南水北调东线第一期工程冠县续建配套工程工程地质勘察报告

'南水北调东线第一期工程冠县续建配套工程工程地质勘察报告（可行性研究阶段）山东省水利勘测设计院证书名称：工程勘察综合类甲级证书编号：150104—kj二○一一年十二月 批准：核定：审查：校核：项目负责人：分项负责人： 目录绪言1第一章区域地质概况6第二章库区地质概况13第三章围坝工程地质条件及评价20第一节土层分布规律及特征20第二节库区水文地质条件34第三节坝基渗漏39第四节坝后浸没分析41第五节渗透变形判别及评价42第六节土的液化评价43第七节坝基土工程地质评价47第四章水库附属建筑物工程地质条件及评价50第一节入库泵站50第二节泄水洞55第三节放水洞59第五章输水管道工程地质条件及评价63第一节输水管道63第二节输水管道建筑物69第六章天然建筑材料80第一节土料80第二节砂石料88第七章结论与建议89 附图序号图名图号1勘探点平面位置图SDS37MC62.11KY.DK.T0012围坝工程地质纵剖面图SDS37MC62.11KY.DK.T002（1/2～2/2）3围坝工程地质横剖面图SDS37MC62.11KY.DK.T003（1/3～3/3）4库区工程地质剖面图SDS37MC62.11KY.DK.T0045输水管道钻孔平面位置图SDS37MC62.11KY.DK.T0056输水管道工程地质剖面图SDS37MC62.11KY.DK.T0067土料场工程地质剖面图SDS37MC62.11KY.DK.T007 绪言受冠县水务局委托，我院承接了南水北调东线第一期工程冠县续建配套工程可行性研究阶段的工程地质勘察工作。一、工程概况冠县南水北调工程配套工程主要为调蓄水库工程及其输水工程，调蓄水库位于冠县北约6.5km处，位于万善乡境内。库区范围为元坊村、靖里当铺、赵里当铺、董里当铺、岳胡庄输水干渠、西化村、赵固、高庄子、东贾村等包围范围，范围约4.2km2。水库供水目标为冠县城市工业及生活用水，输水水源为南水北调调引的长江水。工程内容包括输水管道工程和水库枢纽工程。输水管道工程包括取水泵站和输水管道；水库枢纽工程由围坝、引渠、交叉建筑物、出库泵站、泄水涵闸、截（排）渗沟等部分组成，水库设计库容约1000万m3。初步拟定本工程等别为Ⅲ等，其主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。二、勘察工作任务及目的本次勘察按可研阶段进行，其主要目的是初步查明水库、输水管道及附属建筑物工程地质及水文地质条件，为选定的工程场址进行论证。其主要任务如下：1、库区88 （1）调查区域地质构造情况，对工程场区区域构造稳定作出评价；（2）初步查明水库库区的工程地质和水文地质条件，对坝后浸没盐渍化等问题作出初步评价。2、坝址（1）初步查明坝基土层岩性、结构、厚度变化及空间分布，重点查明裂隙粘土、砂壤土、粉细砂及软土等不良土层的分布；提出有关层的主要物理力学性质参数，作出工程地质评价；（2）初步查明坝基透水层、相对隔水层的埋深、厚度、分布范围、地下水位及其变化规律，及主要透水层和相对隔水层的渗透系数；初步查明坝基有关土层渗透变形及浸没条件，对水库蓄水后可能产生的不良工程地质问题进行评价；（3）对坝基无粘性、少粘性饱和土的震动液化作出评价；（4）对坝基土层的承载能力、地基稳定性等问题作出评价；（5）对地表水和地下水进行腐蚀性评价。3、附属建筑物（包括入库泵站、泄水洞、出库泵站等）（1）初步查明各建筑物场区岩土分布规律及特征，重点查明软弱粘性土、裂隙粘土等工程地质特征，提供土层的主要物理力学性指标；（2）分析评价场区存在的主要工程地质问题，对地基处理方案提出建议，提供主要土层有关参数；（3）提供主要土层渗透系数、临界比降88 、允许比降等设计所需参数；（4）调查场地的水文地质条件，对地基土的渗透稳定性及基坑开挖中发生涌水、涌砂的可能性作出评价；对地下水的水质及对混凝土腐蚀性做出评价。4、输水管道（1）初步查明输水管道沿线岩土分布规律及特征，重点查明砂壤土、细砂及软土等不良土层的分布；提出各有关层的主要物理力学性质参数，作出工程地质评价；（2）初步查明输水管道沿线的水文地质条件、地下水位埋深，提供各有关土层的开挖边坡和地基承载力。5、天然建筑材料对库内土料场及建筑物所需其它天然建筑材料进行调查，对料场范围、开采条件、储量及质量等进行初步评价。三、工作依据1、文件《南水北调东线第一期工程冠县续建配套工程地质勘探技术要求》，山东省水利勘测设计院，2011年11月；2、执行主要规范、规程《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）《平原水库工程设计规范》（DB37/1342-2009）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）88 《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003）《水利水电工程坑探规程》（SL166-2010）《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL320-2005）《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007）《土工试验规程》（SL237-1999）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《岩土工程勘察安全规范》（GB50585-2010）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）《水利水电工程地质勘察资料内业整理规程》（SDJ19-78）《工程建设标准强制性条文（水利工程部分）》（2010年版）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）等。四、完成主要工作量本次野外勘察工作于2011年12月10日开始，12月22日结束，完成的主要工作量见表0-1。88 勘察工作量一览表表0-1钻探钻孔个42散状土样组13进尺m712.5抽水试验段1标贯次321注水试验段4原状土样组138水样组6原状砂样组9坑探探坑个6土方量m396环刀样个6易溶盐土样组20击实样组6测量高程点42断面km7288 第一章区域地质概况一、地形地貌据《山东省地貌分区图》（1:1500000）划分，该区地貌单元属微倾斜低平原区（Ⅵ）的黄河冲积平原亚区（Ⅵ1）。。在区域上，以黄河为界，黄河东南为鲁中低山丘陵区，以泰山为最高峰，高程1888m。黄河西北为黄河冲积平原，东北为海积平原。黄河冲积平原地貌单一，地域广阔，地势低平，地形由西南微向东北倾斜，地面高程34.0~2.0m地面坡降约1/10000。库区位于黄河冲积平原上，地形起伏不大，地势低平，地面高程34m左右，地下水径流滞缓，易受涝、碱威胁。该区较大的河流有徒骇河、中心河及其小运河等，均为平原雨源性排水河道，径流量年际变化很大。二、地层岩性黄河冲积平原沉积了巨厚的第四系覆盖层，第四系发育完全，总厚度220m左右。全新统为（黄河）冲积陆相沉积层，岩性为灰黄色砂壤土与粉砂互层，中部夹海相层，近海区以海相层和滨岸相地层为主，厚约20m。上更新统为（黄河）冲积物，东部地段夹两期海相层，岩性为灰黄色砂壤土与粉砂互层，厚度比较均匀，向东略有增加，厚约60m88 。中更新统岩性为棕黄色粘性土与褐黄色砂壤土互层，夹粉细砂层，含多层钙质沉淀层，厚约90～100m。下更新统岩性为棕色粘性土与黄褐色至灰黄色砂壤土及粉细砂互层，夹有多层发育不同的钙质沉淀层，厚约30～70m。该区广泛分布第四系不同时期和成因类型的松散堆积层，受黄河摆动和泛滥影响，岩性相变较为频繁，多呈透镜体状交替分布。三、地质构造及地震（一）大地构造单元分区按《山东省大地构造单元分区图》（1:1500000）划分，该区位于华北台坳（Ⅱ1）之临清台陷（Ⅲ5）的冠县-德州台凹（Ⅳ21）南部。（二）主要断裂构造根据《山东省主要构造形迹分布图》，区内断裂呈隐伏状，规模大的断裂为新华夏系压扭性断裂聊城～兰考断裂带，呈北东向展布。聊城～兰考断裂：该断裂带全长270km，呈隐伏状，呈北北东向延伸，规模大，活动时间长，是鲁西隆起与华北坳陷的分界断裂。该断裂带对紧靠其西侧的寿张凹陷和东明凹陷有明显的控制作用。该断裂向西倾斜，倾角一般60°左右，为正断裂，东盘向东扭动。据有关资料，该断裂带在三叠纪就已经存在，侏罗纪～早第三纪强烈活动，晚第三纪～第四纪亦有轻微活动。有史以来，聊考断裂发生多次地震，1502～1948年间5级以上地震发生过5次，包括1937年在菏泽发生的7级破坏性地震。这些说明聊考断裂带是一个新构造活动带。（三）地震动参数据地震历史记录资料，该区共发生五级以上地震5次。88 1937年8月1日菏泽发生7级地震时，震中烈度为Ⅶ度。工程区主要受聊考断裂控制，工程区距聊考断裂北段约30Km。据地震历史记录资料，聊考断裂区域共发生五级以上地震5次。1937年8月1日菏泽发生7级地震时，震中烈度为Ⅶ度。鉴于1937年发生了菏泽7级地震，根据华北地区7级地震复发周期和活动趋势预测结果分析，工程场区附近未来百年内发生7级地震的可能性较小，未来50年工程场区附近可能发生5-6级地震，主要面临Ⅶ度的地震烈度影响。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001)，工程场区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期0.40s，相应于地震基本烈度Ⅶ度。四、水文地质条件区域内地下水类型主要为松散层类孔隙水。浅层含水层为全新统及上更新统冲积洪积地层，岩性为粉砂、细砂及中砂，砂层厚10～50m，具有强富水性。深层含水层上第三系上部至中更新统，上部岩性以粉细砂、细砂为主，下部多为中细砂、中砂及中粗砂，层厚一般大于40m，具有强富水性。浅层地下水补给来源以大气降水为主，同时还有黄河侧渗，灌溉渗入，地表水及外区径流补给，地下水以0.2‰的水力坡度由西南向东北缓慢运动，地面蒸发和人工开采为其主要排泄方式。深层地下水补给源来自聊城北部省外及鲁中南山区三方面，地下水以0.05～0.27‰极小的水力坡度自西南向东北缓慢运动，人工开采为其主要排泄方式。88 第二章库区地质概况一、地形地貌库区位于黄河冲积平原区，地形平坦，总体上由西北向东南微倾，地面高程39.23～39.70m。，高差小于1.0m，地形坡降约1/2000。水库西坝线长约0.85km，北坝线长约1.14km，南坝线长约0.92km。库区内西部、南部及东部各有一条水沟，沟深约3.0m，宽度约7.0m。二、地层岩性在勘探深度内，库区揭露的地层主要为第四系全新统冲积堆积物、湖沼积堆积物、冲积湖积堆积物及第四系上更新统冲积洪积堆积物，自上而下分述如下：1、第四系全新统冲积堆积物（Q4al）：主要岩性为裂隙粘土、砂壤土及粘土，为黄河冲积新近沉积物，区内均有分布，裂隙粘土以夹层或透镜体形式分布于砂壤土中部，库区内总厚度13.20～18.30m。2、第四系全新统湖沼积堆积物（Q4fl）：岩性为粘土、砂壤土，浅灰色、浅灰褐色、灰黑色，区内均有分布，厚度不均匀，库区内厚度为0.70～6.00m。3、第四系全新统冲积湖积堆积物（Q4al+f）：主要岩性为粉土质细砂及壤土，区内均有分布，壤土以透镜体形式分布于粉土质细砂中部，库区内厚度23.90～30.80m。88 4、第四系上更新统冲积洪积堆积物（Q3al+pl）：岩性主要为含姜石粘土、砂壤土等，仅在控制性钻孔中揭露，埋藏深度一般在40.0m以下，在勘探深度内未揭穿。三、地质构造及地震1、构造稳定性库区位于华北台坳（Ⅱ1）临清台陷（Ⅲ5）冠县～德州台凹（Ⅳ21）中部，库区内没有大规模的断裂构造穿过。区内地质构造呈隐伏状，库区西距馆陶构造带（Ⅳ20）东界线临清断裂约3.5km，东距陵县断裂约15.5km、惠民断裂约20.0km，东南距齐河～广饶断裂带和聊城～兰考断裂带约40.0km。工程场区附近30km范围内无中强地震发生记录。根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定临清市城南水库枢纽工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度。2、场地类别判定城南水库工程控制单元均位于黄泛冲积平原区，下伏第四系覆盖层较厚，且各建筑物揭露地层岩性相近，以A1钻孔为代表判定该工程场地类别。在无实测剪切波速的条件下，根据岩土名称和性状划分土的类型，并估计各土层的剪切波速，见表2-1。场地覆盖层厚度大于20m，计算深度d0取地面以下20.0m。88 土的类型划分和剪切波速估计值表表2-1地层编号地层岩性计算地层厚度土的类型剪切波速估计值mυs（m/s）①砂壤土4.10软弱土130①-1裂隙粘土2.00软弱土120②粘土3.50软弱土120②-1砂壤土0.70软弱土130③砂壤土2.90软弱土130④粉土质细砂6.80中软土190土层的等效剪切波速以下面公式计算：…………………………………………（3.1）=………………………………………（3.2）式中υse—土层等效剪切波速（m/s）；d0—计算深度（m）；t—剪切波在地面至计算深度之间的传播时间（s）；di—计算深度范围内第i土层的厚度（m）；υsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）；n—计算深度范围内土层的分层数。计算出剪切波的传播时间t为0.141s，土层等效剪切波速υse为141.8m/s。根据覆盖层厚度和土层等效剪切波速，查《建筑抗震设计规范》（GB5011-2001）2008年版中表4.1.6、表5.1.4-2，工程场区覆盖层厚度一般大于50m，判定场地类别为Ⅲ类，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。88 四．水文地质特征库区位于冠县城区北约12.0km处，属鲁西北冲积平原区西北部，该处水资源贫缺，地下水埋藏较深，地表径流亦不丰富。据库区附近地下水位观测资料，1984～2008年间，年平均地下水位21.50～31.71m，近十年年平均地下水位均在26.34m以下。勘察期间正值农田灌溉期，受其影响，地下水位变幅较大，一般埋深8.8～12.1m，地下水位23.51～28.05m，地下水总体由库区西南流向东北。根据地下水埋藏条件及赋存形式，场区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，主要赋存于粉土质细砂及砂壤土层中。粉土质细砂层厚度大，一般超过25.0m，为中等～强透水层，含水丰富，为主要含水层；砂壤土土体松散，孔隙发育，透水性较为均一，为中等透水层，含水较为丰富。地下水主要接受黄河侧渗及大气降水补给，以人工开采和向下游河道径流为主要排泄方式。据地下水水质分析成果（详见表2-2），城南水库库区地下水的水化学类型主要为HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型，其矿化度1.025～1.061g/L，为微咸水，全硬度642.6～669.7mg/L，PH值7.82～7.93，属弱碱性极硬水；输水管道三干分水闸处地下水的水化学类型主要为Cl·HCO3·SO4－Ca·Na·Mg型，其矿化度1.907g/L，为微咸水，全硬度1159.2mg/L，PH值7.75，属弱碱性极硬水；三干渠渠水的水化学类型主要为HCO3·SO4·Cl－Ca·Na·Mg型，其矿化度0.622g/L，为淡水，全硬度358.4mg/L，PH值7.77，属弱碱性极硬水根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L88 判定，库区地下水中HCO3-含量9.4～12.15mmol/l，Mg2+含量62.3～71.4mg/l，SO42-含量107.6～191.8mg/l，PH值7.82～7.93，不含侵蚀性CO2，判定库区地下水对混凝土无腐蚀性；Cl-含量179.9～216.4mg/l，判定库区地下水对混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性；Cl-+SO42-含量287.5～398.7mg/l，判定库区地下水对钢结构具弱腐蚀性。