病害水库枢纽整治工程地质勘察报告

'水库枢纽整治工程地质勘察报告（初步设计阶段）工程编号：2007-42水利电力勘察设计研究院年月水库枢纽整治工程地质勘察报告（初步设计阶段）工程编号：2007-42版权归作者所有，本网站只提供下载。 批准:核定：审查:校核:报告编写:工程勘察证书等级：工程勘察证书编号：目录第一节绪言一、工程概述二、地勘工作概况第二节枢纽区工程地质条件一、地形地貌及物理地质现象二、水文气象特征版权归作者所有，本网站只提供下载。 三、地层岩性四、地质构造及地震五、水文地质条件六、坝体土和坝基土物理力学性质第三节枢纽区主要工程地质问题一、大坝病害现状及分析二、溢洪道三、放水设施第四节天然建筑材料第五节工程地质结论及整治措施建议附件：1、勘探平面布置图（1：1000）1张2、大坝工程地质剖面图（1：500）2张3、大坝渗透剖面图（1：500）1张4、溢洪道工程地质纵剖面图（1：500）1张5、钻孔柱状图（1：100）3张6、坝体土物理力学试验报告1份第一节绪言一、工程概述水库位于xx县xx境内，xx水系—拱桥沟上游，是一座以灌溉为主，兼防洪、场镇供水等综合利用的小（一）型水库，大坝距县城17公里。集雨面积3.5km2，总库容128.83万m3，有效库容89万m3，死库容8.5万m3。水库枢纽由大坝、溢洪道及放水设备三部分组成。(一)、大坝大坝坝型为粘土心墙坝，坝轴线长度112.50m，坝顶高程477.00m，坝基高程449.00m，坝高28.00m，最大坝底宽度120.35m，坡内坡下部用块石护坡，外坡脚设堆石体，内坡块石护坡高度23.00m，外坡脚堆石体高12.06m。(二)、溢洪道溢洪道位于大坝右端，与大坝紧连，为正堰开敞式溢洪道。堰顶宽为15.0m，堰顶高程为版权归作者所有，本网站只提供下载。 474.10m。堰后为收缩段、陡槽段，陡槽段宽7.0m，前端已开挖段总长为86.0m，均未进行衬护。之后的陡槽段、消力池及排水渠均未修建。(三)、放水设施放水设备位于大坝左岸，为涵卧管式取水，取水高程463.00m，采用平插式闸门控制，用5吨螺杆启闭机操作，进水孔口直径φ40厘米，涵管断面为宽0.65m，高0.77m，长为77.5m，设计放水流量为0.38m3/S。(四)、枢纽工程存在的主要问题1、大坝该库大坝分两次建设，于1966年动工9月动工兴建，10月开始对大坝进行填筑，1967年12月，大坝填筑至高程467.00m时停工，当时筑坝高度为18.00m。续建于1987年11月动工，1988年3月完工达到现有规模。由于当时大坝填筑由群众性突击，施工时间较短，压实及检测设备落后，施工质量较差，大坝存在严重病害：（1)、上游坝脚块石砌体，砌筑质量有问题，未压实，存在架空现象，沉陷严重，影响上游坝坡稳定，堆石体以上未护坡，风浪冲蚀严重。（2)、坝体漏水严重。大坝存在坝基（肩）和绕坝渗漏；大坝外坡左坝端与基岩接触处有两处集中渗漏点，其渗漏量分别为1.50L/S和1.20L/S；大坝外坡坡脚中部有一处集中渗漏点，其渗漏量为2.30L/S；大坝外坡右坝端下游基岩内产生绕坝渗漏，其渗漏量可供20户人畜长期饮用水的需求（估算渗漏量为0.80L/S）。另外，大坝外坡排水棱体至大坝下游一带存在着渗漏问题，散漏面积达470m2。以上各处的渗漏随库内水位的升高而加大。坝体在头年的10月～次年的3月发生的渗漏，使库内水位下降1.50米左右，年渗漏量达20余万m3。(3)、外坡未护坡，未建排水设施。(4)、坝体沉降严重：建修时坝顶高程为477.00m，根据2007年12月3日实测，大坝坝顶中部高程为476.40m，沉降达0.60m。（5）、大坝白蚁危害严重。坝内坡库水位以上至坝顶一带发现大量泥线、泥被；坝外坡棱体顶部距右坝肩40m与土坝结合部普遍发现白蚁取食泥线、泥被。以上渗漏情况见“勘探平面布置图”。2、溢洪道经实测溢洪道堰顶高程为474.10m，根据原设计资料和施工记录，开挖未达到设计要求，不能满足校核情况下的泄洪，未建消能设施。版权归作者所有，本网站只提供下载。 3、放水设施：渗漏严重，据2007年11月14日实测，渗漏量达1.50m3/s。以上问题均未进行过处理。二、地勘工作概况由于历史原因，该水库修建前未进行过地质勘察工作。为了根治枢纽工程病害，受苍溪县水利局委托，二○○七年十一月，我院对枢纽区进行了病害整治初步设计阶段的地质勘察工作。本次勘察的目的及任务如下：1、查明坝体土的物质组成、填筑质量、厚度及渗透性；2、查明坝基、坝肩地层结构及渗透性；3、查明坝基、坝肩岩石的风化厚度；4、查明溢洪道的地质条件；5、分析病害原因，提出整治措施建议；5、提供坝体土的物理力学性质；6、查明天然建材产地位置、质量和储量。