布良除险加固地质勘察报告

'广西南宁市隆安县布良水库除险加固工程地质勘察报告（初步设计阶段）广西南宁水利电力设计院2010年02月 编制单位：广西南宁水利电力设计院设计证号：建设部201122—SJ水文水资源调查评价证号：水文证乙字第210415号工程咨询资格证号：工咨甲12520070020工程勘察证书：建设厅乙级201122—KY测量资质证书：乙测资字45012005院长：吴戈堂总工程师：何来兴 项目名称：广西南宁市隆安地质勘察报告设计阶段：初步设计分管院长：吴戈堂分管总工：黄勇卫工程负责人：农田煌专业负责人：邓忠信核定：审查：校核：编写： 布良水库除险加固工程 3工程地质13.1ntfgi3.1.1工程概况13.1.2工程存在的主要问题13.1.3本阶段地质勘察目的及任务23.1.4任务完成情况及工作量33.2区域地质概况33.3水库区工程地质条件43.3.1地形地貌43.3.2地层岩性43.3.3地质构造43.3.4水文地质条件43.3.5库区渗漏评价43.3.6水库诱发地震评价43.4坝址区工程地质条件53.4.1大坝现状及地形地貌53.4.2地层岩性53.4.3地质构造63.4.4水文地质条件63.4.5岩体风化特征73.4.6近坝库岸稳定性73.5坝体填筑质量与评价83.5.1坝体填土的分布特征及物质组成83.5.2坝体填土的物理力学性质及渗透性83.5.3现体填土的质量评价113.5.4坝体渗透性评价123.5.5大坝除险加固参数建议值143.5.6大坝工程地质问题评价163.6坝基和坝肩工程地质条件与评价163.6.1坝基和坝肩岩土特征163.6.2坝基和岸坡的处理及地质评价16 3.6.3坝基、坝肩岩土的透水性指标及评价163.6.4坝基和坝肩岩石物理力学指标173.6.5坝基和坝肩工程地质评价193.7溢洪道工程地质条件193.7.1地形地貌193.7.2地层岩性193.7.3地质构造193.7.4水文地质条件193.7.5溢洪道两侧岩体稳定分析203.7.6物理力学参数203.7.7工程地质评价203.7.8存在的主要问题及处理建议203.8输水建筑物工程地质条件与评价203.9弃渣场评价213.10天然建筑材料213.10.1土料213.10.2块石料213.10.3砂砾石料213.11结论与建议22附表：1、土工试验报告2、钻孔柱状阁附图：-序号图号图名图幅比例尺1布良/除险一地肪一01区域地质图A31:500002布良/除险一地质一02坝址区综合地质图A31:10003布ti/除险一地质一03大坝轴线工程地质横剖面图(A-A’)A31:5004布良/除险一地质一04大坝工程地质纵剖而图(B-B’)A31:5005布良/除险一地质一05溢洪道工程地质纵剖面图(C-C’)A31:500 3工程地质3.1前言3.1.1工程概况布良水库位于广西壮族自治区南宁市隆安县都结乡三乐村，距隆安县城28km，座落在右江支流布良河中游。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库。水库集雨面积19.75km2,原注册总库容1610万m%设计灌溉面积4.59万亩，有效灌溉面积4.057万亩，保护下游0.1万人。电站装机容量2X100KW,养殖面积1140宙。布良水库于1970年7月动工兴建，1973年4月建成，建成至今曾多次对枢纽工程进行维修、加固，逐渐形成现有规模。布良水库是当年大搞群众运动的“三边”工程，几十年来一直带病运行，存在工程安全隐患，虽经多次除险加固，目前险情依然存在。布良水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水塔、灌溉发电隧洞、坝后电站、林利引水系统和灌区系统等部分组成。3.1.2工程存在的主要问题1、大坝经简化毕尚普法进行计算，在正常运行工况下，坝下游坡稳定安全系数<1.30,在非常运用条件I时，坝I游坡稳定安全系数〈1.20,安全系数不满足规范要求,>|.坝体浸润线在较高坝坡逸出，威胁大坝结构安全。