷坑深度约2-3m,河谷呈 “V”字型,两岸及河床大面积基岩裸露,河床局部表层分布大量块石,厚度约0.5~1.00m,粒径300~600mm不等,粒径最大可达2.00m。基岩岩性为晶屑凝灰岩,呈弱风化状,裂隙发育,影响岩体完整性及强度,整体呈碎裂~块状,较易冲刷,岩体冲刷系数建议K=1.3(经验值)。
6、结论与建议
6.1结论
1)区内未发现有明显的新构造运动迹象,历史上无大的地震活动记录,区域构造相对稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073-2000)规定,本场地的抗震设防烈度为6度,水平向地震加速度代表值为0.05g,所属设计地震分组为第三组。特征周期为0.30s。
2)大坝附近水文地质条件简单,地表水主要为坝区内河水,地下水主要来源于大气降水,地下水位受水库蓄水高程影响很大。根据含水层性质及埋藏条件,本区的地下水含水层主要为第四系孔隙性潜水及基岩裂隙水。
3)大坝基础均为弱风化晶屑凝灰岩,大坝岩体呈块状结构,强度较高,属坚硬岩,承载力满足要求,坝基稳定性好。
4)左坝肩的边坡主要为岩质边坡,自然边坡坡度约25-45°,目前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象,左坝肩边坡稳定。右坝肩的边坡主要为岩质边坡,坡度陡峭, 自然边坡坡度约25-45°,目前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象,右坝肩边坡基本稳定,但局部有危岩分布,建议清除。
5)根据本次勘察成果及压水试验成果。坝体的透水率在1.56~3.08Lu之间,可满足要求,仅局部发现部分混凝土潮湿状。
6)根据压水试验表明,未发现大坝左、右岸及河床存在坝基渗漏的现象;左右岸均不存在绕坝渗漏。
6.2建议
xxxxxxx水库是以发电为主的中型水利枢纽工程,水库为当地农业生产和人民生活发挥重要作用,水库除保护下游村庄免受洪涝灾害之外,对当地经济及下游群众的生命财产的影响至关重要。通过本次勘察发现的问题并提出处理的建议:
1)据本勘压水试验成果,坝体渗透性等级为弱透水层;坝基经采用帷幕灌浆后透水性能改良效果较好,属弱透水层。
2)坝体勾缝有剥蚀、脱落现象,采取深勾缝与灌浆工程措施予以加固。
3)右岸坝肩下方局部有危岩,建议清除,有存在对边坡不利的节理裂隙,后期应加强观测,局部岩石渗水,应注意地下水对边坡影响,必要时进行灌浆等工程处理。
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