输水管道三干分水闸处地下水中HCO3-含量10.64mmol/l，Mg2+含量154.8mg/l，SO42-含量414.2mg/l，PH值7.75，不含侵蚀性CO2，判定输水管道三干分水闸处地下水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性；Cl-含量535.6mg/l，判定输水管道三干分水闸处地下水对混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性；Cl-+SO42-含量949.8mg/l，判定输水管道三干分水闸处地下水对钢结构具中等腐蚀性。三干渠河水中HCO3-含量3.99mmol/l，Mg2+含量40.2mg/l，SO42-含量175.5mg/l，PH值7.77，不含侵蚀性CO2，判定三干渠河水对混凝土无腐蚀性；Cl-含量124.4mg/l，判定三干渠河水对混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性；Cl-+SO42-含量299.9mg/l，判定三干渠河水对钢结构具弱腐蚀性。88 地下水水质分析成果表表2-2取水位置建筑物名称编号库尔洛夫表达式全硬度矿化度PH值K++Na+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-游离侵蚀性地下水化学类型腐蚀性判定CaCO3CO2CO2对混凝土对砼中钢筋和钢结构mg/lmg/l—mg/lmmol/lmg/l库区入库泵站A1-地下水M1.04HCO348.9Cl30.4SO420.8642.610387.82142.0139.571.4206.9191.89.414.50HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型无弱腐蚀性Ca36.7Na31.7Mg31.0泄水洞A5-地下水M1.06HCO358.8Cl30.2SO411.1669.710617.93147.0165.362.3216.4107.611.8814.50HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型无弱腐蚀性Ca42.2Na30.1Mg26.2放水洞A9-地下水M1.03HCO362.4Cl26.1SO411.5652.710257.87151.7143.571.4179.9107.612.1516.90HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型无弱腐蚀性Ca36.9Na31.3Mg30.3输水管道三干分水闸Q6-地下水M1.91Cl44.0HCO330.9SO425.11159.219077.75269.0208.8154.8535.6414.210.6419.40Cl·HCO3·SO4－Ca·Na·Mg型硫酸盐型中等腐蚀性中等腐蚀性Ca37.1Na30.6Mg30.3Q8-渠水M0.62HCO335.8SO432.7Cl31.5358.46227.7782.877.240.2124.4175.53.997.30HCO3·SO4·Cl－Ca·Na·Mg型无弱腐蚀性Ca35.9Na32.6Mg30.988 五．土的腐蚀性评价根据库区土样易溶盐化学分析成果（详见表2-3），依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009年版））对库区表层土进行腐蚀性评价。库区土中全盐量为505.0～845.0mg/kg，为非盐渍土；PH值为8.84～9.10，Mg+含量24.1～30.0mg/kg，SO42-含量23.7～260.9mg/kg，Cl-含量47.3～81.1mg/kg，HCO3-含量3.99～5.76mmol/kg，判定库区土对混凝土结构、钢筋混凝土中钢筋及钢结构均具微腐蚀性。土的易溶盐化学分析成果表表2-3取土位置建筑物名称编号全盐量PH值K++Na+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-腐蚀性判定mg/kg—mg/kgmmol/kg库区入库泵站A1-土样845.08.84145.579.224.181.1260.93.99微腐蚀性泄水洞A5-土样582.58.9221.189.130.054.123.75.76微腐蚀性放水洞A9-土样505.09.1093.165.326.447.323.73.99微腐蚀性88 第三章围坝工程地质条件及评价第一节土层分布规律及特征在勘探深度内，城南水库坝基及库内揭露地层主要为第四系全新统冲积堆积的砂壤土、裂隙粘土，第四系全新统湖沼积堆积的粘土、砂壤土，第四系全新统冲积湖积堆积的粉土质细砂、壤土，以及第四系上更新统冲积洪积堆积的含姜石粘土、砂壤土等，可分为五大层，自上而下分述如下：①层砂壤土（Q4al）：褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续，层厚4.10～8.80m，层底高程27.23～30.30m。①-1层裂隙粘土（Q4al）：浅棕色、棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层呈透镜体或薄层形式穿插在①层砂壤土中部，断续分布于围坝桩号0+000～2+652间，层厚0.40～2.00m，层底高程29.95～34.55m。②层粘土（Q4fl）：浅灰色、浅灰褐色，底部为棕黄色，可塑状态，局部软塑，土中夹有腐植质88 ，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续但厚度不均匀，层厚0.70～4.60m，层底高程23.27～27.45m。②-1层砂壤土（Q4fl）：浅灰色，局部灰黄色，松散，湿～饱和状态，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层呈透镜体或薄层形式穿插在②层粘土中部，断续分布于围坝桩号0+000～1+656、2+652～2+971、3+238～3+674间，层厚0.60～1.60m，层底高程24.87～27.90m。③层砂壤土（Q4al）：灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部底部夹③-1层粘土透镜体。该层分布连续，厚度不均匀，层厚0.90～5.80m，层底高程19.89～23.15m。③-1层粘土（Q4al）：浅灰褐色，可塑状态，无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层仅在A4、A6钻孔揭露，层厚0.80～2.80m，层底高程18.25～20.93m。④层粉土质细砂（Q4al+f）：灰黄色、浅灰色、深灰色，中密状态，局部稍密、密实状态，饱和，砂级配不良，分选性较好，粉粒（0.075≥d＞0.005mm）含量7.5～46.7%，粘粒（d≤0.005mm）含量0.2～13.8%。该层分布连续且厚度较大，仅在控制性钻孔穿透，层厚23.90～30.80m，层底高程-8.06～-4.01m。④-1层壤土（Q4al+f）：浅灰色，可塑，发育裂隙和孔隙，裂隙张开宽度一般1～2mm88 ，充填粉土；孔隙垂向发育，连通性较好，有水流痕迹，孔径1～2mm，在108mm岩芯断面上分布有8～15个，刀切易碎。该层无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。该层穿插在④层粉土质细砂中部，仅在A3、A4、A5钻孔揭露，分布于围坝桩号0+661～1+656间，层厚0.90～1.60m，层底高程9.49～10.85m。⑤层含姜石粘土（Q3al+pl）：浅棕红色、棕黄色，坚硬状态，发育裂隙，裂隙张开宽度一般1～2mm，充填浅灰色粉土，含姜石，含量一般25～30%，姜石粒径1～5cm。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层仅在控制性钻孔揭露，厚度不均匀，层厚0.60～3.50m，层底高程-8.66～-5.81m。⑤-1层砂壤土（Q3al+pl）：灰黄色，中密～密实，饱和状态，局部含姜石，含量15%左右，姜石粒径1～5cm，该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层仅在控制性钻孔揭露，在勘探深度内未揭穿，揭示层厚2.60～5.40m，揭示层底高程-14.06～-8.41m。各层土的主要物理力学性指标见表3-1-1，坝基土的三轴慢剪CD及邓肯E-μ模型八大参数见表3-1-2，压力与孔隙比关系曲线见图3-1-388 坝基土的主要物理力学性指标一览表表3-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击①层砂壤土试验组数13131313131313131377666652平均值25.21.881.502.690.80086.90.2478.20.2024.2915.919.0028.05.6729.27.6大值平均值26.81.951.562.700.88495.10.32711.20.2656.0019.327.0030.17.5030.89.6小值平均值23.61.801.432.680.72977.30.1796.30.1473.6011.413.6726.02.0027.55.3建议值25.21.801.432.690.88486.90.3276.30.2654.0015.010.021.06.1124.07.0①-1层裂隙粘土试验组数101010101010101010101010107766669平均值32.41.851.382.750.99192.647.725.821.90.380.4214.60.35311.299.042.8320.734.0024.06.3大值平均值35.41.891.432.761.07596.660.229.827.40.570.4625.00.39021.0010.454.0022.435.2525.17.5小值平均值30.11.831.312.740.92088.642.323.118.30.250.3714.10.3087.405.437.2519.132.3321.95.8建议值32.41.831.312.751.07592.647.725.821.90.570.4624.10.39012.007.525.0015.022.0017.06.0②层粘土试验组数1818181818181818181818181888666638平均值37.71.841.342.761.07496.449.726.423.30.490.5124.40.40011.466.849.1720.136.4024.85.5大值平均值44.41.911.472.761.23098.656.529.228.00.780.7375.30.52116.758.959.0022.842.5025.96.3小值平均值30.91.771.242.750.88093.944.224.220.20.270.3993.60.3289.114.939.3314.632.3324.14.6建议值37.71.771.242.761.23096.449.726.423.30.780.7373.60.52111.707.026.0012.024.0015.55.088 坝基土的主要物理力学性指标一览表续表3-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击②-1层砂壤土试验组数10101010101010101066222214平均值25.51.901.522.690.76488.30.2596.80.2154.4024.77.0030.93.0031.18.9大值平均值28.11.941.552.710.80595.40.3078.70.2566.5027.010.7小值平均值23.01.841.452.680.73181.20.1875.90.1543.0021.47.1建议值25.51.841.452.690.80588.30.3075.90.2564.0017.510.0022.05.0025.08.0③层砂壤土试验组数10101010101010101066777719平均值26.31.921.522.700.78093.60.2457.20.2026.007.433.8624.624.4326.98.3大值平均值27.51.961.572.710.82597.00.3159.10.2727.508.259.3328.146.0029.310.9小值平均值24.01.871.482.690.72490.80.1765.80.1554.506.614.7519.88.2523.76.3建议值26.31.871.482.700.78093.60.3155.80.2726.0010.013.0020.09.0025.08.0③-1层粘土试验组数平均值大值平均值小值平均值建议值37.71.771.242.761.23096.449.726.423.30.780.7373.60.52111.707.026.0012.024.0015.55.088 坝基土的主要物理力学性指标一览表续表3-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击④层粉土质细砂试验组数999999999666666106平均值20.62.021.652.650.61192.40.12712.40.1053.3330.33.8330.30.2031.122.9大值平均值22.22.061.742.650.70298.00.14514.10.1194.5030.46.0031.51.0032.029.4小值平均值18.51.941.582.650.53886.80.10510.70.0872.7529.72.7529.70.0030.317.4建议值20.61.941.582.650.70292.40.14510.70.1192.5029.03.0030.01.0032.023.0④-1层壤土试验组数666666666666622平均值22.01.961.622.710.68184.327.717.310.90.390.2377.50.21915.0022.3大值平均值22.91.991.632.720.69585.528.117.611.80.520.2899.20.257小值平均值21.11.941.622.700.67182.027.117.210.10.270.1855.80.181建议值22.01.941.622.710.69584.327.717.310.90.520.2895.80.25712.0021.07.0⑤层含姜石粘土试验组数66666666666662平均值23.72.021.642.750.68695.051.927.824.1-0.180.2746.30.2228.0大值平均值29.52.061.712.760.83398.064.333.231.1-0.150.3217.50.238小值平均值20.91.951.512.750.61389.045.725.120.6-0.250.2515.60.214建议值23.71.951.512.750.83395.051.927.824.1-0.150.3215.60.2388.088 