平南县东平水库工程地质勘察报告

'wotd资料下载可编辑平南县东平水库大坝安全评价工程地质勘察报告********设计院2011年3月专业技术资料 wotd资料下载可编辑平南县东平水库大坝安全评价工程地质勘察报告勘测设计单位：勘测设计资质：勘测设计证号：院长：项目负责人：批准：核定：审查：校核：编写：专业技术资料 wotd资料下载可编辑目录3工程地质勘察与评价13.1前期勘察工作成果13.2本次安全评价地质勘察23.3区域地质概况33.3.1地形地貌33.3.2地层岩性43.3.3地质构造与地震43.3.4水文地质53.4库区地质概况53.5工程区地质概况63.5.1地形地貌63.5.2地层岩性63.5.3地质构造73.5.4水文地质条件83.5.5岩体风化特征83.5.6近坝库岸稳定83.6坝体填筑质量与评价93.6.1试验成果统计93.6.2坝体土工程地质特征与评价113.6.3坝体渗透性分析与评价123.6.4坝体土安全复核参数建议值153.7坝基和坝肩工程地质条件与评价163.7.1坝基和坝肩工程地质特征163.7.2坝基和坝肩渗透性分析与评价173.7.3坝基和坝肩安全复核参数建议值173.8溢洪道工程地质条件与评价183.9输水建筑物工程地质条件与评价193.10结论与建议203.10.1结论203.10.2建议21专业技术资料 wotd资料下载可编辑3工程地质勘察与评价3.1前期勘察工作成果东平水库位于平南县丹竹圩以北15.0km的东平村附近秦川河上，地理坐标东经110°30′18″，北纬23°33′09″。坝址距平南县城35.0km，有公路通丹竹圩，简易公路抵达坝区，交通还算是比较方便。水库建设经过：东平水库于1956年开始兴建，1958年建成投产，当时设计为浆砌石重力坝，因坝区地质条件不好改为土石混合坝，坝高32.2m。由于坝内涵管发生过事故且大坝达不到洪水校核的规范要求，以及灌溉标准偏低等多种原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，坝高36.0m，顶宽1.7m。经洪水复核，坝顶高程仍不够，且坝顶厚度偏小。1986年由原玉林地区水电设计院进行除险加固扩建设计，施工时把原有浆砌石拆除，并将坝顶高程提高至现在的103.80m，坝高56.1m，顶宽5.0m左右。当时为了加高大坝将原右坝肩的溢洪道封填，新建了现在左岸的溢洪道。东平水库原来放水设备为梯级无压斜管接平管，不利于大坝的可靠运用和安全，故当时决定封堵原放水管，新建了现在右坝肩的输水隧洞。地质勘探经过：1956年坝址钻探时误认为坝址河床为坚硬基岩，设计选用浆砌石重力坝型，清基开挖过程中发现河床和两岸砾岩风化层很深，结构松软，岩石胶结物已大部分泥化，浆砌石重力坝的抗滑稳定有问题，经原区水电厅再三研究后确定改用土石混合坝型。1979年10月至1980年1月，在原土石坝下游约100.0m处选一个坝址，拟新建60.0m高的重力坝代替原土石坝。地质勘探完成工作量有1：2.5万库区地质填图93.5km2，1：500坝址地质填图0.17km2，实测1：500地质剖面图6条，探洞8个，实进尺153.46m，探槽（坑）6个共199.6m3，钻孔10个总进尺563.16m，压（注）水试验42段，室内岩石试验5组，土工试验13组，砂料3组，水质分析2组。1983年6～7月间原平南县水电局在原坝钻孔3个，实进尺72.95m专业技术资料 wotd资料下载可编辑，取土样20组，在右坝头钻孔2个，实进尺80.10m，压（注）水试验8段。1984年为了找大坝填土料在两岸山头钻孔3个，实进尺75.0m，探坑5个100m3。1985年4～5月，为了获得正常水位高程96.30m扩建设计的地质资料，原玉林水电设计处派钻机在左岸溢洪道钻孔6个，实进尺250.27m，原坝钻孔3个共63m，取扰动土3组，实测地质剖面2条，共367.0m。编写出版输水隧洞和左岸溢洪道工程地质报告及图件。1986年11月～12月原玉林地区水电设计院及平南东平白竹水库指挥部地质人员一起收集原左溢洪道3个探井共深35.8m及搜集输水隧洞施工地质资料和重点地质填图，结合上述前人勘测试验成果资料，重新归纳编写工程地质报告并绘制地质图件，供扩建设计和有关建筑物方案选定参考。东平水库前期勘察工作较为详细，但由于年代久远，勘察资料较为凌乱，大部分资料已残缺不全，但收集到的资料给本次勘察工作提供了很好的参考。3.2本次安全评价地质勘察受平南县水利局的委托，2010年8月24日至9月20日我院对东平水库大坝进行了安全评价阶段的地质勘察工作。重点是查明坝体、坝基及坝肩渗漏情况，查明坝体浸润线分布高程及其与库水位的关系，并对坝体土进行相关的试验，为大坝渗透及稳定性验算提供相关的工程地质、水文地质参数指标，同时对溢洪道及输水隧洞进行必要的工程地质勘察。本次勘察主要执行和参考《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）。野外钻探采用150型钻机3台，共完成7个钻孔。坝体钻探采用无水钻进，取原状土样按有关规定操作，钻孔压、注水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）进行。完成的工作量详见表3-1《完成工作量表》：专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-1完成工作量表序号工作项目单位工程量1坝址区工程地质测绘（1：500）km20.552工程地质钻探m/孔444.7/73钻孔注水试验段次464钻孔压水试验段次355室内土工试验组336颗粒分析组47击实试验组4本次勘察报告的编制是在分析和研究前期勘察资料的基础上，结合本次大坝安全评价勘察成果综合分析完成，提供成果资料详见表3-2《成果资料一览表》：表3-2成果资料一览表序号资料名称图号数量备注1区域地质图（1：10万）WZY-DPSK-DZ-011幅为装订美观部分图纸略作缩小。2坝址区工程地质平面图（1：1000）WZY-DPSK-DZ-021幅3输水隧洞工程地质平面图（1：1000）WZY-DPSK-DZ-031幅4工程地质剖面图（1-1′）（1：500）WZY-DPSK-DZ-041幅5工程地质剖面图（2-2′）（1：500）WZY-DPSK-DZ-051幅6工程地质剖面图（3-3′）（1：500）WZY-DPSK-DZ-061幅7溢洪道工程地质剖面图（4-4′）（1：500）WZY-DPSK-DZ-071幅8输水隧洞工程地质剖面图（5-5′）（1：1000）WZY-DPSK-DZ-081幅9钻孔柱状图ZK1～ZK7（ZK1～ZK6）（1：200）ZK7（1：100）WZY-DPSK-DZ-09～157副10《工程地质勘察报告》1份3.3区域地质概况3.3.1地形地貌测区为大桂山区，属于剥蚀中低山地貌，地势北高南低，秦川河两岸的比高向南逐渐降低，左岸三台顶高程440.3m，到坝区山岭高程120～250m，右岸皇殿顶高程611m，到坝区的山岭高程150～200m，一般相对高差100～250m。