本次勘察依据的有关规程，规范如下：1．《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-992、《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-20053.《水利水电工程地质测绘规程》SDJ15—784．《水利水电工程钻探规程》SL291—20035.《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL25—926、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251—20007、《土工试验规程》SL237—19998、《水利水电工程岩石试验规程》SL264—20019、《碾压式土石坝设计规范》SL274—200110.《水电水利工程地质制图标准》SL5351—2006根据大坝病害情况及地质条件，于坝轴线布置5个基岩钻孔，内、外坝坡中部各布置1个土层钻孔，共布置了7个钻孔。野外工作于二○○七年十一月十一日至十一月二十二日进行。本次完成的勘察工作量如下：1、钻探进尺160.52米/6孔，压水试验16段。2、钻孔取土样12组。3、工程地质剖面测绘485米/3条。版权归作者所有，本网站只提供下载。 4、室内土层物理力学性质试验12组。通过上述工作，基本查明了枢纽区的工程地质条件，根据野外地质勘察和试验资料，对枢纽病害进行了地质分析评价，并提出了相应的整治措施建议和有关岩土的物理力学性质建议指标供安全鉴定及初步设计阶段使用。第二节枢纽区工程地质条件一、地形地貌及物理地质现象该区属深丘～低山地区地貌，地形起伏较大，最高处高程约650～720米，沟谷一带的高程为430～460米，相对高差约200～300米，冲沟较为开阔，河谷无深切现象。坝址位于河谷相对狭窄地段，坝轴线沟谷横断面呈较为宽缓的“U”字型，两岸略为对称，岩层基本对应，河床纵比降小。大坝所处河段建坝地形条件较好。左坝肩强风化带厚8.50～10.30米，弱风化带厚度7.00～12.00米；右坝肩强风化带厚5.20～9.00米，弱风化带厚度8.00～10.00米；谷底中部强风化带厚5.00～6.00米，弱风化带厚度5.00米。二、水文气象特征域内属四川盆地亚热带湿润气候区。总体上具有气候温和、四季分明的特点。根据苍溪气象站气象资料统计：多年平均气温16.9℃，极端最高气温39.3℃（1959年7月14日），极端最低气温-4.6℃（1975年12月15日），多年平均降水量1108.5mm，多年平均相对湿度74%，多年平均蒸发量1318.5mm，多年平均日照数1498.9h，多年平均风速1.9m/s，最大风速19.8m/s。流域内径流主要由降雨形成，多年年平均径流深450mm。年最大降雨量1605.1mm，最小降雨量776.9mm，流域内降雨量年内分配不均，70%降雨量集中在5-9月，其间降雨多以暴雨形式出现，年径流和年降雨的时空分布基本相同。三、地层岩性：区内出露地层主要为白垩系苍溪组（K1c），岩层为砂岩为主、夹砂质泥岩薄层或透镜体，山坡及沟内广布第四系全新统坡-残积层（Q4dl+el）及坡-洪积层（Q4dl+pl）粉质粘土。坡-洪积层主要分布于大坝上、下游河沟及侧向冲沟地带，主要为粉质粘土，红褐色，可塑～软塑状，土质不均，下部含岩石碎屑，其表层0.5米左右为耕作土。该层厚度4.0～8.0米。坡-残积层分布于河沟两岸台地及山顶平缓地带，主要为粉质粘土，紫褐色，可塑一硬塑，厚0.5～1.5米，多为耕作土。版权归作者所有，本网站只提供下载。 坝体土（sQ4）(填筑土)由于所处位置不同，其填筑的物质也有所不同，现分述如下：上游坝体土（sQ4）(填筑土)：由灰褐夹紫褐、褐黄色可～软塑状粘性土、粉土组成，湿～很湿，稍密～中密，夹砂岩和砂质泥岩碎屑颗粒约5～10%。下游坝体土（sQ4）(填筑土)：由灰褐、紫褐色砂岩和砂质泥岩碎块、屑组成，湿～很湿，稍密，间夹10～15%的粘性土。心墙坝体土（sQ4）(填筑土)：由紫褐、褐黄色硬塑状粘土组成，湿，中密～密实，土质较均匀。高程467.00米以下坝体土（sQ4）(填筑土)：由紫褐、褐黄及灰褐色可塑状粘性土组成，湿～很湿，稍密～中密，偶见砂岩和砂质泥岩碎屑颗粒。