工程地质勘察报告

'.XXXXXXXX工程名称工程地质勘察报告二○一七年七月.. .工程地质勘察报告1、前言1.1工程概况1.2勘察内容1）对坝址区内主要的地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水特性和不良地质现象的类别、规模和特征等的阐述。并查明坝基地层物理力学性质等工程地质条件。2）查明坝基及坝肩渗漏、渗透特性等水文地质条件，通过压水试验等查明坝基渗透性。3）通过砌体取芯样做抗压强度试验、坝体压水试验等检查坝体砌筑质量。4）通过钻孔试验数据对坝址工程整体地质情况进行描述和确认。1.3勘察依据及执行标准本次勘察工作所依据的技术规范、标准及文件●行标《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）●国标《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)●行标《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）●行标《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003）●行标《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）●行标《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）●国标《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）●国标《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）●《水利水电工程地质手册》●设计单位提供《钻探技术要求》1.4勘察工作布置及工作完成情况1.4.1勘察工作布置.. .本次勘察工作勘探点的数量和位置由设计单位布设，详见“坝址区勘探点平面位置图（图号S-1）”。勘探点的位置沿坝体工程布置，左、右岸坝肩各布置1个勘探点,共布设勘探点2个,勘察点间距约98米。根据设计单位提出的“勘察技术要求”和“勘探点布置图”，遵照现行规范和有关文件的要求，布设2个均为控制孔，孔深控制：各孔深入稳定基岩、压水试验值小于3Lu。1.4.2勘察工作完成情况本次勘察工作于2012年12月22日至12月28日完成野外钻探、取样及压水试验等工作；室内试验自2012年12月29日开始，2013年1月10日结束。完成的具体工作量见表1.4.2-1、勘探点信息一览表1.4.2-2。表1.4.2-1完成工作量一览表序号项目单位数量备注1钻孔放样个22钻探m/孔83.3m/23压水试验段184岩石试验件65混凝土试验件187简易水文观测次4表1.4.2-2勘探点信息一览表钻孔编号钻孔坐标孔口高程H(m)孔深(m)X(m)Y(m)ZK17322.66223454.3183248.0041.30ZK27323.93053356.1755248.0042.00A7326.603490.90248.00坐标高程控制点B7326.603316.401.5工作方法和勘察仪器、设备本次勘察主要采用钻探取样、压水试验、室内试验等多种勘探手段相结合的方法进行勘察，现将采用的勘探方法和使用的相应仪器设备介绍如下：1）勘探点测放：利用水库坝顶右岸A、左岸B二点及高程点A。使用全站仪以极坐标法依次放样各孔实地位置并测定孔口高程，成果属假设坐标系及黄海高程系统。.. .2）钻探及取样：采用XY-100型油压钻机1台套，每回次控制在2米以内，完整岩石取芯率不低于85％，破碎岩石取芯率不低于50％。在相应层位采取有代表性混凝土砼芯样及岩石样。3）本次钻孔水文地质参数试验类型主要采用压水试验，压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)有关要求执行，试段长度一般为5m，压水试验按三级压力，五个阶段[即P1-P2-P3-P4(=P2)-P5(=P1)、P180cm。