大坝填土压实度为85.4%小于规范耍求，坝体坝基常年渗漏严重，高水位时存在绕坝渗漏，烕胁大坝的结构安全。内坡护坡厚度不足；蚁害严重。人坝下游坝坡的地震抗滑稳定安全系数不满足规范要求。人坝原设计没冇抗震要求，没有任何地震设防设施。2、溢洪道堰顶边墙结构稳定不满足要求；交通桥桥板、梁、柱砼碳化严重，结构稳定不满足要求。溢洪道基础强风化岩体、碎屑岩与碳酸岩接触带透水性强，弱风化岩体透水性微弱，强风化岩体透水率为6.03〜16.951u,导致了沿溢洪道基础强风化岩层、碎屑岩与碳酸岩接触带的绕坝渗漏现象。溢洪道消力池边墙和堰顶边墙在考虑地震情况下的结构稳定不满足要求。交通桥主梁抗震校核结构稳定不满足要求。溢洪道消力池长度不满足要求，消力池边墙高度不满足要求；明渠段边墙高度不满足要求。3、输水隧洞建设中因受当吋经济与技术条件的限制，质量不高，加上年久老化，洞身混凝土衬砌存在多处蜂窝、麻面、露筋现象，碳化、腐蚀非常严重，隧洞接失和洞 身都有漏水裂缝与孔洞，最大单孔漏水量为15L/so据调查，隧洞建成后洞周未进行充填灌浆等防渗措施，隧洞与围岩结合面未进行防渗处理，围岩实际不起作用，从而造成了裂缝、漏水等问题。4、输水隧洞进水U拦污栅栅槽、五扇取水检修闸门、放水塔工作闸门漏水严重，放水隧洞出口闸阀漏水严重。放水塔砼碳化严重，砼脱落露筋甚多，虽然已经采用水泥砂浆修补，但结构安全没有保障，放水塔启闭设备落后，启闭困难，不够灵活，操作没存安全保障。5、放水塔工作闸门为钢筋混凝土平板闸门，放水塔工作闸门门槽埋件外露部分锈蚀严重，表而凹凸不平。其门叶主轮、侧轮及反轮全部锈蚀卡死不能转动，水封止水橡皮己老化，门叶己干裂变形，漏水严重，现基本失去了其挡水的作用。6、放水塔的五扇取水检修闸门共用一台lOOkN手拉葫芦启闭，启闭机没设有移动机构，设计不合理，机体和链条锈蚀严重，转动失灵，启闭机闭门力不足，不能正常安全操作启闭闸门。7、水库观测设施、管理设施不完善，防汛公路路况差。3.1.3本阶段地质勘察目的及任务布良水库大坝安全鉴定勘察己于2009年1月完成。本次除险加固初步设计勘察是在安全鉴定勘察的基础上，对人坝坝体及其他有关地质问题进行详细勘察。本次勘察工作的目的及主要任务是：(1)调查区域地质条件，分析区域主耍构造对工程区影响，进行区域地质构造稳定性评价。(2)査明库区的工程地质和水文地质条件，对水库滲漏问题作出评价。査明坝体与坝基接触部位的物质组成及其渗透特性，及坝体埋管、输水涵洞的渗漏情况，对水库渗漏、库岸稳定等问题作出评价。(3)査明坝址区及其附近地形地貌特征、地质构造、地层岩性、岩土工程特性、地下水埋藏条件以及不良地质现象的分布范围、形成原因、危害程度等。(4)提供岩土体物理力学性质参数的建议值，对坝体填筑质量作出地质评价。(5)调査坝体浸润线分布高程及其与库水位的关系，评价防渗体与反滤排水体的可靠性。 （6）进行天然建筑材料详查。3.1.4任务完成情况及工作量安全鉴定勘察外业工作于2008年12月20H开始，至2009年1月5H结朿，历时15天。本次除险加固工程勘察，未进行野外业钻探，进行天然建筑材料调查、补充地质测绘等，完成的主要工作量见下表3.1-1。表3.1-1布良水库除险加固地质勘察完成的主要工作量一览表序号勘察工作项a单位数量备注1外业地质测绘区域及库区平面地质校测Km2901:500002工坝区平面地质测绘Km20.201:10003作勘探钻探m/孔303.40/94现场钻孔压水试验段次185试验钻孔注水试验段次256取样原状土样组227扰动土样件28水样件29内室内土的常规试验组2210业试验渗透试验组4411工剪切组2212作击实试验组213水质分析组214绘制区域地质图幅115成果坝区地质图幅116图表大坝纵横地质剖面图幅217溢洪道地质剖面图幅18钻孔柱状图/统计表格幅/张9/119工程地质勘察报告份13.2区域地质概况测区地处桂西南岩溶山地，为构造-侵蚀型地形地貌类型，呈中低山-丘陵地形地貌组合形态，测区地势为西高东低，峰顶标高500〜600m,地面标高约300〜350m。