坝基土的主要物理力学性指标一览表续表3-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击⑤-1层砂壤土试验组数2222222223平均值22.42.021.652.660.61297.00.08020.20.06916.3大值平均值小值平均值建议值22.42.021.652.660.61297.00.08020.20.06916.088 坝基土的三轴慢剪CD及邓肯E-μ模型八大参数表表3-1-2层号岩性数值类别凝聚力内摩擦角破坏比模量参数泊桑比参数CdΦdRfknDGFkPa度------①砂壤土样品个数66666666平均值6.0035.50.946255.970.5711.80.271-0.185大值平均值7.6739.40.979300.430.5902.20.295-0.181小值平均值4.3332.50.932196.700.5531.10.238-0.189建议值4.3332.50.946255.970.5711.80.271-0.185①-1裂隙粘土样品个数77777777平均值19.0032.00.902174.340.6221.50.311-0.146大值平均值28.2537.40.962295.200.6601.90.343-0.122小值平均值6.6724.90.857126.000.5951.00.287-0.177建议值19.0024.90.902174.340.6221.50.311-0.146②粘土样品个数44444444平均值21.8031.60.880141.300.6151.20.292-0.137大值平均值30.5034.80.904151.870.6201.30.318-0.110小值平均值16.0030.60.856125.450.6101.10.283-0.154建议值21.8028.40.880141.300.6151.20.292-0.137②-1砂壤土样品个数33333333平均值7.2536.70.930233.830.5921.50.314-0.159大值平均值小值平均值建议值6.1630.30.930233.830.5921.50.314-0.159③砂壤土样品个数22222222平均值12.5032.50.892191.350.5601.70.300-0.170大值平均值小值平均值建议值6.0029.00.892191.350.5601.70.300-0.17088 坝基土的三轴慢剪CD及邓肯E-μ模型八大参数表续表3-1-2层号岩性数值类别凝聚力内摩擦角破坏比模量参数泊桑比参数CdΦdRfknDGFkPa度------④粉细砂样品个数22222222平均值4.0037.00.980302.000.5001.30.369-0.191大值平均值小值平均值建议值4.0033.00.980302.000.5001.30.369-0.191⑤含姜石粘土样品个数平均值大值平均值小值平均值建议值22.5026.50.864122.570.6211.20.311-0.13688 ①层砂壤土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.8000.7750.7560.7310.7160.703大值平均值0.8840.8540.8330.8040.7860.771小值平均值0.7290.7070.6900.6690.6560.645①-1层裂隙粘土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.9910.9610.9290.8850.8560.832大值平均值1.0751.0471.0130.9670.9340.909小值平均值0.9200.8750.8460.8040.7770.756图3-1-2压力与孔隙比关系曲线88 ②层粘土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值1.0741.0350.9960.9450.9070.876大值平均值1.2301.1801.1331.0611.0170.980小值平均值0.8800.8530.8260.7630.7340.713②-1层砂壤土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.7640.7490.7280.7020.6850.673大值平均值0.8050.7900.7760.7580.7400.726小值平均值0.7310.7120.6940.6640.6490.637续图3-1-2压力与孔隙比关系曲线88 ③层砂壤土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.7800.7450.7240.6980.6810.668大值平均值0.8250.7880.7730.7490.7210.709小值平均值0.7240.6910.6790.6570.6310.618④层粉土质细砂e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.6110.5970.5870.5740.5660.559大值平均值0.7020.6890.6830.6750.6730.670小值平均值0.5380.5280.5260.5130.5050.498续图3-1-2压力与孔隙比关系曲线88 ④-1层壤土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.6810.6630.6530.6400.6290.610大值平均值0.6950.6800.6720.6540.6370.617小值平均值0.6710.6410.6320.6220.6140.598⑤层含姜石粘土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.6860.6610.6520.6240.6070.595大值平均值0.8330.8150.8060.7820.7640.749小值平均值0.6130.5910.5750.5460.5290.518续图3-1-2压力与孔隙比关系曲线88 ⑤-1层砂壤土e～p关系曲线压力P(kPa)050100200300400孔隙比e平均值0.6120.6090.6060.6000.5950.590大值平均值小值平均值续图3-1-2压力与孔隙比关系曲线88 第二节库区水文地质条件城南水库库区（包括坝址区）地貌属于黄河冲积平原，地下水类型为第四系孔隙潜水。本阶段为查清库区分布土层的水文地质特征，现场分别进行了分层、混合层注水试验6段次，抽水试验1段次。现根据地层的水文地质特征以及注（抽）水试验、室内渗透试验资料，对每层土的水文地质特征分述如下：一、含水层特征1、全新统冲积堆积层①层砂壤土：该层呈松散状态，发育孔隙，分布于场区上部，在坝基分布连续，渗透系数为2.76×10-3～4.76×10-3cm/s，具中等透水性。①-1层裂隙粘土：该层裂隙呈网状发育，裂隙张开宽度1.0～5.0mm，一般无充填或稍充填粉土，且裂隙连通性较好，呈透镜体或薄层形式断续分布于①层砂壤土中部。该层在黄泛地区普遍存在，一般具中等透水性。2、全新统湖沼积堆积层：②层粘土：该层裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，常见有植物腐根孔，局部粉粒含量高，呈壤土状，土质不均匀，夹砂壤土薄层。该层分布连续，但厚度不均匀，局部厚度仅0.70m，渗透系数为1.30×10-3～1.49×10-3cm/s，具中等透水性。②-1层砂壤土：该层呈松散状态，呈透镜体或薄层形式穿插在②层粘土中部，分布不连续，一般具中等透水性。88 3、全新统冲积堆积层③层砂壤土：该层呈松散～稍密状态，局部粉粒含量较高，发育孔隙。该层分布较连续，但厚度不均匀，渗透系数为2.40×10-3～2.98×10-3cm/s，具中等透水性。③-1层粘土：该层仅在局部揭露，呈透镜体形式分布，没有实际水文地质意义。4、全新统冲积湖积堆积层④层粉土质细砂：该层呈中密～密实状态，砂质较纯，该层分布连续且厚度较大，为主要含水层，渗透系数为7.87×10-3cm/s，具中等透水性。④-1层壤土：该层发育裂隙和孔隙，裂隙张开宽度1～2mm，孔隙垂向发育，连通性较好，有水流痕迹，孔径1～2mm，在108mm岩芯断面上分布有8～15个。该层穿插在④层粉土质细砂中部，分布不连续，仅在局部揭露，一般具中等透水性。5、上更新统冲积洪积层⑤层含姜石粘土：该层发育裂隙，裂隙张开宽度1～2mm，充填浅灰色粉土，姜石含量一般25～30%，姜石粒径1～5cm，受裂隙及姜石富集程度的差异，透水性变化较大。该层埋藏较深，一般埋深在40m以下，且厚度不均匀，局部较薄，一般具中等透水性。⑤-1层砂壤土：该层呈中密～密实状态，局部姜石含量15%左右，该层仅在控制性钻孔揭露，埋藏深，一般具中等透水性。各层土的注水试验计算成果详见表3-2-1，抽水试验计算成果详见表3-2-288 ，根据野外抽水试验和工程经验类比提出的各土层渗透系数建议值见表3-2-3。注水试验计算成果一览表表3-2-1钻孔编号岩性试段位置试段长度L孔径r水头高度H形状系数A注入流量Q渗透系数k计算公式mcmL/mincm/sm/dA1①层砂壤土①-1层裂隙粘土0～6.06005.530050.04.58×10-33.96②A4①层砂壤土0～4.04006.520020.03.68×10-33.18②A5③层砂壤土13.0～16.03005.5960471.1165.02.40×10-32.07①A6①层砂壤土0～4.04005.520025.04.76×10-34.11②③层砂壤土11.0～14.03005.5950471.1180.02.98×10-32.57①A8②层粘土6.5～10.03505.5890529.2342.01.49×10-31.29①A9-1②层粘土7.0～10.03005.5980471.1136.01.30×10-31.12①A10②层粘土6.6～10.53905.5980574.7445.01.33×10-31.15①Q8①层砂壤土0～4.04006.520015.02.76×10-32.38②公式①：K=，A=，m取1;公式②：K=式中K—试验岩土层的渗透系数，cm/s；Q—注入流量，L/min；H—试验水头，cm；A—形状系数，cm；r—钻孔内半径，cm；l—试段长度，cm。88 抽水试验计算成果一览表表3-2-2钻孔编号岩性试段位置过滤器工作长度L过滤器半径r水位降深s涌水量Q渗透系数kmm3/dm/dcm/sB7②层粘土9.50～11.502.000.0543.3039.743.063.54×10-3④层粘土26.00～29.003.000.0545.3027.500.991.15×10-3B14②层粘土9.00～10.501.500.0541.3025.636.087.04×10-3④层粘土26.50～29.503.000.0543.6016.270.869.95×10-4计算公式：K=式中：k——渗透系数（m/d）；Q——涌水量（m3/d）；l——过滤器工作长度（m）；r——过滤器半径（m）；s——水位降深（m）。各土层渗透系数建议值一览表表3-2-3时代成因类型岩性渗透系数时代成因类型岩性渗透系数m/dcm/sm/dcm/s全新统冲积层①层砂壤土4.114.76×10-3全新统冲积层③层砂壤土2.572.98×10-3①-1层裂隙粘土2.082.41×10-3④层粉土质细砂6.807.87×10-3全新统湖沼积层②层粘土1.291.49×10-3上更新统冲洪积层⑤层含姜石粘土0.252.90×10-4②-1层砂壤土4.114.76×10-3⑤-1层砂壤土3.894.50×10-3二、地下水特征库区水资源贫缺，地下水埋藏较深，地表径流亦不丰富。据库区附近地下水位观测资料，1984～2008年间，年平均地下水位21.50～31.71m，近十年年平均地下水位均在26.34m以下。勘察期间88 正值农田灌溉期，受其影响，地下水位变幅较大，一般埋深8.8～12.1m，地下水位23.51～28.05m，地下水总体由库区西南流向东北。根据地下水埋藏条件及赋存形式，场区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，主要接受黄河侧渗及大气降水补给，以人工开采和向下游河道径流为主要排泄方式。三、水文地质评价通过对勘察资料、现场水文试验资料、水位测量资料进行分析，库区水文地质条件有以下特点：1、从土层的结构特征分析，一般土体疏松，或孔隙、裂隙发育，或呈散粒状结构；2、从现场水文试验资料分析，多数土层都具有中等透水性，局部粉土质细砂具有中等～强透水性；3、从分层止水（针对粉土质细砂层及其以上土层比较）测得的稳定水位值基本一致、以及土层结构特征分析，各透水层间通过不同形式均有密切的水平或垂直的水力联系，相互串通；4、从地下水观测资料分析，地下水从西南流向东北，补排关系较明显。综合分析认为，库区揭露土层透水性较强，水力联系密切，勘探深度内没有稳定、统一、连续的相对隔水层。88 第三节坝基渗漏一、坝基渗漏条件分析坝址区地下水埋深8.90～10.50m，地下水位25.90～26.99m，勘探深度内，坝基下伏地层均具有中等透水性，各透水层间水力联系密切、透水性差别不大。现依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001第8.1.7条规定，采用公式进行渗流计算时，对比较复杂的实际条件可作如下简化：1.渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用厚度加权平均渗透系数作为计算依据。水库坝基土层渗透系数均相差5倍以内。2．设计坝底宽度80.0m，选用卡明斯基公式估算，透水层厚度分别取40m、50mm。二、坝基渗漏量估算1、坝基分段及渗透系数采用原则勘探深度内，坝基土层渗透系数为1.29～6.80m/d，均具中等透水性，无相对不透水层，诸透水层间水力联系密切，透水性差别较小，可视为均质透水体。坝基土层分布较为均匀，将围坝作为一个计算单元，以各层渗透系数的厚度加权平均值作为渗透系数计算值。2、坝基渗漏量估算时，采用如下公式：Q=式中：Q——坝段渗漏量（m3/d）；88 B——渗漏坝段长（m）；H——上、下游水头差（m）；2b——坝底宽（m）；K——透水层综合渗透系数（m/d）；M——透水层厚度（m），计算时取40m、50m。坝基渗漏计算中，坝底宽按设计底宽80.0m。设计上游水位采用设计提供的最高蓄水位44.50m，下游水位采用现状地下水位平均值26.60m。计算成果见表3-3-1。一年按365天计，围坝年渗漏量在估算深度为40m、50m时分别为4348.0万m3、4731.7万m3，分别为设计总库容(930.5万m3)的4.67倍、5.09倍，渗漏严重，应采取有效的防渗截渗措施。