局部混凝土见蜂窝状气孔(主要揭示段为4-7m、23-28m)，气孔径1-2mm居多，个别达3-4mm，气孔主要呈点状分布，贯通、连续性差，岩芯面普遍粗糙，顶板高程xxxm，揭示层厚xxxm。1）C15混凝土（垫层）（①3）:灰色，骨料粒径为15~20mm，骨料成份多为晶屑凝灰岩，胶结情况总体呈上较密实，未见蜂窝麻面，芯样完整；与底部岩体胶结致密连成整体、与上部C10二级配混凝土砌石整体性较好。揭示于中，该层主要位于钻孔ZK2岩体与坝体相接处（挡水坝段垫层混凝土），顶板高程xxxxxm，揭示层厚0.50m。4）弱风化晶屑凝灰岩（②）J3nb：肉红色，凝灰岩结构，块状构造，节理裂隙较发育，裂面具铁锰质渲染，岩质较新鲜，坚硬，倾角约45°、60°，微～张开状，岩芯呈长柱状、短柱、柱状，部分呈碎块状，一般表层及中部较破碎，下部较完整。TCR=82-95%、RQD=55-88%。岩石坚硬程度等级为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ～Ⅲ级。分布广泛，各孔均有揭示，均未揭穿，顶板标高210.10m～210.90m，顶板埋深37.10~37.90m，揭示层厚4.10～4.20m。各岩土层的岩性特征、埋深、厚度及分布情况详见工程地质剖面图和钻孔柱状图。3.4不良地质现象坝址区不良物理地质现象不发育。3.5水文地质条件3.5.1地下水类型大坝附近水文地质条件简单，地表水主要为坝址内库水；根据含水层性质及埋藏条件，本区的地下水含水层可分为：.. .1）孔隙型含水层：主要分布于第四系残坡积层底部及沟谷冲洪积层中。残坡积层的透水性差，埋藏一般较深，水量小，为孔隙型潜水，主要受大气降水补给，部分补给下部基岩裂隙水，同时向低洼沟谷处排泄。沟谷冲洪积层的透水性好，埋藏较浅，水量较大，受大气降水及水库水补给，部分补给下部基岩裂隙水，同时向低洼处排泄。2）基岩裂隙水：分布于基岩风化裂隙及孔隙中，富水性弱，为孔隙型潜水，受水库库水的补给，通过裂隙或泉眼方式排泄，透水性随深度增加而减弱。3.5.2坝体及坝基水文地质参数本次勘察在坝体及坝基共进行压水试验18段，根据《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003），吕荣值计算按公式q=Q3/P3*L，渗透系数根据附录C，公式K=Q/2πHL*lnL/r0计算。试验成果详见表3.5.2.1-1表3.5.2.1-1压水试验成果表岩土名称钻孔编号孔深（m）段长（m）选用压力（MPa）流量（L/min）吕荣值（Lu）渗透系数（m/d）渗透系数（cm/s）混凝土（常规）ZK1-10.00-5.605.600.304.52.680.2633.04E-04ZK1-25.60-9.804.200.303.12.460.1701.97E-04ZK1-39.80-14.304.500.302.11.560.1091.26E-04ZK1-414.30-18.504.200.303.72.940.2032.35E-04ZK1-518.50-23.004.500.302.51.850.1301.50E-04ZK1-623.00-28.505.500.303.11.880.1381.59E-04ZK1-728.50-34.15.60.32.81.670.1231.42E-04最小值1.560.1101.27E-04最大值3.150.2633.04E-04样本数141414平均值1.100.0839.61E-05表3.5.2.1-1压水试验成果表(续)岩土名称钻孔编号孔深（m）段长（m）选用压力（MPa）流量（L/min）吕荣值（Lu）渗透系数（m/d）渗透系数（cm/s）C10二级配混凝土砌石ZK2-10.00-5.205.200.304.83.080.2763.19E-04ZK2-25.20-10.004.800.303.62.500.2032.35E-04ZK2-310.00-15.805.800