xx水库勘察报告.docx

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xx水库勘察报告

Xx省xx县xx水库

岩土工程勘察报告

（初设阶段）

xx市水利勘测设计研究院

二O一一年六月

1.绪言

1.1工程概况

xx水库位于xx省xx市xx县xx乡，xx流域xx河水系xx河支流，控制流域面积2.0平方公里，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小

（二）型水库。

该水库建于1972年。

“75.8”洪水后，重新确定了水库运用调度方式，进行了水文复核，水库达到30年一遇洪水标准设计，300年一遇洪水标准校核。

设计水位186.90m，相应库容46.68万m3，校核水位187.69m，相应库容53.30万m3，兴利水位184.73m，兴利库容34万m3，死水位172.60m，死库容2.0万m3，“75.8”洪水后，根据省保坝洪水设计要求，按日降雨量1130mm进行规划设计，校核水位187.69m，相应库容53.30万m3。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252－2000，银洞沟水库属小型水库，工程等级为五等，主要建筑物为四级。

主要建筑物有大坝、溢洪道、斜卧管等。

大坝全长165m，为均质土坝，坝顶高程189.0m，最大坝高24.0m，坝顶宽2.5m。

大坝上游坝坡1：

2.5。

下游坝坡1:

2.5～1:

3.0。

坝后无排水设施。

大坝防渗型式为截水槽，回填土料为重粉质壤土。

溢洪道位于大坝右岸，座落在南端的岩基上，底宽10m，进口底高程184.8m，为砌石矩形槽，水平段长25.0m，陡坡段长20米。

斜卧管位于大坝轴线桩号0+150处，于1972年建成，进口高程为172.60m，输水洞为砌石盖板涵，尺寸：

0.8×0.9米，长80m，设计最大泄量0.2m3/s。

1.2工程地质勘察及建筑物简介

该水库建于1972年，当时缺乏设计，大坝质量差，溢洪道、输水洞存在严重质量问题。

水库下游为村庄、学校，安全问题关系重大，目前存在严重安全隐患，主要表现为；

1．坝基处理不彻底，坝体填筑质量差，干密度偏低，压实度合率不满足要求；发现多处白蚁蚁穴。

2．坝基主河槽段长年渗水，形成渗流通道。

3．上游块石护坡损坏、无反滤层，下游无排水设施。

4．溢洪道下游消能工损毁。

5．斜卧管损坏、输水洞漏水严重。

6．无管理及监测设施，防汛道路雨天不能通车。

为此，xx县水利局委托我院对大坝进行了安全鉴定勘察工作。

本次勘察的目的是为了进一步查明该水库枢纽工程的工程地质条件，为设计提供所需的工程地质勘察依据。

主要任务是：

①全面复查影响工程安全的工程地质和水文地质条件，检查工程运行后地质条件的变化情况；

②对坝基、岸坡的工程处理效果和坝体填筑质量作出评价；

③初步查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程安全鉴定分级提供地质资料；

④提出工程区地震参数。

2011年5月开始收集以往资料并进行研究分析，同时开展实地踏勘及勘探工作对大坝坝体填筑土及坝基岩土进行取样，室内试验，以查明坝体填筑土质量及其渗透性，坝基土地层结构，分布规律及其渗透性；查明输水洞上覆填筑土质量及下伏地层的岩性及物理力学性质。

