区步洪兴水库清基地质报告Word文件下载.docx
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1
坝基面平面地质测绘
1∶500
km2
0.018
2
左岸坝基面展示测绘
3
右岸坝基面展示测绘
0.019
4
工程地质剖面测绘
条
5
1测区地质概况
测区地处康藏“歹“字型构造体系中部东支部位。
位于红河断裂与哀牢山断裂间。
区间断裂及褶皱构造较为发育,受其纵横切割,地块完整性差,应属稳定性较差地块。
据查《中国地震动参数区划图(GB18306—2001)》,地震动峰值加速度为0.1g,相应地震基本烈度为Ⅶ度,而地震动反应谱特征周期区为0.45s。
库区为条状山间侵蚀河谷地貌,谷地狭窄,纵坡较陡,蓄水地形条件较差。
库岸地坡较陡,其坡体在一定深度内由散体状的黑云斜长片麻岩全风化层构成,在库水浸泡和升降作用下,岸坡稳定性差,可能会产生小坍塌及小滑坡,对库内的蓄水有一定影响。
坝址位于杨系河上游段小河边下游500m处。
但由于本区受区域构造挤压的影响,在一定深度内风化破碎,抗压、抗剪强度低,修建刚性坝体的地基条件较差,又根据工程区筑坝土料产储特点,只适宜建土石坝,大坝为粘土心墙堆石坝,该坝型最大坝高57.2m,坝顶长为304.18m,坝顶标高为1959.0m,正常蓄水位标高1953.1m。
2基本地质条件
2.1地形地貌及物理地质现象
2.1.1、地形地貌
一、清基前
坝段为剥蚀构造高中山陡坡河流地貌。
在坝址段的河流地形呈微“S”型弯曲,河谷相对较为狭窄,两岸坡面完整,但大部不对称,呈斜坡至陡坡地形(左岸地坡20~45°
,右岸地坡20~35°
),河谷形态呈“V”型,河谷底宽5~15m(标高介于1876.00~1914.00m间),河谷口宽为500~560m(标高在2001.00~2005.00m间),高差为91.00~125.00m。
由于河流在区间的转弯以及坝址上游两岸冲沟的切割,地形显单薄,特别右岸较为明显。
两岸坡面多被第四系残坡积松散层覆盖,岸坡基本完整稳定。
河谷底部见有一级阶地分布,高出河床约1.0~1.5m,阶面宽一般在5~10m间,均由第四系冲洪积碎砾石砂土组成。
二、清基后
河谷形态呈“V”型,河谷底宽30~50m(标高介于1895.00~1905.00m间),河谷口宽为330~360m(标高在1960~1990.00m间),高差为91.00~125.00m。
河谷两岸现已开挖成槽状,基面完整平直,基本呈直线型坡,局部呈折线坡。
2.1.2、物理地质现象
物理地质现象有冲沟和崩塌,现分述如下:
A、冲沟
冲沟发育于第四系残坡积(Qedl)松散土层和基岩破碎、软弱地段。
据地表地质调查,规模较大的冲沟仅在坝址上游左右岸各一条,其余规模较小的冲沟仅分布于坝址下游两岸斜坡上。
规模较大的冲沟,顺坡发育,在冲沟下游段相对较宽敞(50~80m),呈开阔“U”形状,纵坡缓(10~20度),而在冲沟上游段变狭窄(10~20m),呈“V”形状,纵坡陡(30~45度),切割深度一般在50~200m间,长度大于400m,大部表层覆盖有第四系残坡积(Qedl)土层。
规模较小的冲沟,也顺坡发育,纵坡陡,切割浅(下部切深2~3m,上部切深5~10m),呈“V”形,对工程影响较小。
B、崩塌
崩塌体于坝址下游90~170m处。
其规模较大,长约210m,宽度75~165m,深度约1~20m左右,体积约25万m3。
崩积物由黑云斜长片麻岩及黑云斜长变粒岩块石夹粘土组成,块石直径一般在0.5~5m间,粘土含量约5~10%。
其堆积地形呈缓坡台地,现处于基本稳定状态。
清基后基坑物理地质现象仅见有三处小型表层滑坡体(H1、H2、H3),现分述如下:
H1:
位于左岸坝轴里程0+075~0+083m处,长8m,宽3~7m,深约1m。
该滑坡为基面开挖后形成的坡体变坡转角处由于局部坡体近于垂直,加之基面岩体节理裂隙发育,风化强烈呈全风化,故而使少部坡体稳定性差,进而形成了局部的塌滑。
由于该塌滑体体积较小(50~60m3),其对工程稳定安全基本无影响,但在下一阶段施工时需全部清除干净。
H2:
全于左岸H1的下游,长13m,宽2~9m,深1m。
此滑坡为基面开挖下降后形成的下游边坡,由于其坡度角较陡,位于坡顶的第四系松散堆积层结构松散,近而形成了表层松散体的塌滑。