.303.31.900.1942.25E-04ZK2-415.80-20.504.700.304.12.910.2302.67E-04ZK2-520.50-25.204.700.303.22.270.1802.08E-04.. .ZK2-625.20-30.14.90.32.51.700.1421.64E-04ZK2-730.10-34.84.70.33.12.200.1742.02E-04最小值1.700.1421.64E-04最大值3.080.2773.20E-04样本数141414平均值1.190.1001.16E-04坝体与基岩接触面ZK1-834.10~38.84.700.3012.92.910.2302.67E-04ZK2-834.8~40.15.30.308.42.450.2252.61E-04最小值2.450.2252.61E-04最大值2.910.2302.67E-04样本数222平均值2.680.0282.64E-04弱风化晶屑凝灰岩②ZK1-938.8-41.32.500.3015.71.470.0536.14E-05ZK2-940.10-42.001.900.3010.41.400.0364.15E-05最小值1.400.0364.15E-05最大值1.470.0536.14E-05样本数222平均值1.440.0455.14E-053.5.3环境水对建筑材料的腐蚀性为评价本场地环境水的腐蚀性，本期勘察取地表水两件并进水质简分析。根据水质简分析，按照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L进行判定。结果如下表3.5.3：综合表3.5.3，场地环境水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。防腐措施应根据现行规范应采取相应的防护措施。表3.5.3地表水腐蚀性评价表腐蚀性类型腐蚀介质腐蚀标准水质分析结果腐蚀性评价对混凝土的腐蚀PH值＞6.56.53～6.62无.. .性评价侵蚀性CO2（mg/l）<150.00无HCO3-（mmol/L）>1.071.0～1.2弱SO42-（mg/l）＜30030.0～35.0无Mg2+（mg/l）＜10004.26～6.69无对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价Cl-（mg/l）＜10039.41～47.73无对钢结构PH3~116.53～6.62弱弱腐蚀性CL-+SO42-（mg/L）<50039.41～47.73弱3.6地震动参数区内未发现有明显的新构造运动迹象，历史上无大的地震活动记录，区域构造相对稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)规定，本场地的抗震设防烈度为6度，水平向地震加速度代表值为0.05g，所属设计地震分组为第三组。大坝建基面均为弱风化晶屑凝灰岩，属于坚硬场地土，场地类别为Ⅰ类，特征周期为0.30s。3.7坝体混凝土及坝基岩石力学性质3.7.1室内试验本次勘察在坝体取6组（18件）C10细石混凝土、C20常规混凝土芯样进行室内饱和抗压强度试验，坝基岩石取2组（6件）弱风化晶屑凝灰岩进行岩石试验，岩石试验成果见附表01，统计结果详见表3.6.1-1至3.6.1-2。表3.7.1-1C10二级配混凝土砌石、C20常规混凝土芯饱和抗压强度试验成果统计表样品编号试件情况记录极限饱和抗压强度（MPa）岩性取样深度（m）试验值平均值.. .ZK1－Y1-1C20常规混凝土15.10-15.3015.3620.36ZK1－Y1-215.5-15.7013.3420.34ZK1－Y1-315.80-16.0016.2121.21ZK1－Y2-120.30-20.4518.2223.22ZK1－Y2-220.60-20.8015.5520.55ZK1－Y2-321.10-21.3017.6122.61ZK1－Y3-131.1-31.316.3