排水棱体（sQ4）：主要由灰、紫灰色的干砌毛条石组成，结构松散，条石主要成分为砂岩，含少量泥质粉砂岩，棱角明显，条石表面可见网状裂隙，部分已风化破碎。基岩岩性在坝址区主要为砂岩和砂质泥岩不等厚互层。砂质泥岩：为紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，矿物成份以粘土矿物为主，次为长石、云母等，层理发育，岩性不均，夹泥质粉砂岩薄层或透镜体，岩性软弱，抗风化、抗冲刷能力低，具遇水易软化、失水易开裂特征。厚度大于20米，是坝基主要持力岩层之一。砂岩：多为灰色，细粒结构，中厚层状，泥钙质胶结，泥质较重，层理发育，主要成份分为长石、石英，次为云母及岩屑及暗色矿物组成。岩性较硬，较完整，岸坡地带裂隙较发育，厚度10～20米，岩性不均，层中夹砂质泥岩及泥质粉砂岩薄层和透镜体，是大坝基的主要持力岩层之一。四、地质构造与地震本区地质构造上位于四川中台拗川中台拱之元坝向斜南东翼，岩层产状为N20°E/NW∠1°。发育两组构造裂隙，①组：N5°E～N5°W/NE∠75～80°，面较平坦略粗糙，泥质碎屑物半充填，间距3～4米，延伸长度大于15米，该组裂隙垂直于坝轴线，是左、右坝肩绕坝渗漏的主要通道；②组：N80°W/NE∠80～85°，面较平坦略粗糙，张开度1～3厘米，泥质半充填，间距3～5米，延伸长度大于10米，该组裂隙平行于坝轴线且切穿第①组裂，是坝基、坝肩渗漏的主要裂隙通道。另外发育一组与岩层产状近于一致的缓倾角裂隙，见铁质或钙质浸染，特别是砂岩和砂质泥岩接触面，面粗糙，张开度达2～3厘米，是库水沿坝基渗漏的主要通道之一。区内无发震构造存在，挽近期构造运动微弱。据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001（1／400万）查得，工程区地震动峰值加速度为0.05g，动反应谱特征周期为0.35S，对应地震基本烈度为VI度。区域构造稳定性好。五、水文地质条件版权归作者所有，本网站只提供下载。 区内水文地质条件简单。地下水主要为松散堆积层中的孔隙型潜水和基岩中的脉状裂隙型潜水。接受大气降水与库水的补给，动态变化的季节性明显。坝区地下水可分为孔隙型潜水和基岩裂隙水两类。1、孔隙型潜水：主要分布于大坝坝体土和大坝下游一带农用水田中的粉质粘土（dl+plQ4）中。坝体土中的孔隙型潜水，主要接受库水位的补给，与库水位的变化密切相关，向坝外坡排泄，多为散浸水溢出地面。坝下游一带农用水田中的孔隙型潜水，主要接受大气降水、库水和地表水体的渗入补给，排泄于拱桥沟河下游，水量丰富。2、基岩裂隙水：基岩内两组“X”裂隙与风化裂隙、层面裂隙相组合，使得基岩10～15米深度内裂隙连通性较好，从而形成透水岩层，主要接受库水的渗入补给，向大坝下游排泄。当钻孔揭穿坝体土进入基岩仅十余厘米时孔内即出现重力水，水位以大约1厘米/分钟速度涌入孔内，最后达到稳定（时间大约1～1.5小时），说明坝基基岩裂隙水略具承压性。该区地表水，地下水水质类型属重碳酸钙型低矿化度水，水质较好，适于饮用灌溉，对混凝土不具侵蚀性。六、坝体土物理力学性质为查明坝体土和坝基土的物理力学性质和渗透性，勘察中在钻孔内取心墙土样6组、坝体土样6组共12组，其室内土样试验成果统计于表1、表2中。为满足大坝整治设计需要，根据《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的要求，现根据取坝体土、坝基土进行的室内土工试验成果资料，同时结合坝体土的不均匀性，并参照近邻水利工程，综合分析拟定坝体土及块石有关物理力学性质建议指标值。供设计进行坝坡抗滑稳定安全计算及整治初步设计使用。块石棱体、抛石指标采用其它水利工程设计值，并考虑风化影响，见表3。版权归作者所有，本网站只提供下载。 表1水库坝体心墙土物理力学性质试验成果统计表土样编号天然状态下土的物理性指标比重液限塑限塑性指数液性指数非饱和固结快剪饱和固结快剪压缩试验渗透系数含水量密度孔隙比孔隙率饱和度凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角压缩系数压缩模量干天然WρdρenSrGsWLWpIpILcφcφaEsK20%g／cm3g／cm3%%%%%%%MPa度MPa度MPa-1MPacm/sZK2-I22.61.642.010.66539.992.82.7337.019.018.00.200.04818.90.03414.10.316.175.03×10-6ZK2-II19.61.611.930.69541.077.02.7