由于该塌滑体体积较小(70~100m3),其对工程稳定安全基本无影响,但在下一阶段施工时需全部清除干净。
H3:
全于右岸坝轴里程0+350~0+360m处的下游边坡,长11m,宽5~10m,深1~2m。
为基面开挖下降后形成的下游边坡,由于其坡度角较陡,位于坡顶的第四系松散堆积层结构松散,近而形成了表层松散体的塌滑。
由于该塌滑体体积较小(100~150m3),其对工程稳定安全基本无影响,但在下一阶段施工时需全部清除干净。
各滑坡体分布见《坝基面平面地质图》。
2.1.2地层岩性
坝段出露的地层岩性为元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)和中生代印支期(γ51)侵入岩及第四系(Q)松散堆积层。
现分述如下:
一、元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)
灰色、灰黑色黑云斜长片麻岩夹紫色、灰黑色黑云斜长变粒岩和灰色、褐色黑云二长片麻岩。
厚度600m。
坝基基本为此层。
二、中生代印支期(γ51)侵入岩
灰白色花岗岩。
呈混合岩化,为变斑状~粒状变晶结构,块状构造。
顺层侵入夹于黑云斜长片麻岩之中。
厚度5~25m。
两岸坝基面均见有分布;
左岸位于坝轴里程0+118~0+127m,右岸0+367~0+379m。
三、第四系(Q)
第四系地层由残坡积层(Qedl)、崩塌堆积层(Qcol)和冲洪积层(Qapl)组成。
(1)残坡积层(Qedl)——黄、深黄色含粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土,混少量碎块石(含量约5~10%),结构中密—密实。
厚度1~5m。
分布于两岸基坑边坡顶部。
(2)崩积层(Qcol)——由大小不等的黑云斜长片麻岩及黑云斜长变粒岩块石或残坡积粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土组成。
堆积松散。
厚度1~2m。
H1、H2、H3滑坡体物质。
(3)冲洪积层(Qapl):
由于河床尚未开挖,此层仅位于河床内,岩性为黄褐色含砾石砂层。
其间砾石含量10%~15%,直径一般在1.0~2.0cm间,多呈次圆~圆状,结构中密~松散。
厚度2~3m。
2.2地质构造
一、褶皱与断裂
坝址区位于哀牢山大断裂北东盘,处于区步~新城背斜与大顺寨~洪兴向斜间。
区间由于大部被第四系松散土层覆盖,未见断裂及褶皱构造通过,据另星裸露基岩岩层产状观察,坝址均为单斜构造,总体倾向南或南西侧(倾向上游偏右岸),倾角10~50°
。
坝基面开挖后未见有褶皱和断裂从基面上通过。
二、节理裂隙
坝段构造裂隙发育,按其产状统计主要分为三组,各组裂隙特征,详见《左、右岸坝基面展示图》。
由于三组节理裂隙纵横切割,形成了近地表大小不等的岩块,但总体延展性差,一般小于1.0m,且裂隙大部属闭合或成微张状,故对坝基的抗滑稳定影响较小,但对坝基及坝肩的渗漏影响较大。
在基面上见有三条(J1、J2、J3)挤压面,其走向见《左岸坝基面展示图》,倾角75~90度,一般带宽3~5cm,最大20cm,带内物质多为全风化片麻岩或粉土状石英脉。
此三条挤压面的存在由于其规模较小(J1长11m,J2长35m,J3长60m),因此对工程稳定无影响,而带内为全风化物质,其渗透性较小,对坝基渗漏也基本无影响。
三、岩体风化
据本次地质编录揭露,在整个坝基面及开挖形成的边坡壁,仅见有全、强风化岩体,其各风化岩体的分布详见《左、右岸坝基面展示图》和各《坝基面工程地质剖面图》,各带风化岩体特征是:
(1)全风化层:
岩体组织结构已完全破坏,呈砂土状,但外观仍保持原岩状态,用手可折断、捏碎。
该风化岩体浸水易崩解,与松软土体特征近似。
基面片麻岩多以全风化状产出。
(2)强风化层:
岩体外观具原岩组织结构,但节理裂隙片理结构面发育,与层面组合形成大小不等的不规则的网格状,在结构面密集地段,岩体被强烈切割,呈干砌块石状,整体性差,疏松易碎,其物理力学性质显著减弱。
开挖基面上的变粒岩和花岗岩均呈强风化状。
2.3坝段岩(土)体工程水文地质特征
2.3.1坝基土
坝基土由第四系冲洪积(Qapl)、残坡积(Qedl)和崩积堆积(Qcol)构成。
一、残坡积层(Qedl)——主要分布于两岸开挖边坡顶上。
