平南县东平水库工程地质勘察报告.doc

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1、. .平南县东平水库大坝平安评价工程地质勘察报告*2021年3月平南县东平水库大坝平安评价工程地质勘察报告勘测设计单位：勘测设计资质：勘测设计证号：院长：工程负责人： 核定：审查：校核：编写：目 录3 工程地质勘察与评价13.1 前期勘察工作成果13.2 本次平安评价地质勘察23.3 区域地质概况33.3.1 地形地貌33.3.2 地层岩性43.3.3 地质构造与地震43.3.4 水文地质53.4 库区地质概况53.5 工程区地质概况63.5.1 地形地貌63.5.2 地层岩性63.5.3 地质构造73.5.4 水文地质条件83.5.5 岩体风化特征83.5.6 近坝库岸稳定83.6 坝体填筑

2、质量与评价93.6.1 试验成果统计93.6.2 坝体土工程地质特征与评价113.6.3 坝体渗透性分析与评价123.6.4 坝体土平安复核参数建议值153.7 坝基和坝肩工程地质条件与评价163.7.1 坝基和坝肩工程地质特征163.7.2 坝基和坝肩渗透性分析与评价173.7.3 坝基和坝肩平安复核参数建议值173.8 溢洪道工程地质条件与评价183.9 输水建筑物工程地质条件与评价193.10 结论与建议203.10.1 结论203.10.2 建议21. .word. .3工程地质勘察与评价3.1前期勘察工作成果东平水库位于平南县丹竹圩以北15.0km的东平村附近秦川河上，地理坐标东经1

3、103018，北纬233309。坝址距平南县城35.0km，有公路通丹竹圩，简易公路抵达坝区，交通还算是比拟方便。水库建立经过：东平水库于1956年开场兴建，1958年建成投产，当时设计为浆砌石重力坝，因坝区地质条件不好改为土石混合坝，坝高32.2m。由于坝内涵管发生过事故且大坝达不到洪水校核的规X要求，以及灌溉标准偏低等多种原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，坝高36.0m，顶宽1.7m。经洪水复核，坝顶高程仍不够，且坝顶厚度偏小。1986年由原XX地区水电XX进展除险加固扩建立计，施工时把原有浆砌石撤除，并将坝顶高程提高至现在的103.80m，坝高56.1m，顶宽5.0m左右。当时

4、为了加高大坝将原右坝肩的溢洪道封填，新建了现在左岸的溢洪道。东平水库原来放水设备为梯级无压斜管接平管，不利于大坝的可靠运用和平安，故当时决定封堵原放水管，新建了现在右坝肩的输水隧洞。地质勘探经过：1956年坝址钻探时误认为坝址河床为坚硬基岩，设计选用浆砌石重力坝型，清基开挖过程中发现河床和两岸砾岩风化层很深，构造松软，岩石胶结物已大局部泥化，浆砌石重力坝的抗滑稳定有问题，经原区水电厅再三研究后确定改用土石混合坝型。1979年10月至1980年1月，在原土石坝下游约100.0m处选一个坝址，拟新建60.0m高的重力坝代替原土石坝。地质勘探完成工作量有1：2.5万库区地质填图93.5km2，1：5

5、00坝址地质填图0.17 km2，实测1：500地质剖面图6条，探洞8个，实进尺153.46m，探槽坑6个共199.6m3，钻孔10个总进尺563.16m，压注水试验42段，室内岩石试验5组，土工试验13组，砂料3组，水质分析2组。1983年67月间原平南县水电局在原坝钻孔3个，实进尺72.95m，取土样20组，在右坝头钻孔2个，实进尺80.10m，压注水试验8段。1984年为了找大坝填土料在两岸山头钻孔3个，实进尺75.0m，探坑5个100m3。1985年45月，为了获得正常水位高程96.30m扩建立计的地质资料，原XX水电设计处派钻机在左岸溢洪道钻孔6个，实进尺250.27m，原坝钻孔3个

6、共63m，取扰动土3组，实测地质剖面2条，共367.0m。编写出版输水隧洞和左岸溢洪道工程地质报告及图件。1986年11月12月原XX地区水电XX及平南东平白竹水库指挥部地质人员一起收集原左溢洪道3个探井共深35.8m及搜集输水隧洞施工地质资料和重点地质填图，结合上述前人勘测试验成果资料，重新归纳编写工程地质报告并绘制地质图件，供扩建立计和有关建筑物方案选定参考。东平水库前期勘察工作较为详细，但由于年代长远，勘察资料较为凌乱，大局部资料已残缺不全，但收集到的资料给本次勘察工作提供了很好的参考。3.2本次平安评价地质勘察受平南县水利局的委托，2010年8月24日至9月20日我院对东平水库大坝进展