336.917.519.40.110.03115.00.02212.80.306.093.05×10-6ZK3-I24.81.642.050.67740.41002.7541.020.220.80.220.03221.00.02613.50.227.729.08×10-7ZK3-II25.71.571.970.74542.794.52.7443.023.219.80.130.02616.90.03011.00.257.032.73×10-6ZK4-I26.61.551.960.79444.293.12.7344.023.021.00.170.02614.60.02413.90.335.495.16×10-6ZK4-II26.61.571.990.75443.097.02.7540.822.618.20.220.03024.70.02019.30.306.371.65×10-6统计组数666666666666666666最大值26.61.642.050.79444.21002.7544.023.221.00.220.04824.70.03419.30.337.721.65×10-6最小值19.61.551.930.66539.9772.7336.917.518.00.110.02614.60.02011.00.225.499.08×10-7平均值24.311.601.990.72241.992.42.7440.521.019.50.180.03218.50.02614.10.296.473.09×10-6标准差2.7480.0390.0420.0511.6848.0140.0102.972.3771.2620.0460.0073.8700.0053.5640.0410.7841.732×10-6变异系数0.1130.0240.0210.070.0400.0870.0040.0730.1140.0640.2670.2330.2090.2000.2400.1450.1210.560标准值0.02615.40.02211.90.325.84.52×10-6版权归作者所有，本网站只提供下载。 表2水库坝体土（高程467.00米以下）物理力学性质试验成果统计表土样编号天然状态下土的物理性指标比重液限塑限塑性指数液性指数非饱和固结快剪饱和固结快剪压缩试验渗透系数含水量密度孔隙比孔隙率饱和度凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角压缩系数压缩模量干天然WρdρenSrGsWLWpIpILcφcφaEsK20%g／cm3g／cm3%%%%%%%MPa度MPa度MPa-1MPacm/sZK2-Ⅲ25.21.551.920.71541.786.12.7335.420.715.40.290.03013.30.02411.50.305.862.58×10-5ZK2-Ⅳ24.01.561.930.68040.585.02.7231.420.111.30.340.03215.40.01913.00.256.392.75×10-5ZK3-Ⅲ23.31.571.950.67240.086.52.7430.817.313.50.440.02712.40.02711.00.355.233.42×10-5ZK3-Ⅳ25.41.591.940.64239.090.12.7031.518.413.10.530.02514.40.02512.80.334.975.46×10-5ZK4-Ⅲ24.31.602.000.61338.090.62.7233.621.112.50.260.02013.30.02911.30.285.965.90×10-5ZK4-Ⅳ26.31.571.960.68140.588.12.7236.422.913.50.250.02313.50.02116.90.285.175.11×10-5统计组数666666666666666666最大值26.31.602.000.71541.790.62.7436.422.915.40.530.03215.60.02916.90.356.395.90×10-5最小值23.31.551.920.61338.085.02.7030.817.311.30.250.02012.60.01911.00.254.972.58×10-5平均值24.41.571.950.67040.087.72.7233.220.113.20.350.02613.80.02412.70.295.604.20×10-5标准差0.8680.0250.0400.0351.2942.2630.0132.3291.9961.3510.1120.0041.0710.0042.1920.0400.5551.617×10-5变异系数0.0360.0150.0200.0530.0320.0260.0050.0700.0990.1020.3170.1700.0780.1670.1720.1370.0990.385标准值0.02212.90.02110.90.295.605.50×10-5表3水库坝体土及坝基岩石物理力学性质指标建议值表版权归作者所有，本网站只提供下载。 