坝基渗漏计算成果一览表表3-3-1计算单元渗漏坝段长B上、下游水头差H综合渗透系数k坝底宽度2b计算透水层厚度M计算单元总渗漏量Q总年渗漏量mmm/dmmm3/dm30+000～3+674398624.22.555214.754210.619786874.8（）视作隔水层2+029～3+413138424.24.15523050851.8185609070+000～2+029267324.23.395224.9571101.02595187988 第四节坝后浸没分析水库场区水资源贫缺，地下水埋藏较深。据库区附近多年地下水位观测资料，年平均地下水位21.50～31.71m，近十年年平均地下水位均在26.34m以下，埋深超过10m。勘探期间场区地下水埋深8.8～12.1m，地下水位23.51～28.05m。根据勘探资料，坝基各土层透水性较强，各土层间水力联系较密切，排泄条件较好，因地下水埋藏较深，库区及坝基渗漏将以垂直渗漏为主，一般不会造成坝后地下水位大幅度雍高。若水库采取截渗措施，少量库水渗漏，更不会造成坝后地下水雍高。因此，水库蓄水后，坝后一般不会产生浸没问题。88 第五节渗透变形判别及评价坝基土层为多层结构形式，坝基表层分布的①层砂壤土、①-1层裂隙粘土直接暴露地表，现重点评价该两层土的渗透变形特征。一、土的渗透变形类型判别依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）规定，粘性土的渗透变形型式为流土。根据颗分资料，①层砂壤土、①-1层裂隙粘土小于0.075的粒组含量均超过75%，①层砂壤土粘粒（d≤0.005mm）含量3.7～15.6%，为少粘性土；①-1层裂隙粘土粘粒（d≤0.005mm）含量24.5～53.7%，为粘性土，均属于粘性土，判定①层砂壤土、①-1层裂隙粘土的渗透变形型式均为流土。二、土的渗透变形型式及允许比降综合确定及评价根据工程经验类比，对表层土的渗透变形型式及允许比降进行综合确定如下：①层砂壤土的渗透变形一般表现为流土破坏型式，局部虫孔发育地段同时存在危害相对较小的管涌破坏型式。该层为新近沉积层，结构松散，根据工程经验类比，建议砂壤土的出口无保护条件下允许比降采用0.25。①-1层裂隙粘土的渗透变形通常表现为流土破坏型式，裂隙粘土的裂隙张开度较大，且非常发育，综合考虑，建议裂隙粘土的出口无保护条件下允许比降采用0.09。总之，由于坝基表层土均为新近堆积层，孔隙发育，易产生渗透变形破坏，应做好防渗处理。88 第六节土的液化评价场区地震动峰值加速度为0.10g（相应于地震基本烈度Ⅶ度），依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）对场区分布的少粘性土及砂性土进行地震液化判别。一、初判1、①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂的粒径小于5mm颗粒含量质量百分率均大于30%，其中粒径小于0.005mm的颗粒含量质量百分率（ρc）均小于相应地震动峰值加速度为0.10g时的界限值16%，初判为可液化土。2、①-1层裂隙粘土、②层粘土的粒径小于5mm颗粒含量质量百分率均大于30%，其中粒径小于0.005mm的颗粒含量质量百分率（ρc）均大于相应地震动峰值加速度为0.10g时的界限值16%，可判为不液化土。3、现状地下水埋藏较深，但水库蓄水后，坝基土基本呈饱和状态，具备地震液化的条件。对初判可液化的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂进行液化复判。二、复判对初判可液化的饱和土采用标准贯入锤击数法进行复判。1）、符合下式要求的土应判为液化土：N＜Ncr88 式中：N—工程运用时，标准贯入点在当时地面以下ds（m）深度处的标准贯入锤击数（即实测标准贯入锤击数经校正后的值）；Ncr—液化判别标准贯入锤击数临界值。2）、当标准贯入试验点深度和地下水位在试验地面以下的深度，不同于工程正常运用时，实测标准贯入锤击数应按下式进行校正，并应以校正后的标准贯入锤击数N作为复判依据。式中：—实测标准贯入锤击数；s—工程正常运用时，标准贯入点在当时地面以下的深度(m)，当s≤5时，计算时取s=5；w—工程正常运用时，地下水位在当时地面以下的深度(m)，当地面淹没于水面以下时，dw取0；s—标准贯入试验时，标准贯入点在当时地面以下的深度(m)；w—标准贯入试验时，地下水位在当时地面以下的深度（m）。3）、液化判别标准贯入锤击数临界值按下式计算：式中：ρc—土的粘粒颗粒含量质量百分率（%），当ρc＜3%，ρc取3%；N0—液化判别标准贯入锤击数基准值，0.10g时取6。利用钻孔资料进行计算，判定结果见表3-6-1。88 振动液化判别成果表表3-6-1岩性建筑物名称孔号d’s(m)d’w(m)ds(m)dw(m)ρc(%)N’(击)N(击)标准贯入击数临界值Ncr试验点判定液化判别①层砂壤土入库泵站A1’3.59.63.506.462.45.8液化具有液化可能A1-34.09.64.0011.741.64.3液化6.59.66.5011.462.74.8液化坝基A24.09.54.007.362.45.4液化A44.09.54.0010.2114.44.6液化8.09.58.007.5105.06.5液化A64.09.64.005.8114.46.0液化6.09.66.008.2114.85.4液化8.09.68.005.3105.07.7液化A82.08.92.009.972.94.6液化4.08.94.009.262.54.8液化6.58.96.509.3104.75.3液化洼里涵洞Q24.09.34.006.293.65.8液化8.09.38.008.4105.16.1液化三干分水闸Q71.55.11.5011.410-5.54.3不液化3.55.13.5011.4116.14.3不液化5.05.15.007.8116.15.2不液化7.55.17.507.8106.46.1不液化Q82.05.12.0010.584.44.5液化3.55.13.505.595.06.2液化5.05.15.005.595.06.2液化7.55.17.505.5138.37.3不液化②-1层砂壤土坝基A28.09.58.003.573.59.4液化具有液化可能③层砂壤土入库泵站A1-212.59.612.507.4148.58.2不液化具有液化可能A1-312.59.612.503.8169.711.5液化坝基A211.09.511.005.895.28.6液化13.09.513.008.9106.27.7液化A414.59.514.509.1106.48.1液化A610.59.610.5011.4126.86.0不液化A812.08.912.003.0138.012.6液化88 振动液化判别成果表续表3-6-1岩性建筑物名称孔号d’s(m)d’w(m)ds(m)dw(m)ρc(%)N’(击)N(击)标准贯入击数临界值Ncr试验点判定液化判别③层砂壤土洼里涵洞Q215.09.315.0010.5138.57.7不液化具有液化可能三干分水闸Q713.55.113.5010.486.07.3液化Q811.55.111.508.8118.07.2不液化14.05.114.008.8139.98.1不液化④层粉土质细砂入库泵站A1-314.59.614.505.61710.810.3不液化具有液化可能A1-414.58.914.504.9127.911.0液化坝基A214.59.514.500.9117.014.1液化A814.08.914.006.52113.69.4不液化由上表计算结果可看出，饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均存在振动液化的可能。综上分析，在地震动峰值加速度为0.10g（相应于地震基本烈度Ⅶ度）条件下，饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层，建议采取相应的工程处理措施。88 第七节坝基土工程地质评价对坝基土工程地质条件评价如下：①层砂壤土：标准贯入击数N63.5一般为3～11击，小值平均值5.3击，呈松散、干～湿状态；孔隙比e0为0.646～0.916，大值平均值0.884；压缩系数a1-2为0.132～0.403MPa-1，大值平均值为0.327MPa-1，具中等压缩性。该层位于坝基土的上部，分布连续，但厚度不均匀。该层为新近沉积堆积层，为欠固结土，力学强度较低，易产生渗透变形，且为可能发生地震液化的土层，工程地质条件较差。①-1层裂隙粘土：标准贯入击数N63.5一般为5～8击，小值平均值5.8击；液性指数IL为0.14～0.74，平均值为0.38，大值平均值为0.57，呈可塑状态；孔隙比e0为0.853～1.183，平均值为0.991，大值平均值1.075；压缩系数a1-2为0.338～0.491MPa-1，大值平均值为0.462MPa-1，具中等压缩性。该层呈夹层或透镜体型式分布于①层砂壤土中部，一般埋深1.0～1.8m，埋藏较浅，且厚度不均匀。该层力学强度不均一，且具有失水干裂，遇水软化的典型特征，在勘探期间，大部分位于地下水位以上，因此物理力学强度尚可，但水库蓄水后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差，影响坝基稳定。②层粘土：标准贯入击数N63.5一般为3～8击，小值平均值4.6击；液性指数IL为0.15～1.00，平均值为0.49，大值平均值为0.78，呈软塑～可塑状态；孔隙比e0为0.720～1.481，平均值1.074，大值平均值1.230；88 压缩系数a1-2一般为0.289～0.916MPa-1，平均值为0.512MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层在坝基分布较连续，但厚度不均匀，力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。②-1层砂壤土：标准贯入击数N63.5一般为5～13击，小值平均值7.1击，呈松散、湿～饱和状态；孔隙比e0为0.688～0.838，大值平均值0.805；压缩系数a1-2为0.144～0.372MPa-1，大值平均值为0.307MPa-1，具中等压缩性。该层呈夹层或透镜体型式分布于②层粘土中部，力学强度较低，为可能发生地震液化的土层。③层砂壤土：标准贯入击数N63.5一般为4～14击，小值平均值6.3击，呈松散～稍密、饱和状态；孔隙比e0为0.670～0.884，大值平均值0.825；压缩系数a1-2一般为0.105～0.363MPa-1，大值平均值为0.315MPa-1，具中等压缩性。该层分布连续，力学强度不均一，厚度不均匀，为可能发生地震液化的土层。④层粉土质细砂：标准贯入击数N63.5为9～35击，小值平均值17.4击，一般呈中密状态，局部稍密、密实状态；孔隙比e0为0.491～0.801，大值平均值0.702；压缩系数a1-2一般为0.095～0.156MPa-1，具低～中等压缩性。该层分布连续、厚度大，力学强度较高，但具中等～强透水性，为坝基主要渗漏通道，且为可能发生地震液化的土层。④-1层壤土：液性指数IL一般为0.18～0.56，平均值为0.39，呈可塑～硬塑状态；孔隙比e0为0.658～0.710，大值平均值0.695；压缩系数a1-2一般为0.164～0.305MPa-1，大值平均值为0.289MPa-1，具中等压缩性。该层以透镜体型式分布于④层粉土质细砂中部，分布范围较小，力学强度较高。88 ⑤层含姜石粘土：标准贯入击数N63.5一般为8击，液性指数IL一般为-0.25～-0.12，大值平均值为-0.15，呈坚硬状态；孔隙比e0为0.603～0.844，大值平均值0.833；压缩系数a1-2一般为0.243～0.321MPa-1，具中等压缩性。该层力学强度较高。⑤-1层砂壤土：标准贯入击数N63.5一般为8～12击，孔隙比e0为0.612，呈中密～密实状态；压缩系数a1-2一般为0.080MPa-1，具低压缩性。该层力学强度较高。综合分析认为，坝基下伏的①层砂壤土为欠固结土，力学强度低，且易产生渗透变形，工程地质条件较差；①-1层裂隙粘土具有中等压缩性、埋藏浅及遇水软化强度降低等特性，会影响坝基稳定；②层粘土局部呈软塑状态，具中等～高压缩性，力学强度较低且不均一，会影响坝基稳定，工程地质条件差；坝基土层均具中等～强透水性，无相对隔水层，坝基、库区渗漏严重；①层、②-1层、③层砂壤土、④层粉土质细砂为可能发生地震液化的土层。88 第四章水库附属建筑物工程地质条件及评价水库附属建筑物包括入库泵站、泄水洞和放水洞（出库泵站）。下面对各建筑物分别进行评述。第一节入库泵站入库泵站站址位于水库东南部。入库泵站设计流量10.0m3/s，设计加大流量11.0m3/s。本次勘察沿设计轴线布置一条勘探剖面，钻孔深度20.0～50.0m。一、岩土分布规律及特征场区位于黄河冲积平原区西北部，地势平坦，地面高程35.68～35.78m；地下水埋深约9.60m，地下水位26.34～26.43m。在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为五大层（与围坝地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表4-1-1，土的主要物理力学性质指标详见表3-1-1、3-1-2。88 入库泵站地层分布规律及特征一览表表4-1-1分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al4.10～5.5029.03～29.84褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续。①-1裂隙粘土Q4al0.90～2.0032.94～33.30浅棕色、棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl3.20～3.9025.20～25.64浅灰色、浅灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。②-1砂壤土Q4fl0.40～0.9027.60～28.03灰黄色，松散，湿～饱和状态，粉粒含量略高，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层穿插在②层粘土中部。③砂壤土Q4al2.50～2.9022.53～22.74灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布连续。④粉土质细砂Q4al+f30.80-8.06灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，局部密实，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，仅在控制性钻孔A1穿透，分布连续。⑤含姜石粘土Q3al+pl0.60-8.66浅棕红色、棕黄色，坚硬状态，发育裂隙，裂隙张开宽度一般1～2mm，充填浅灰色粉土，含姜石，含量一般25～35%，姜石粒径2～4cm。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层仅在控制性钻孔A1揭露。⑤-1砂壤土Q3al+pl勘探深度内未揭穿，揭示厚度5.40揭示层底高程-14.06灰黄色，中密～密实，饱和状态，呈粉砂状，略具塑性，该层摇振反应中等，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层仅在控制性钻孔A1揭露，勘探深度内未揭穿。