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据2019年国家地震局编制的国家标准(GB18306-2019)1/400万《中国地震动参数区划图》,工程区地震动峰值加速度为<
0.05g,详见地震动峰值加速度区划图(附图二),相应地震基本烈度小于Ⅵ度。
2.4水文地质
本区地下水的赋存条件与分布规律,主要受地质构造、岩性、地貌、古地理环境及气候等诸因素的控制和影响,其赋存形式有三种,即基岩裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙层间水和第四系松散岩类孔隙水。
2.5物理地质现象
河岸冲刷:
由低液限粉土或粉土质砂组成的河床易受水流的冲刷。
由于河岸的冲刷,导致河道蛇曲现象明显。
沼泽化湿地:
沼泽化湿地多分布于河流两侧的低洼处或古河道中及砂丘间的洼地,对于道路的危害就是翻浆。
风积砂丘:
分布在河谷平原和山前倾斜平原上,在山区多见于山坡、河谷两岸。
山口多为风积砂丘,可分为固定、半固定及活动三种。
平砂地多分布在山前倾斜平原上和河谷平原上,分为活动和固定两种,岩性为细砂和中细砂。
风积砂丘对草原沙化有一定的不良影响。
3水库区工程地质条件及评价
3.1地质概况
库区处于中低山区,河谷呈南东-北西向,山顶高程950m~1100m,两侧支沟较发育。
山体谷坡以上部分岩石裸露,谷坡以下表部由风积低液限粉土或粉土质砂覆盖,形成平缓的草原地貌形态。
某河谷呈“U”字型,河谷宽度400m~600m,地形平坦,两岸山体地形坡度一般形坡为20°
~30°
,低山丘陵与平原连接地段。
一般地形坡度为5°
~15°
。
河床宽度20m~30m,局部见有漫滩。
河曲现象明显,岸坡多呈陡立状。
水库区出露的基岩主要二迭系上统北大山组(P2b):
流纹岩和熔岩、侏罗系查干诺尔组(J3c):
火山碎屑岩为主,凝灰质砂岩、安山岩、玄武岩及火山熔岩。
侵入岩为华力西晚期侵入岩,岩性为基性辉长岩(υ34)。
第四系松散堆积层主要为冲积层(Q4al)和风积层(Q4eol),冲积层表部多为低液限粘土、粉土,下部为灰白色、黄色级配不良细砂(砾)。
风积层主要为灰黑色低液限粘土、黄褐色粉土质砂或级配不良细砂。
水库两岸草原植被发育地段,基本没有冲沟,无地表径流,大气降水直接渗入地下通过地下潜流方式补给河水。
植被不发育地段多形成冲沟。
库水水化学类型为重碳酸钙型水,对混凝土无腐蚀性。
根据发电厂锅炉用水水质评价标准,库水PH值8.06-8.40为弱碱性;
矿化度0.3g/L为低矿化水;
总硬度1.8-2.1为很软的水。
根据上述指标库水属弱碱性低矿化很软的水,基本可以满足电厂用水水质要求。
3.2水库渗漏、浸没
库区两岸大部分为基岩,山体连续、宽厚,山体比高多大于50m,且未见有低矮的垭口地形和通向库外的渗漏通道。
故不存在向邻谷渗漏的问题。
库区内无居民点和工矿企业等重要建筑物,仅有少部分农田和草地。
故不存在浸没问题,淹没损失亦很小。
3.3水库坍岸与淤
库区两岸大部分为基岩,基岩出露地段.地形相对平缓,未发现不稳定岩体,不致于发生较大规模的塌方.仅部分地段为风积而成的山前倾斜平原,其组成物为低液限粉土、粉土质砂和级配不良细砂,极易受到水流的冲刷,但库区地形坡度均较缓,草原型植被发育,一般地形坡度为5°
,故水库一般不会产生坍岸。
水库固体经流来源少,故水库游积问题不大。
需要说明的是,水库蓄水后由于低液限粉土、粉土质砂和级配不良细砂在波浪冲蚀作用下,局部将会产生小规模的坍滑,但方量有限,对水库运行无大影响。
3.4水库工程地质评价
库周山体连续,未见有低矮的垭口地形,相邻河谷相距甚远。
不存在向邻谷渗漏的问题。
水库上游无居民和工矿企业等重要建筑物,不存在浸没问题。
库岸地形坡度较缓,一般不会产生坍岸问题,虽然水库蓄水后低液限粉土、粉土质砂和级配不良细砂在波浪冲蚀作用下会产生小规模的坍滑,但方量有限,对水库运行无大影响。