测区分布地层有石炭系（C）、二迭系（P）、三迭系（T）等。石炭系（C）岩性为灰岩夹燧石、硅质岩；二迭系（P）岩性为灰岩、铝土岩；三迭系（T）上部砂岩、泥岩、页岩等，下部岩性为灰岩、泥质灰岩，中部夹火山岩。测区位于右江褶断区越北隆起褶皱束的北缘，红水河褶皱束的南侧。经历了加里东期、引支期、喜马拉亚山期等三个构造运动阶段，构造形迹表现为纬向构造体系。 据有关地震资料记载，测区附近在历史上发生过最强烈的地震是隆安县驮芦镇附近一带，震级为5级，水库区无活动性断层通过，属相对稳定地块。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），布良水库所在区域地震动峰值加速度为0.10g,反应谱特征周期为0.35s,相应地震棊本烈度为VII度。3.3水库区工程地质条件3.3.1地形地貌布良水库库区自坝址向上游延伸至库尾长约1.5km,库区为中低山丘陵地形地貌，库周山顶高程多在130〜315m,坝址及下游河谷高程约85m,沟谷发育，植被茂盛。3.3.2地层岩性库区及坝址区出露地层为三迭系平而关群下段（T^p1）、北泗组（T,b）,平而关群下段（TW）岩性为粉砂岩、页岩、灰岩互层，层厚度200〜422m;北泗组（T,b）岩性为灰岩、白云岩，层厚度581m。3.3.3地质构造库区内未有区域性断层通过，构造以节理裂隙为主，库区位于向斜的轴部，库区两岸由透水性不佳的碎屑岩层组成，岩层局部可见扭曲现象。3.3.4水文地质条件库区水文地质条件较为简单，集雨范围内的地表水和地下水多以库盆水面为排泄基面，库周地下水位普遍高于库水位。由于库区有灰岩与砂泥岩互层，在厂房附近有一处向库外漏水的泉眼，流量约20L/s。3.3.5库区渗漏评价库区位于纬向构造体系都结向斜内，內斜两端岩层扬起，摺皱规则，两翼对称，轴部岩层较平缓，两翼较陡窄。库区内未有区域性断层通过，构造以节理裂隙为主，构造带由透水性不佳的碎屑岩层组成。因此，库区封闭条件较好，未发现较严重的库区滲漏现象。 3.3.6水库诱发地震评价水库水尖低，库区地层岩性为碎屑岩，属软岩类，岩体渗透性微弱，岩石储能条件差，从岩石储能和渗透条件分析，不具备发生诱发地震的地质条件。同吋，库区内无区域性大断裂通过，水库蓄水后不会改变区域性大断裂的地下水条件，因此，不会因水库蓄水而产生诱发地震。综上所述，水库诱发地震的可能性很小。3.4坝址区工程地质条件3.4.1大坝现状及地形地貌坝址原始地形为宽“U”型沟谷，河谷谷宽80〜100m，坝顶宽10m,两侧山体雄厚,山坡坡角25°〜70°,为中等〜陡坡地形。工程区基岩地层普遍出露，地形地貌长期稳定性较好，无滑坡、崩塌等不良物理地质现象。本次大坝安全评价实测坝顶高程约为341mo3.4.2地层岩性根据地质测绘和钻探揭露，工程区出露基岩地层有三迭系平而关群下段（Tup1）、北泗组（Lb）,第四系有坝体填土（Q，1）、残坡积层（Q/1）粘土。现按地层从新到老阐述如下：⑴第四系（Q1）①1浸润线上坝体填土（Q；1）：呈黄色、灰黄色等，稍湿，稍密状，主要成分为粉质粘土，夹含风化碎屑，碎屑成分为粉砂岩、页岩，碎屑大小和含量变化较大，一般以0.2-2.5cm为主，个别达5cm，含量20-35%,土体粘性好，层厚为3.70-16.5m。①2浸润线下坝体填土（Q；1）：呈黄色、灰黄色、灰色等，湿，稍密状，主要成分为粉质粘土，夹含风化碎屑，碎屑己经软化，大小一般以0.2-2.0cm为主，含量10-25%,层厚为9.3-21.40mo②残坡积粘土（Q；dl）：灰黄、黄色，硬塑状态，夹风化碎石，碎石成分为强风化的砂若、页逬，梭角状为主，次圆状，粒径一般为0.2〜20cm,含量不均匀，一般为10〜20%。大坝坝基、坝肩及溢洪道等均有分布，层厚2.50〜7.50m。⑵三迭系a、三迭系平而关群下段（V）:粉砂岩、页岩，中等至厚层状，分布于坝基、溢洪道底板等。其屮强风化层③岩石呈黄色、黄褐色等，原岩颜色全部改变，成分与结构尚未完全改变，尚保持层状岩层分布，密集风化节理裂隙切割，裂隙面夹泥，岩石破碎, 强度弱，手指压易碎，遇水易软化，构成坝基、坝肩及溢洪道的基岩地层：弱风化层④岩石灰、浅灰色，岩石强度较高，完整性较好，节理裂隙浅层发育，深部即闭合。