521.35ZK1－Y3-231.6-31.816.4521.45ZK1－Y3-332.00-32.218.3223.32统计个数9最大值23.22最小值20.34平均值21.60标准差1.18变异系数0.071修正系数0.96标准值20.87ZK2－Y1-1C10二级配混凝土砌石4.3-4.514.6814.68ZK2－Y1-25.2-5.3516.7713.77ZK2－Y1-35.8-618.3313.33ZK2－Y2-110.2-10.415.3213.32ZK2－Y2-211-11.216.3214.32ZK2－Y2-311.5-11.718.3313.33ZK2－Y3-135.5-35.817.3513.35ZK2－Y3-236.6-36.815.8713.87ZK2－Y3-337.7-37.916.5614.56统计个数9最大值14.68最小值13.32平均值13.84标准差0.56变异系数0.040修正系数0.97标准值13.49表3.6.1-2弱风化晶屑凝灰岩②物理力学试验成果统计表.. .指标项目样本数（个）范围值平均值（fm）标准值（fm）标准差（σ）变异系数（δ）饱和抗压强度638.5-45.141.8539.52.850.068湿密度ρd(g/m3)62.60-2.652.622.600.020.008抗拉强度（MPa）61.40-1.801.551.440.130.084抗剪强度（MPa）61.20-1.901.601.380.260.1653.7.2各岩土层物理力学性质指标建议值根据以上试验成果，同时参照相关规范，参照原竣工、检测等原有资料并结合相近工程经验分析，综合提出场地坝体、坝址基岩岩体、结构面的主要物理力学参数地质建议值，详见表3.7.2-1、3.7.2-2岩土名称弹性模量泊松比软化系数干密度饱和密度吸水率饱和吸水率渗透系数Edμηρdρsωaωsk103Mpa--g/cm3cm/sC10二级配混凝土砌石6-10//2.382.432.103.51.16E-04C20常规混凝土6-9//2.362.401.692.89.61E-05C15混凝土（垫层）6-8//2.362.401.692.92.64E-04弱风化晶屑凝灰岩60.40.210.632.602.620.5520.6304.69E-05表3.7.2-1岩土层物理力学参数建议值表表3.7.2-2各岩土层物理力学参数建议值表名称抗剪抗剪断单轴饱和抗压强度Rs承载力特征值fak摩擦系数f凝聚力C摩擦系数f’凝聚力C’-Mpa-MpaMpakpaC10二级配混凝土砌石////13.84800C20常规混凝土////16.6800岩/岩坝0.6501.001.1039.51200坝基0.7001.001.10砼垫层/弱风化岩坝垫层0.6000.900.7015.5800坝基0.6501.000.904、坝体砌筑质量与大坝渗流评价4.1挡水坝坝体、溢流段质量评价溢流坝段特征.. .4.1.1左坝挡水段左坝挡水段1#、2#：采根据钻孔ZK2钻孔结果及设计资料，坝体材料主要为C10二级配混凝土砌石，块石与细石混凝土芯样胶结情况总体呈上部胶结密实~较密实，未发现架空,芯样整体上较完整；坝体与垫层混凝土胶结完整，密实；坝基垫层混凝土与基岩胶结较好，呈整体状。根据本次取样试验成果，C10二级配混凝土砌石饱和抗压强度试验平均值可达13.84MPa，根据原竣工检测资料，垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.3MPa，达到设计强度的要求。4.1.2右坝挡水段右坝挡水段7#（主厂房上游）：根据钻孔ZK1钻孔结果，本坝位于主厂房上游（7#），坝体材料主要为常规混凝土（根据设计资料，位于坝右0+000.00~坝右0+030.00段），在钻孔取芯时整体上较完整的，只是局部混凝土见蜂窝状气孔(主要揭示段为4-7m、23-28m)，气孔径1-2mm居多，个别达3-4mm，气孔主要呈点状分布，贯通、连续性差，岩芯面普遍粗糙。