二、工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层。88 3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为4～6击，小值平均值4.7击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，且为可能发生地震液化的土层，不宜直接作为地基持力层。①-1层裂隙粘土呈可塑状，为新近沉积的欠固结土，裂隙发育，一般具中等压缩性，具有失水干裂，遇水软化的典型特征，现多位于地下水位以上，从现有物理力学指标看，物理力学强度并不很差，但工程运用后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差，影响地基稳定，因此，该层不宜直接作为地基持力层。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为4～7击，小值平均值4.5击，液性指数IL为0.15～1.00，大值平均值为0.78，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.289～0.916MPa-1，平均值为0.512MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，不宜作为天然地基持力层。②-1层砂壤土标准贯入击数N63.5为5击左右，呈松散状态，该层厚度较薄，且为可能发生地震液化的土层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为5～16击，小值平均值6.0击，呈松散～稍密状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为地基持力层。其余下伏土层一般均具中等压缩性，无软弱土层，力学强度均较高。入库涵洞设计底板底高程为30.50m，位于①层砂壤土底部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。综合分析认为，入库涵洞地基不宜采用天然地基，应适当进行工程处理。88 入库泵站设计底板底高程为30.00m，位于①层砂壤土底部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。下伏②层粘土力学强度较低且不均一。综合分析认为，入库泵站地基不宜采用天然地基，应采取工程处理措施，建议采取复合地基。若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值及钻孔灌注桩的有关参数见表4-1-2。4、①层、②-1层、③层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28，①-1层裂隙粘土、②层粘土与混凝土的摩擦系数建议采用0.20。5、根据水质分析成果，判定场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。根据库区土样易溶盐化学分析成果，判定场区土对混凝土结构、钢筋混凝土中钢筋及钢结构均具微腐蚀性。88 入库泵站（入库涵洞）地基承载力及钻孔灌注桩有关参数一览表表4-1-2项目地层岩性标贯击数地基承载力特征值（fk）钻孔灌注桩极限侧阻力标准值（qsik）钻孔灌注桩极限端阻力标准值（qpk）临时性边坡建议值N63.5kPakPakPa-①层砂壤土平均值5.1大值平均值6.0小值平均值4.710045-1：2.5①-1层裂隙粘土平均值5.8大值平均值6.0小值平均值5.08050-1：2.5②层粘土平均值5.8大值平均值6.1小值平均值4.58040-1：1.75②-1层砂壤土平均值5.011055-1：2.5③层砂壤土平均值11.0大值平均值14.3小值平均值6.013055--④层粉土质细砂平均值18.9大值平均值21.4小值平均值15.4-601000-⑤层含姜石粘土平均值8.0----⑤-1层砂壤土平均值16.0----88 第二节泄水洞拟建的泄水洞位于水库西部，对应围坝桩号1+405处。一、岩土分布规律及特征场区位于黄河冲积平原区西北部，地面高程36.41～36.61m；该处为灌溉水沟，宽约9.0m，沟底高程33.38m左右，沟底宽约1.5m；地下水埋深约9.10～9.70m，地下水位26.85～27.50m。在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为五大层（与围坝地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表4-2-1，土的主要物理力学性质指标详见表3-1-1、3-1-2。泄水洞地层分布规律及特征一览表表4-2-1分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al8.00～9.0027.05～28.09褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续。①-1裂隙粘土Q4al0.50～1.0029.35～31.19浅棕色、棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl1.70～3.5023.79～24.15浅灰色、浅灰褐色，底部为黄褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。②-1砂壤土Q4fl0.80～1.7025.29～25.95灰黄色、浅灰色，松散，湿～饱和状态，粉粒含量略高，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层穿插在②层粘土上部和中部。③砂壤土Q4al3.9019.89灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布连续，在控制性钻孔A5中穿透。④粉土质细砂Q4al+f22.4-4.01灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，底部密实，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，仅在控制性钻孔A5穿透，中间夹壤土薄层。88 ④-1壤土Q4al+f1.509.49浅灰色，可塑，发育裂隙和孔隙，裂隙张开宽度一般1～2mm，充填粉土，刀切易碎。该层无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。该层穿插在④层粉土质细砂中部。⑤含姜石粘土Q3al+pl1.80-5.81浅棕红色，坚硬状态，发育裂隙，裂隙张开宽度一般1～2mm，充填浅灰色粉土，含姜石，含量一般25～30%，姜石粒径1～3cm。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层仅在控制性钻孔A5揭露。⑤-1砂壤土Q3al+pl勘探深度内未揭穿，揭示厚度2.60揭示层底高程-8.41灰黄色，中密～密实，饱和状态，略具塑性，含姜石，含量约20%，姜石粒径1～3cm。该层摇振反应中等，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层仅在控制性钻孔A5揭露，勘探深度内未揭穿。二、工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为3～9击，小值平均值4.0击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为天然地基。①-1层裂隙粘土呈可塑状，为新近沉积的欠固结土，裂隙发育，一般具中等压缩性，具有失水干裂，遇水软化的典型特征，现多位于地下水位以上，从现有物理力学指标看，物理力学强度并不很差，但工程运用后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差，影响地基稳定，88 应进行工程处理。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为5～7击，小值平均值5.5击，液性指数IL为0.15～1.00，大值平均值为0.78，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.289～0.916MPa-1，平均值为0.512MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。②-1层砂壤土标准贯入击数N63.5为7击左右，呈松散状态，该层厚度较薄，且为可能发生地震液化的土层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为5～9击，呈松散状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层。其余下伏土层一般均具中等压缩性，无软弱土层，力学强度均较高。泄水洞设计底板底高程为34.50m，位于①层砂壤土上部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。综合分析认为，泄水洞地基不宜采用天然地基，应进行工程处理。各土层临时边坡开挖建议值及地基承载力特征值见表4-2-2。4、①层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28，①-1层裂隙粘土与混凝土的摩擦系数建议采用0.20。5、根据水质分析成果，判定场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。根据库区土样易溶盐化学分析成果，判定场区土对混凝土结构、钢筋混凝土中钢筋及钢结构均具微腐蚀性。88 泄水洞地基承载力及开挖边坡参数一览表表4-2-2项目地层岩性标贯击数地基承载力特征值（fk）临时性边坡建议值N63.5kPa-①层砂壤土平均值5.6大值平均值7.3小值平均值4.01001：2.5①-1层裂隙粘土平均值6.0801：2.5②层粘土平均值6.0大值平均值6.5小值平均值5.5801：1.75②-1层砂壤土平均值7.01101：2.5③层砂壤土平均值7.3大值平均值8.5小值平均值5.0--④层粉土质细砂平均值30.4大值平均值31.8小值平均值27.7--⑤层含姜石粘土平均值8.0--⑤-1层砂壤土平均值9.0--88 第三节放水洞拟建的放水洞（出库泵站）位于水库东北部，对应围坝桩号2+809处。因该处为麦田，本次勘察在围坝桩号2+842处布设勘探剖面。一、岩土分布规律及特征场区位于黄河冲积平原区西北部，地势平坦，地面高程36.40～36.56m，地下水埋深约9.80～10.50m，地下水位26.07～26.65m。在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为五大层（与围坝地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表4-3-1，土的主要物理力学性质指标详见表3-1-1、3-1-2。放水洞地层分布规律及特征一览表表4-3-1分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al6.70～7.3029.27～29.85褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续。②粘土Q4fl3.50～5.1023.27～26.00浅灰色、灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。②-1砂壤土Q4fl0.40～2.1023.90～26.25灰黄色、浅灰色，松散，湿～饱和状态，粉粒含量略高，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层穿插在②层粘土中部和底部。③砂壤土Q4al0.90～1.9022.37～23.00灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布连续。④粉土质细砂Q4al+f27.30-4.93灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，底部密实，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，仅在控制性钻孔A9穿透。88 ⑤含姜石粘土Q3al+pl勘探深度内未揭穿，揭示厚度3.50揭示层底高程-8.43棕黄色，坚硬状态，发育裂隙，裂隙张开宽度一般1～2mm，充填浅灰色粉土，含姜石，含量一般25～30%，姜石粒径1～5cm。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层仅在控制性钻孔A9揭露，勘探深度内未揭穿。二、工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为8～11击，小值平均值8.8击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度较低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为天然地基。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为5～8击，小值平均值5.0击，液性指数IL为0.15～1.00，大值平均值为0.78，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.289～0.916MPa-1，平均值为0.512MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。②-1层砂壤土标准贯入击数N63.5为7～9击，呈松散状态，该层厚度不均匀，为可能发生地震液化的土层。88 ③层砂壤土标准贯入击数N63.5为10击左右，呈松散状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，为可能发生地震液化的土层。其余下伏土层一般均具中等压缩性，无软弱土层，力学强度均较高。放水洞设计底板底高程为31.50m，位于①层砂壤土底部，该层力学强度较低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。综合分析认为，放水洞地基不宜采用天然地基，应适当进行工程处理。出库泵站设计底板底高程为33.50m，位于①层砂壤土中部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。综合分析认为，出库泵站地基不宜采用天然地基，应采取工程处理措施，建议采取复合地基。若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值及钻孔灌注桩的有关参数见表4-3-2。4、①层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28。5、根据水质分析成果，判定场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。