本次勘察工作共布勘探钻孔3眼，总进尺41.5m。

取原状土样及室内土工试19组。

具体完成见下表：

勘探工作量一览表

项目

数量

项目

数量

测量定孔（个）

3

取

样

原状样（组）

13

钻

探

孔数（个）

3

扰动样（组）

进尺（m）

41.5

渗透试验

3

室

内

试

验

物性试验（件）

13

原

位

测

试

标

贯

孔数（个）

颗分试验（件）

点　　次

常规压缩（件）

10

静

探

孔数（个）

水质分析（件）

进尺（m）

2.区域地质概况

2.1地层岩性

该区出露地层岩性主要为中元古界落峪群（Pt2ly），主要岩性为石英岩和第四系全新统砾卵石、上更新统粉质粘土。

2.2地质构造

水库区位于华北平原与伏牛山余脉交接部位，构造上属伏牛-大别弧形构造带。

地层时代为古生代，经历过多次构造运动，断裂以北西向为主，均属小型断裂。

力学性质为压扭性，具多期活动的特点。

根据河南省构造体系图，水库区附近无大的断裂通过。

新生代以来构造趋于稳定，表现为地壳的缓慢上升。

基本属构造稳定区。

据1991年中国地震局编制的《中国地震烈度区划图》及《中国地震动参数区划图》（GB1800－2001），本区抗震设防烈度为6度，设计动峰值加速度值为小于0.05g。

2.3水文地质条件

地下水主要为基岩裂隙水和河谷地带的第四系孔隙水。

补给来源主要为大气降水及上游侧向径流。

排泄方式主要为侧向径流,补给库水。

3.库区工程地质条件及评价

3.1地形地貌及物理地质现象

库区为侵蚀低山、丘陵地貌，海拔高度一般为168—508.6m。

由于水库上游低山有植被覆盖，水土流失不甚严重，固体径流量较小，因此库内虽然存在一定淤积，但并不严重。

3.2地层岩性

库区出露地层主要为中元古界（Pt2）石英岩和第四系全新统及上更新统粉质粘土。

中元古界石英岩：

主要分布于坝址南北两侧山地区域。

表层为中等风化。

属硬质岩。

第四系（Q）：

主要分布于水库上下游河谷处。

全新统（Q4al+pl）与上更新统（Q3al+pl）：

分布于大坝下游及河流两侧与河槽处，河槽处为全新统（Q4al+pl）砾卵石，河流两侧岩性为灰黄色，可塑状粉质粘土。

3.3水文地质条件

该水库库区内水文地质条件较简单，地下水类型主要为基岩裂隙水及第四系松散岩类孔隙潜水，主要接受大气降水入渗补给。

地下水向河谷及库区发生径流，消耗于库面蒸发及排向水库下游。

3.4库区水文工程地质条件评价

1.水库位于低山区，属低山地貌，植被较发育，无塌岸现象，因此固体径流量相应较少，水库淤积量不大。

2.库周分水岭地下水位均高于库水位，地下水补给库水，不存在库水外渗问题。

3.库周边均为基岩低山，岩石完整性好，属构造稳定区，工程地质条件好。

4.坝址区工程地质条件

4.1坝基工程地质条件

4.1.1地层岩性

根据本次钻探资料，坝址区地层自上而下可分为二层。

分述如下：

②粉质粘土夹碎石（Q4al+pl）：

分布在河槽内，青灰色，碎石含量约50%,含水量25.0－30.0%，呈中密状，具中等压缩性。

该层只分布于河槽内，厚4.0m。

③中风化岩：

石英岩，肉红色，上部裂隙发育，质硬性脆，抗压强度高，较完整，质量基本等级为Ш级。

4.1.2水文地质条件

地下水类型主要为基岩裂隙水及粘性土孔隙水，补给来源主要为大气降水及上游水库水，排泄于河谷及下游洼地。

根据试验室土样渗透试验并结合山区工程地质勘察经验确定其渗透系数及渗透性见下表。

地基岩土渗透性一览表　　　表4.1.2-1

岩性

渗透系数（cm/s）

渗透性

②含淤泥粉质粘土

5.7×10-4－6.2×10-5

弱透水性

③中风化石英岩

3.5×10-5－1.2×10-6

微透水性

4.1.3评价

1.河槽段坝基表层为粉质粘土含碎石，稍—中密状，强度较低，坝基处理不彻底，存在不均匀沉陷问题。

2.河槽段筑填土与坝基土接触处，处理不彻底，河槽段下游常年有渗水，说明存在坝基渗漏问题,并形成渗流通道。

4.2大坝填筑土工程地质条件评价

4.2.1填筑土工程特性

坝体填筑土岩性为①粉质粘土，黄褐色，压实不均匀，自重固结已完成，土质较均匀，呈中密状，干密度1,49—1.61g/cm3,压缩系数0.18-0.43Mpa-1，为中压缩性土，根据室内试验渗透系数7.59×10-5cm/s，属弱透水性。