项目含水量浮容重干容重天然容重饱和容重压缩系数压缩模量渗透系数单轴饱和抗压强度摩擦系数非饱固快饱固快wρ’ρdρρsa0.1～0.2Es0.1～0.2K20frcf凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角%g/cm3MPa-1MPacm/sMPakPa度kPa度坝体心墙土24.31.051.601.992.050.325.804.52×10-62615.42211.9坝前填筑土29.50.981.501.941.980.354.502.20×10-52011.81810.0坝体土(高程467.00m以下)24.41.001.571.952.000.295.605.50×10-52212.92110.9坝前抛石0.931.581.935.10×10-2026.5024.0坝后碾压泥岩石渣1.021.752.021.80×10-51811.01610.0排水棱体1.121.892.125.10×10-2034.0032.0强风化砂岩2.20中透水70.35弱风化砂岩2.25中透水13.00.40新鲜砂岩2.30中-弱透水18.00.45强风化砂质泥岩2.35中透水0.32弱风化砂质泥岩2.40中-弱透水3.50.35新鲜砂质泥岩2.45弱透水5.00.38版权归作者所有，本网站只提供下载。 第三节枢纽工程主要工程地质问题一、大坝病害现状及分析：大坝坝型为粘土心墙坝，坝轴线长度112.5m，坝顶高程477.00m，坝基高程449.00m，坝高28.00m，最大坝底宽度117.52m，内坡下部用块石护坡，外坡脚设堆石体，内坡块石护坡高程23.00m，外坡脚堆石体高12.06m。该库大坝分两次建设，于1966年动工9月动工兴建，10月开始对大坝进行填筑，1967年12月，大坝填筑至高程467.00m时停工，当时筑坝高度为18m。续建于1987年11月动工，1988年3月完工达到现有规模。由于当时大坝填筑由群众性突击，施工时间较短，压实及检测设备落后，施工质量较差，大坝存在严重病害：1、渗漏问题（1)、上游坝脚块石护坡，砌筑质量有问题，未压实，存在架空现象，沉陷严重，影响上游坝坡稳定，块石护坡以上未护坡，风浪冲蚀严重。是造成上游坝坡不稳定的原因。（2)、坝体漏水严重。大坝存在坝基（肩）和绕坝渗漏；大坝外坡左坝端与基岩接触处有两处集中渗漏点，其渗漏量分别为1.50m3/s和1.20m3/s；大坝外坡坡脚中部有一处集中渗漏点，其渗漏量为2.30m3/s；大坝外坡右坝端下游基岩内产生绕坝渗漏，其渗漏量可供20户人畜长期饮用水的需求（估算渗漏量为0.80m3/s）。另外，大坝外坡排水棱体至大坝下游一带存在着渗漏问题，散漏面积达470m2。以上各处的渗漏随库内水位的升高而加大。坝体在头年的9月～次年的3月发生的渗漏，使库内水位下降1.50米左右，年渗漏量达20万m3。(3)根据钻孔压水试验资料，左坝肩风化带岩石透水率为12.35～147.68Lu，右坝肩风化带岩石透水率为12.65～149.62Lu，坝基风化带岩石透水率为43.26～126.47Lu，均属强透水～中等透水岩层；当库水升到设计水位时,由于砂岩中裂隙发育，岩石破碎,库水易沿裂隙渗漏。其下岩层透水率小于10Lu，属弱透水岩层。从渗透剖面看，左、右坝肩砂、泥岩交界面的粘结力弱，张开度达几毫米～几厘米，库水易沿砂、泥岩交界面发生渗漏。大坝渗漏原因是：（1）、从地形上看，大坝左、右坝肩均为凸出的山嘴，山体较单薄，岩石风化较严重，裂隙发育，岩石较破碎且砂、泥岩接触面粘结力差，为绕坝渗漏形成良好的渗漏通道。大坝自建成后，未进行灌浆防渗处理。版权归作者所有，本网站只提供下载。 （2）、大坝修建时未进行地勘工作，大坝修建清基时只对坝肩、坝基清除土层至基岩表面。