坝址河流总流向自西北至东南，呈蛇曲蜿蜒，河谷横断面呈“V”专业技术资料 wotd资料下载可编辑字形，阶地不发育，右岸有残留三级阶地，枯水期高出河水面30～40m。3.3.2地层岩性根据原地质部广西壮族自治区地质局区域地质普查大队1964年测制的1：20万地质图桂平幅（F-49-Ⅲ）及地质图说明书，结合本次搜集的地质资料，将本区内出露的主要地层岩性分述如下：（1）寒武系水口群上亚群上组灰、灰绿色砂岩、细砂岩夹薄层、中厚层砂质页岩夹少量炭质页岩。岩性暴露地表部分容易风化，风化节理和构造节理均较发育。弱至新鲜砂岩较致密坚硬，一般单层厚度5～7m，其间夹砂质炭质页岩，总厚度大于100m。（2）泥盆系中、下统紫红色中细粒石英砂岩夹少量黄白色粉砂岩、页岩。岩性致密坚硬，石英砂岩节理裂隙少，不容易风化，粉砂岩和页岩风化程度较深，容易产生小崩塌现象，总厚度大于70m。（3）白垩系紫红色块状砾岩和紫红色砂质泥质钙质页岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。砾岩容易风化，风化层厚度达40～60m。出露厚度100～200m左右。上述寒武系、泥盆系地层与白垩系地层，分布在库区和右坝头300m与理答—武林口逆断层呈断层接触关系。（4）第四系残坡积含碎石粉质粘土，分布于山顶和斜坡地段，厚度1～5m。亚粘土夹砂卵石，分布于一、二、三级阶地上，厚度5～15m。砂砾（卵）石，分布于现代河床及河漫滩，厚度1～6m。3.3.3地质构造与地震（1）地质构造专业技术资料 wotd资料下载可编辑测区处于华夏褶皱带以北，太平盆地的西部边缘，属于华南准地台范围。受理答～武林口逆断层影响，库坝区主要构造线为北西向。该断层延伸长度10km以上，宽度10～20m，影响破碎带宽度50m左右，断层胶结物为岩屑角砾，其带上有上升泉水表征。该断裂从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷。工程区内无新的活动性断层经过，区域地质构造稳定。（2）地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征性周期0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度。3.3.4水文地质按岩性和埋藏条件及含水层类型，本区含水层主要为孔隙潜水及裂隙水，分述如下：（1）孔隙潜水：含水层岩性为砂卵石和残坡积含碎石粉质粘土，埋深1～10m，水量小，随地形地貌岩性储存，靠降雨和高山裂隙水补给，排泄于河谷沟谷及地势低洼地带。（2）裂隙水：埋藏于砂岩、砾岩、页岩的裂隙密集带，水位高程70～100m，水量小，出露于库区两岸冲沟及河床部分，补给河水。3.4库区地质概况东平水库位于平南县丹竹圩以北15.0km的东平村附近秦川河上。岸区两岸主要为剥蚀中低山地貌，两岸地形封闭条件较好。（1）库区渗漏分析库区两岸山体雄厚，山顶高程110～160m，无大支流及冲沟分布，不存在单薄分水岭地形。库盆地层岩性主要为白垩系紫红色块状砾岩和紫红色砂质泥质钙质页岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体，岩石本身透水性较弱。根据区域地质资料表明，理答～武林口大逆断层走向从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷，断层破碎带宽度达50m。根据现场勘察调查，库区范围内大部分山体上部均有3.0～8.0m专业技术资料 wotd资料下载可编辑厚的覆盖层，下部基岩出露，大部分地段岩石完整性较好，断层经过地段岩石略破碎，其间有大量粘性土充填胶结，表层有较厚的覆盖层，未发现有明显涌漏通道，库区现状无渗漏现象。（2）库岸稳定库区两岸山坡一般为25～35°，局部地段达40～50°。山坡上林木茂盛，植被良好，覆盖层较薄，主要为岩质岸坡，库岸稳定性较好，库区淤积少。经地质调查，近坝库岸为岩质岸坡，未发现有滑坡、塌岸等较大的不良地质现象，近坝库岸稳定性好。3.5工程区地质概况3.5.1地形地貌本水库大坝包括主坝、副坝。其中左侧主河道处为主坝，包括原建的老坝及加高部分新坝。右侧地势较低的山坳处为旧的溢洪道，后经与主坝同时填筑加高形成新的副坝，并与主坝连为一体，形成“〈”形的大坝。坝址河流总流向自西北至东南，呈蛇曲蜿蜒，河流横断面呈“V”型，河床宽40～50m。两岸地形不对称，属于剥蚀中低山地貌。左岸山体高程120～170m，高出河床约60～110m，自然坡度下陡上缓，下部约70°，上部约45°。右岸为丘陵地形，山体高程约90～110m，高出河床约32～60m，自然坡度20～50°，坡面表层覆盖1.0～5.0m第四第残坡积土层，植被茂盛，坡脚地段基岩出露。3.5.2地层岩性根据勘察，坝区地层岩性主要有第四系坝体填土（QS4）、残坡积含碎石粉质粘土（Qedl4），下伏基岩为白垩系下统砾岩（K1），自上而下描述如下：（1）坝体填土（QS4）：坝体填土分为两部分，我们把1958年建成的坝体称为“老坝体”，1985年除险加固扩建的坝体称为“新坝体”。专业技术资料 wotd资料下载可编辑老坝体填土：主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，粉粒、粘粒含量约41.8%，砂粒含量约30.3%，砂粘成份主要为砾岩和砂岩。土体结构较致密，中等透水性，中等压缩性。新坝体填土：新坝体土组成成份、结构与老坝基本相同，主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，粉粒、粘粒含量约63.6%，砂粒含量约35.1%，砂粒成份主要为砾岩和砂岩地。土体结构较致密，中等透水性，中等压缩性。（2）含碎石粉质粘土（Qedl4）：本次勘察仅在右坝段的ZK1钻孔中有揭露，厚度7.0m，黄灰色，主要成份为含碎石粉质粘土，碎石含量约15～30%，成份主要为砾岩和砂岩，结构致密，具中等压缩性。