填筑土在主河槽段厚20.5m；右台岸厚12.0－18.0m；左台岸厚6.0—8.0m。

其物理力学指标见表4.2.1。

各土体单元的力学性质指标参数表统计表表4.2.1

4.2.2评价

1.大坝高24.0米，坝顶宽2.5米，迎水坡坡率1:

2.5，背水坡坡率1:

2.5～1:

3.5，但坝坡面局部沉陷。

2.坝体筑土干密度小于设计值1.62g/cm3，渗透系数大于1×10-6cm/s，干密度偏低，筑土质量一般，经过40年运行，自重固结程度高，坝体无渗水、漏水现象。

5.输水洞工程地质条件评价

输水洞建于1972年，主要功能是为控制库水，以供灌溉之用，兼顾汛期泄洪及放空库容。

输水洞位于大坝右侧，正交于大坝，为坝下埋管式压力洞，洞身座落于填筑土基上。

设计孔径为φ300（mm），结构型式为斜卧圆管，进口高程为175.0m。

输水洞目前存在诸多病险问题：

1.输水洞基础位于填筑土基上，填筑土压实不均，由于出口闸门存在漏水，形成地基土的不均匀沉陷问题，造成管洞变形、开裂,洞身沉降缝止水失效，输水洞漏水非常严重，以致于水库不能蓄水。

2.进口无拦污栅。

3.启闭机及闸门老化，已不能使用。

6.溢洪道工程地质条件评价

溢洪道位于大坝右侧，底宽10.0m，进口底高程184.73m，长70.0m。

溢洪道座落在石英岩上，工程地质条件良好。

溢洪道经过四十余年的运营作用，目前存在问题主要为：

溢洪道陡坡段消能设施损坏。

7.天然建筑材料

7.1土料

土料场可选择坝体北侧的农耕地，土料丰富，可就近采用。

土料场长120m，宽50m，有用土层厚8.0m，可采储量4.8万m3。

用人工或机械开采均可，开采条件良好。

土料为粉质粘土，灰黄、棕黄色，可塑状态，土料比重2.72，液限38.50％，塑限23.60％，塑性指数14.90，砂粒含量1-2%，最大干密度1.67g/cm3，压缩系数αv1-2=0.21MPa-1，压缩模量Es1-2=8.7MPa，凝聚力C=50.0MPa，内摩擦角φ=12.6°，渗透系数5.2×10-5cm/s，储量及质量均满足要求。

7.2砂、石料

砂石料均可购买。

砂料从107国道购买，粗、中、细均有，砂质纯净，质量较好，运距约40km，交通便利。

石料可就近购买，该处有多个石料厂，石料岩性为白云质灰岩，微风化，石质坚硬，其物理力学指标为：

饱和单轴抗压强度150MPa，软化系数0.88，容重2.80g/cm3，质量能移满足要求。

运距4km。

8.结论与建议

（1）库区出露地层主要为中元古界（Pt2）石英岩和第四系全新统砾卵石及上更新统粉质粘土。

（2）水库位于低山区，属低山地貌，植被较发育，无塌岸现象，因此固体径流量相应较少，水库淤积量不大。

（3）库周分水岭地下水位均高于库水位，地下水补给库水，不存在库水外渗问题。

（4）河槽段坝基表层粉质粘土夹碎石未清除干净，坝基处理不彻底，河槽段下游常年有渗水。

存在坝基渗漏问题,并形成渗流通道。

输水洞漏水严重。

建议对输水洞重修。

（5）建议对溢洪道溢洪道陡坡段消能设施重修。

（6）坝体筑土干密度小于设计值1.62g/cm3，渗透系数大于1×10-6cm/s，干密度偏低，筑土质量一般，经过40年运行，自重固结程度高，坝体无渗水、漏水现象。

（7）该区地震基本烈度为6度，动峰值加速度为0.05g，应据此设防。