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三峡库区地灾防治顾问部文件
中国中铁二院
工程集团有限责任公司
三峡库区地灾防治顾问部文件
中铁二院三峡顾问咨发〔2007〕167号
关于重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程非应急项目
长寿区川江船厂库岸(大段序号191)可行性研究阶段
(分段序号624、626)
勘查报告的咨询评估报告
重庆市国土资源和房屋管理局:
根据重庆市三峡地防办委托,中铁二院工程集团有限责任公司三峡库区地灾防治顾问部于2007年10月26日~11月22日,在中铁二院重庆院会议室对中国水电顾问集团中南勘测设计研究院编制的《长寿区川江船厂库岸(大段序号191)可行性研究阶段勘查报告》(以下简称《勘查报告》)进行了评估。
参加会议的单位有重庆市三峡地防办、长寿区地质环境监测站、中国水电顾问集团中南勘测设计研究院。
评估期间,同与会人员交换了意见,勘查单位根据评估期间的意见进行了修改完善,于11月26日提交了修改完善后的《勘查报告》,经认真研究,现将《勘查报告》咨询评估意见报告如下:
一、基本情况
1、库岸概况
川江船厂库岸位于川江船厂车渡码头至川维码头间,沿坝前175m(吴凇高程)水位线库岸长1012m。
受三峡库水位影响,该段库岸的水位将在175.6m(吴淞高程)和枯水位之间变动。
包括分段序号624、625、626三段,调查阶段查明分段序号625已治理,划为Ⅲ类,未进行勘查工作。
624段,土质库岸,岸坡平顺,库岸长148m,为滑移型、侵蚀剥蚀型塌岸,塌岸强烈程度为轻微~强烈。
626段,土质库岸,平面上呈突出弧形,库岸长564m,为滑移型、侵蚀剥蚀型塌岸,塌岸强烈程度为轻微~强烈。
2、完成工作量
本次勘查完成的主要工作量与勘查设计工作量对比情况见表1。
表1完成(收集)主要勘查工作量与设计工作量对比情况表
项目
单位
设计工作量
完成工作量
备注
工程地质平面调查
km2
0.3
0.3
实测剖面(1:
200)
m/条
892/6
901/6
地质点测量
组日
4
4
钻探
钻孔
m/孔
146/11
114.27/8
利用已有钻孔
m/孔
0
910.62/49
含两份报告
井探
m/个
36.5/7
0
现场大重度试验
组
8
2
取样
土样
件
22
19
岩样
件
18
19
水样
件
2
2
室内试验
岩石
物理性质试验
组
6
21
单轴抗压强度试验
组
6
6
三轴剪切试验
件
2
2
土
常规试验
组
5
5
颗粒分析
件
5
5
水
水质简分析
件
2
2
天然建筑材料调查
项
1
1
评估认为:
勘查设计变更单对工作量的增减进行了原因说明,完成的勘探工作量与勘查设计书及勘查设计变更工作量基本相当,基本满足《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求》(以下简称《勘察技术要求》)。
二、防治工程建设的必要性和紧迫性
在三峡水库建成蓄水后,库岸在库水位频繁波动的情况下可能产生破坏变形,将危及影响范围内的基础设施、厂房和居民人身的安全。
危害情况:
624段影响码头下河公路,可能经济损失428.17万元;626段影响川维厂自来水厂、川维物流公司船队办公楼,危及人口56人、可能经济损失1984.02万元。
624、626段地质灾害危害程度等级为Ⅲ级。
评估认为:
塌岸范围内主要危害对象为码头下河公路、川维厂自来水厂、川维物流公司船队办公楼,对624、626段库岸进行部分治理是必要的。
分段确定的地质灾害危害程度分级为Ⅲ级基本恰当。
三、库岸区地质条件
库岸位于长江左岸一级阶地—川江船厂至川维尼纶三码头一带,为河流冲刷岸。
阶地属基座阶地,阶面高程170.0m~180.0m。
覆盖层为第四系人工杂填土、冲积物粉质粘土和粉砂、崩坡积碎块石土。
基岩为侏罗纪中统上沙溪庙组(J2s)砂岩与泥岩互层组成。