b、北泗组(Lb):上部为深灰色中厚层状灰岩含燧石灰岩，中下部为浅灰色中薄层至厚层状白云岩、白云质灰岩。3.4.3地质构造工程区位于纬向构造体系都结向斜内，坝基河床为该向斜轴部，岩层较平缓，两坝肩为向斜的两翼，岩层扬起，褶皱规则，两翼对称，两翼较陡窄。无断裂构造从工程区通过，以褶皱构造为主，地质构造较简单，节理裂隙以表层风化裂隙为主。左岸岩层产状为NW190〜210°Z40〜58°，右岸岩层产状为NE10〜20°Z40〜61°。3.4.4水文地质条件⑴地下水工程区地下水主要以两种形式出现：上层滞水(孔隙水)和基岩裂隙水。上层滞水多见于地表低洼处和冲沟地段，以第四系覆盖层为赋存空间，是一种局部性的、过路性质的和暂时性的集水，分布不连续，动态变化幅度大，没有统一稳定水位,主要以大气降雨为补给，水量较贫乏。基岩裂隙水主耍以基岩上部的节理裂隙和风化裂隙为赋存空间，其补给和排泄均与大气降雨和本水库水位密切相关，水量则与岩体裂隙的发育与连通程度成正比。外坝脚两侧山坡脚出现很多冒水泉眼，水量随库水位抬高而增大，两坝肩岩层走向顺河向，加上节理裂隙发育，连通性好，有利于坝肩渗漏。(2)水、土腐蚀性评价木次勘察取坝前库水水样进行水化学分析，根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)附录L表L0.3判别如下表3.4-1o表3.4-1水库水样腐蚀性判定表腐蚀类型重碳酸型一般酸性型碳酸型镁离子型硫酸盐型腐蚀性特征判定依据HC03-含量(mmol/L)PH值侵蚀C02含量(mg/L)Mg2+含量(mg/L)S0广含量(mg/L)指标含量3.057.122.593.499.65腐蚀程度无无无无无判定结果：水库水对混凝土无重碳酸型、一般酸性型、碳酸型、镁离子型及硫酸盐 型腐蚀性。取钻孔水水样进行水化学分析，根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)附录L表L.0.3判别如下表3.4-2。表3.4-2钻孔地下水样腐蚀性判定表腐蚀类型重碳酸型一般酸性型碳酸型镁离子型硫酸盐型腐蚀性特征判定依掘HCOf含量(mmol/L)PH值侵蚀C02含量(mg/L)Mg2+含量(mg/L)S0广含量(mg/L)指标貪量2.226.4725.305.789.65腐蚀程度无弱无无判定结果：钻孔地下水水样对混凝土无重碳酸型、镁离子型及硫酸盐型腐蚀性。有弱的一般酸性型、碳酸型腐蚀性。(3)岩(土)体透水性①土体：根据坝址钻孔注水试验，浸润线之上坝体填土渗透系数为6.715X10_6〜9.94X10Ws,属微〜中等透水；浸润线之下坝体填土渗透系数为7.753X106〜9.94xio_Ws,为微〜中等透水；耕植土渗透系为ixio_5〜ixioWs,为中等透水；卵石土渗透系为1X104〜4.6X103cm/s,为中等透水;残坡积粉质粘土滲透系为1X10"5〜1X101cm/s，力中等透水。②岩体：坝基和坝肩强风化带岩石风化节理裂隙发育i连通性较好，岩石透水率为6.40〜86.72(lu)，平均值为31.90(lu),存在坝基和坝肩接触带渗漏。下部弱风化带基岩大多质纯坚硬、完整性较好，透水率一般为1.17〜4.76(Lu),为弱透水，为相对隔水层。3.4.5岩体风化特征工程区岩体风化程度与岩性、向斜构造密切相关。河床为向斜轴部，岩层平缓，岩体完整性好，风化强度弱，粉砂岩、页岩岩层呈弱〜微风化：两坝肩为向斜的翼部，岩层较陡，褶皱较强烈，左、右岸及溢洪道强风化粉砂岩、页岩分布厚度为6.20〜20m;白云岩、灰岩地层位于向斜南翼，岩层倾角较陡，岩石抗风化能力强，因此岩体呈弱〜微风化。3.4.6近坝库岸稳定性库区为屮低山丘陵区，近坝库岸岸坡地形较陡，周边植被发育，大部分基岩出露， 起到“骨架”作用，未发现存在坍塌、滑坡等危及大坝安全的不良物理地质现象，近坝库岸岸坡稳定性较好。 