广东水库溢洪道改道工程地质勘察报告

'水库溢洪道改道工程地质勘察报告目录一、绪言1（一）拟建工程概况1（二）勘察目的任务1（三）勘察所依据的规范和标准1（四）勘察工作内容和技术要求1（五）勘察方法及勘察工作完成情况2二、区域地质简况3三、库区工程地质条件及评价3（一）库区工程地质条件3（二）库区工程地质条件评价4四、溢洪道工程地质条件及评价4（一）地形地貌4（二）岩土分层及其物理力学性质4(三)水文地质条件6（四）不良地质作用与特殊性岩土评价8（五）岩土层物理力学参数分析与选用8（六）边坡开挖岩土力学参数分析与选用9五、场地类别与地震液化9六、结论与工程措施建议10（一）结论10（二）建议10 附表1、钻孔数据一览表（附表1）1张2、岩土层厚度、层顶埋深、标高统计表（附表2）1张3、标准贯入试验成果统计表（附表3）1张4、岩土物理力学性质指标统计表（附表4）1张5、注水试验成果表（附表5）1张6、渗透系数计算成果表（附表6）1张7、岩土层力学参数建议值表（附表7）1张附图1、勘探点平面布置图1张2、工程地质剖面图4张3、钻孔柱状图5孔4、图例1张5、土工试验报告1张6、岩石抗压强度报告1张7、工程水简项分析报告1张8、岩（土）芯彩色照片1页 第10页一、绪言（一）拟建工程概况水库是一座小型水库。水库拦河坝为均质土坝，大坝东侧设有一个开敞式溢洪道，因建设的需要，准备把溢洪道改道在西侧，向南泄洪。（二）勘察目的任务1、勘察目的本次工程地质勘察主要目的是根据钻探技术要求，有针对性地进行水库坝基坝身工程地质勘察工作，为查明勘探深度范围内的各岩土层的厚度、成因类型、埋藏条件及其物理力学性质、水文地质条件、土岩层的渗漏，为溢洪道改造区域的地质条件做出评价。2、勘察任务本次工程地质勘察钻孔孔位确定为：主坝坝顶1个、拟建溢洪道4个，共5个钻孔。（三）勘察所依据的规范和标准本次勘察工作依据以下的规范和标准执行：1、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）;2、《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003）;3、《岩土工程地质勘察规范》(GB50021-2001，2009年版)。4、行业标准《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）；5、国家标准《土工试验方法标准》（GB／T50123-1999）；6、其他有关的规范和规程。7、委托方提出的工程地质勘察技术要求。（四）勘察工作内容和技术要求1、基本要求地质勘察采用《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）、《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003），尚应符合《岩土工程地质勘察规范》(GB50021)等现行国家和行业标准，对地勘复查和内业整理工作，并编写地质勘察报告。 第10页本次勘察共布设5个钻孔，主坝坝顶1个、拟建溢洪道4个，详见附图1。2、工程地质勘察内容（1）划分地貌单元，查明地貌类型及其分布；（2）查明岩土层性质、分布规律、形成时代、成因类型、基岩的风化程度、埋藏条件及露头情况；（3）查明与工程建设有关的地质构造和地震情况；（4）查明不良地质现象的分布范围、发育程度和形成原因；（5）查明地下水类型、含水层性质、水位埋深、补给及排泄条件；（6）分析场地溢洪道工程地质条件，推荐适宜建设的基础持力层；（7）土层进行注水试验，查明各土层的透水性。（8）岩土力学试验，提供土体的基本特性指标的最大、最小、平均值（包括颗粒组成、含水量、湿密度、干密度、孔隙比、饱和度、土体比重、塑性指数、液性指数、渗透系数、压缩系数、压缩模量、摩擦角、凝聚力、液限、塑限），根据钻孔注水试验资料和土工试验成果，进行综合数理统计分析，提出物理力学特性指标和渗透系数推荐值；（五）勘察方法及勘察工作完成情况1、勘察方法本次勘察的钻孔位置由我院专业测量技术人员按委托方提供的钻孔平面布置图及钻孔坐标，采用全站仪实地测放。勘察手段主要采用钻探取芯鉴别、采取土、岩、水样试验、原位测试（标准贯入试验）等相结合的方法；勘探时联合使用回转钻进与锤击钻进；用跟管钻进，使用合金钻及金刚石钻具，开孔口径为130mm，终孔口径为91mm。本次勘察的样品测试工作由我院实验室承担，并提供相应的分析测试报告。试验方法执行国家标准（GB/T50123-99）有关规定，质量符合有关要求。