岚山绣针河河道工程地质勘察报告

'岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页目录1前言11.1工程概况11.2现状河道存在的主要问题11.3勘察任务要求及依据11.4工作量布置及勘测方法31.5工作量统计32地质概况42.1区域地质42.2地形地貌42.3地层岩性42.4地震动参数52.5水文地质53堤身状况73.1堤身状况73.2堤身质量与险情隐患73.3填筑土的质量评价73.4填筑土的渗透性评价84堤基土工程地质特征94.1地质结构的划分94.2地基土的物理力学性质与渗透性95堤基土主要工程地质问题105.1堤基渗透稳定问题105.2沉降变形与稳定问题105.3饱和土的液化问题111 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页5.4岸坡稳定分析116堤防工程地质条件及评价126.1堤防工程地质分类126.2各堤段工程地质条件及评价126.3河道疏浚137堤岸工程地质条件及评价147.1岸坡地质结构的划分147.2各堤段工程地质条件及评价148险工段的地质条件及评价158.1地层结构158.2工程地质评价158.3地基土的工程地质特征159水工构筑物工程地质条件及评价169.1工程地质条件169.2工程地质评价1610穿堤建筑物工程地质条件及评价1810.1工程地质条件1810.2工程地质评价1811天然建筑材料2011.1筑堤土料2011.2人工骨料2311.3块石料2512结论及建议261 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页附图表：1、勘探点平面位置布置图（1页）2、图例（1页）3、工程地质剖面图（22页）4、勘探点一览表（1页）5、地层统计表（1页）6、标准贯入试验统计表（5页）7、物理力学指标统计表（2页）8、土工试验综合成果表（3页）9、液化判别计算表（2页）10、水质分析报告表（5页）1 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页1岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页1前言1.1工程概况受岚山区水利局委托，我公司承担了岚山绣针河河道工程地质勘察工作，勘察阶段为可行性研究阶段。应水利局要求，本次勘察深度同时满足初步设计阶段要求。该工程由日照市水利勘测设计院有限公司设计，勘察段河道全长约23km，属Ⅳ级堤防。1.2现状河道存在的主要问题1、防洪标准低：中游河段大部分无堤防，局部河床淤积严重，行洪困难；下游河段堤防标准低，隐患多。2、险工要段多：绣针河属游荡性山洪河道，弯道多，水流急，造成险工要段特别多。不合理采沙、取土及下游河段的人为设障又造成了新的险工。据调查，日照市境内河岸长34.9km，有险工段12处，总长9.7km。3、排水工程不配套：沿河两岸缺少穿堤涵洞，支流入口无配套工程，行洪期间，洪水倒灌，泛滥成灾。4、交通工程不配套：在本市境内23km长的河道上，已建大桥仅2座。为了生产，当地群众在堤防开挖道路缺口，碑廓段26处，汾水段10处，共36处。两岸群众交通非常困难。5、水资源综合开发利用：绣针河第四系孔隙潜水开发利用较好，但河道无拦河节制工程，河道径流浪费严重，急需开发利用。6、排水工程不配套，支流入口无涵闸控制，回水段无复堤工程，行洪期间洪水倒灌，淹没农田。1.3勘察任务要求及依据1、本次勘察主要任务：19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页（1）阐述工程区域地质概况，对堤身土填筑质量和堤基工程地质条件进行评价，对堤基饱和土的液化和渗透变形进行判别。（2）土的分类按《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录A、物理力学指标统计应按《土工试验规程》SL237-999、物理力学参数取值按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录E确定，并提供堤基土的物理力学参数。（3）补充现状堤防填筑土的质量评价并提出物理力学参数。（4）按《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录E，进行堤基工程地质条件分类，分段评价工程地质条件和存在的主要工程地质问题（如渗漏渗透变形、抗滑稳定、饱和土的液化、土的抗冲性能），并提出处理措施的建议。（5）如存在险工河段，应补充险工段堤岸岸坡河道弯曲状态、土层分布及岩性、地质结构，评价抗冲性能及水文地质条件，提出各岩土层的物理力学参数、护岸坡比的建议值，并评价其稳定性能。（6）交通桥、穿堤涵洞（管）地基工程地质条件，对存在的主要工程地质问题进行评价，提出有关地基土的物理力学参数的建议值。（7）进行天然建筑材料的调查，提供天然建筑材料的物理力学指标，提供产地分布图、可供储量和质量评价。2、勘察中执行、参考的规程及依据的文件：《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）《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页《水利水电工程钻探规程》（DZ5013-2005）《土工试验规程》（SL237-1999）《土的分类标准》（GBJ145-90）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）1.4工作量布置及勘测方法本次勘察沿堤防共布置勘探点92个，设计孔深10.0-15.0m。