对基岩风化破碎岩层和裂隙未进行处理，未将大坝伸入到弱透水基岩层内一定深度，同时大坝坝体填筑时，由于施工期阴雨连绵，上坝的土料含水量难以控制，含水量大，土料不均匀，土料质量差，土料压实全由人力打夯和碾压，多有漏压、欠压现象和弹簧土，土料碾压不密实。从而造成大坝坝基（肩）渗漏、绕坝渗漏和接触渗漏。（3）、内、外坡未护坡，外坡未建排水设施。（4）、坝体沉降严重：建修时坝顶高程为477.00m，根据2007年12月3日实测，大坝坝顶中部高程为476.40m，沉降及雨水剥蚀达0.60m，说明大坝填筑不密实。2、大坝稳定性评价：经钻探取芯观察，坝体土（sQ4）(填筑土)由于所处位置不同，其填筑的物质也有所不同，现分述如下：上游坝体土（sQ4）(填筑土)：由灰褐夹紫褐、褐黄色可～软塑状粘性土、粉土组成，湿～很湿，稍密～中密，夹砂岩和砂质泥岩碎屑颗粒约10—15%。下游坝体土（sQ4）(填筑土)：由灰褐、紫褐色砂岩和砂质泥岩碎块、屑组成，湿～很湿，稍密，间夹10—15%的粘性土。心墙坝体土（sQ4）(填筑土)：由紫褐、褐黄色硬塑状粘土组成，湿，中密～密实，土质较均匀。高程467.00米以下坝体土（sQ4）(填筑土)：由紫褐、褐黄及灰褐色可塑状粘性土组成，湿～很湿，稍密～中密，偶见砂岩和砂质泥岩碎屑颗粒。排水棱体（sQ4）：主要由灰、紫灰色的干砌毛条石组成，结构松散，条石主要成分为砂岩，含少量泥质粉砂岩，棱角明显，条石表面可见网状裂隙，部分已风化破碎。据查阅有关记录资料和同参与建坝的老同志的介绍和分析：筑坝材料主要是就近就地的清除表层土后的山坡土和田间土，人工开采，土料不均匀，局部土料质量较差，群众性突击施工，填筑压实采用人力打夯、石磙子拖拉，多有漏压、欠压现象，土料碾压不密实；土料粘粒较重，施工期雨水较多，上坝的土料含水量难控制，含水量大，且含水量控制也不严，时有弹簧土出现，局部施工质量较差。为满足大坝稳定计算的需要，本次在勘察中采取了6组坝体土和6组心墙土进行了室内物理力学性质试验，试验成果统计见表1、表2。室内试验资料表明：高程467.00坝体土：天然密度1.92～2.00g/cm3，干容重1.55～1.60g/cm3，含水量为23.3～26.3%，塑性指数IP=11.3～15.4，液性指数IL=0.25～0.53，非饱和固结快剪：C=20～32kPa、φ=12.6～15.6度,平均C=26kPa、φ=13.8度；饱和固结快剪：C=19～29kPa、φ=11.0～16.9度,平均C=24kPa、φ=12.7度,压缩系数为0.25～0.35MPa-1，平均值0.29MPa-1，压缩模量为4.97～6.39MPa，渗透系数K20=2.58×10-5～5.90×10-5cm/s,平均为4.20×10-5cm/s，说明坝体土由粉质粘土组成，呈可～硬塑状，碾压不太密实、含水量偏大、抗剪强度较低具中等压缩性和弱透水性。坝体心墙土：天然密度1.93～2.05g/cm3，干容重1.55～1.64g/cm3，含水量为19.6～26.6%，塑性指数IP=18.0～21.0，液性指数IL=0.11～0.22，非饱和固结快剪：C=26～48kPa、φ版权归作者所有，本网站只提供下载。 =14.6～24.7度,平均C=32kPa、φ=18.5度；饱和固结快剪：C=20～34kPa、φ=11.0～19.3度,平均C=26kPa、φ=14.1度,压缩系数为0.22～0.33MPa-1，平均值0.29MPa-1，压缩模量为5.49～7.72MPa，渗透系数K20=9.08×10-7～1.65×10-6cm/s,平均为3.09×10-6cm/s，说明坝体心墙土由粘土组成，呈硬塑状，碾压不太密实、含水量偏大、抗剪强度相对较高具中等压缩性和微透水性。大坝内外坡上部边坡比为1：1.90～1：2.00，边坡较陡，内坡浪蚀严重，外坡凹凸不平，据水工计算，内外边坡稳定安全系数大多数工况下不满足规范要求。根据坝体沉降观测：建修时坝顶高程为477.00m，根据2007年12月3日实测，大坝坝顶中部高程为476.40m，沉降达0.60m，主要是由于大坝填筑不密实和雨水的冲刷，对坝坡稳定有一定影响。根据钻孔压水试验资料，左坝肩风化带岩石透水率为12.35～147.68Lu，右坝肩风化带岩石透水率为12.65～149.62Lu，坝基风化带岩石透水率为43.26～126.47Lu，均属强透水～中等透水岩层；当库水升到设计水位时,由于砂岩中裂隙发育，岩石破碎,库水易沿裂渗漏。其下岩层透水率小于10Lu，属弱透水岩层。3、大坝白蚁危害严重：坝内坡库水位以上至坝顶一带发现大量泥线、泥被；坝外坡棱体顶部距右坝肩40m与土坝结合部普遍发现白蚁取食泥线、泥被。