总体来说,水库的工程地质条件良好。
4坝址区工程地质条件及评价
4.1地质概况
坝址位于某河下游河段上,河流自南东流向北西,河谷呈“U”字型,两岸地形坡度20°
河谷开阔,河流蜿蜒曲折,河床窄浅,一般为20m~45m,两侧发育有宽阔的河谷平原,宽度约500m,地面高程一般为851m~857m,丰水期其上多形成沼泽化湿地。
组成坝址的地层岩性主要为侏罗系上统查干诺言尔组熔结角砾凝灰岩及第四系全新统冲积层、坡残积层和风积层。
冲积层(Q4al):
分布于河床及河谷平原,由冲积而成的低液限粉土、粘土,级配不良细砂、级配不良砾构成,厚度8.0m~12.0m。
坡残积层(Q4dl+el):
仅分布于右岸坡麓地带,主要岩性为碎石混合土、碎块
石,厚度一般5.0m~12.0m。
风积层(Q4eol):
主要由低液限粉土、粉土质砂、级配不良细砂组成。
两岸山坡及坡麓地带均有分布。
厚度般为5m~15m。
坝址区基岩大部分被第四系风积层覆盖,岩石露头较少,且多呈强风化状态。
仅在少部分露头良好的地段见有一条断层和四组节理。
断层F1:
走向N20º
E,倾向NW,倾角65º
,破碎带宽度15cm~20cm,组成物为主要为碎裂岩,为逆断层。
节理:
①走向N30º
E,倾向NW或SE,倾角60º
~80º
,面多光滑平直,多张开5mm~10mm,岩屑充填,延伸较长。
②走向N40º
W,倾向NE或SW,倾角60º
,面多平直,多张开5mm~8mm,岩屑充填。
③走向N60º
E,倾向SE或NW,倾角50º
~60º
。
多张开5mm~8mm,延伸较短。
④走向N60º
W,倾向SW或NE,倾角50º
多张开3mm~5mm,延伸较短。
上述节理以①、②组较发育,③、④组次之。
坝址区河谷地下水埋深一般为2.50m~5.0m。
两岸地下水埋深20m~23m,地下水与地表水的关系是地下水补给地表水。
河水和地下水水化学类型均为重碳酸钙型水(HCO3--Ca),根据环境水对混凝土的腐蚀性判定标准,两者对混凝土无任何腐蚀性,且满足灌溉用水的标准,实测指标见表1。
表1环境水对混凝土的腐蚀性判定成果表
腐蚀性类型
判定标准
实测指标
评价
判定指标
腐蚀程度
界限指标
河水
地下水
分解类
溶出型
HCO3—离子含量(mmol/L)
无腐蚀性
HCO3—>
1.07
3.97-4.07
4.23-4.38
无腐蚀
弱腐蚀
1.07≥HCO3—>0.70
中等腐蚀
HCO3—≤0.70
强腐蚀
--
一般酸性型
PH值
PH>
6.5
8.06-8.40
7.54-7.56
6.5≥PH>6.0
6.0≥PH>5.5
PH≤5.5
碳酸型
侵蚀性CO2含量(mg/l)
CO2<
15
0.00
15≤CO2<
30
30≤CO2<
60
CO2≥60
分解结晶复合类
硫酸镁型
Mg2+含量
(mg/l)
Mg2+<
1000
13.21-14.2
12.2-12.7
1000≤Mg2+<
1500
1500≤Mg2+<
2000
2000≤Mg2+<
3000
结晶类
硫酸盐型
SO42--含量
普通水泥
2.54-2.88
2.75-2.92
SO42--<
250
250≤SO42--<
400
400≤SO42--<
500
500≤SO42--<
抗硫酸盐水泥
3000≤SO42--<
4000
4000≤SO42--<
5000
5000≤SO42--<
10000
4.2坝基岩土工程地质特征
侏罗系上统查干诺尔组(J3c4):
熔结角砾凝灰岩,呈灰色--黑色,熔结角砾凝灰结构,块状构造。
主要由火山角砾、岩屑、晶屑和火山玻璃组成。
根据钻孔资料,两岸山体岩石多呈强-弱风化带状态,仅右岸坡底见有呈囊状风化的全风化岩石外,一般厚度多小于4m。
河床岩石一般无全风化岩石,且强风化带岩石厚度亦较薄,一般为1.0m~2.0m。
根据钻孔压水试验结果,两岸山体岩石的透水率为23Lu~70Lu,呈中等透水性。