3.5坝体填筑质量与评价3.5.1坝体填土的分布特征及物质组成大坝为均质土坝，根据本次勘探成果，分别取浸润线上、十*坝体填土扰动土样进行颗分，试验结果见表3.5-1。表3.5-1坝体填土颗粒分成累计统计表土样编号颗粒名称及粒径（mm）陈砂粉粒粘粒中细粗中细>2020〜22〜0.50.5~0.250.25"0.0750.075〜0.005<0.005含量(%)浸润线上坝体填士扰动样r11.922.03.21.32.829.529.1浸润线下坝体填土扰动样2P14.15.01.10.52.247.030.1颗分成果表明：浸润线上坝体填土扰动样粘粒含量为29.1%,粉粒含量为29.5%,砂粒含量为7.3%,砾粒含量为33.9%,按照颗分定名为粘土；浸润线下坝体填土扰动样粘粒含量为30.1%,粉粒含量平均值为47.0%，砂粒含量为3.8%，砾粒含量为19.1%，按照颗分定名为粘土。3.5.2坝体填土的物理力学性质及渗透性⑴土工试验本次勘察对坝体填土采取原状土样15组进行室内土工试验，其物理力学性质按照浸润以上坝体填土和浸润线以下坝体填土进行统计，见表1。 上样编号取样深度天然状态物理性指标土粒比重液限塑限塑性指数抗剪强度应缩试骑渗透系数土的分类名称含水率密度孔隙比饱和度液性指数饱和慢剪饱和状态湿千粘聚力内摩擦角压缩系数压缩模域水平垂直mWVneSrI..Gs^U7Qp1PC中av卜2Esl-2^20%g/cm"g/cm3—%——%%—kPaOMPa1MPaX10ficm/szk2-2-15.005.2035.11.741.291.18283.50.012.8160.934.826.10.5843.81157168CLzk2-2-210.10-10.3026.91.771.39175-0.092.7947.128.618.50.44.8914579.7CLzk3-3-13.00-3.20241.841.480.89475.5-0.192.8150.128.221.90.2677.1485.683CLzk3-3-26.00-6.2030.51.761.351.09178.80.132.8248.727.820.90.3765.517715CLzk3-3-49.00-9.2032.61.831.381.02988.70.052.855.131.423.70.5054.0713051CLzk4-4-15.20-5.4026.61.891.490.87685.1-0.082.85028.321.70.2627.1718981.8CLzk6-6-15.00-5.2033.51.831.371.03590.30.092.7953.831.622.20.3116.5314122CLzk7-7-15.00-5.2035.91.791.321.11889.60.262.795429.<524.<50.415.2266.186.7CL统计个数n88888888888888最大值35.91.891.491.18290.30.262.8260.934.826.10.5847.17314168最小值241.741.290.87675-0.192.7947.127.818.50.2623.8166.115算术平均值fm30.61.811.381.02883.30.022.852.53022.40.3895.54157.962585.9标准差6f4.3750.050.070.1056.2230.1420.0114.4222.4122.3310.1131.29975.87545.281变异系数50.1430.0280.0510.1020.0756.3250.0040.0840.080.1040.290.2350.480.527修正值rs1.0960.9810.9661.0691.055.2730.9970.9430.9460.931.1960.8411.3241.356标准值33.61.771.341.09987.50.122.7949.528.420.90.4664.66209.2199116.4897大值平均值34.31.851.451.09187.40.132.815632.624.80.4756.94226.6667125.5667 小伉平均伉271.761.340.92376.4-0.092.794928.