（3）基岩（K1）：为白垩系下统砾岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。砾岩风化强烈，风化带厚度达40～60m。3.5.3地质构造坝址区岩层为单斜构造，倾向右岸偏上游，岩层产状S5°E/SW∠17°。（1）断层根据前期勘察资料和本次工程地质测绘，坝址区断层不甚发育，规模较小，区域断层主要为理答—武林口逆断层，走向从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷，断层破碎带宽度达50m，说明库区局部集中渗漏问题存在。理答～武林口逆断层：断层通过寒武系、奥陶系、泥盆系及白垩系，一般与地层走向正交或斜交，局部则与泥盆系、白垩系走向平行。断层面倾向东，倾角约60～80度。白垩纪以前东盘上升，西盘下降为逆断层。至白垩纪开始以后复活，变为西盘上升，东盘下降属正断层性质，但以前期活动较强烈，故还以逆断层表示。（2）节理专业技术资料 wotd资料下载可编辑根据前期勘察资料和本次工程地质测绘，坝址区主要构造节理裂隙有4组：①走向北西300～320°；②走向北东25～30°；③走向北东70～90°；④走向北西350～360°。上述节理裂隙组在沿河谷岸边出露，局部为密集带，且多为张性。3.5.4水文地质条件坝区地下水类型为孔隙水和基岩裂隙水。其中孔隙水储存于第四系残坡积层及人工填土层中，储水条件有限，受季节性及库水位变化影响较大。而基岩裂隙水储存于基岩裂隙之中，受岩性、节理构造组合的影响，储存条件受限制，水量相对较丰富，水位埋藏深。地下水由大气降水或水库储存水渗入补给，排泄于地形低洼地带。根据前期勘察资料，本区地下水属于重碳酸钙镁水型，对水泥无侵蚀性。河水对普通水泥有微溶蚀性侵蚀。3.5.5岩体风化特征根据钻探揭露，坝址区岩石风化强烈，风化带厚度大。坝基岩石主要分为强风化及弱风化，而全风化带缺失。现将各风化带分述如下：强风化带：紫红色、浅灰色，岩石风化强烈，呈散体结构，局部风化为土夹石状，岩芯呈碎石土状，采取率低，完整性极差。整个坝基强风化带厚度21.2～52.5m不等。弱风化带：紫红色、浅灰色、层状结构，巨厚层状。岩石节理裂隙较发育，裂隙面见铁质渲染。岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声较清脆。沿坝轴线弱风化带埋藏深度较大。3.5.6近坝库岸稳定坝址区两岸属于剥蚀中低山地貌，自然坡度30～50度。两岸山体坡面表层覆盖1.0～5.0m第四第残坡积土层，植被茂盛，坡脚地段基岩出露。专业技术资料 wotd资料下载可编辑根据勘察，近坝库岸未见滑坡及崩塌等不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。3.6坝体填筑质量与评价3.6.1试验成果统计本次试验工作在1985年扩建加高新坝体取原状土样和现场环刀样33组进行土工常规试验及相应的力学试验，在新老坝体分别取两组扰动样进行颗粒分析试验及轻型击实试验。试验工作由广西梧州市正源水利水电工程质量检测中心完成，试验过程执行《土工试验规范》（GB/T50123-1999）；抗剪强度采用直接快剪、饱和快剪、慢剪及饱和慢剪。本次勘察没有在老坝体取原状样进行试验，老坝体的试验成果直接采用前人勘察成果。新坝体试验成果详见表3-3《新坝体土工试验成果统计表》，老坝体试验成果详见表3-4《老坝体土工试验成果统计表》，颗粒分析试验及轻型击实试验详见表3-5《坝体填土颗粒分析与击实试验成果统计表》。专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-3新坝体土工试验成果统计表土层名称土样编号取土深度(m)天然状态物理性质指标土粒比重塑性和稠度指标压缩慢剪饱和慢剪快剪饱和快剪含水量湿密度干密度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粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角ωρρdeSrGsωLωPIPILa1-2EsCφCφCφCφ%g/cm3g/cm3－%－%%%－MPa-1MPakPa度kPa度kPa度kPa度新坝体填土ZK1-13.8-4.016.82.081.780.52786.72.7228.513.315.20.230.198.04//17.4823.15//ZK1-28.0-8.219.92.101.750.53699.92.6927.617.410.20.250.179.04//21.7124.32////ZK1-321.0-21.216.52.011.730.57777.82.7225.113.511.60.260.236.85//14.2727.81////ZK2-19.0-9.216.62.031.740.55780.82.7124.812.911.90.310.227.08//11.7820.26//ZK2-215.0-15.215.62.101.820.49785.32.7225.211.913.30.280.217.13//13.4430.28////ZK2-320.0-20.217.32.071.760.54186.92.7225.414.111.30.280.265.93//15.6523.66//ZK2-420.2-20.419.52.081.740.56893.72.7327.116.710.40.270.266.03//14.0819.69//ZK3-13.2-3.418.22.051.730.54589.52.6824.114.010.10.420.265.94//12.2822.87//ZK3-25.4-5.616.62.031.740.55181.42.7023.813.810.00.280.227.05//16.4222.58//ZK3-38.0-8.216.52.031.740.55481.62.6924.313.710.60.260.256.18//11.4123.56//ZK3-412.0-12.218.72.121.790.53495.92.7425.315.010.30.360.275.68//17.0427.02//ZK3-516.0-16.217.92.031.720.58084.02.7226.915.211.70.230.256.32////8.7716.82ZK3-620.0-20.217.42.061.750.55685.52.7325.614.211.40.280.227.07