勘查区位于梁平向斜南翘起端,地层平缓,呈单斜状,岩层产状:
25°~28°∠12°~17°。
未见断层等不利地质结构面。
据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),勘查区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为Ⅵ度。
岸坡均为土质岸坡类型,岩土体结构类型上部覆盖层由第四系填土层和冲积粉质粘土、粉砂土层组成,厚1.2m~18.35m,下伏基岩为厚层状砂岩与泥岩互层,局部见泥岩团块(或透镜体)。
库岸地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩风化裂隙水,补给来源为大气降水,水量较小,现场调查中未发现泉水出露点。
库岸地下水位一般埋深为8.0m~10.0m,三峡水库蓄水运行后,库岸地下水位将随库水位的波动而变化。
根据区域资料并结合地区经验:
人工填土为透水层,渗透系数1.72m/d~5.81m/d;粉质粘土为弱透水层,渗透系数0.0125m/d~0.081m/d;中等风化基岩为弱透水层,渗透系数0.327m/d~7.02m/d。
据区域环境资料场地内地下水和地基土对砼无腐蚀性。
624段库岸目前未见明显变形迹象;626段库岸干砌片石护坡段顶部水泥路面,广告牌及坡脚挡墙均见有变形开裂现象。
此外,该段7-7’剖面一带于2007年8月出现表层土体滑移变形破坏。
评估认为:
《勘查报告》对库岸区地质环境条件论述基本清楚。
四、库岸分段及各段工程地质特征
在规勘阶段库岸分段的基础上,根据库岸工程地质特征(如地形地貌、岸坡工程地质结构、水文地质条件等)及可能出现的塌岸破坏方式对库岸段进行细分,其中624库岸段被细分为AB、BC两亚段;626库岸段被细分为DE、EF、FG三亚段。
1、624库岸段
岸坡平顺,沿坝前175m(吴凇高程)水位线岸坡长148m。
坡腰分布一宽约8m通往码头的公路,高程在160m~178m之间,部分公路段临库有挡墙支护,长16m,分布高程170m~173m,目前无变形迹象。
岸坡坡脚高程160m左右,坡高15m~30m,大致以公路为界,岸坡可分为上、下两级,公路以下为斜坡,地表坡度10°~30°;公路以上分布1~3级平台。
岸坡表层分布厚1.2m~18.35m的第四第人工填土、粉质粘土和粉砂土,下伏基岩为紫红色砂岩与泥岩互层,岩层产状25°∠12°~17°,强风化岩体厚度2m~5m。
624-AB亚段:
以公路为界,公路外侧岸坡地形较平缓,坡度一般为19°,岸坡表层第四系覆盖层分布较薄,主要由人工填土组成,厚度1.2m~2.65m,坡脚分布河床冲积粉砂土,局部可见强风化砂岩露头。
公路内侧分布民宅和两级煤炭运转平台,煤炭运转平台高程分别为175m~176m和183m,堆煤厚度一般为3m~5m,煤炭运转场平台外侧采用浆砌石挡墙,挡墙高1m~10m,基础座落在砂岩上,墙顶高程分别为168m~175m和176m~182m。
本段未见变形现象。
624-BC亚段:
以公路为界,公路外侧岸坡地形相对较陡,坡度一般为32°,公路及其外侧岸坡表层分布人工填土,人工填土最大厚度18.35m,其下为河床冲积粉质粘土,土体均匀性较好,公路内侧主要为长明物流办公楼平台,平台高程181.7m,平台外侧为高约8.5m的浆砌石挡墙,挡墙基础置于粉质粘土内;公路内侧河床冲积粉质粘土分布较厚,最大厚度达18.35m。
该段内未见变形现象。
2、626库岸段
土质库岸,平面上呈向长江突出的弧形,沿坝前175m(吴淞高程)水位线岸坡长564m。
岸坡地形较陡,坡度30°~35°,坡顶系川江水厂厂房平台,平台高程182m左右。
平台以下往长江突出的弧形部位长约190m已由川维厂进行了支护。
覆盖层为厚0.35m~16.53m的人工填土、粉质粘土、粉砂土,基岩为紫红色砂岩与泥岩互层,岩层产状28°∠14°,倾向岸坡下游冲沟,强风化岩体厚度一般为0.68m~5.80m。
626-DE亚段:
岸坡较陡,坡度32°~36°。
覆盖层主要由人工堆积杂色粘土夹碎石与河流冲积粉质粘土、粉砂土组成,其中高程160m以上均为人工填土覆盖,厚度3.75m~10.46m,粉质粘土仅在3-3’剖面岸坡中下部揭露,厚度一般为1.5m~5.0m,冲积粉砂土主要分布坡脚,覆盖于人工堆积物之上,厚度约5m。
2007年8月,4-4’剖面一带曾发生过表层土体滑移变形。
626-EF段:
岸坡坡高约24m,地形较陡,地表坡度一般为34°,下游段岸坡中下部分布码头下河公路,公路外侧局部设置有挡墙,挡墙基础置于粉砂土上。
覆盖层厚度0.35m~16.53m,主要由人工填土、粉质粘土组成,粉砂土分布于公路外侧坡脚,最大厚度8.30m。
该段坡面已有干砌片石护坡,护坡长度190m,护坡上游段坡脚设置有混凝土挡墙,长度130m。
地表调绘发现坡顶水泥路面、广告牌及坡脚挡墙均有变形开裂迹象,但坡面未见鼓突现象,推测其变形主要为人工填土的不均匀沉降与广告牌基础变形所致。
626-FG亚段:
中部为通往码头的公路平台,平台宽约10m~30m。
公路以上岸坡坡高约14.0m,以下岸坡坡高约10.0m,岸坡地形上、下较陡,地表坡度分别为30°、36°。
覆盖层厚度为9.83m~14.92m,主要由人工填土、粉质粘土组成,粉砂土分布于坡脚一带,最大厚度9.45m。
评估认为:
《勘查报告》对库岸工程地质特征论述较清楚,库岸的工程地质分段合理。
初步查明了各段库岸的岸坡形态、岸坡地层结构。
五、塌岸预测与评价
1、塌岸预测方法
川江船厂库岸不存在岩质塌岸,因此取岸坡基岩与上覆土体分界面作为潜在滑面,采用传递系数法(折线滑动法)预测岸坡土体的整体稳定性,若整体不稳定,则岸坡的最终坍岸范围为上覆土体的分布范围。
若岸坡土体整体稳定,则分析岸坡土体中是否存在有力学性质差别较大的分界面(如粉质粘土与人工填土分界线),若有则取其分界面为次级潜在滑移面;采用传递系数法进行岸坡稳定性预测,若整体稳定则岸坡塌岸型式为冲蚀、剥蚀型,采用卡丘金法预测其最终塌岸宽度。
624库岸段的BC亚段,626库岸段的DE、EF、FG亚段均有可能产生滑移型塌岸,在勘查区工程地质条件分析的基础上,选取BC亚段的2-2’剖面,DE亚段的4-4’剖面,EF亚段的7-7’剖面和10-10’剖面,FG亚段的13-13’剖面进行岸坡土体整体稳定性计算。
计算工况依据《勘察技术要求》涉水滑坡的6种工况。
2、塌岸预测参数
根据岸坡岩土体物理力学性试验成果,结合岸坡工程地质条件,类比已有工程经验,岸坡潜在滑带土体物理力学参数选用见表2。
水下稳定坡角根据航道地形图确定,水位变幅带稳定坡角根据天然河道稳定岸坡段的平均枯水位,常年洪水位及其水位变动带自然坡角确定;水上稳定坡角根据调查区各类自然稳定边坡坡角确定。
根据调查统计,勘查区长江库岸不同特征水位下自然稳定坡角统计值和塌岸预测稳定坡角取值见表3。
表2岸坡潜在滑带土体物理力学参数选用表
土体名称
计算参数
内摩擦角(°)
内聚力(kPa)
重度(kN/cm3)
天然
饱和
天然
饱和
天然
饱和
粉砂土
18
15
0
0
19.1
19.6
素填土
30
20
0
0
20
21
粉质粘土
16
12
30
20
19.2
20.3
表3查区库岸不同特征水位下自然稳定坡角统计值和塌岸预测取值
岩性
156.0m以下
174.81m~150.1m
174.81m洪水位以上
调查值
取值(a1)
调查值
取值(a2)
调查值
取值(a4)
Q4al粉土、粉砂
6°~8°
8°
-
-
-
-
Q4al粉质粘土
10°~16°
12°
18°~25°
20°
22°~28°
25°
Qml人工填土
-
-
-
20°
25°~30°
30°
3、塌岸预测结果
对该库岸按滑移型分析计算结果见表4。
表4岸坡土体整体稳定性计算结果表(传递系数法)
分段序号
BC
DE
EF
FG
计算剖面
2-2
4-4
7-7
10-10
13-13
填土与粉质粘土界面
岩土
分界面
工况一
剩余下滑力(KN)
0
0
0