根据库区土样易溶盐化学分析成果，判定场区土对混凝土结构、钢筋混凝土中钢筋及钢结构均具微腐蚀性。88 放水洞（出库泵站）地基承载力及开挖边坡参数一览表表4-3-2项目地层岩性标贯击数地基承载力特征值（fk）钻孔灌注桩极限侧阻力标准值（qsik）钻孔灌注桩极限端阻力标准值（qpk）临时性边坡建议值N63.5kPakPakPa-①层砂壤土平均值9.3大值平均值10.5小值平均值8.810045-1：2.5②层粘土平均值5.3大值平均值6.0小值平均值5.08040-1：1.75②-1层砂壤土平均值8.011055-1：2.5③层砂壤土平均值10.013055--④层粉土质细砂平均值31.6大值平均值33.4小值平均值29.0-601000-⑤层含姜石粘土平均值8.0----88 第五章输水管道工程地质条件及评价第一节输水管道输水管道位于水库东南，东端自三干渠分水闸，西端接入库泵站，全长约2.5km。本次勘探桩号与测量桩号一致，桩号0+000位于三干渠分水闸处，沿线设有生产桥、涵洞等交叉建筑物。输水管道起点设计渠底高程28.91m，终点设计渠底高程28.66m，设计渠底比降1/10000，设计水位30.51～30.91m。一、岩土分布规律及特征在勘探深度内，输水管道揭露地层主要为第四系全新统冲积堆积的砂壤土、裂隙粘土，湖沼积堆积的粘土、砂壤土，冲积湖积堆积的粉土质细砂等，可分为四大层，自上而下分述如下：①层砂壤土（Q4al）：褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续，层厚5.30～8.20m，层底高程26.49～29.97m。①-1层裂隙粘土（Q4al）：浅棕色、棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。该层呈透镜体或薄层形式分上下两层穿插在①层砂壤土中部，断续分布于整个输水管道，层厚0.20～1.70m，层底高程28.23～34.55m。88 ②层粘土（Q4fl）：浅灰色、浅灰褐色，可塑状态，局部软塑，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续，层厚2.70～6.60m，层底高程22.67～25.43m。②-1层砂壤土（Q4fl）：浅灰色～灰黄色，松散，湿～饱和状态，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层呈透镜体穿插在②层粘土中部，仅在A1-3、A1-4钻孔揭露，层厚0.40～0.70m，层底高程28.03～28.47m。③层砂壤土（Q4al）：灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布较连续，厚度不均匀，层厚1.40～3.70m，层底高程20.09～22.53m。③-1层粘土（Q4al）：浅灰褐色，可塑状态，无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层仅在三干分水闸钻孔揭露，层厚1.70m，层底高程18.39m。④层粉土质细砂（Q4al+f）：灰黄色、浅灰色、深灰色，稍密～中密状态，局部密实，饱和，砂级配不良，分选性较好。该层分布连续且厚度较大，在勘探深度内未揭穿，揭示层厚3.10～11.50m。各层土的主要物理力学性指标见表5-1-1。88 输水管道及交叉建筑物土的主要物理力学性指标一览表表5-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击①层砂壤土试验组数11111111111111111166777726平均值27.31.901.512.690.76993.60.2277.90.1912.7516.718.4327.813.4329.08.1大值平均值29.61.951.592.700.81397.00.2809.90.2363.5019.231.0029.326.0030.110.7小值平均值23.81.821.462.670.66885.70.1626.60.1382.0014.19.0025.84.0027.64.5建议值27.31.821.462.690.81393.60.2806.60.2364.0015.08.5021.06.1124.05.0①-1层裂隙粘土试验组数99999999999996666662平均值33.41.871.392.750.97495.649.626.523.10.340.3954.70.34018.337.938.2021.934.5025.06.0大值平均值35.81.891.432.761.00598.758.430.128.30.550.4244.90.37523.759.544.0023.536.3325.3小值平均值30.31.851.372.740.91293.842.623.718.90.160.3474.30.2977.505.529.5020.929.0024.8建议值33.41.851.372.751.00595.649.626.523.10.550.4244.30.37518.007.525.0015.022.0017.06.0②层粘土试验组数888888888888888666615平均值32.41.901.442.750.92496.849.426.423.00.390.4314.60.3659.146.831.8022.326.6024.95.8大值平均值35.91.951.532.761.01799.058.830.428.40.710.5445.00.44912.508.339.0023.033.6725.16.5小值平均值27.91.861.372.750.79894.543.824.019.70.200.3863.90.3317.805.221.0021.816.0024.64.0建议值32.41.861.372.751.01796.849.426.423.00.710.5443.90.44911.707.021.0012.014.9815.54.088 输水管道及交叉建筑物土的主要物理力学性指标一览表续表5-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击②-1层砂壤土试验组数6666666663311112平均值26.61.891.492.690.80589.00.2717.40.2305.3324.57.0030.93.0031.17.0大值平均值28.51.941.532.710.85695.00.32610.90.278小值平均值22.81.841.452.680.75581.00.1615.70.133建议值26.61.841.452.690.85689.00.3265.70.2785.0017.510.0022.05.0025.07.0③层砂壤土试验组数6666666666666668平均值24.21.951.572.690.71991.30.2058.10.1696.3317.214.7528.18.2529.310.4大值平均值25.62.011.652.710.80094.80.2609.20.21310.0028.123.0028.912.0029.812.0小值平均值21.41.891.492.690.63884.50.1506.40.1254.5011.812.0025.84.5027.88.3建议值24.21.891.492.690.80091.30.2606.40.2136.0015.012.0023.07.0025.09.0③-1层粘土试验组数2平均值5.0大值平均值小值平均值建议值32.41.861.372.751.01796.849.426.423.00.710.5443.90.44911.707.021.0012.014.9815.55.088 输水管道及交叉建筑物土的主要物理力学性指标一览表续表5-1-1地层岩性数值类别天然状态物理性质指标天然状态力学性质指标标准贯入击数含水量湿密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液性限度塑性限度塑性指数液性指数固结试验三轴压缩试验压缩系数压缩模量压缩系数不固结不排水剪（UU）固结不排水剪（CU）粘聚力内摩擦角总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wρρdGsｅSrwLwpIpILav1-2Es1-2av1-3cuΦuccuΦcuc"Φ"N63.5%g/cm3--%%%--MPa-1MPaMPa-1kPa°kPa°kPa°击④层粉土质细砂试验组数66666666666666624平均值20.22.031.672.650.58997.80.13312.50.1103.0030.43.8330.60.2031.516.2大值平均值21.12.071.732.650.69199.30.16114.70.1333.0030.75.0031.21.0032.119.5小值平均值18.81.951.572.650.53795.50.10610.20.0883.0030.12.6729.50.0030.213.3建议值20.21.951.572.650.69197.80.16110.20.1333.0030.04.0030.03.0032.016.088 二、工程地质评价1、输水管道设计渠底高程28.91～28.66m，渠底位于①层砂壤土及①-1层裂隙粘土底部，局部位于②层粘土上部。渠道开挖深度以上地层为①层砂壤土、①-1层裂隙粘土及②层粘土，各土层均为新近沉积的欠固结土，按土层地质结构，属多层型土质边坡。①层砂壤土结构疏松，抗冲刷能力差，①-1层裂隙粘土具有遇水软化、失水收缩干裂的典型特征，均不利于边坡稳定。2、渠道未护砌情况下运行边坡建议值：①层砂壤土、①-1层裂隙粘土和②层粘土为1：3.5。3、①层砂壤土的抗冲刷流速建议值为0.40m/s，①-1层裂隙粘土、②层粘土的抗冲刷流速建议值为0.65m/s，4、勘探期间，地下水埋深5.10～9.70m，地下水位26.33～30.19m。输水管道设计蓄水位30.51～30.91m，均高于现状地下水位，渠道两侧及下伏地层均具中等透水性，存在渠道渗漏问题。输水管道沿线地形较平坦，地面高程35.51～36.88m，高于设计水位4.60m以上，在渠道两侧不会浸没问题。5、场区地下水埋深较深，渠道开挖施工时，一般不存在施工排水问题。但在三干分水闸附近地下水高于开挖渠底，存在施工排水问题，综合渗透系数建议采用2.38m/d。施工过程中，饱和砂壤土易产生流砂现象，造成边坡坍塌，为此，建议控制好抽水强度，以免细颗粒被带走而导致边坡不稳定的现象发生。88 第二节输水管道建筑物输水管道建筑物包括三干分水闸、洼里涵洞、生产桥等，下面分别进行评述。一、三干分水闸三干分水闸位于三干渠左岸、输水管道渠首，场区地面高程35.30m左右，现状地下水埋深约5.10m，地下水位30.14～30.20m。（一）岩土分布规律及特征在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为四大层（与输水管道地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表5-2-1，土的主要物理力学性质指标详见表5-1-1。三干分水闸地层分布规律及特征一览表表5-2-1分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al7.80～8.6026.39～26.70褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续。①-1裂隙粘土Q4al0.30～0.8028.20～28.79棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl1.90～3.8021.49～24.80浅灰色、浅灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。②-1砂壤土Q4fl1.1024.19浅灰色，松散，湿～饱和状态，粉粒含量略高，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层穿插在②层粘土中部，仅在Q6钻孔揭露。88 ③砂壤土Q4al1.10～4.7020.09～20.39灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布连续。③-1粘土Q4al1.70～2.2017.90～18.49浅灰色，软塑～可塑状态，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。④粉土质细砂Q4al+f勘探深度内未揭穿，揭示厚度2.60～3.30揭示层底高程15.29～15.30灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，勘探深度内未揭穿，分布连续。（二）工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为3～13击，小值平均值4.5击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜直接作为地基持力层。①-1层裂隙粘土呈可塑状，为新近沉积的欠固结土，裂隙发育，一般具中等压缩性，具有失水干裂，遇水软化的典型特征，现多位于地下水位以上，从现有物理力学指标看，物理力学强度并不很差，但工程运用后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差，影响地基稳定，该层厚度较薄，应予以清除。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为3～888 击，小值平均值4.0击，液性指数IL为0.03～0.85，大值平均值为0.71，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.364～0.610MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。②-1层砂壤土标准贯入击数N63.5为7击左右，呈松散状态，该层厚度较薄，且为可能发生地震液化的土层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为8～13击，小值平均值8.3击，呈松散～稍密状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层。③-1层粘土，标准贯入击数N63.5为5击，从钻探岩性看，局部呈软塑状态，该层力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。④层粉土质细砂标准贯入击数N63.5一般为8～22击，小值平均值13.3击，呈稍密～中密状态，该层具中等压缩性，力学强度较高。三干分水闸设计底板底高程为28.00m，位于①层砂壤土底部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜直接作为地基持力层。综合分析认为，闸基不宜采用天然地基，应采取工程处理措施，若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值及钻孔灌注桩的有关参数见表5-2-2。4、①层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28。