坝基岩石的透水率多小于10Lu,上部一般为5.1~9.0Lu,下部一般为2.1~4.8Lu。
岩石物理力学性质见表2。
第四系全新统地层,由上至下分述如下:
a)有机质土:
分布于地表,主要由黑色低液限粉土组成,富含植物根系。
厚度0.20cm~0.40cm,结构疏松。
b)低液限粉土(Q4al):
为河流冲积而成,黑色,稍湿,略具塑性,厚度2.5m~3.5m,层中见有3cm~5cm的粘土和粉砂层条带,土层不均一。
其主要物理力学指标均值:
孔隙比1.0,压缩系数0.811MPa-1,压缩模量2.66MPa,具高压缩性。
凝聚力22.23KPa,内摩擦角19.97°
渗透系数6.06×
10-3cm/s。
标准贯入试验锤击数5~7击。
其他物理力学指标详见表3。
c)低液限粘土(Q4al):
为河流冲积而成,黑色,稍湿,可塑,见大孔隙。
呈透镜体分布,最大厚度2.5m。
孔隙比1.165,压缩系数0.902MPa-1,压缩模量2.57MPa,具高压缩性。
凝聚力29.91KPa,内摩擦角15.65°
渗透系数K=1.44×
10-5cm/s。
d)级配不良细砂(Q4al):
为河流冲积而成,浅黄色,结构松散,主要由石英,次为长石组成。
分布于粉土层的下部,厚度一般为1.0m~2.0m。
其颗粒组成见表4,渗透系数K=6.5×
10-4cm/s,呈中等透水性。
e)级配不良砾(Q4al):
为河流冲积而成,分布于细砂层的下部。
中密,饱和状态,砾石成分主要为花岗岩,安山岩、凝灰岩等火山岩,厚度2.0m~4.5m。
其颗粒组成见表4。
现场抽水试验得其渗透系数平均值K=33.5m/d,呈强透水性。
从钻孔资料得知,该层底部局部分布有粘土夹卵砾石层,一般厚度多小于0,50m。
上述河谷冲积层在垂向上,上细下粗,在横向上河谷中心部位沉积物颗粒粗,厚度稍大,而边缘部位颗粒细且厚度薄,反映了河流沉积的特点。
f)碎石混合土(Q4dl+el):
为坡残积物,主要由碎石、低液限粉土和粉土质砂组成。
碎石含量约占40%,成分主要为角砾凝灰岩,多呈棱角状,干燥,结
表2岩石物理力学试验成果表
岩
性
项
目
试
验
值
颗粒
密度
块体积密度
紧
密
度
孔
隙
率
吸水率
软化
系数
单轴
抗压强度
弹性
模量
泊
松
比
烘干
饱和
自由
—
g/cm3
%
MPa
103MPa
熔结角砾凝灰岩
组数
3
2
最大值
2.75
2.63
2.68
95.94
5.84
1.76
2.08
0.74
106
77
45
0.20
最小值
2.72
2.58
2.61
94.16
4.06
0.57
0.64
75
40
44
0.17
平均值
2.73
2.60
95.39
4.61
1.02
1.19
0.69
87
0.19
注:
岩石呈中等风化状态。
表3坝基粘性土的物理力学性质试验成果汇总表
土
名
称
试
验
指项
标目
含
水
量
密度
饱
和
重
液
限
塑
塑性
指数
液性指数
压缩
抗剪强度
渗透系数
(k)
凝聚力
内摩擦角
湿
干
W
ρ0
ρd
E
Sr
Gs
WL
Wp
Ip
IL
a1-2
Es
C
Ф
KV
MPa-1
KPa
°
cm/s
低液
限粘土
(冲积)
试验组数
试验值
26.3
1.73
1.37
0.985
72.6
38.3
24.2
14.1
0.15
0.540
3.38
30.40
14.60
1.31*10-5
试验值
25.8
1.46
1.16
1.345
52.2
36.5
24.3
12.2
0.12
1.264
1.75
29.42
16.7
1.56*10-5
26.05
1.60
1.26
1.165
62.4
37.4
13.15
0.14
0.902
2.57
29.91
15.65
1.44*10-5
低液限粉土
21.2
1.63
1.48
49.3
2.70
32.3
23.7
8.6
-1.71
1.24
3.55
23.54
20.8
6.06*10-4
10.5
1.49
1.25