0
0
0
稳定系数
1.34
2.23
1.18
2.96
2.18
2.07
工况二
剩余下滑力(KN)
0
0
0
0
0
0
稳定系数
1.30
2.24
1.08
2.93
1.76
2.41
工况三
剩余下滑力(KN)
135.09
0
228
0
0
0
稳定系数
0.84
2.44
0.92
1.79
1.52
1.75
工况四
剩余下滑力(KN)
0
0
0
0
0
0
稳定系数
1.299
2.598
1.454
2.206
1.548
2.494
工况五
剩余下滑力(KN)
0
0
532
0
0
0
稳定系数
1.92
1.79
0.99
2.02
1.68
1.76
工况六
剩余下滑力(KN)
0
0
0
0
0
0
稳定系数
1.295
2.542
1.279
1.989
1.422
1.926
计算结果表明:
现状水位下,川江船厂库岸整体处于稳定状态,其稳定性安全系数介于1.34~2.96之间,岸坡整体稳定。
三峡水库蓄水后,624段及626段的EF、FG段整体稳定性安全系数介于1.52~1.76之间,整体稳定;626段的DE段在工况2时整体稳定性安全系数为1.08,处于基本稳定状态,工况3、工况5时,整体稳定性安全系数小于1,处于不稳定状态,其上覆土体有沿基岩面整体滑移的可能;BC段(2-2′剖面)在库水浸泡工况下,人工填土有可能沿其与下伏冲积粉质粘土界面产生整体下滑。
根据图解法、滑移型分析方法,各库岸塌岸范围预测评价见表5。
表5塌岸预测成果表
分段
名称
亚段
名称
剖面编号
岸坡岩
土类型
破坏模式
塌岸强
烈程度
预测塌岸
宽度(m)
影响高程
(m)
624
AB
1-1/
土质
岸坡
侵蚀剥蚀型-
轻微-
0-
168.26-
BC
2-2/
侵蚀剥蚀型
较强烈
11.90
175.67
626
DE
3-3/
土质
岸坡
滑移型
强烈
30.06
187.0
4-4/
滑移型
强烈
34.51
185.50
EF
5-5/~9-9/
土质
岸坡
已防护
-
-
-
FG
10-10/
土质
岸坡
侵蚀剥蚀型
强烈
29.72
184.00
11-11/
侵蚀剥蚀型
强烈
20.69
184.60
12-12/
侵蚀剥蚀型
轻微-
0
174.14
13-13/
侵蚀剥蚀型
较强烈
13.05
179.00
4、各库岸段预测评价
624-AB亚段
码头下河公路以上,岸坡已有浆砌石挡墙防护,挡墙基础置于砂岩上,库水对岸坡稳定性影响小,库岸稳定;公路以下,地形平缓,现状稳定,三峡水库蓄水对库岸稳定影响甚微。
624-BC亚段
岸坡现状稳定。
三峡水库蓄水后,不存在上覆土体沿岩土分界面整体滑移的可能,但特殊工况下人工堆积物将可能沿其与粉质粘土分界面产生滑移型塌岸,其后在库水冲刷影响下,暴露的粉质粘土岸坡将可能发生冲蚀、剥蚀型塌岸,两种型式的塌岸均将止于下河公路内侧已有挡墙。
预测库岸最终塌岸宽度为11.90m,塌岸影响高程175.67m。
塌岸影响对象为码头下河公路。
626-DE亚段
岸坡现状整体稳定,但表部土体已出现明显的滑移破坏现象。
三峡水库蓄水后,岸坡整体稳定性和局部稳定性均较差,在不利组合情况下,岸坡将可能发生整体(或局部)滑移失稳,酿成地灾。
预测该库岸段塌岸最终宽度30~36m,影响高程187m。
626-EF亚段
岸坡现状处于稳定状态,不存在整体滑移和较大规模局部滑移的可能,该库岸段坡面已进行干砌片石护坡,局部坡脚已设置挡墙,三峡水库蓄水后,岸坡整体稳定,由于坡面已有干砌片石防御库水冲刷、浪蚀,该库岸段发生冲蚀、剥蚀型塌岸的可能性也较小。
626-FG亚段
岸坡现状处于稳定状态,不存在整体滑移和较大规模局部滑移失稳的可能,三峡水库蓄水后,岸坡整体稳定,但可能发生侵蚀剥蚀型塌岸,预测其最终塌岸宽度13~30m,塌岸后缘高程184.60m左右。
评估认为:
塌岸预测参数进行了分析取值,塌岸的预测方法基本正确,确定的塌岸类型、范围基本合理,基本满足可行性研究阶段需要。