根据坝体取混凝土芯样试验极限饱和抗压强度平均值为21.60MPa。根据原竣工检测资料，垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.70MPa，达到设计强度的要求。坝右8#段坝体材料主要为C10二级配混凝土砌石（未布置钻探孔），根据原竣工检测报告表明，块石与细石混凝土芯样胶结情况总体胶结密实~较密实，未发现架空，芯样整体上较完整；其饱和抗压强度试验平均值为12.60MPa，垫层混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.60MPa，均达到设计强度的要求。4.1.3溢流段本段未布置钻探孔，根据设计资料表明：溢流段3#、4#、5#、6#坝体材料主要为常规混凝土，混凝土主要为C15常规混凝土、C10细石混凝土、C25常规混凝土。根据原竣工检测报告表明，溢流段坝体混凝土未见蜂窝狗洞、未见表面裂缝，浇筑密实，外观一般，施工质量评定为优良；C10混凝土饱和抗压强度试验平均值为12.5MPa，C15混凝土饱和抗压强度试验平均值为16.7MPa，C25混凝土饱和抗压强度试验平均值为26.4MPa，均达到设计强度的要求。.. .注:上述竣工验收检测提供的饱和抗压强度为混凝土标准试块养护28天后的饱和抗压强度。4.2大坝坝基岩体评价大坝左、右岸、河床部位地基在坝体揭穿后即为弱风化晶屑凝灰岩，根据钻探结果，岩石节理裂隙较发育，坝基岩体较完整，呈块状结构，根据岩石试验极限饱和抗压强度平均值为41.85MPa,强度高，属坚硬岩，大坝左右岸、河床部位坝基承载力满足要求，坝基稳定性较好。此外，由于坝基建设时对坝基进行帷幕灌浆处理，本工程固结灌浆效果以施工时灌浆量、灌后波速测试为主，结合本次钻孔内取芯、压水试验成果的方法判定。根据施工后对灌浆固结处理的岩石检测成果，岩体声波标准值提高明显，断层部位最显著。根据本次钻探时对灌浆固结合后岩体进行了2次压水试验，透水率为1.40~1.47Lu，介于1~3Lu，压水率满足设计控制要求。综上所述，坝基经固结灌浆处理后，坝基的岩体的完整性的均性有了较明显的提高，和改善，效果比较理想，能满足设计控制的要求。4.3坝肩边坡稳定性分析4.3.1河床坝基：河床断层（f1）宽度0.3~1.0m，充填片状岩、糜棱岩、碎块岩，为陡倾角断层，且与坝轴线交角较大，带内岩石多呈强~弱风化状，已进行常规处理，河床坝基稳定性较好；4.3.2左岸坝肩：建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩，岩石致密，力学强度较高，岩体较完整，未见断层破碎带，但见及节理密集带宽约1.5~3.0m，倾角75°，与坝轴线近平行，倾向山里，其两侧风化较深，已进行常规处理，对坝基稳定无大影响；4.3.3右岩坝肩：.. .建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩，岩石致密，力学强度较高，岩体完整性差~较完整，无大的地质构造经过，总体稳定性较好，但受缓倾角断层（f3）、顺河向断层（f2）及断层（f4）的影响，右岸岩体完整性差，节理较发育，风化较深，局部组合体对坝基抗滑稳定性不利，已采用边坡防护措施，现状稳定；4.3.4坝肩边坡：址两岸地势陡峭，山坡自然坡度25-45°。基岩广泛出露，根据现场调绘，两岸坝肩主要为强风化~弱风化岩，边坡总体稳定；左岸坡度较缓，基岩为晶屑凝灰岩，岩体风化较浅，岩体完整性差~较破碎，裂隙较发育，以高倾角为主，未发现单孔目坡软弱夹层存在，无对边坡稳定不利的组合体，边坡总体稳定，受节理密集带的影响，局部可能产生少量崩塌。右岸边坡为强~弱风化基岩揭露，岩体完整性差~较完整，高陡倾角节理发育，缓倾角断层（f3）与顺河向断层（f2）、（f4）组合，均未形成不利组合体，对坝肩边坡稳定无影响，边坡总体稳定，但由于高陡倾角节理发育，局部可能产生少量崩塌。开挖坡顶以上的自然边坡，强风化基岩出露，自稳条件较好。4.4大坝渗漏分析4.4.1坝体渗漏分析xxxxxxx水库大坝坝体采用C10二级配混凝土砌石。