派XY-100型钻机2台，采用螺旋钻头与双层岩芯管相结合的钻进方式完成钻探工作，主要用于揭露场区岩土层类型、分布、深度，划分岩体的风化带。钻孔开孔直径为130mm，终孔直径为110mm。在钻孔内进行原位测试工作—标准贯入试验，确定第四系岩土层的密实程度及其变化特征，划分基岩风化带，对地基的稳定性及承载能力作出评价。采用薄壁敞口取土器取Ⅰ级原状土样，在实验室内进行试验分析，判定粘性土的性质情况。1.5工作量统计工程地质勘察外业工作始于2011年12月1日，并于2012年1月4日基本完成外业勘察工作，工作量统计见表1-1。表1-1项目单位完成备注工程地质钻探孔/m118/927.20标准贯入试验次149取土样件121扰动样92件土工试验件9819 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页水样件219 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页2地质概况2.1区域地质场区位于苏鲁造山带的南苏鲁地块，构造上南苏鲁地块分为北部的超高压变质带和南部的高压变质带两个单元，场区位于北部的超高压变质带内，出露的岩石类型为新元古代花岗片麻岩。该区自下元古代后期至新生代更新世以前一直处于缓慢、稳定的上升隆起状态，无华北型地层沉积。场区位于日照断裂和五莲断裂南端，勘察区内未发现新断裂构造，本区新构造运动不强烈，其他以弱震、微震为主，震级小、频率低，地壳相对稳定。2.2地形地貌绣针河位于山东省东南部，呈东西向，发源于莒南县大山水库上游三皇山，控制莒南县东部，日照市南部和江苏省赣榆县东北闻地区，流域面积412.0m2。整个流域西北多山，东南低洼，西高东低，地貌起伏不平，海拔高程在0～385m之间，属低山丘陵区。2.3地层岩性工程区内主要分布的地层由老至新分别为：2.3.1二长花岗岩（γ23）：片麻状结构、块状构造，在本区内广泛分布，下覆于第四系覆盖层之下。2.3.2第四系全新统冲积层（Q4al）:分布于绣针河中下游河道两侧河床、河漫滩地，岩性由砂类土组成，上细下粗，交错层理发育。2.3.3第四系全新统冲积海积层（Q4al+m19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页）：分布于岚山入海河口海岸线一带，形成海泥砂滩、海砂堤和砂嘴，岩性由砂类土夹薄层淤泥质土组成，属海陆交互相沉积。2.3.4人工筑填土（Q4r）：分布于绣针河沿岸零星堤防，堤身主要由粗、砾砂组成，属人工填筑而成。2.4地震动参数《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场区的地震基本烈度Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期0.45s。2.5水文地质区内地下水主要赋存于第四系地层中，地下水类型主要为第四系孔隙潜水，主要含水层为第四系冲积层及冲积海积层，属强富水层。地下水主要接受大气降水补给和河水补给，地下水和河水水力联系密切，枯水期地下水补给河水，汛期河水补给地下水。本次勘察在河流中游取河水、地下水水样各一组，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），根据水质分析资料：环境水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。河水腐蚀性判定结果一览表表2-1腐蚀性类型腐蚀性特征判别依据腐蚀程度判别指标值水样编号化验指标重碳酸腐蚀HCO3-（mmo/L）弱腐蚀性河水0.71一般酸性腐蚀pH无腐蚀性河水7.23碳酸型侵蚀性CO2（mg/l）无腐蚀性河水4.76镁离子型Mg2+（mg/l）无腐蚀性河水8.68硫酸盐型SO42-（mg/l）无腐蚀性河水63.20对钢筋腐蚀性评价cl-（mg/l）无腐蚀性河水26.94对钢结构腐蚀性评价pH值、（cl-+SO42-）（mg/l）无腐蚀性河水/19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页地下水腐蚀性判定结果一览表表2-2腐蚀性类型腐蚀性特征判别依据腐蚀程度判别指标值水样编号化验指标重碳酸腐蚀HCO3-（mmo/L）弱腐蚀性地下水0.78一般酸性腐蚀pH无腐蚀性地下水7.42碳酸型侵蚀性CO2（mg/l）无腐蚀性地下水5.76镁离子型Mg2+（mg/l）无腐蚀性地下水10.50硫酸盐型SO42-（mg/l）无腐蚀性地下水61.50对钢筋腐蚀性评价cl-（mg/l）无腐蚀性地下水24.80对钢结构腐蚀性评价pH值、（cl-+SO42-）（mg/l）无腐蚀性地下水/桩号19+200～23+000段受海水潮汐作用明显，地下水腐蚀性评价按海水考虑，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），取海水样一件，根据水质分析资料：环境水对混凝土具强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。