但《勘查报告》中塌岸强烈程度未按《勘察技术要求》中的标准划分。
六、塌岸防治治理工程措施建议
624库岸段AB亚段不进行治理,BC亚段沿公路外侧坡面采用干砌片石护坡,坡脚设置脚墙。
626库岸段在利用已有防治措施基础上,对DE、FG亚段坡面采用干砌片石护坡,完善坡脚脚墙。
评估认为:
《勘查报告》提出的治理方案可供设计参考。
七、天然建筑材料
选取距川江造船厂库岸不到5.0km的龙井湾石料场,该料场现为一采石场,分布侏罗系中统上沙溪庙组巨厚层状砂岩,砂岩岩层平缓,岩体完整,料场开采运输条件较好。
砂岩属硬质岩,适宜做块石料。
料场储量富足。
川江船厂库岸及其附近缺乏天然砂砾石料,混凝土所需砂石料须从外地购买。
评估认为:
下阶段对天然建筑材料建议外购的位置、质量、运输条件、运距作出说明。
八、意见和建议
(一)意见
1、塌岸范围内主要危害对象为码头下河公路、川维厂自来水厂、川维物流公司船队办公楼,对624、626段库岸进行部分治理是必要的。
分段确定的地质灾害危害程度分级为Ⅲ级基本恰当。
2.完成的勘探工作量与勘查设计书及勘查设计变更工作量基本相当,基本满足《勘察技术要求》。
3、塌岸预测参数进行了分析取值,塌岸的预测方法基本正确,确定的塌岸类型、范围基本合理,基本满足可行性研究阶段需要。
(二)建议
1、下一阶段应进一步查明塌岸预测参数,勘查重点是查明治理工程部位的工程地质条件。
对塌岸的分析评价以《勘察技术要求》为准。
2、下阶段对天然建筑材料建议外购的位置、质量、运输条件、运距作出说明。
九、初步设计阶段勘查工作建议
(一)防治方案建议意见
根据可研阶段《勘查报告》库岸地形平、剖面形态、库岸破坏方式、保护对象,建议防治方案如下:
在有保护对象地段采用护坡和抗滑桩。
据此,布置治理轴线的勘探点。
(二)对初步设计阶段勘查设计书的意见
2007年11月21日勘查单位按要求提交了简略的勘查设计书,勘查设计书主要内容包括勘查工作内容、方法、勘查工作部署和勘查工作量,勘查工作进度计划,保障措施。
11月22日与勘查单位充分交换意见,形成意见如下:
1、通过调整、补充后的勘查工作部署、勘查工作内容及勘查工作量基本能满足初步设计阶段的勘查要求。
主要勘查工作内容及勘查工作量见表6。
表6主要勘查工作内容及勘查工作量表
序号
工作项目
单位
工作量
备注
1
工
程
勘
探
钻探
m/孔
/7
井探
m/个
/
槽探
m3/个
/
2
原
位
测
试
大剪试验
组
大重度试验
组
4
抽水试验
台班/孔
压水试验
段次
/
注水试验
段次
2
渗水试验
台班
/个
钻孔地下水位动态简易观测
次/孔
/
标准贯入试验
次
12
3
取样
土样
原状土样
件
挠动土样
件
3
岩样
件
水样
件
/
4
室内
试验
土样
组
岩样
组
水质分析
组
2、控制勘查进度的工作是钻探,通过合理配置设备及人员,勘查单位可在20天内提交成果资料审查,勘查设计书勘查工作进度计划基本合理。
3、勘查过程中随着勘查过程及对库岸认识的深入,根据实际情况应合理调整及增减勘探点、线的布置,设计钻孔深度是预计深度,实际工作中应根据《勘察技术要求》孔深的确定原则或满足治理工程设计需要,确定实际孔深,应避免不必要的勘探工作量。
4、在工期短的情况下应加强作好人员调配及设备配置,以满足项目业主对工期的要求。
附件:
评估人员名单
二00七年十一月三十日
主题词:
地灾治理非应急项目库岸勘查评估报告
抄送:
顾问部领导、总工程师、计划技术室、专家组、存档
(2)。
中铁二院三峡库区地灾防治顾问部2007年11月30日印发
附件
长寿区川江船厂库岸(大段序号191)可行性研究阶段勘查报告
评估人员名单
审定:
李正川高级工程师
审核:
潘方贵高级工程师
项目负责人:
何义锋高级工程师
评估人员:
李玉生教授级高工
周颂杰教授级高工
李宏森教授级高工
杨朝清教授级高工
熊冠军高级工程师
周彬高级工程师
刘贵应高级工程师、博士
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