////9.3118.97ZK4-14.0-4.217.42.011.710.60678.92.7524.313.710.60.350.256.4226.4826.59////ZK4-28.0-8.216.82.031.740.57180.42.7324.712.811.90.340.217.4814.6831.33////ZK4-310.0-10.218.32.041.720.58985.12.7425.014.011.00.390.266.1116.1427.15////ZK4-414.0-14.217.32.001.710.60178.62.7325.014.210.80.290.256.4018.7726.15////ZK4-518.0-18.218.22.131.800.51596.52.7325.814.311.50.340.305.0519.9424.34////ZK5-19.0-9.216.72.001.710.59976.42.7423.713.510.20.310.256.40//22.3421.97////ZK5-216.0-16.216.22.021.730.57179.52.7223.313.89.50.310.236.83//16.3718.02//ZK5-325.0-25.216.62.051.760.56480.92.7526.013.013.00.280.285.59//12.8021.75//ZK6-14.0-4.220.72.071.710.59295.52.7333.320.313.00.030.217.58//15.2618.75//ZK6-28.0-8.218.32.021.710.60582.92.7425.915.210.70.290.246.69//10.7920.34//ZK6-310.0-10.218.81.981.670.63880.42.7335.718.217.50.030.237.12//21.0521.83//ZK6-412.0-12.219.22.031.700.60386.92.7333.518.015.50.080.256.41////10.4221.44ZK6-518.0-18.216.41.981.700.59974.52.7225.012.013.00.340.266.15////10.7720.08ZK6-620.0-20.216.32.021.740.56078.82.7122.713.39.40.320.227.09////11.4522.51ZK6-730.0-30.219.32.031.700.59388.32.7162.224.138.1-0.130.246.64////12.0817.47ZK7-14.0-4.217.32.031.730.57781.82.7324.314.210.10.310.236.8622.0530.18////ZK7-26.0-6.216.92.001.710.59077.92.7225.714.111.60.240.256.3617.0228.60////ZK7-38.0-8.216.52.021.730.56978.92.7223.714.19.60.250.227.1317.0425.42////ZK7-412.0-12.217.42.061.750.54486.62.7126.214.811.40.230.236.7119.4726.90////ZK7-516.0-16.216.92.081.780.52387.62.7123.912.611.30.380.217.1321.0529.91////最大值20.72.131.820.63899.92.7562.224.138.10.420.309.0426.4831.3322.3430.2816.3726.5612.1822.51最小值15.61.981.670.49774.52.6822.711.99.4-0.130.175.0514.6824.3413.4421.8310.7918.028.7716.82平均值17.52.041.740.56884.42.7227.114.712.40.260.246.6819.2627.6617.7124.7413.1020.6610.4719.55小值平均值6.1016.7326.1015.7222.9211.8219.419.5017.75表3-4老坝体土工试验成果统计表序号分层深度(m)试验组数（组）天然状态物理性质指标土粒比重塑性和稠度指标粘聚力内摩擦角渗透系数备注含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数ωρρdeSrGsωLωPIPILCφK20%g/cm3g/cm3－%－%%%－kPa度cm/s10.0～4.02232.031.650.645962.703521140.1432231.12×10-5老坝体土工试验成果采用原玉林地区水电设计院于1986年12月25日出版的《平南县东平灌区白竹水库除险扩建工程地质报告》中的土工试验成果。24.0～8.03241.941.600.706922.714023170.0645236.14×10-638.0～12.03241.971.600.720922.723922170.1230353.60×10-6412.0～16.02241.971.580.710922.713923160.066823.71.57×10-5516.0～18.02222.021.650.631952.70402317-0.0672271.90×10-5618.0～22.03242.001.620.640952.714323200.0552271.90×10-5722.0～27.03242.001.700.705912.694324190.0040232.10×10-5最大值242.031.700.720962.724324200.1472352.10×10-5最小值221.941.580.631912.69352114-0.0630233.60×10-6平均值23.62.001.600.70093.32.7039.922.717.10.0548.426.01.37×10-5小值平均值36.823.2专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-5坝体填土颗粒分析与击实试验成果统计表工程部位土样编号取样深度（m）土的击实指标（<5mm）土的颗粒组成最优含水率最大干密度砾粒(mm)砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