2、勘察工作完成情况根据以上任务和要求，我院于2012年3月19日组织了1台XY-1型油压钻机进场施工，2012年3月22日结束了野外钻探施工和测试任务，所完成的各项实物工作量见表1。 第10页完成工作量一览表表1序号工作项目单位工作量备注1钻探孔数个52钻探总进尺米75.203土样件64岩样件55水样件1ZK56标准贯入试验次77单孔注水试验段138地质编录m75.209简易水位观测孔510彩色照片张5二、区域地质简况根据钻孔揭露，建筑场地下伏岩层为燕山期花岗岩，未发现有活动断裂通过。三、库区工程地质条件及评价（一）库区工程地质条件1、地形地貌库区位于xx县汤塘镇，地貌属构造侵蚀低山丘陵区，山区河流形成以冲洪积堆积为主的河谷堆积；山麓堆积地貌分布在丘陵前缘。按成因及形态主要可分为丘陵、山麓堆积地貌及山间河谷堆积地貌。丘陵：山体多为浑圆状，绝对高程在60~90m左右，相对高程一般在20~40m左右，多为起伏较缓低丘陵，植被茂盛、多为灌木，山体坡度一般为25～50°，相对高差一般20～40m。山麓堆积地貌：分布于丘陵山前，呈缓坡状或陡坡状发育。山间河谷：河谷为不对称“U”型，谷底较平坦。河流比降较平缓。河流阶地不发育，河床规模较小，河两岸向河床倾斜。2、地层岩性水库区发育地层主要为第四系河流冲洪积物（Q4al）及燕山期花岗岩(γ)。 第10页第四系河流冲洪积堆积物：主要分布于河床及漫滩，岩性主要为粘性土及砂。燕山期花岗岩：分布于河谷两岸丘陵及河床坝覆盖层之下，岩性主要为花岗岩。3、水文地质条件地下水按其成因类型分为第四系孔隙水及基岩裂隙水。第四系孔隙水主要埋藏于河流冲洪积物中，含水层岩性以砂、粘性土为主，接受大气降水、地表水补给，排泄于下游；基岩裂隙水分布于山间河谷两岸山体基岩裂隙中，受大气降水补给，向河谷及低洼地排泄。（二）库区工程地质条件评价水库渗漏：水库库岸以丘陵为主，地下水分水岭均位于水库正常高水位以上，无邻谷渗漏问题。水库塌岸：库区周围山体植被较发育，山体坡度较缓，一般塌岸问题不大。水库淹没：库区不存在淹没问题。水库淤积：库区周边多由残积土及全风化花岗岩、强风化花岗岩组成，但植被情况较好，库岸受水流冲刷较小，水库固体径流量不大，库内淤积问题不严重。四、溢洪道工程地质条件及评价（一）地形地貌拟改造的溢洪道位于大坝西侧，与坝肩相邻，主要位于丘陵斜坡带。（二）岩土分层及其物理力学性质根据钻孔揭露，场地内岩土层按其成因类型自上而下分为：第四系人工填土层（Qml）、坡残积层砂质粘性土（Qdl+el），下伏基岩为燕山期花岗岩(γ52（3）)。场地岩土层情况自上至下分述如下：1、第四系人工填土层（Qml）层序号<1>素填土：本层广泛分布，有3个钻孔（ZK3、ZK4、ZK5)钻孔有揭露，呈褐黄色，稍湿，稍压实，成分由花岗岩风化残积土及少量强风化花岗岩岩块组成。本层出露地表，地面标高为46.33～50.08m，层厚0.60～1.00m，平均0.73m。在图表上代号为“<1>”。2、第四系坡残积层（Qdl+el）层序号<2>砂质粘性土：本层分布较广泛，有2个钻孔（ZK1、ZK5)有揭露，褐黄色，稍湿，硬塑～坚硬，成分以粘粉粒为主，含大量中粗砂及砾砂，土质均匀，粘性一般。 第10页本层层顶高程45.73～62.24m；层顶埋深0.00～0.60m，平均0.30m；层厚1.90～4.00m，平均2.95m。在图表上代号为“<2>”。本层取土样2件，依据室内渗透试验，测得其垂直渗透系数Kv=9.33×10-5cm/s～2.68×10-4cm/s，平均1.81×10-4cm/s。本层共进行标准贯入试验2次，实测击数N/为28～30击，平均29击；校正击数N为27.8～30击，平均28.9击。3、基岩<γ52（3）>层序号<3>本层广泛分布于场地下部，为燕山三期<γ52（3）>，岩性为花岗岩。在勘察场地内根据其风化程度的强弱不同，从上而下可分为3个亚层，即<3-1>层全风化花岗岩，<3-2>层强风化花岗岩，<3-3>层中风化花岗岩，现分述如下：（1）全风化花岗岩层序号<3-1>本层在场地内广泛分布，有4个钻孔（ZK1、ZK2、ZK3、ZK4)有揭露，呈褐黄色，原岩结构清晰可辨，矿物成分除石英外均已风化成土状，岩芯呈密实土柱状，浸水易软化、崩解。本层层顶高程48.75～58.24m；层顶埋深0.00～4.00m，平均1.40m；层厚1.00～2.80m，平均2.13m。在图表上代号为“<3-1>”。本层取土样3件，本层共进行标准贯入试验3次，实测击数N/为39～48击，平均43.3击；校正击数N为38.8～43.8击，平均41.9击。