①层砂壤土的抗冲刷流速建议值为0.40m/s。5、①层砂壤土抗渗稳定性差，渗流出口无保护条件下，允许水力比降建议值：出口段建议采用0.25，水平段建议采用0.15。88 6、场区现状地下水埋深约5.10m，地下水位30.14～30.20m，基坑开挖施工时，存在基坑排水问题，综合渗透系数建议采用2.38m/d。施工过程中，饱和砂壤土易产生流砂现象，造成边坡坍塌，为此，建议控制好抽水强度，以免细颗粒被带走而导致边坡不稳定的现象发生。7、根据水质分析成果，判定三干分水闸处地下水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具中等腐蚀性。三干渠渠水对混凝土无腐蚀性；对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。输水管道建筑物地基承载力及钻孔灌注桩有关参数一览表表5-2-2项目地层岩性标贯击数地基承载力特征值（fk）钻孔灌注桩极限侧阻力标准值（qsik）钻孔灌注桩极限端阻力标准值（qpk）临时性边坡建议值N63.5kPakPakPa-①层砂壤土平均值8.1大值平均值10.7小值平均值4.510045-1：2.5①-1层裂隙粘土平均值6.08050-1：2.5②层粘土平均值5.8大值平均值6.5小值平均值4.08040-1：1.75②-1层砂壤土平均值7.011055--③层砂壤土平均值10.4大值平均值12.0小值平均值8.313055--③-1层粘土平均值5.010040--④层粉土质细砂平均值18.9大值平均值21.4小值平均值15.4-601000-二、洼里涵洞洼里涵洞位于洼里村北，为输水管道穿259省道涵洞。259省道宽约8.0m，地面高程约36.54m。该处地下水埋深约9.30m88 ，地下水位26.80～27.05m。（一）岩土分布规律及特征在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为三大层（与输水管道地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表5-2-3，土的主要物理力学性质指标详见表5-1-1。洼里涵洞地层分布规律及特征一览表表5-2-3分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al5.20～7.8028.05～30.10褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。该层分布连续。①-1裂隙粘土Q4al0.50～0.8033.80～34.35棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl4.30～5.7023.60～23.75浅灰色、浅灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层，局部随粒粉粒含量增高，相变为壤土。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。该层分布连续。②-1砂壤土Q4fl0.8028.0浅灰色，松散，湿～饱和状态，粉粒含量略高，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层穿插在②层粘土中部，仅在Q1钻孔揭露。③砂壤土Q4al勘探深度内未揭穿，揭示厚度2.40～2.50揭示层底高程21.10～21.35灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。该层分布连续，勘探深度内未揭穿。（二）工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③88 层砂壤土均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为3～13击，小值平均值4.5击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层。①-1层裂隙粘土呈可塑状，为新近沉积的欠固结土，裂隙发育，一般具中等压缩性，具有失水干裂，遇水软化的典型特征，现多位于地下水位以上，从现有物理力学指标看，物理力学强度并不很差，但工程运用后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为3～8击，小值平均值4.0击，液性指数IL为0.03～0.85，大值平均值为0.71，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.364～0.610MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。②-1层砂壤土标准贯入击数N63.5为7击左右，呈松散状态，该层厚度较薄，且为可能发生地震液化的土层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为8～13击，小值平均值8.3击，呈松散～稍密状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层。洼里涵洞设计底板底高程为27.67m，位于②层粘土上部，该层局部呈软塑状态，力学强度较低且不均一，工程地质条件较差。综合分析认为，涵洞地基不宜采用天然地基，应采取工程处理措施。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值的有关参数见表5-2-2。88 4、②层粘土与混凝土的摩擦系数建议采用0.20。5、根据水质分析成果，场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。三、后宅科东北及后宅科北生产桥后宅科东北生产桥位于输水管道桩号0+596处，后宅科北生产桥位于输水管道桩号0+925处。（一）岩土分布规律及特征在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为四大层（与输水管道地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表5-2-4，土的主要物理力学性质指标详见表5-1-1。后宅科生产桥地层分布规律及特征一览表表5-2-4分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al6.9027.23褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。①-1裂隙粘土Q4al1.9028.23棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl3.4023.83浅灰色、浅灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。③砂壤土Q4al1.4022.43灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。④粉土质细砂Q4al+f勘探深度内未揭穿，揭示厚度6.40揭示层底高程16.03灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，勘探深度内未揭穿，分布连续。（二）工程地质评价88 1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为3～13击，小值平均值4.5击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为桥基持力层。①-1层裂隙粘土呈可塑状，为新近沉积的欠固结土，裂隙发育，一般具中等压缩性，具有失水干裂，遇水软化的典型特征，现多位于地下水位以上，从现有物理力学指标看，物理力学强度并不很差，但工程运用后，受水浸泡饱和，力学强度会明显降低，工程地质条件变差，影响桥基稳定。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为3～8击，小值平均值4.0击，液性指数IL为0.03～0.85，大值平均值为0.71，局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.364～0.610MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，不宜作为地基持力层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为8～13击，小值平均值8.3击，呈松散～稍密状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为地基持力层。④层粉土质细砂标准贯入击数N63.5一般为8～22击，小值平均值13.3击，呈稍密～中密状态，该层具中等压缩性，力学强度较高。综合分析认为，生产桥基础不宜采用天然地基，建议采用桩基，可88 采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值及钻孔灌注桩的有关参数见表5-2-2。4、①层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28，①-1层裂隙粘土、②层粘土与混凝土的摩擦系数建议采用0.20。5、根据水质分析成果，场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。四、洼里东生产桥洼里东生产桥位于输水管道桩号1+538处。（一）岩土分布规律及特征在勘探深度内，揭露土层自上而下可分为四大层（与输水管道地层编号一致），各层土的分布规律及特征详见表5-2-5，土的主要物理力学性质指标详见表5-1-1。88 洼里东生产桥地层分布规律及特征一览表表5-2-5分层编号地层岩性地质时代地层分布特征岩性描述层厚层底高程m①砂壤土Q4al7.8028.25褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，局部夹裂隙粘土薄层。①-1裂隙粘土Q4al0.3034.55棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育，裂隙张开宽度一般1.0～5.0mm，呈上大下小的楔形，无充填或稍充填粉土，局部粘土呈粒状或蒜瓣状。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高。穿插在①层砂壤土中部。②粘土Q4fl4.0024.25浅灰色、浅灰褐色，软塑～可塑状态，土中夹有腐植质，裂隙较发育，一般呈闭合状或充填粉土，土质不均匀，夹砂壤土薄层。该层无摇振反应，切面较光滑，干强度较高，韧性较高。③砂壤土Q4al1.4022.85灰黄色，松散～稍密，饱和状态，局部粉粒含量较高，略具塑性，有孔隙发育。该层摇振反应较迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。④粉土质细砂Q4al+f勘探深度内未揭穿，揭示厚度6.50揭示层底高程16.35灰黄色、浅灰色，稍密～中密状态，饱和，砂级配不良，分选性较好，该层厚度较大，勘探深度内未揭穿，分布连续。（二）工程地质评价1、根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。2、经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂均为可能发生地震液化的土层。3、地基土中①层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为3～13击，小值平均值4.5击，呈松散状态，为新近沉积的欠固结土；该层具中等压缩性，力学强度低，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为桥基持力层。②层粘土为湖沼积堆积物，标准贯入击数N63.5一般为3～8击，小值平均值4.0击，液性指数IL为0.03～0.85，大值平均值为0.71，88 局部呈软塑状态；压缩系数a1-2一般为0.364～0.610MPa-1，大值平均值为0.737MPa-1，具中等～高压缩性。该层力学强度较低且不均一，不宜作为地基持力层。③层砂壤土标准贯入击数N63.5一般为8～13击，小值平均值8.3击，呈松散～稍密状态，该层具中等压缩性，力学强度较低且不均一，且为可能发生地震液化的土层，不宜作为地基持力层。④层粉土质细砂标准贯入击数N63.5一般为8～22击，小值平均值13.3击，呈稍密～中密状态，该层具中等压缩性，力学强度较高。综合分析认为，生产桥基础不宜采用天然地基，建议采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。各土层临时边坡开挖建议值、地基承载力特征值及钻孔灌注桩的有关参数见表5-2-2。4、①层砂壤土与混凝土的摩擦系数建议采用0.28，②层粘土与混凝土的摩擦系数建议采用0.20。5、根据水质分析成果，场区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。88 第六章天然建筑材料城南水库所需天然建筑材料主要包括水库筑坝用土料及各建筑物用混凝土粗、细骨料、块石料。第一节土料根据设计要求，水库围坝土料取自水库围坝上游坝脚100m外的库区。库区位于黄河冲积平原区西北部，地形平坦，地面高程35.76～36.58m。库区内东南部窑厂取土坑深约11m，其形状不规则，最长边约450m，最宽约200m，坑底高程一般24.23～25.94m。本次勘察在库区内按300×300m网格状布置探坑或小麻花钻孔，控制深度7.00m。一、土料岩性分布及特征在勘察控制深度内，揭露地层主要为第四系全新统冲积堆积的砂壤土、裂隙粘土，自上而下分述如下：①层砂壤土（Q4al）：褐黄色，松散，干～湿状态，孔隙发育，该层摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低，土层中部夹①-1裂隙粘土薄层。该层粘粒含量不均匀，粘粒（d≤0.005mm）含量1.7～8.6%，局部相变为粉土。控制层厚5.00～6.40m。①-1层裂隙粘土（Q4al）：浅棕色、棕褐色，可塑状态，网状裂隙发育。该层无摇振反应，切面光滑，干强度较高，韧性高，呈夹层分布于①88 层砂壤土中部和底部，控制层厚0.60～2.00m。各层土料天然状态下的主要物理力学性指标见表7-1-2。二、储量计算由库区土料场地质剖面图可以看出，库区土料场主要分布为①层砂壤土，中部和底部夹有①-1层裂隙粘土。①-1层裂隙粘土在库区南部（靠近窑厂）分布较北部厚，且主要埋藏在5.0m以下。根据取土深度不同，下面按5.0m以上、5.0～7.0m两种深度分别计算土料储量。库区内东南部窑厂取土坑已挖深约11m，其面积约7.28万m2，该范围内土料已挖除，土料储量计算时该面积不予以计算。库区土料场面积约为55.14万m2，扣除窑坑面积，土料场开采面积约47.86万m2。库区土料场地势较平坦，计算深度内土层分布厚度较均匀，采用平均厚度法计算储量，取土深度按控制深度7.0m计算。在实际计算中，考虑到料场内耕植土、植物根茎埋深等影响的因素，储量计算时分别扣除表层0.30m厚度的耕植土，计算成果详见表7-1-1。