)ωopγdmax＞2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.05<0.005%g/cm3%新坝体填土ZK2-H120.0-25.012.11.9110.218.68.56.614.927.813.4ZK3-H215.0-20.012.31.9010.516.69.27.114.328.413.9平均值12.21.9110.417.68.96.914.628.113.7合计28.030.328.113.7老坝体填土ZK6-H330.0-33.019.81.670.01.27.912.315.229.134.3ZK6-H435.0-38.019.41.650.01.57.212.914.729.933.8平均值19.61.660.01.47.612.615.029.534.1合计1.435.129.534.13.6.2坝体土工程地质特征与评价东平水库于1958年建成投产后，由于坝内涵管发生过事故且大坝达不到洪水校核的规范要求，以及灌溉标准偏低等多种原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，顶宽1.7m。经洪水复核，坝顶高程仍不够，且坝顶厚度偏小。1986年由原玉林地区水电设计院进行除险扩建后将坝顶高程提高至现在的103.80m，顶宽5.0m左右。大坝为土石混合坝，填土料来源于坝址附近全风化土及残坡积土，内含较多风化碎石。大坝包括左侧的主坝及右侧的副坝。（1）主坝土体工程地质特征主坝按照大坝的建设过程把除险扩建前后的大坝分别叫做老坝与新坝，分别评价如下：①老坝体填土：主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，根据颗粒分析土体砾石含量1.2~1.5%，砂含量35.1%，粉粒含量29.1～29.5%，粘粒含量33.8～34.1%，土体较致密，固结较好。压实度为96.3%。专业技术资料 wotd资料下载可编辑②新坝体填土：新坝体土组成成份、结构与老坝基本相同，主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，根据颗粒分析土体砾石含量27.1～28.8%，砂含量30.0～30.6%，粉粒含量27.8～28.4%，粘粒含量13.4～13.9%。压实度平均值为91.1%。（2）副坝土体工程地质特征大坝在除险加固加高后在右侧的原溢洪道位置形成副坝，主要由新坝体土组成，副坝填土的组成成份、结构与主坝新加高部分的新坝体填土基本相同，主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，根据颗粒分析土体砾石含量27.1～28.8%，砂含量30.0～30.6%，粉粒含量27.8～28.4%，粘粒含量13.4～13.9%。压实度平均值为91.1%。（3）堆石体工程地质特征根据1986年扩建加高设计，原河床清基至基岩面或岩土，上部的砂卵石层清除后，沿原坝外坡至排水棱体，在原河床处设堆砌石层，堆石层厚7.0～10.0m。根据本次勘探，堆石层厚度6.0～10.0m，块石主要为弱风化砾岩，粒径10.0～30.0cm，块石间由砂砾石充填，钻探时不返水，透水性强。（4）排水棱体工程地质特征排水棱体位于主坝的外坡脚处，由人工砌筑块石而成。水库运行多年后，排水棱体块石风化剥蚀严重，强度降低。排水棱体块石间的空隙内有大量粘性土充填，排水不畅，且表层有大量植被覆盖，排水棱体变形失效。3.6.3坝体渗透性分析与评价（1）大坝浸润线情况本次勘探期间，库水位为85.40m，钻探结束后对各钻孔测量稳定地下水位，详见表3-6《大坝地下水位埋藏情况表》：专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-6大坝地下水位埋藏情况表指标位置及孔号地下水位范围值地下水位平均值备注埋深（m）高程（m）埋深（m）高程（m）内坡ZK68.5084.208.5084.20库水位85.40m坝顶ZK123.880.1823.3480.18ZK223.580.41ZK323.080.54ZK423.180.01ZK523.379.77外坡ZK77.1862.125.2064.10根据钻孔实测水位，当库水位为85.40m时，大坝轴线浸润线平均高程80.18m，比库水位低5.22m，内坡中部钻孔水位高程84.20m，比库水位低1.20m，外坡钻孔水位高程64.10m，比库水位低21.30m。因此，在纵剖面上坝体浸润线较平直，在横剖面上浸润线从内坡向处坡升降较平缓，浸润线较高，在外坡脚上部坝坡溢出。由此可知大坝渗透性较均匀，而坝体土透水性较强。（2）坝体土渗透变形判别根据颗分试验成果，老坝体土为粘土质砂，根据工程类比，判定其渗透变形型式为流土。根据流土型临界水力比降计算公式Jcr=（Gs-1）（1-n），式中Jcr—土的临界水力比降；Gs—土粒比重；n—土的孔隙率（以小数计）。根据老坝体土工试验成果，取Gs＝2.72，n=＝0.362，经计算得土的临界水力比降Jcr＝1.1。取安全系数1.8，计算得到允许水力比降J允许=0.61。根据新坝体土工试验成果，取Gs＝2.70n=＝0.412，经计算得土的临界水力比降Jcr＝1.0。取安全系数1.8，计算得到允许水力比降J允许=0.56。专业技术资料 wotd资料下载可编辑（3）坝体土渗透性指标本次勘察在老坝体进行钻孔注水试验2段次，在新坝体进行钻孔注水试验43段次，注水试验成果见注水试验成果见表3-7《坝体注水试验成果统计表》：表3-7坝体注水试验成果统计表部位段次渗透系数范围值K渗透系数平均值K渗透性等级m/dcm/sm/dcm/s老坝体20.22～0.272.55×10-4～3.14×10-40.2452.85×10-4中等透水新坝体435.99～8.496.93×10-3～9.83×10-37.258.39×10-3中等透水根据现场注水试验成果：老坝体渗透系数平均值2.85×10-4cm/s，属中等透水。室内土工试验渗透系数1.35×10-5cm/s，属弱透水（见表3-4）；新坝体渗透系数平均值8.39×10-3cm/s，属中等透水。垂直渗透系数建议值采用室内试验平均值，水平渗透系数建议值采用现场注水试验平均值，见表3-8《坝体土渗透系数建议值表》。