<5210.3044.7116.7462.1 上样编号取样深度天然状态物理性指标土粒比重液限塑限塑性指数抗剪强度应缩试骑渗透系数土的分类名称含水率密度孔隙比饱和度液性指数饱和慢剪饱和状态湿千粘聚力内摩擦角压缩系数压缩模域水平垂直mWVneSrI..Gs^U7Qp1PC中av卜2Esl-2^20%g/cm"g/cm3—%——%%—kPaOMPa1MPaX10ficm/szk3~3-618.0018.2036.81.711.251.25682.60.262.8253.63122.60.5723.8993.570.4CLzk3-3-721.00-21.2035.91.851.361.07294.50.092.8254.93420.90.346.221798.64CLzk3-3-824.00-24.2033.31.811.361•05588.10.12.79<54.830.8240.4264.671071.94CLzk3-3-927.20-27.4034.71.861.381.03594.20.12.816131.829.20.3386.1259.11.06CLzk3-3-1030.00-30.2035.61.851.361.06794.1-0.012.8269.735.833.90.4564.5633.50.783CLzk6-6-215.00-15.2034.21.851.381.04692.20.092.8258.931.827.10.3655.751.320.432CLzk7-7-315.00-15.2030.21.81.380.96784.90.082.7251.228.422.80.6333.160.2920.14CL统计个数n77777777777777最大值36.81.861.381.25694.50.262.8269.735.833.90.6336.2217970.4最小值30.21.711.250.96782.602.7251.228.420.90.3383.160.2920.14算术平均值f’m34.41.821.351.07190.10.12.857.731.925.80.4474.9167.6731411.91357标准差Sf2.1770.0530.0460.0894.8970.080.0376.2132.3774.5710.1161.16764.2825.958变异系数S0.0630.0290.0340.0830.0540.7880.0130.1080.0740.1770.260.2380.952.179修正值rs1.0470.9780.9751.0611.041.5820.990.920.9450.8691.1920.8241.7022.611标准值361.781.321.13793.70.162.7753.130.222.40.5334.05115.209631.11024大值平均值35.81.851.371.16493.70.262.8263.234.930.10.5546.03126.570.4小值平均值32.61.771.251.03485.20.072.7553.630.822.60.3674.0723.5532.165833 3.5.3坝体填土的质量评价(1)坝体填土压缩性评价大坝填筑土的压缩性指标通过土的固结试验确定，土工试验成果见下表3.5-4。从试验结果看，浸润线上坝体填土、浸润线下坝体填土均属于中等偏高压缩性土。表3.5-4坝体填筑土土样压缩试验成果表取样位置取值压缩系数av,-2(MPa")压缩模量Es,-2(MPa)备注浸润线上坝体填土①1统计个数8饱和状态范围值0.262〜0.3730.5843.81〜7.17平均值0.3895.54小值平均值4.70大值平均值0.475浸润线下坝体填土①2统计个数7饱和状态范围值0.338〜0.6333.16-6.22平均值0.4474.91小值平均值4.07大值平均值0.554⑵坝体填土压实度评价本次勘察分别取浸润线上、T坝体填土扰动样作室内击实试验，试验成果统计列于表3.5-5。