综上所述，大坝存在的主要工程地质问题是；1、大坝坝体单薄，稳定性较差；2、上、下游坝坡上部8.29米段坝坡较陡，稳定性较差；3、大坝左、右坝肩绕坝渗漏和坝基渗漏；4、白蚁危害严重。整治措施：1、对大坝按设计的稳定坝坡进行培厚坝体；2、对大坝坝体进行固结灌浆或砼心墙进行防渗；3、对基岩进行帷幕灌浆。灌浆帷幕至弱透水层下一定深度；4、对绕坝渗漏灌浆范围应伸入到山体内50米以上；5、对白蚁危害采取开沟截槽、表层药剂处理、设置毒土隔墙和施放毒饵诱杀包等综合措施进行治理。二、溢洪道溢洪道位于大坝右端，与大坝紧连，为正堰开敞式溢洪道。堰顶宽为15.0m，堰顶高程为474.10m。堰后为收缩段、陡槽段，陡槽段宽7.0m，前端已开挖段总长为86.0m，均未进行衬护。之后的陡槽段、消力池及排水渠未于修建。经实测溢洪道堰顶高程为474.10m版权归作者所有，本网站只提供下载。 ，溢洪道边墙为强风化砂岩，局部地段裂隙发育，已出现垮塌现象；溢洪道基础置于强风化的砂岩和砂质泥岩之上，裂隙发育,透水性较强。根据原设计资料和施工记录，开挖未达到设计要求，不能满足校核情况下的泄洪，末端87.5m边墙未衬砌，未建消能设施，长期运行有可能冲刷，淘空下段底坡和冲刷农田，给工程正常运行带来危害。建议：对溢洪道进行全断面衬砌并清除溢洪道基础的强风化带岩体，加强溢洪道衬砌质量。三、放水设施放水设备位于大坝左岸，为涵卧管式取水，取水高程463.00m，采用平插式闸门控制，用5吨螺杆启闭机操作，进水孔口直径φ40厘米，涵管断面为宽0.65m，高0.77m，长为77.5m，设计放水流量为0.38m3/S。涵卧管为浆砌条石砌筑而成，经过多年的运行，斜卧管外露面风化剥落，局部井壁渗漏，在涵洞内常年有水（1.5L/S左右）流出。目前基本能正常运行，但漏水严重，启闭十分困难。建议改造该放水设施。第四节天然建筑材料地表地质调查表明:水库大坝附近5km范围内无粘土料和条、块石料，为配合整治设计，勘察中选取了泥岩石渣料场和条（块）石料场各1处、砂砾石料场1处。各产地均采用平行断面法计算、平均厚度法校核。各产地情况见表4。表4天然建筑材料产地情况一览表天然建材类型产地名称产地位置运距设计需用量有用层无用层剥采比厚度储量厚度体积kmM3mM3mM3砂砾石料大石坝嘉陵江大桥下游右岸约1.5km2050002.0120000///条、块石料白观临江镇白观村17.0500010.0200003.060000.30:1泥岩石渣料龙井垭东阳村5社3.01000015600000.520000.03:1一、条、块石料大坝条、块石料场选在苍溪县临江镇白观村，距大坝约17.0公里，有用层厚10米，储量达20000方，是设计需用量5000方的4倍。无用层厚3米，体积为6000方，剥采比为0.30：1。该料场为苍溪县城镇建筑用料，开采方便，有简易公路到料场。料石为白垩系苍溪组（K1C）的浅灰色细粒结构的长石石英砂岩，厚层状构造，矿物成份以长石、石英为主，层面富集岩屑和绢云母。强风化带厚2米，弱风化带厚2.5米，表层有1.0米的第四系全新统坡-残积粉质粘土。储量计算中将地表土层和强风化带基岩均划为无用层。该料场地表人工露头取样3组，其岩石物理力学性质试验成果统计列于表5中。版权归作者所有，本网站只提供下载。 表5条、块石料场岩石物理力学性质试验成果统计表试样编号比重干密度孔隙率吸水率极限抗压强度软化系数天然饱和g/cm3%MPaB12.682.2316.86.932.022.90.72B22.672.2117.27.430.520.50.67B32.672.2416.16.635.325.40.72平均值2.672.2316.77.032.622.90.70从表4和表5看：该料场在数量和质量上均能满足设计要求。二、泥岩石渣料大坝所需砂岩石渣料场选在苍溪县东青镇东阳村5社，距大坝约3.0公里，有用层厚15米，储量达60000方，是设计需用量10000方的6倍。无用层厚0.5米，体积为2000方，剥采比为0.03：1。料石为白垩系苍溪组（K1C）的紫褐色砂质泥岩，厚层状构造，矿物成份以粘土矿物和长石为主，含少许石英和绢云母。强风化带厚5米，弱风化带厚3米，表层有0.5米的耕作土。储量计算中将岩石划为有用层，而将耕作土划为无用层。该料场取样进行了室内母岩岩石物理力学性质试验，其试验成果见表6、表7。从表6、表7中看，该料场泥岩为软岩，能够满足设计要求。