表3-8坝体土渗透系数建议值表岩性渗透系数k（cm/s）允许水力比降垂直水平J允许老坝体1.37×10-52.85×10-40.50新坝体2.00×10-48.39×10-30.35堆石体1.0×10-22.0×10-2－（4）大坝渗漏情况根据平南县东平白竹水库除险加固扩建指挥部1996年11月编制的《平南县东平白竹水库除险加固扩建工程竣工总结》，大坝下游外坡59.3m～67.3m高程左右，1994年最高水位96.53m洪水过后检查似有渗水及橡皮土现象，后经玉林地区水电局、设计院到现场检查，深度仅有20cm专业技术资料 wotd资料下载可编辑左右，经分析主要是修坡时超挖及过后雨水冲刷成坑，铺筑草皮时加粘土但不经夯实，遇有坝面集中水渗下时即形成海绵区，经加坝面倒渗暗沟后，情况得到改善。勘察期间，在库水位84.50m的时候，大坝外坡排水棱体顶部排水沟右边发现3个集中漏水点，漏水量分别为1.0L/s、1.3L/s及1.5L/s。渗漏点高程59.5～60.3m，在坝脚右边59.5～66.4m高程范围内发生明显散渗，渗漏面积达250m2，总渗漏量达8L/s，据管理水库管理人员介绍该区域常年都漏水，漏水量随着水位的变化而有变化。另据水库管理人员介绍在库水位高于正常蓄水位时大坝外坡77.0～78.2m高程范围内全线发生渗漏，漏水区域面积约450m2，漏水量随水位升高而增大，漏水总量最大可达10L/s。（5）坝体渗透性分析与评价根据竣工资料，目前大坝防渗主要采用土工膜，铺设的土工膜至设计正常水位97.30m高程以上1.0m，97.30m高程以上至坝顶没有采用任何防渗措施。根据现场勘察大坝的漏水情况，现对大坝漏水原因分析如下：a、常年坝脚59.5～66.4m高程范围内常年发生渗漏，可能是上游坝坡铺设的土工膜局部地段已损毁失效，而新坝体填土多为风化料，透水性较强，而导致坝脚严重渗漏。b、库水位高于正常蓄水位时大坝外坡77.0～78.2m高程范围内发生渗漏，漏水量随水位升高而增大，主要原因为大坝97.30m高程以上没有采用任何的防渗措施，而新坝体填筑土多为风化料，渗透系数较大，透水性较强，所以当库水位大于97.30m时，大坝浸润线在外坡77.0～78.2m高程处溢出，造成外坡渗漏。3.6.4坝体土安全复核参数建议值根据以上勘测及试验资料、结合坝体土的现场情况，参照本区相关地质资料，综合考虑各方面因素确定。坝体土物理力学指标建议值详见表3-9《坝体土物理指标建议值表》和表3-10《坝土体力学指标建议值表》。排水棱体后的填土参照表3-9、表3-10中的新坝体体填土相关参数指标使用。专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-9坝体土物理指标建议值表指标土层物理性质指标土粒比重塑性和稠度指标含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数ωρρdeSrdsωlωPIPIL%g/cm3g/cm3－%－%%%－新坝体填土17.52.041.740.56884.42.7227.114.712.40.26老坝体填土23.62.001.600.70093.32.7039.922.717.10.05坝基含碎石粉质粘土25.51.951.700.66090.52.7030.012.517.50.15表3-10坝体土力学指标建议值表指标土层压缩慢剪饱和慢剪快剪饱和快剪击实试验压缩系数压缩模量粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角最优含水量最大干密度a1-2EsCφCφCφCφωopρdmaxMPa-1MPakPa度kPa度kPa度kPa度%g/cm3新坝体填土0.246.1016.726.115.722.911.819.49.517.712.21.91老坝体填土0.434.9325.518.522.517.520.014.518.512.519.61.66坝基含碎石粉质粘土0.226.3030.020.026.518.525.518.015.015.5注：堆石体的饱和密度建议值为2.10g/cm3，内摩擦角φ=35.0°。3.7坝基和坝肩工程地质条件与评价3.7.1坝基和坝肩工程地质特征坝基和坝肩出露地层岩性主要有残坡积含碎石粉质粘土（Qedl4），下伏基岩为白垩系下统砾岩（K1），自上而下描述如下：（1）含碎石粉质粘土（Qedl4）：黄灰色，主要成份为含碎石粉质粘土，碎石含量约15～30%，成份主要为砾岩和砂岩，结构致密，具中等压缩性。该层在坝基仅在左岸ZK1揭露，厚度7.0m。根据注水试验该层渗透系数为2.76×10-4cm/s。（2）基岩（K1）：为白垩系下统砾岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。专业技术资料 wotd资料下载可编辑坝基岩石主要分为强风化及弱风化，而全风化带缺失。各风化带分述如下：强风化带：紫红色、浅灰色，岩石风化强烈，呈散体结构，局部风化为土夹石状，岩芯呈碎石土状，采取率低，完整性极差。整个坝基强风化带厚度21.2～52.5m不等。弱风化带：紫红色、浅灰色、层状结构，巨厚层状。岩石节理裂隙较发育，裂隙面见铁质渲染。岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声较清脆。沿坝轴线弱风化带埋藏深度较大。3.7.2坝基和坝肩渗透性分析与评价本次勘察在坝基岩石中进行压水试验35段，根据试验资料统计得知，坝基岩石渗透性为中等透水，试验成果如下表3-11：表3-11压水试验成果表部位段次透水率范围值(Lu)透水率平均值(Lu)坝基强风化带3217.7～36.225.8坝基弱风化带314.3～17.116.0根据坝基岩土体的压、注水试验成果：坝基残坡积含碎石粉质粘土渗透系数为2.77×10-4cm/s，中等透性；强风化层透水率平均值q=25.8Lu，属中等透性；弱风化层透水率q=16.0Lu，属中等透性。坝基及两坝肩强风化层厚度大，透水性较大，下部的弱风化层透水性较小，但埋藏深。因此，坝基及坝肩岩石主要为强风化层，坝基及坝肩均存在渗漏问题。