由表中可看山，浸润线上坝体填土和浸润线下坝体填土的压实度分别为90.8和85.4%，不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定的中小型土坝压实度不低于96〜98%的要求，坝体密实度欠佳。表3.5-5坝体填土的压密性指标统计表项目击实试验指标坝体土样干密度平均值P(g/cn?)压实度(%)压实度评价最大干密度Pduax(g/cm"!)最优含水率op(%)浸润线上坝体填土①11.5226.01.3890.8不满足规范要求浸润线下坝体填土①21.5825.61.3585.4不满足规范要求综合1.5525.81.3788.4不满足规范要求(3)坝体填土的抗剪强度及评价 按照浸润线之上、下坝体填土对土样室内固结慢剪试验成果进行统计，见表3.5-6。表3.5-6各部位坝体填土抗剪强度(慢剪)试验指标统计表项目浸润线上坝体填土浸润线下坝体填土三轴天然同结不排水剪三轴饱和同结不排水剪总应力总应力有效应力C(k/Pa)小(度)C(k/Pa)小(度)C(k/Pa)小(度)统计个数667777最大值45.720.234.819.526.122.7最小值4116.93017.82420.1平均值42.918.532.218.42521.5小值平均值41.5017.4030.8018.1024.4020.80(4)坝体填土质量指标评价根据原状土样试验统计成果，浸润线上坝体填土的塑性指数为18.5〜26.1%,平均值为22.4%;液限为47.1〜60.9%,平均值为52.5%；浸润线下坝体填土的塑性指数为20.9—30.9%,平均值为25.8%;液限为51.2〜69.7%,平均值为57.7%;未满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)关于小型均质土坝填土料塑性指数宜小于20%,液限宜小于40%的要求，局部坝体填土质量欠佳。3.5.4坝体渗透性评价(1)大坝浸润线位置及反滤排水体情况人坝自1986年以后补建浸润线测压管，历年最高观测库水位为330.29m。本次勘察当库水位为333.05m时，钻孔Zk6、zk3、zk7和zk8水位埋深分别为6.0m、16.5m和9.8m和3.7m。结合观测资料和钻孔稳定水位资料，推测出正常设计水位时的浸润线,其在钻孔Zk6、zk3、zk7和zk8水位埋深分别为1.5m、8.1m和8.9m和3.7m。2001年8月21H,当库水位为336.45m时，从反滤体滲出水量观测为10.2L/s。在库水位达正常高水位时，发现近排水棱体测压管水位较高，接近地面，说明排水棱体存在淤积，排水功效降低。⑵坝体填土滲透性及评价(1)渗透系数统计及评价坝体填土现场注水试验成果见表3.5-7,室|Aj渗透试验统计结果见表3.5-8;现场钻孔注水试验其成果统计见表3.5-9。 孔注水始注水底段长流景水头钻孔半径i参透系K(cm/s)ZK20.005.005.0035.02.500.06350.61701.9E-035.0015.0010.0020.010.000.06350.30433.5E-04ZK30.005.005.003.52.500.06350.16171.9E-045.0015.0010.0035.07.500.06350.50605.9E-0415.0025.0010.0035.016.500.06350.57906.7E-0425.0032.007.004.016.500.06350.13501.6E-04ZK42.0()10.008.0()16.05.000.06350.33463.9E-0410.0020.0010.0035.016.300.06350.57786.7E-0420.0030.0010.0014.016.500.06