海水腐蚀性判定结果一览表表2-3腐蚀性类型腐蚀性特征判别依据腐蚀程度判别指标值水样编号化验指标重碳酸腐蚀HCO3-（mmo/L）弱腐蚀性海水0.68一般酸性腐蚀pH无腐蚀性海水8.48碳酸型侵蚀性CO2（mg/l）无腐蚀性海水0.00镁离子型Mg2+（mg/l）弱腐蚀性海水1320硫酸盐型SO42-（mg/l）强腐蚀性海水1410对钢筋腐蚀性评价cl-（mg/l）强腐蚀性海水17600对钢结构腐蚀性评价pH值、（cl-+SO42-）（mg/l）中等腐蚀性海水/19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页3堤身状况本次堤身勘察范围为绣针河河道桩号0+000～23+000段，就其工程地质条件分述如下。3.1堤身状况3.1.1无堤段绣针河河道桩号左岸0+000~0+450、3+600~5+400、7+000~14+600，右岸0+000~1+400、3+000~17+100为无堤段，为砂质结构，以粗、砾砂为主，呈松散~稍密状态。3.1.2有堤段绣针河河道桩号除左岸0+000~0+450、3+600~5+400、7+000~14+600，右岸0+000~1+400、3+000~17+100外均为有堤段：堤身填土主要取自堤内外两侧地表，堤高1.5~3.6m，浅黄~黄褐色，稍湿~饱和，成份以粗砾砂为主，为砂质堤身，堤身填筑质量较差，堤身具中等透水性，堤身高宽不满足规范要求，汛期易产生堤身渗漏甚至脱坡。3.2堤身质量与险情隐患填筑土含水量w=5.5~6.6%，天然密度ρ=1.63~1.66g/cm3，干密度ρd=1.53~1.57g/cm3，比重Gs=2.65，凝聚力C=0~1.5kPa，摩擦角φ=28.5~32.3o，变形模量E0=5.60~9.50MPa，渗透系数K=1.15×10-2~5.80×10-2cm/s，标准贯入击数N0=7.0~11.0击，地震工况下存在液化的可能，建议根据实际情况采取必要抗液化措施。3.3填筑土的质量评价19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页通过对堤身粗、砾砂进行相对密实度试验，相对密实度为0.35~0.52，填筑质量差，不满足抗震评价的要求，为液化土。3.4填筑土的渗透性评价允许渗透坡降，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填土的渗透变形破坏为管涌型，建议填筑土的允许比降取0.15。19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页4堤基土工程地质特征4.1地质结构的划分堤基大多由第四系全新统冲洪积层、海积层组成，下伏基岩为二长花岗岩。河流两侧地层岩性基本相同，现以右堤为主，划分堤基地质结构类型，堤基地质结构类型主要为双层结构（Ⅱ类）、多层结构（Ⅲ类）。双层结构（Ⅱ类）为上部为粗、砾砂，下部为二长花岗岩组成的双层结构；多层结构由厚度一般小于1.5m的淤泥质土呈夹层透镜体状分布于粗、砾砂中组成的复杂结构。4.2地基土的物理力学性质与渗透性岩土工程地质特征一览表表4-2桩号地层岩性地基土允许承载力[fa]挡墙基础与地基土之间的摩擦系数f水下坡角渗透系数cm/s0+000~19+800段①砾砂1800.40303.5×10-2②强风化二长花岗岩6000.505.8×10-319+800~23+110段①粗砂1400.35281.2×10-2②淤泥质土80/2.3×10-6③砾砂220/303.5×10-2④强风化二长花岗岩600/5.8×10-319 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页5堤基土主要工程地质问题根据地质勘察资料分析，岚山区绣针河堤基存在的主要工程地质问题如下：5.1堤基渗透稳定问题按照地层岩性的差异，堤基地质结构可分为两种类型：双层结构（Ⅱ类）及多层结构（Ⅲ类）。⑴双层结构（Ⅱ类）：上部由①层砾砂组成，下伏基岩为花岗片麻岩，埋深小于10m。堤基防渗性能差，堤身单薄处，持续高水位情况下，易产生管涌破坏。由《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录D.0.2判别方法知：①层砾砂的渗透破坏形式为管涌型，据表D.0.4结合本区经验综合确定①层砾砂的允许水利比降取0.15。⑵多层结构（Ⅲ类）：堤基上部为透水性较强的①粗砂，中部为厚度小于1.5m的②淤泥质土，下部为透水性强的③砾砂。堤基防渗性能差，且存在软弱粘性土，持续高水位情况下，易产生渗透破坏。由《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录D判别方法知：①层粗砂的渗透破坏形式为管涌型，②层淤泥质土的渗透破坏形式为流土型。据表D.0.4结合本区经验综合确定①层砾砂的允许水力比降取0.15。据临界水力坡降Jcr=（Gs-1）（1-n）计算②层淤泥质土的允许水力比降取0.18。5.2沉降变形与稳定问题19 岚山绣针河河道工程地质勘察报告共27页位于桩号19+800~23+000堤段，堤基分布有软塑淤泥质土，厚度1.5~2.3m，物理力学性质差，压缩性高，承载力低，埋藏较浅。在上覆荷载作用下，将发生长期固结沉降，建议根据实际荷载情况采取必要措施。5.3饱和土的液化问题依据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）及《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录P的规定，抗震设防烈度为Ⅶ度。应对场区15m深度范围内土层进行液化判别。场区有可能液化的土层为19+800~23+000段①层粗砂，本次液化判别采用标准贯入试验判别法进行判别，若N