3.7.3坝基和坝肩安全复核参数建议值根据前期勘测及试验资料，结合规范经验值，坝基和坝肩岩体物理力学指标建议值详见表3-12《坝基岩石物理力学指标建议值表》和表3-13《坝基岩体抗剪强度建议值表》：专业技术资料 wotd资料下载可编辑表3-12坝基岩石物理力学指标建议值表指标岩性块体密度饱和吸水率饱和抗压强度弹性模量泊松比承载力特征值fakg/cm3%MPa×104MPa--kPa砾岩强风化2.254.012.02.50.30400～500弱风化2.501.535.04.20.251500～2000表3-13坝基岩体抗剪强度建议值表岩性指标强风化砾岩弱风化砾岩抗剪强度砼/岩f－0.35～0.400.60～0.70岩/岩f－0.30～0.350.65～0.70抗剪断强度砼/岩C′MPa0.09～0.120.35～0.40f′－0.45～0.500.65～0.70岩/岩C′MPa0.08～0.100.40～0.45f′－0.35～0.400.75～0.803.8溢洪道工程地质条件与评价溢洪道位于大坝左坝肩，由人工开挖山体而成，溢洪道两侧为白垩系下统（K1）强风化砾岩，局部粉砂质砂岩以透镜体形式出现。溢洪道两侧边坡为强风化岩质边坡，右侧边坡高度10～15m，底部有3.0m高的浆砌石挡墙，坡面采用喷混凝土护坡。左侧边坡坡高50～60m，边坡出露岩性主要为强风化岩石，有3.0m高的浆砌石挡墙，坡面采用喷混凝土护坡。溢洪道运行多年，两侧高边坡在现状条件下，稳定性还是比较好的，发生大滑坡的可能性不大。根据现场检查，两侧浆砌石多处损毁，坡面局部混凝土的掉块现象，溢洪道底板为混凝土防护，现场检查发现多处开裂，个别地方已经被冲毁。专业技术资料 wotd资料下载可编辑3.9输水建筑物工程地质条件与评价输水建筑物包括放水塔及输水隧洞，放水塔位于大坝右侧的库区内，输水隧洞位于右坝肩100m处的山体，为高水头的压力圆形隧洞，洞线走向S49°E。根据输水洞穿越地形、岩性、构造、地下水以及原设计意图，将输水隧洞工程地质条件分段并描述如下：0+000～0+120段：该进口地形上为秦川河湾剥蚀堆积层，自然坡度20～40°（倾斜河谷库内）。岩性：第四系覆盖层含碎石粉质粘土层，结构松散至密实，厚度0～7m左右。下伏白垩系砾岩和粉砂岩透镜体，全部为全风化层，结构松散至密实状，胶结物已泥化，局部有渗水现象。在进口洞脸（0+030）出处有F7逆断层，走向北东18°，倾向南东，倾角65°，宽0.3～0.5m，泥质岩屑填充，胶结较差。施工发现洞身0+060处节理发育有渗水，洞顶出现塌方现象。0+100处有走向320～340°倾向北东倾角33°与走向20～30°倾向南东倾角70°的“X”裂隙组，单宽1～3cm，粘土泥质填充，有渗水和洞顶塌方1～2m左右。上述施工塌方现象和裂隙发育及地下水渗出地段，充分说明砾岩和粉砂岩的洞脸和洞身稳定性很差，同时处于库水位的骤升骤降的长期反复作用下，容易出现边坡失稳和洞顶岩体严重变形问题。0+120～0+382.5段：洞身上部岩体厚度45～75m，表层第四系残坡积含碎石粉质粘土厚度3～8m，下伏白垩系砾岩。根据前期勘察及隧洞施工开挖的资料，该段整个岩性是全风化和强风化相间分布，以全风化层为主，强风化单层厚度3～5m，局部达10m，这种岩体变化特征主要是受理答—武林口逆断层的影响，出现更次级小断层F8、9、10、11、12及节理裂隙密度带。小断层和裂隙密集带部位往往有地下水渗处和滴水现象。0+302处F8正断层走向310°倾向北东倾角80°，宽0.1～0.2m泥质岩屑填充，有滴水，导致施工时0+302～0+306段严重塌方，塌方高度1～1.5m。0+337处F9正断层走向305°倾向北东倾角85°，宽度0.2m，岩屑泥质填充，有渗水，0+337～0+350段严重塌方，洞顶塌方高度1～2m。0+382处F10正断层走向350°倾向北东倾角80°，宽0.1～0.3m专业技术资料 wotd资料下载可编辑，粘土泥化岩屑填充，施工时有滴水塌方现象。0+387处F11逆断层走向350°倾向北东倾角45°，宽0.2～0.4m，岩屑泥质填充，施工开挖时有渗水，洞顶塌方0.5～1.0m。0+405处处F12逆断层走向10°倾向南东倾角58°，宽0.1～0.3m，粘土岩屑填充，有渗水，塌方严重，洞顶塌方高度1～2m。上述情况说明，这段洞身地质复杂，具不均质结构，稳定条件较差。0+382.5～407.5段：地形上为小沟岸边及秦川河右岸剥蚀地形，自然斜坡40～60°，洞脸岩体厚度20～40m，表层第四系残坡积含碎石粉质粘土层厚度0～5m，结构松散至较密实。下伏为白垩系砾岩全风化至强风化层，岩性松软，节理裂隙发育，一般宽1～5cm，有粘土泥质填充，原来开挖施工过程中洞脸岩体曾发生两次小塌方，塌落方量10～20m3左右。说明出口洞脸稳定性较差。综上所述，输水隧洞经过地段地质情况比较复杂，围岩稳定性差，经过长时间运行，原隧洞断面钢筋混凝土结构局部破损开裂，对其进行加固补强是十分必要的，只有补强处理后才能保证高压水头的永久安全运行。3.10结论与建议3.10.1结论（1）东平水库处于华夏褶皱带以北，太平盆地的西部边缘，属于华南准地台范围。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征性周期0.35S，地震基本烈度为Ⅵ度。（2）库区为剥蚀中低山地貌，库区大部分为岩质边坡，边坡稳定性较好。理答～武林口大逆断层走向从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷，断层破碎带宽度达50m。根据现场勘察调查，未发现有明显涌漏通道，库区现状无渗漏现象。（3）坝区地层岩性主要有第四系人工素填土、残坡积含碎石粉质粘土，下伏基岩为白垩系下统砾岩（K1），专业技术资料 wotd资料下载可编辑局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。砾岩风化强烈，风化带厚度达40～60m。（4）坝体土主要由风化料组成，透水性较强，坝体内的浸润线较高，从排水棱体上部坝坡溢出。根据竣工资料，目前大坝防渗主要采用土工膜，铺设的土工膜至设计正常水位97.30m高程以上1.0m，97.30m高程以上至坝顶没有采用任何防渗措施。（5）坝基强风化层厚大，透水性较大，坝基和坝肩存在渗漏问题。（6）溢洪道位于大坝左坝肩山体，由人工开挖山体而成，溢洪道两侧为白垩系下统（K1）强风化砾岩，局部粉砂质砂岩以透镜体形式出现。现状条件下边坡稳定性较好。3.10.2建议（1）建议对大坝采取防渗处理，对大坝坝基进行帷幕灌浆。（2）建议对溢洪道进行加固。（3）建议对输水隧洞采取灌浆加固处理，以确保其安全运行。（4）建议下阶段对溢洪道两侧边坡的稳定性进行专门研究。