厚度变化较大(厚1~5m),连续性差。
为黄、深黄色含粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土,混少量碎块石(含量约5~10%),结构中密—密实。
具有一定地耐力和抗剪强度([R]=0.15~0.25Mpa,φ=20~22°
,C=12~15Kpa)。
但压缩变形大(a1-2=0.6~0.7Mpa-1)。
该层厚度不均一,且出露不连续,其强度及抗变形能力与基岩相比差距较大,同时,其抗剪强度仍小于筑坝风化料抗剪强度指标,故总体该层承压稳定性较差。
二、崩积堆积层(Qcol)——该层分布于基面开挖形成的边坡上和基面坡角转折处较大坡角处。
方量约50~150m3。
由大小不等的黑云斜长片麻岩及黑云斜长变粒岩块石组成或松散堆积层组成。
前者堆积松散,孔隙较大,透水性强(K>1.0×
10-2cm/s),抗剪强度及地耐力较大(φ=25~30°
,C=0,[R]=0.2~0.4Mpa),但抗变形能力差(a1-2=0.5~0.8MPa-1)。
后者透水性强(K>1.0×
10-3cm/s),抗剪强度及地耐力较大(φ=20~25°
,C=1~5,[R]=0.1~0.15Mpa),但抗变形能力差(a1-2=0.6~0.8MPa-1)。
三、冲洪积层(Qapl)——该层出露于河谷底部河床之中。
分布不连续,厚度在2~5m间。
为含砾石砂层。
其间砾石含量10%~15%,直径一般在1.0~2.0cm间,多呈次圆~圆状。
具有一定的地耐力([R]=0.2~0.25Mpa),但结构中密~松散,孔隙大,压缩变形高(a1-2=0.5~0.6MPa-1),承压稳定性差,透水性强(K=1.2×
10-2cm/s),工程地质性质较差。
2.3.2坝基基岩
坝址区基岩为哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩、黑云二长片麻岩和中生代印支期(γ51)混合岩化花岗岩。
其各层物理力学指标分述如下:
一、哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩、黑云二长片麻岩。
呈薄~中层状(单层厚5~25cm)。
全风化层呈砂土状,结构较密实,具有一定抗剪强度(φ=20~25°
,C=5~15Kpa)和地耐力([R]=0.16~0.2Mpa),压缩变形中等(a1-2=0.3~0.4Mpa-1),透水性中等~强(K=1.0×
10-3~1.0×
10-2cm/s);
强风化层,节理裂隙发育,岩石破碎,整体性差,透水性大(q=10~100Lu),但仍具较高抗剪强度(φ=30~35°
C=10~60Kpa)和地基承载力([R]=0.5~0.6Mpa);
二、中生代印支期侵入岩(γ51)——灰白色花岗岩。
全风化层,已呈粉土质砂和含砂粉土层,抗剪强度及压缩性中等(φ=20-25度,C=8-10Kpa,a100-200=0.30-0.40Mpa-1),具有一定的地基承载力([R]=0.2-0.25Mpa);
强风化层,埋藏于全风化层之下,厚度1-14m,节理裂隙发育,多被切割成碎块状,整体性差,但岩质坚硬,仍具有一定承载力([R]=0.5-0.8Mpa),作为土石坝坝基持力层,其强度尚是可以满足的。
2.4坝基工程地质评价
2.4.1坝基渗流稳定
一、坝基河床及河床两岸台地上的第四系冲洪积(Qapl)含砾石砂,漂、块、卵、砾石砂层,粉土和粉细砂层,结构松散,透水性较大,在高水头渗透动水压力作用下,易产生机械管漏破坏,渗流不稳定。
此层需全部开挖清除。
二、河谷两岸山坡残坡积(Qedl)含粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土层,结构中密,透水大小不均,碎块含量较多地段,透水较大,反之则透水较小,该透水不均土体在高水头渗流的作用下,稳定性差,渗流也不稳定。
该层已全部清除,仅在基坑四周边坡顶上有分布。
三、崩积堆积层(Qcol)——该层分布于基面开挖形成的边坡和基面较陡变坡处。
由大小不等的黑云斜长片麻岩及黑云斜长变粒岩块石组成和松散土层组成。
透水性大,渗透稳定性差。
需全部清除。