350.23162.7E-0430.0035.005.002.516.300.06350.16511.9E-04ZK50.005.005.001.12.500.06350.04855.6E05ZK60.0010.0010.0010.06.000.06350.13871.6E-0410.0020.0010.0011.06.000.06350.15251.8E-0420.0030.2010.201.56.000.06350.02002.3E05ZK70.0010.0010.0019.007.100.06350.27193.1E-0410.0020.0010.008.007.000.06350.11421.3E-0420.0027.007.003.007.000.06350.08741.0E-04zk80.0010.0010.0017.803.700.06350.22412.6E-0410.0016.806.8031.003.700.06350.84399.8E-04表3.5-8坝体填土室内土工渗透试验成果K2Q统计表项目渗透系数k20(cm/s)浸润线以上坝体填土①1浸润线以T坝体填土①2水平垂直水平垂直统计个数8877最大值3.14X10-41.68X10"41.79X1CT47.04X10"4最小值6.61X10-51.5X10-52.29X10"71.4X10-7平均值1.58X1048.59X10"56.8X1051.19X10-5大值平均值2.26X1CT41.26X10-41.27X1047.04X10-5表3.5-9坝体填土钻孔现场注水试验成果统计表试验位罝试验段次渗透系数(cm/s)范围值平均值大值平均值坝体填土192.3X10-5〜1.9X10-33.99X1049.62X104以上统计表明，坝体填土室内试验结果，渗透系数1<2。值一般在107〜10401)/3之间，平均值为i(r4Cm/s级，现场钻孔注水试验成果渗透系数k值一般在i(r5〜I(r3m/S之间，平均值为i(r4cm/s级，现场钻孔注水试验成果渗透系数稍大些，但两荞同属一个数量值。根据坝体的渗透性，坝体填土不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定 的坝体填土料碾压后渗透系数不大于1.OXWVm/s的要求。 (3)坝体填土渗透变形根据经验及其他工程类比，坝体可能产生的渗透变形型式为流土，浸润线之上坝体填土土粒比重为2.80，孔隙率为0.506，根据流土型临界水利比降计算公式Jcr=(Gs-l)(1-n)，计算得临界水力比降为0.889,取1.5为安全系数，得到允许水力比降J狀(社〉=0.59。浸润线之下坝体填土土粒比重为2.80,孔隙率为0.516,根据流土型临界水利比降计算公式Jcr=(Gs-l)(1-n)，计算得临界水力比降为0.87,取1.5为安全系数，得到允许水力比降J*许＜灯〉=0.58。因此，埙体填土允许水力比降J允许=0.58。⑷渗透系数地质建议值根据室内土工试验成果及现场注水试验成果误差性分析，渗透系数地质建议值见表3.5-10。表3.5-10各部位坝体填土渗透系数地质建议值表分布部位滲透系数k(cm/s)允许水力比降水平垂直J允许浸润线之上坝体填土9.62X10"41.27X10"40.59浸润线之下坝体填土2.26X1041.26X1040.583.5.5大坝除险加固参数建议值根据室内土工试验成果及现场注水试验成果，水平方向渗透系数取现场注水试验结果的大值平均值，垂直方向取土工试验成果的大值平均值，建议值见表3.5-11。 地层单元水上坝体填土水下坝体填土物理性指标压实度(干密度/最大干密度)90.885.4含水量w(%)30.634.4湿密度P(g/cm3)1.811.82饱和密度P"(g/cm3)1.891.87干密度Pd(g/cm3)1.381.35孔隙率n(%)50.651.6饱和度Sr(%)83.390.1力学指标抗剪强度(三轴剪)粘聚力C(KPa)总应力42.932.2有效应力25.0内摩擦角