（2）强风化花岗岩层序号<3-2>本层全部钻孔有揭露，呈褐黄色、浅青灰色、肉红色，岩石风化强烈，原岩结构构造大部分破坏，但仍清晰可辨，本层岩石受风化程度不均，岩芯主要分为2种类型：第一类为密实土状强风化花岗岩：褐黄色，呈散体状，组织结构大部分破坏，矿物成分显著变化，除石英外，长石、云母、角闪石等其他矿物大部分风化为土状。土层具有泡水易软化、崩解，强度降低的特点，岩石坚硬程度属极软岩，岩体基本质量等级为V类。第二类为半岩半土状强风化花岗岩：褐黄色、浅青灰色，岩石风化强烈，矿物成分由长石、石英、云母组成，钻进时钻声大，岩芯呈土状夹少量岩状为主，或岩状夹土状为主，土状者呈坚硬土柱状，浸水易软化、崩解，岩状者岩质软，锤击易碎，少量手折易断。岩石坚硬程度为极软岩，岩石完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为V类。 第10页第三类为岩柱状强风化花岗岩：褐黄色、肉红色，由长石、石英、云母、角闪石组成。粗粒结构，块状构造，节理裂隙很发育，岩芯多呈柱状夹少量块状。岩石按坚硬程度属极软～软岩，岩体完整程度属破碎。本层层顶高程43.83～55.54m；层顶埋深1.00～6.70m，平均3.32m；层厚0.50～14.20m，平均7.66m。在图表上代号为“<3-2>”。本层取土样1件，共进行标准贯入试验2次，实测击数N/为53～54击，平均53.5击；校正击数N为48.8～51击，平均51.4击。各土层标准贯入试验成果详见附表3。各土层物理力学性质指标详见附表4及土工试验报告。（3）中风化花岗岩层序号<3-3>本层全部钻孔有揭露，褐黄色、肉红色、青灰色、浅青灰色，粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯多呈10～45cm柱状，局部夹少量块状，岩质硬。岩石按坚硬程度属较硬岩，岩体完整程度属较完整～较破碎，岩体基本质量等级属Ⅲ～Ⅳ类，力学强度高。本层层顶高程37.91～44.24m；层顶埋深3.00～18.00m，平均10.98m；层厚1.83～6.54m，平均4.06m。在图表上代号为“<3-3>”。本层共取岩样4组，进行天然抗压强度试验，天然抗压强度为12.3～40.6MPa，平均23.3MPa。(三)水文地质条件地下水按其成因类型分为第四系孔隙水及基岩裂隙水。第四系孔隙水主要埋藏于坡残积层中，接受大气降水、地表水补给，排泄于下游；基岩裂隙水分布于山体基岩裂隙中，受大气降水补给，向低洼地排泄。1、地下水位及其变化勘察期间测得钻孔地下水水位埋深0.56～12.50m，水位标高为41.58～48.54m。2、地下水类型场地地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于第四系松散填土层、坡残积砂质粘性土及全风化强风化花岗岩中。填土层上部具一定的透水性，属中等透水层。残积层砂质粘性土及全风化透水性相对较弱，强风化花岗岩属中等透水层。中风化花岗岩属弱透水～微透水层，裂隙水分布于基岩裂隙中。3、地下水的补给与排泄 第10页孔隙水主要靠大气降水及水库区的水补给，排泄条件主要靠大气蒸发及排泄于坝下低洼地。基岩裂隙水分布于山体基岩裂隙中，受大气降水补给，向河谷及低洼地排泄。4、注水试验本次注水试验按《水利水电工程注水试验规程》(SL345-2007)，于ZK1、ZK2、ZK3、ZK4孔进行注水试验，各土层渗透系数见注水试验成果表。根据现场注水试验及室内试验结果，分析其各岩土层渗透情况如下表：各岩土层渗透情况一览表表2层号岩土名称室内渗透试验注水试验建议值(cm/s)渗透性等级最小值KV20(cm/s)最大值KV20(cm/s)最小值(cm/s)最大值(cm/s)<1>素填土层2.30×10-32.30×10-3中等透水层<2>砂质粘性土9.33×10-52.68×10-42.59×10-52.59×10-5弱透水层<3-1>全风化花岗岩1.73×10-53.41×10-53.41×10-5弱透水层<3-2>强风化花岗岩4.64×10-46.14×10-36.14×10-4中等透水层注水试验计算渗透系数充分考虑了工程地质条件，接近实际情况。5、地下水的腐蚀性评价勘察期间，各孔均见地下水，但其稳定水位受季节性气候影响波动。本区属湿润气候区，根据场地岩土层的含水量及其透水性，按国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001、2009年版）附录G的有关标准，场地环境类别为Ⅱ类，岩土层的透水性主要是B类（弱透水层）。