本次勘察在坝体中共进行14段压水试验，左、右岸坝体根据压水试验成果透水率在1.56～3.08Lu之间，大致呈透水率较弱态势，大部分数值均小于3Lu可满足要求（规范要求小于3Lu）（详见表3.4.2.1-1）；坝体与坝基接触段共进行2段压水试验，根据压水试验结果：左、右岸及溢流堰（河床）处坝体根据压水试验成果透水率在2.45～2.91Lu，能满足要求。根据现场检查，左、右岸坝体与坝基接触局部见有红褐色铁质析出，并伴有局部潮湿。综上所述：大坝坝体整体性较好，仅局部存在由于混凝土存在蜂窝而形成的混凝土表面潮湿。4.4.2坝基渗漏分析坝基岩土层为弱风化晶屑凝灰岩，表层岩体裂隙较发育，岩体呈碎裂-块状结构，在坝基中共进行2段压水试验，根据压水试验表明：岩体上部的透水率在1.40～1.47.. .Lu之间，左、右岸及河床钻孔压水试验的岩体上部透水率小于5Lu（规范要求小于5Lu），能满足要求。4.4.3绕坝渗漏分析大坝左、右岸坝基岩土层为强、弱风化晶屑凝灰岩，根据钻探揭示,两岸岩体裂隙较发育，根据压水试验表明，呈弱-中透水性，据现场地质点调绘，左、右岸坝体下游20m范围内岩面偶见湿润，绕坝渗漏现象不明显。5、溢流堰及及下游冲刷坑工程地质条件及评价溢流堰位于坝顶中央，采用自由跌水式措施，溢流净宽70m，大坝溢流堰无挑流措施，设计洪水时单宽流量79.69m3/s.m，校核洪水时单宽流量121.38m3/s.m，堰顶高程为230m，工程泄流量较大，泄流对坝下冲刷能量大。根据现场观测冲刷坑至坝脚约6-7m，冲刷坑深度约2-3m，河谷呈“V”字型，两岸及河床大面积基岩裸露，河床局部表层分布大量块石，厚度约0.5～1.00m，粒径300～600mm不等，粒径最大可达2.00m。基岩岩性为晶屑凝灰岩，呈弱风化状，裂隙发育，影响岩体完整性及强度，整体呈碎裂～块状，较易冲刷，岩体冲刷系数建议K＝1.3（经验值）。6、结论与建议6.1结论1）区内未发现有明显的新构造运动迹象，历史上无大的地震活动记录，区域构造相对稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)规定，本场地的抗震设防烈度为6度，水平向地震加速度代表值为0.05g，所属设计地震分组为第三组。特征周期为0.30s。2）大坝附近水文地质条件简单，地表水主要为坝区内河水，地下水主要来源于大气降水，地下水位受水库蓄水高程影响很大。根据含水层性质及埋藏条件，本区的地下水含水层主要为第四系孔隙性潜水及基岩裂隙水。3）大坝基础均为弱风化晶屑凝灰岩，大坝岩体呈块状结构，强度较高，属坚硬岩，承载力满足要求，坝基稳定性好。.. .4）左坝肩的边坡主要为岩质边坡，自然边坡坡度约25-45°，目前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象，左坝肩边坡稳定。右坝肩的边坡主要为岩质边坡，坡度陡峭,自然边坡坡度约25-45°，目前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象，右坝肩边坡基本稳定，但局部有危岩分布，建议清除。5）根据本次勘察成果及压水试验成果。坝体的透水率在1.56～3.08Lu之间，可满足要求，仅局部发现部分混凝土潮湿状。6）根据压水试验表明，未发现大坝左、右岸及河床存在坝基渗漏的现象；左右岸均不存在绕坝渗漏。6.2建议xxxxxxx水库是以发电为主的中型水利枢纽工程，水库为当地农业生产和人民生活发挥重要作用，水库除保护下游村庄免受洪涝灾害之外，对当地经济及下游群众的生命财产的影响至关重要。通过本次勘察发现的问题并提出处理的建议：1）据本勘压水试验成果，坝体渗透性等级为弱透水层；坝基经采用帷幕灌浆后透水性能改良效果较好，属弱透水层。2）坝体勾缝有剥蚀、脱落现象，采取深勾缝与灌浆工程措施予以加固。3）右岸坝肩下方局部有危岩，建议清除，有存在对边坡不利的节理裂隙，后期应加强观测，局部岩石渗水，应注意地下水对边坡影响，必要时进行灌浆等工程处理。..'