三、砂砾石料大坝所需砂砾石料来源于苍溪县嘉陵江大桥下游右岸约1.5km的大河坝，距大坝约20km，水上有用层厚2.00米，储量达120000方，是设计需用量10000方的12倍。开采方便，有简易公路到大坝。该料场是苍溪县城市砂砾石料主要供给场地，其数量和质量均能满足设计要求。第五节工程地质结论及整治措施建议1、工区地质构造上位于四川中台拗川中台拱之元坝向斜南东翼，岩层产状平缓，无大的断裂构造存在，地震动峰值加速度为0.05g，动反应谱特征周期为0.35S，地震基本烈度为Ⅵ度，区域稳定性好。2、坝址区工程地质条件简单，地层结构较单一，坝基为砂岩和砂质泥岩，强度均能满足大坝的承载力和抗滑稳定要求。适宜本工程类型的坝型修建。3、勘探表明，坝基中无影响大坝抗滑稳定的缓倾角软弱结构面，大坝稳定性直接受坝体渗水后坝体土抗剪指标降低的影响。4、大坝存在的主要工程地质问题是：（1）大坝坝体单薄，填筑质量较差（但心墙填筑质量相对较高）；（2）大坝存在坝基渗漏和左、右坝肩岩体绕坝渗漏严重；版权归作者所有，本网站只提供下载。 （3）内坡浪蚀严重，边坡较陡，稳定性差；外坡表面高低不平，平整度差；（4）大坝内、外坡未护坡，外坡无排水沟，排水棱体岩块风化严重；内、外坡上部8.29米边坡较陡,稳定性差；（5）、白蚁危害严重。（6）溢洪道未衬砌，无消能设施。整治措施和建议：（1）、对大坝按设计的稳定坝坡进行培厚坝体；（2）、对大坝坝体进行固结灌浆或砼心墙进行防渗；（3）、对基岩进行帷幕灌浆。灌浆帷幕至弱透水层下一定深度；（4）、对绕坝渗漏灌浆范围应伸入到山体内50米以上，施工中，可作灌浆试验，以便进一步优化防渗边界；（5）、对白蚁危害采取开沟截槽、表层药剂处理、设置毒土隔墙和施放毒饵诱杀包等综合措施进行治理。（6）、衬砌溢洪道，并增设消能设施；5、工区附近无土料和条石料、泥岩石碴料可就近取材，附近料场开采条件好，运距较近，质量和储量能满足工程建设需要；砂卵石混凝土骨料可以外购，但运距较远。版权归作者所有，本网站只提供下载。 表6砂质泥岩石渣料母岩岩石物理力学性质试验成果统计表料场名称试样编号比重天然容重含水量吸水率孔隙率极限抗压强度软化系数干湿KN/M3%MPa龙井垭龙--12．7425．502．63．89．3915．65．00．32龙--22．7625．802．12．88．4515．64．30．27龙--32．7425．472．83．27．3022．15．20．24龙--42．7725．493．15．08．9219．43．20．16龙--52．8125．503．75．812．479．03．20．36龙--62．7924．904．77．114．768．73．50．40统计组数66666666最大值2．8125．804．77．114．7622．15．20．40最小值2．7424．902．12．87．308．73．20．16平均值2．7725．363．55．310．8914．834．040．27标准差0．0250．2940．8741．6532．7954．5830．7570．066变异系数0．0090．0120．2490．3120．2570．3090．1870．244表7砂质泥岩石渣料颗粒级配试验成果统计表料场名称试样编号颗粒组成及各粒组(mm)百分含量(%)＞6060-4040-2020-55-22-0.50.5-0.050.05-0.005＜0.005＜0.5＜5龙井垭龙--117.423.938.70.11.69.48.919.920.0龙--212.218.938.912.20.11.79.36.717.730.0龙--315.421.942.22.10.24.49.44.418.220.5龙--411.020.238.93.60.57.313.74.825.829.9龙--517.423.938.74.40.22.99.62.915.420.0龙--612.918.238.94.70.54.816.04.024.830.0统计组数6665666666最大值17.423.942.212.20.67.316.011.025.830版权归作者所有，本网站只提供下载。 最小值11.018.238.72.10.11.67.12.915.420.5平均值14.4119.0837.944.880.353.6810.046.2920.0224.86标准差1.9371.7911.5511.9300.131.5002.6322.0903.0103.731变异系数0.1340.0940.0410.3950.370.4060.2620.3320.1500.150版权归作者所有，本网站只提供下载。'