1.093
34.4
29.7
23.0
6.7
-0.29
0.693
1.57
20.59
19.3
1.71*10-4
15.8
1.55
1.34
1.00
40.83
30.93
23.2
7.6
-1.03
0.811
2.66
22.23
19.97
4.13*10-4
(风积)
15.4
1.61
1.40
0.914
2.67
25.5
8.8
-0.15
0.860
2.34
14.6
23.8
3.06*10-4
1.58
1.28
1.10
58
30.8
21.3
9.5
0.26
0.732
1.68
12.5
20.2
5.12*10-4
19.6
1.01
52
28.15
19.0
9.20
0.06
0.796
2.01
13.55
12.0
2.05*10-4
坝基砂性土颗分试验成果表
表4
指
标
密度
颗粒组成(mm)
不
均
匀
系
数
曲
系
数
休止角
渗
透
系
>
20
~
2.0
0.5
0.25
0.075
<
水上
水下
--
(k)
级配不良砾
(Q4al)
1.99
1.78
35.2
36.3
16.3
1.2
69.0
0.43
38
34
50m/d
1.90
1.72
2.65
24.0
28.4
12.3
9.0
7.2
32.2
28
20m/d
1.93
29.3
31.8
14.5
0.8
51.5
0.28
31.5
33.5m/d
级配不良细砂
(Q4al)
4
2.02
9
40.2
56
3.8
0.92
35
9.12*10-3cm/s
1.88
1.66
27.2
47
2.8
33
24
3.88*10-3cm/s
1.92
1.70
2.64
8.34
33.5
6.16
3.15
0.83
26
6.5*10-3cm/s
构较松散,局部呈架空结构。
分布于右岸坡麓一带,最大厚度8.0m。
简易注水试验得其渗透系数K=120m/d,呈强透水性。
4.3坝基渗透稳定
坝基由低液限粉土、低液限粘土、级配不良细砂和级配不良砾组成。
a)低液限粉土
渗透变形为流土,比重Gs=2.70,干密度1.34g/cm3,孔隙率n=50%,流土临界水力坡降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)=0.85
b)低液限粘土
渗透变形为流土,比重Gs=2.72,干密度1.26g/cm3,孔隙率n=54%,流土临界水力坡降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)=0.79
c)级配不良细砂
渗透变形为流土,比重Gs=2.64,干密度1.70g/cm3,孔隙率n=36%,流土临界水力坡降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)=1.05
d)级配不良砾
砾石含量61.6%,砂37.6%,粉粒0.8%,孔隙率n=34%,比重Gs=2.66,干密度1.75g/cm3,区分粒径为2mm。
土的细粒含量Pc=38%,大于砂的含量,渗透变形为流土,比重Gs=2.64,干密度1.70g/cm3,孔隙率n=36%,流土临界水力坡降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)=1.10
e)接触冲刷
坝基下部为级配不良细砂、级配不良砾组成。
D10=0.24mm,d10=0.082mm。
D10/d10=2.9,不会产生接触冲刷。
4.4坝基土的地震液化
区内地震动峰值加速度为<
0.05g,对应地震基本烈度为小于Ⅵ度区。
应用相对含水量和液性指数复判法:
a)相对含水量采用公式:
Wu=
式中Wu---相对含水量(%);
Ws---少粘性土的饱和含水量(%);
WL---少粘性土的液限含水量(%);
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