专业技术资料 wotd资料下载可编辑附件1：注水试验成果表孔号孔深（m）段长（m）渗透系数K渗透性等级土层（m/d）（cm/s）ZK10.0～5.05.07.058.16×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.06.347.34×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.08.329.63×10-3中等透水新坝体填土15.0～21.66.66.827.89×10-3中等透水新坝体填土21.6～28.67.00.242.78×10-4中等透水含碎石粉质粘土ZK20.0～5.05.08.499.83×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.08.179.46×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.07.258.39×10-3中等透水新坝体填土15.0～20.05.08.029.28×10-3中等透水新坝体填土20.0～28.08.07.498.67×10-3中等透水新坝体填土ZK30.0～5.05.08.329.63×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.07.919.16×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.07.278.42×10-3中等透水新坝体填土15.0～20.05.06.897.97×10-3中等透水新坝体填土20.0～25.05.08.209.49×10-3中等透水新坝体填土25.0～30.05.07.028.12×10-3中等透水新坝体填土30.0～34.84.87.498.67×10-3中等透水新坝体填土ZK40.0～5.05.07.768.98×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.06.677.72×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.06.207.18×10-3中等透水新坝体填土15.0～20.05.07.058.16×10-3中等透水新坝体填土20.0～25.05.06.717.77×10-3中等透水新坝体填土25.0～30.05.07.078.18×10-3中等透水新坝体填土30.0～35.05.08.119.39×10-3中等透水新坝体填土35.0～40.05.06.237.21×10-3中等透水新坝体填土40.0～46.26.27.228.36×10-3中等透水新坝体填土ZK50.0～5.05.07.288.43×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.07.598.78×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.06.157.12×10-3中等透水新坝体填土15.0～20.05.05.997.85×10-3中等透水新坝体填土20.0～25.05.06.777.83×10-3中等透水新坝体填土25.0～30.05.06.457.47×10-3中等透水新坝体填土30.0～35.05.07.668.87×10-3中等透水新坝体填土35.0～40.05.07.839.06×10-3中等透水新坝体填土40.0～48.08.06.337.33×10-3中等透水新坝体填土ZK60.0～5.05.06.767.82×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.07.128.24×10-3中等透水新坝体填土10.0～15.05.07.278.41×10-3中等透水新坝体填土15.0～20.05.06.367.36×10-3中等透水新坝体填土20.0～25.05.06.667.71×10-3中等透水新坝体填土25.0～30.55.57.929.17×10-3中等透水新坝体填土30.5～38.07.50.273.14×10-4中等透水老坝体填土38.0～44.26.20.222.55×10-4中等透水老坝体填土ZK70.0～5.05.06.777.83×10-3中等透水新坝体填土5.0～10.05.08.429.74×10-3中等透水新坝体填土专业技术资料 wotd资料下载可编辑10.0～16.66.68.239.52×10-3中等透水新坝体填土专业技术资料 wotd资料下载可编辑附件二坝基岩石压水试验成果表孔号孔深（m）段长（m）透水率q（Lu）渗透性等级风化分带ZK128.6～35.06.422.8中等透水强风化带35.0～40.05.027.4中等透水强风化带40.0～45.05.023.5中等透水强风化带45.0～49.84.828.2中等透水强风化带49.8～53.43.617.1中等透水弱风化带ZK228.0～35.07.022.6中等透水强风化带35.0～40.05.036.2中等透水强风化带40.0～45.05.023.4中等透水强风化带45.0～50.05.028.1中等透水强风化带50.0～55.05.017.7中等透水强风化带55.0～60.05.031.1中等透水强风化带60.0～65.05.022.1中等透水强风化带65.0～70.05.021.8中等透水强风化带70.0～75.05.022.3中等透水强风化带75.0～80.55.534.2中等透水强风化带80.5～83.12.616.6中等透水弱风化带ZK334.8～40.05.226.7中等透水强风化带40.0～45.05.027.2中等透水强风化带45.0～50.05.032.8中等透水强风化带50.0～55.05.028.4中等透水强风化带55.0～59.34.329.7中等透水强风化带59.3～63.13.814.3中等透水弱风化带ZK456.0～61.05.023.7中等透水强风化带61.0～66.05.021.2中等透水强风化带66.0～71.05.023.1中等透水强风化带ZK548.0～55.05.026.2中等透水强风化带55.0～60.05.028.3中等透水强风化带60.0～65.05.024.2中等透水强风化带65.0～70.05.025.8中等透水强风化带70.0～75.05.023.4中等透水强风化带75.0～82.27.224.7中等透水强风化带ZK649.3～54.35.024.5中等透水强风化带54.3～59.35.026.8中等透水强风化带ZK722.6～27.65.025.6中等透水强风化带27.6～32.65.022.4中等透水强风化带专业技术资料'