经计算，库区土料中0～5.0m深度内，①层砂壤土储量为201.49万m3，①-1层裂隙粘土储量为23.45万m3；5.0～7.0m深度内，①层砂壤土储量为67.48万m3，①-1层裂隙粘土储量为28.24万m3。勘探深度内，①层砂壤土总储量为268.97万m3，①-1层裂隙粘土总储量为51.69万m3，土料总计320.66万m3，均为水上开采，是设计要求217万m3的1.48倍，不满足规范可研阶段调查储量大于三倍设计需用量的要求。水库西侧及北侧均为大面积农田，地形平坦，可用土料较丰富，建议下阶段对库外料场进行详勘。88 库区土料储量计算成果表表7-1-1计算深度开采面积（万m2）勘探点剥离层厚度（m）有用层厚度（m）储量（万m3）储量小计（万m3）编号计算厚度（m）①层砂壤土①-1层裂隙粘土①层砂壤土①-1层裂隙粘土0～5.0m47.86TK15.000.304.100.60224.94M15.000.304.300.40TK25.000.304.300.40M25.000.304.200.50M35.000.303.900.80TK35.000.304.400.30M45.000.304.100.60TK45.000.304.000.70TK55.000.304.400.30M55.000.304.300.40TK65.000.304.300.40平均4.210.49201.4923.455.0～7.0m47.86TK12.002.00095.72M12.001.500.50TK22.001.200.80M22.001.400.60M32.002.000TK32.001.600.40M42.000.601.40TK42.001.001.00TK52.001.700.30M52.001.500.50TK62.001.001.00平均1.410.5967.4828.24总计268.9751.69320.66三、质量评价根据设计要求，水库围坝筑坝土料按压实度0.97控制，各土料击实后的主要物理力学性指标见表7-1-3、7-1-4。根据试验资料，依据《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）对土料进行评价如下（详见表7-1-5）：88 ①层砂壤土的塑性指数、天然含水率、粘粒含量、击实后的渗透系数、紧密密度均不符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）附录A表A.2.1均质坝土料及防渗体土料质量技术要求。①-1层裂隙粘土的质量指标除天然含水率、击实后的渗透系数、紧密密度基本符合外，其余指标塑性指数、粘粒含量均不符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）附录A表A.2.1均质坝土料及防渗体土料质量技术要求。综合分析认为，库区土料质量较差，多数指标不满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）附录A表A.2.1均质坝土料及防渗体土料质量技术要求，若用作筑坝土料，应采取工程处理措施。88 库区土料天然状态下的主要物理力学性指标一览表表7-1-2土料类别数值类别物理性指标力学性指标粘粒含量含水量湿密度干密度比重孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量压缩系数ωρρdGsｅSrWlWpIpIlα1-2Esα1-3ρ%g/cm3--%%%%-MPa-1MPaMPa-1%①-1层裂隙粘土数值个数66666666666666平均值32.81.831.382.750.96390.249.326.522.80.230.4514.50.37641.7大值平均值35.61.861.412.760.98893.358.930.628.30.300.5205.10.43352.0小值平均值29.91.771.312.750.86487.044.624.520.10.140.3833.90.31936.5建议值32.81.771.312.750.98890.249.326.522.80.300.5203.90.433①层砂壤土数值个数6666666666平均值25.01.911.532.680.75389.70.15610.40.1297.0大值平均值25.41.971.582.680.86395.50.18511.90.1518.4小值平均值24.61.801.472.670.69878.00.1377.50.1145.6建议值25.01.801.472.680.86389.70.1857.50.15188 库区土料控制状态下的主要物理力学性指标一览表表7-1-3土料类别数值类别控制状态土的物理性质指标(P=0.97）界限含水量渗透系数压缩性三轴剪切试验最大干密度最优含水量含水量比重湿密度干密度饱和度孔隙比流性限度塑性限度塑性指数液性指数压缩系数压缩模量不固结不排水剪固结不排水剪总强度有效强度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角ωGsρρdSrｅωLωpIpILKa1-2Es1-2ＣuΦuＣcuΦcuＣ"Φ"ρdmaxWop％-g/cm3%-％--cm/sMPa-1MpakPa°kPa°kPa°g/cm3%①-1层裂隙粘土试验组数666666666666666666666平均值35.02.761.871.3997.60.98655.328.726.60.246.90E-060.4494.511.839.623.0021.719.5024.41.4331.1大值平均值35.62.761.881.4098.00.99857.129.328.10.337.50E-060.4864.813.0012.229.3323.126.6724.91.4432.5小值平均值34.52.761.871.3897.00.96151.727.525.00.206.00E-060.4124.19.508.316.6720.312.3324.11.4229.7建议值35.02.761.871.3897.60.99855.328.726.60.337.50E-060.4864.113.009.017.7016.015.0018.01.4231.1①层砂壤土试验组数66666666666666666平均值25.62.661.891.5087.00.7732.50E-040.16110.53.6027.76.1730.02.3331.01.5520.9大值平均值26.42.661.901.5087.30.7792.80E-040.17411.44.0029.87.3330.33.0031.11.5521.4小值平均值25.42.661.881.5086.80.7692.10E-040.13610.03.0025.65.0029.42.0030.81.5520.0建议值25.62.661.881.5087.00.7792.80E-040.17410.04.0020.07.8030.04.5032.01.5520.988 土料的三轴慢剪CD及邓肯E-μ模型八大参数一览表表7-1-4土料类别数值类别凝聚力内摩擦角破坏比模量参数泊桑比参数CdΦdRfknDGFkPa度------①-1层裂隙粘土样品个数33333333平均值25.3324.20.6844.730.5632.60.256-0.149大值平均值小值平均值建议值25.3324.20.6844.730.5632.60.256-0.149①层砂壤土样品个数33333333平均值15.3336.50.824257.000.5571.90.351-0.175大值平均值小值平均值建议值15.3336.50.824257.000.5571.90.351-0.175库区土料质量评价表7-1-5土料类别筑坝土料指标指标数值规程SL251-2000对土料质量的技术要求指标值均质坝土料防渗体土料指标符合情况指标符合情况①-1层裂隙粘土天然状态塑性指数-18.2～28.37-17不符合10-20不符合天然含水率%28.6～37.728.8-32.7基本符合28.8-32.7基本符合粘粒含量%33.2～52.010-30不符合15-40不符合击实后渗透系数cm/s7.5×10-6＜10-4符合＜10-5符合紧密密度g/cm31.38～1.41大于天然干密度(1.38)，基本符合①层砂壤土天然状态塑性指数-＜77-17不符合10-20不符合天然含水率%23.9～26.219.8-21.8偏高19.8-21.8偏高粘粒含量%1.7～8.610-30不符合15-40不符合击实后渗透系数cm/s2.5×10-4＜10-4不符合＜10-5不符合紧密密度g/cm31.50小于天然干密度(1.53)，不符合88 第二节砂石料本工程建筑物所需建筑材料主要有混凝土用骨料及砌筑用块石料，因场区内无可供开采的料源，需外购解决。（一）块石料、混凝土粗骨料块石料场为济南市长清区平安店镇石料场，料场主要岩性为奥陶系灰岩，岩性单一，分布稳定，厚层～巨厚层状，风化轻微，质地坚硬，单轴饱和抗压强度一般大于60MPa，开采条件良好，储量丰富。作为块石料储量与质量均能满足规程要求。工程所需粗骨料需用灰岩轧制，灰岩满足规程粗骨料技术要求。料场分布于济南市长清区的丘陵区，料场分布范围广，料源充足，开采条件良好，储量丰富。料场与水库有土路和柏油路连接，交通方便。运距约为150km。（二）混凝土细骨料砂料场为河北省邢台市沙河砂料场。运距约为120km，交通方便。河北省邢台市沙河砂料场，总储量400万m3左右。主要为河道水下开采，平均开采厚度2.0m，砂料成分主要为长石、石英，细度模数2.6，基本满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》混凝土细骨料质量要求。88 第七章结论与建议一、构造稳定性库区位于华北台坳（Ⅱ1）临清台陷（Ⅲ5）冠县～德州台凹（Ⅳ21）中部，库区内没有大规模的断裂构造穿过。库区西距馆陶构造带（Ⅳ20）东界线临清断裂约3.5km，东南距齐河～广饶断裂带和聊城～兰考断裂带约40.0km。工程场区附近30km范围内无中强地震发生记录。根据《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，确定临清市城南水库枢纽工程场区地震动峰值加速度为0.10g，相应于地震基本烈度为Ⅶ度。工程场区场地类别为Ⅲ类，场区地震动反应谱特征周期为0.65s。二、场区地下水场区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，地下水的水化学类型主要为HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型，根据水质分析成果，库区地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具弱腐蚀性。三干分水闸处地下水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性，对混凝土结构中钢筋及钢结构具中等腐蚀性。三、振动液化经判定，场区分布的饱和状①层砂壤土、②-1层砂壤土、③层砂壤土及④层粉土质细砂为可能发生地震液化的土层。四、水库围坝1、坝基下伏的①层砂壤土为欠固结土，力学强度低，88 且易产生渗透变形，工程地质条件较差；①-1层裂隙粘土具有中等压缩性、埋藏浅及遇水软化强度降低等特性，会影响坝基稳定；②层粘土局部呈软塑状态，具中等～高压缩性，力学强度较低且不均一，会影响坝基稳定。2、库区揭露土层透水性均较强，水力联系密切，勘探深度内没有稳定、统一、连续的相对隔水层。3、围坝年渗漏量在估算深度为40m、50m时分别为4348.0万m3、4731.7万m3，分别为设计总库容(930.5万m3)的4.67倍、5.09倍，渗漏严重，应采取有效的防渗截渗措施。4、库区地下水埋藏较深，库区及坝基渗漏将以垂直渗漏为主，一般不会造成坝后地下水位大幅度雍高。若水库采取截渗措施，少量库水渗漏，更不会造成坝后地下水雍高。因此，水库蓄水后，坝后一般不会产生浸没问题。五、水库附属建筑物1、入库泵站、出库泵站：设计底板位于①层砂壤土中，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜采用天然地基，应采取工程处理措施，建议采用复合地基。若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。2、入库涵洞、泄水洞、放水洞：基础均位于①层砂壤土上部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，因此，地基不宜采用天然地基，应适当进行工程处理。六、输水管道88 1、输水管道设计渠底高程28.91～28.66m，渠底位于①层砂壤土及①-1层裂隙粘土底部，局部位于②层粘土上部。渠道开挖深度以上地层为①层砂壤土、①-1层裂隙粘土及②层粘土，各土层均为新近沉积的欠固结土，按土层地质结构，属多层型土质边坡。①层砂壤土结构疏松，抗冲刷能力差，①-1层裂隙粘土具有遇水软化、失水收缩干裂的典型特征，均不利于边坡稳定。2、勘探期间，地下水位26.33～30.19m，均低于设计蓄水位，渠道两侧及下伏地层均具中等透水性，存在渠道渗漏问题。渠道渗漏一般不会产生浸没问题。3、场区地下水埋深较深，渠道开挖施工时，一般不存在施工排水问题。但在三干分水闸附近地下水高于开挖渠底，存在施工排水问题，综合渗透系数建议采用2.38m/d。施工过程中，饱和砂壤土易产生流砂现象，造成边坡坍塌，为此，建议控制好抽水强度，以免细颗粒被带走而导致边坡不稳定的现象发生。七、输水管道建筑物1、三干分水闸：三干分水闸设计底板位于①层砂壤土底部，该层力学强度低，抗冲刷能力差，抗渗稳定性差，且为可能发生地震液化的土层，不宜直接作为地基持力层，应采取工程处理措施，若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。场区现状地下水埋深较浅，基坑开挖施工时，存在基坑排水问题，综合渗透系数建议采用2.38m/d。施工过程中，饱和砂壤土易产生流砂现象，造成边坡坍塌，为此，建议88 控制好抽水强度，以免细颗粒被带走而导致边坡不稳定的现象发生。2、洼里涵洞：设计底板位于②层粘土上部，该层局部呈软塑状态，力学强度较低且不均一，工程地质条件较差，应采取工程处理措施。3、生产桥：各生产桥基础不宜采用天然地基，建议采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。八、自来水厂1、自来水厂各建筑物地基不宜采用天然地基，应采取工程处理措施。若采用桩基，可采用钻孔灌注桩，桩端建议置于④层粉土质细砂中，高程15.00m以下为宜。2、管道埋深较浅，位于①层砂壤土上部，该层为为新近沉积的欠固结土，具中等压缩性，力学强度较低，应适当进行工程处理。九、天然建筑材料1、土料：库区土料岩性主要为砂壤土、裂隙粘土，其储量不满足规范可研阶段调查储量大于三倍设计需用量的要求。水库西侧及北侧均为大面积农田，地形平坦，可用土料较丰富，建议下阶段对库外料场进行详勘。砂壤土的塑性指数、天然含水率、粘粒含量、击实后的渗透系数、紧密密度均不符合均质坝土料及防渗体土料质量技术要求。裂隙粘土的质量指标除天然含水率、击实后的渗透系数、紧密密度基本符合外，其余指标塑性指数、粘粒含量均不符合均质坝土料及防渗体土料质量技术要求。综合分析认为，库区土料质量较差，若用作筑坝土料，应采取工程处理措施。2、砂石料：工程所需砂石料均需外购解决。十、场区冻土深度为0.40m。88 88'