四、坝基基岩之全、强风化层,节理裂隙发育,岩体不完整,透水性强,在渗透水流的作用下,易产生渗透破坏变形,但作为土石坝地基层,只要进行防渗帷幕灌浆处理,降低透水性,延长渗透途径,其渗流尚是稳定的。
2.4.2坝基强度及压缩变形
整个坝段在河谷底部上覆有第四系冲洪积含砾石砂、漂、块、卵、砾石砂层,粉土和粉细砂层,两岸坡表有残坡积(Qedl)含粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土层。
以上土体层,结构松散,压缩性大,抗变形能力低,已基本清除,后期形成的(滑坡堆积(Qcol)块石层、松散土层)仍需全部清除;
黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩、黑云二长片麻岩和花岗岩全风化层,呈粉土质砂和含砂粉土层,结构中密~密实,具有一定的强度,压缩变形中等,但作为粘土心墙堆石坝坝基持力层不能满足抗变形的要求(全风化层变形模量E=3~18Mpa,堆石体压实后变形模量E=100~180Mpa)。
该层也大部清除,但由于黑云斜长片麻岩风化较不规则,基面上在设计高程面上仍有黑云斜长片麻岩呈全风化状,该层需全部清除;
下伏强风化层,虽被节理裂隙切割破坏,但仍具有一定的强度,压缩变形小,可满足粘土心墙堆石坝坝基承压稳定和抗变形要求。
2.4.3坝基抗压抗滑稳定分析
坝段之上覆第四系冲洪积(Qapl)、残坡积(Qedl)和崩积堆积(Qcol)松散土层,强度低,且不均匀,抗压抗滑稳定性差,均不宜作为坝体持力层,已基本全部清除。
而基面上仍有的黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩、黑云二长片麻岩和花岗岩全风化层,呈砂土状,结构中密~密实,遇水易软化变形,承压强度降低,抗剪强度变小(φ=20.0°
-25.0°
、C=5-15.0Kpa、[R]=0.16-0.2Mpa),不能满足上部堆石体抗压抗滑稳定要求仍需大部清除,而在靠近两坝肩的部分坝基段,由于坝体不高,所需强度较低,故其基本能满足要求。
黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩、黑云二长片麻岩和花岗岩强风化层,节理裂隙结构面发育,岩体被切割呈不规则的块体,整体性差,强度降低,但作为较为宽厚的粘土心墙堆石坝坝基持力层,其抗压抗滑稳定能满足要求(φ=30.0°
-35.0°
、C=10-60Kpa、[R]=0.5-0.6Mpa)。
3结论
3.1地质概况
坝址由于本区受区域构造挤压的影响,在一定深度内风化破碎,抗压、抗剪强度低。
3.2地形地貌
3.3物理地质现象
清基后基坑物理地质现象仅见有三处小型表层滑坡体(H1、H2、H3),由于该塌滑体体积较小(50~150m3),其对工程稳定安全基本无影响,但在下一阶段施工时需全部清除干净。
3.4地层岩性
3.5地质构造
3.6岩体风化
据本次地质编录揭露,在整个坝基面及开挖形成的边坡壁,仅见有全、强风化岩体。
全风化层:
岩体呈砂土状,该风化岩体浸水易崩解,与松软土体特征近似。
该层靠坝顶部分基本可以满足设计要求,下部需全部清除。
强风化层:
岩体呈干砌块石状,整体性差,疏松易碎,其物理力学性质显著减弱。
但仍能满足设计要求。
3.7坝基工程地质评价
a、坝基河床及河床两岸台地上的第四系冲洪积(Qapl)含砾石砂,漂、块、卵、砾石砂层,粉土和粉细砂层,结构松散,强度低不能满足设计要求,加之透水性较大,在高水头渗透动水压力作用下,易产生机械管漏破坏,渗流不稳定。
因此需全部开挖清除。
b、河谷两岸山坡残坡积(Qedl)含粘粒粉砂土、粉土、粉质粘土层,结构中密,强度低且透水大,在高水头渗流的作用下,稳定性差,渗流也不稳定。
c、崩积堆积层(Qcol)——该层分布于基面开挖形成的边坡和基面较陡变坡处。
结构松散强度低,透水性大,渗透稳定性差。
d、坝基基岩之全、强风化层,节理裂隙发育,岩体不完整,全风化层结构松散强度低,不能作为坝基持力层,需全部清除;
强风化层岩体破碎强呈干砌块石状但仍具有一定强度,能满足上部荷载要求但其透水性强,在渗透水流的作用下,易产生渗透破坏变形,但作为土石坝地基层,只要进行防渗帷幕灌浆处理,降低透水性,延长渗透途径,其渗流尚是稳定的。
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