本次勘察于ZK5孔取水样1组进行水质分析，作为工程场地地下水对建筑材料腐蚀性分析项目，按国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001、2009年版）第12.2条判定地下水的腐蚀性见下表3。 第10页弱透水层地下水腐蚀性评价表表3评价指标评价项目指标试验值标准值腐蚀等级综合评定水对混凝土结构的腐蚀性评价硫酸盐SO42-含量：20.2mg/L＜300微微镁盐mg2+含量：1.7mg/L＜2000微总矿化度：86.25mg/L＜20000微PH值：6.69＞5.0微侵蚀性CO2：1.01mg/L＜30微重碳酸根HCO3-含量：1.011mmol/L弱透水层—水对混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价氯离子Cl-含量：3.57mg/L长期浸水＜10000微微干湿交替＜100微微本场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性；在长期浸水或在干湿交替环境下，对钢筋混凝土结构中的钢筋微腐蚀性。（四）不良地质作用与特殊性岩土评价本次勘察场地范围内未发现断裂构造及大规模崩塌、滑坡等不良地质作用。本场地特殊性岩土主要为：人工填土层<1>、花岗岩坡残积土（砂质粘性土<2>）层、全风化花岗岩<3-1>层、强风化花岗岩<3-2>层，填土层承载力低，坡残积土及全风化、强风化花岗岩具具有遇水软化、崩解的不良特征。（五）岩土层物理力学参数分析与选用1、钻孔数据一览表见附表1；2、岩土层厚度、层顶埋深、标高统计整理结果见附表2；3、标准贯入试验数据统计整理结果见附表3；4、岩土层的物理力学性质指标分层统计整理结果见附表4。5、岩土层主要力学参数综合建议值见表4和附表7。岩土层主要力学参数综合建议值表4 第10页工程特性土层名称土层状态地层成因年代地层编号压缩模量Es(MPa)粘聚力C(kPa)内摩擦角φ（°）承载力特征值fak(kPa)素填土稍压实Qml〈1〉砂质粘性土硬塑状Qdl+el〈2〉5.02817250全风化花岗岩坚硬状γ52（3）〈3-1〉73423350强风化花岗岩半岩半土状〈3-2〉/4026700中风化花岗岩短柱状、块状〈3-3〉///2000（六）边坡开挖岩土力学参数分析与选用溢洪道开挖后，存在有边坡，均属土质边坡。边坡开挖应做适当的防护措施，各岩土层的边坡坡度允许值及边坡设计采用的岩土参数可参考表5、表4和附表7。边坡支护设计工程参数建议值表表5岩土名称状态重度γ(kN/m3)坡度允许值（坡高5m内）坡度允许值（坡高5～10m）岩土体与锚固体极限摩阻力标准值qs(kPa)残积砂质粘性土硬塑18.51:1.251:1.560全风化花岗岩坚硬21.01:11:1.2573强风化花岗岩半岩半土状22.01:0.751:1115五、场地类别与地震液化根据国家1:5万区域地质资料，场地附近没有活动性断裂通过，本次勘察深度范围内未发现构造破碎痕迹，场地内无重大破坏性地震记录。根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）,建筑的场地类别为Ⅱ类，属对建筑抗震一般地段。根据国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），场地所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，特征周期值为0.35s，设计地震分组为第一组。拟建溢洪道不存在有饱和砂土，不存在地震液化的影响。 第10页六、结论与工程措施建议（一）结论溢洪道位于丘陵斜坡带，关于溢洪道水闸及有关建（构）筑物的地基基础，建议采用天然地基基础，以坡残积层砂质粘性土或全风化花岗岩作为持力层。溢洪道上部的地基岩性主要为砂质粘性土及全风化花岗岩，地基土可以满足溢洪道地基强度及变形要求。建议砂质粘性土与混凝土摩擦系数f=0.28，全风化花岗岩与混凝土摩擦系数f=0.36，地基土与混凝土摩擦系数较低，不能承担抗冲任务，所以应做好消能防冲设施。（二）建议1、地基土砂质粘性土及全风化花岗岩具有遇水易软化、崩解的特性，溢洪道应合理选择泄洪消能布置和型式，并且出口水流应与下游河道平顺连接，避免下泄水流对坝址下游河床和岸坡的严重淘刷、冲刷以及河道的淤积。2、为确保溢洪道边坡的稳定性，应对边坡采取适当处理措施。3、溢洪道的进水渠渠底、泄槽应作衬砌，而且溢洪道地基、堰基及其两岸应做好防渗措施。'