7、了平安评价阶段的地质勘察工作。重点是查明坝体、坝基及坝肩渗漏情况，查明坝体浸润线分布高程及其与库水位的关系，并对坝体土进展相关的试验，为大坝渗透及稳定性验算提供相关的工程地质、水文地质参数指标，同时对溢洪道及输水隧洞进展必要的工程地质勘察。本次勘察主要执行和参考?水库大坝平安评价导那么?SL258-2000。野外钻探采用150型钻机3台，共完成7个钻孔。坝体钻探采用无水钻进，取原状土样按有关规定操作，钻孔压、注水试验按?水利水电工程钻孔压水试验规程?SL31-2003进展。完成的工作量详见表3-1?完成工作量表?：表3-1 完成工作量表序号工 作 项 目单位工程量1坝址区工程地质测绘1：500

8、km20.552工程地质钻探m/孔444.7/73钻孔注水试验段次464钻孔压水试验段次355室内土工试验组336颗粒分析组47击实试验组4本次勘察报告的编制是在分析和研究前期勘察资料的根底上，结合本次大坝平安评价勘察成果综合分析完成，提供成果资料详见表3-2?成果资料一览表?：表3-2 成果资料一览表序号资 料 名 称图号数量备注1区域地质图1：10万WZY-DPSK-DZ-011幅为装订美观局部图纸略作缩小。2坝址区工程地质平面图1：1000WZY-DPSK-DZ-021幅3输水隧洞工程地质平面图1：1000WZY-DPSK-DZ-031幅4工程地质剖面图1-11：500WZY-DPSK-

9、DZ-041幅5工程地质剖面图2-21：500WZY-DPSK-DZ-051幅6工程地质剖面图3-31：500WZY-DPSK-DZ-061幅7溢洪道工程地质剖面图4-41：500WZY-DPSK-DZ-071幅8输水隧洞工程地质剖面图5-51：1000WZY-DPSK-DZ-081幅9钻孔柱状图ZK1ZK7ZK1ZK61：200ZK71：100WZY-DPSK-DZ-09157副10?工程地质勘察报告?1份3.3区域地质概况3.3.1 地形地貌测区为大桂山区，属于剥蚀中低山地貌，地势北高南低，秦川河两岸的比高向南逐渐降低，左岸三台顶高程440.3m，到坝区山岭高程120250m，右岸皇殿顶高

10、程611m，到坝区的山岭高程150200m，一般相对高差100250m。坝址河流总流向自西北至东南，呈蛇曲蜿蜒，河谷横断面呈“V字形，阶地不发育，右岸有残留三级阶地，枯水期高出河水面3040m。3.3.2 地层岩性根据原地质部XX壮族自治区地质局区域地质普查大队1964年测制的1：20万地质图桂平幅F-49-及地质图说明书，结合本次搜集的地质资料，将本区内出露的主要地层岩性分述如下：1寒武系水口群上亚群上组灰、灰绿色砂岩、细砂岩夹薄层、中厚层砂质页岩夹少量炭质页岩。岩性暴露地表局部容易风化，风化节理和构造节理均较发育。弱至新鲜砂岩较致密坚硬，一般单层厚度57m，其间夹砂质炭质页岩，总厚度大于1

11、00m。2泥盆系中、下统紫红色中细粒石英砂岩夹少量黄白色粉砂岩、页岩。岩性致密坚硬，石英砂岩节理裂隙少，不容易风化，粉砂岩和页岩风化程度较深，容易产生小崩塌现象，总厚度大于70m。3白垩系紫红色块状砾岩和紫红色砂质泥质钙质页岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。砾岩容易风化，风化层厚度达4060m。出露厚度100200m左右。上述寒武系、泥盆系地层与白垩系地层，分布在库区和右坝头300m与理答武林口逆断层呈断层接触关系。4第四系残坡积含碎石粉质粘土，分布于山顶和斜坡地段，厚度15m。亚粘土夹砂卵石，分布于一、二、三级阶地上，厚度515m。砂砾卵石，分布于现代河床及河漫滩，厚度16m。3.3.3 地质构

12、造与地震1地质构造测区处于华夏褶皱带以北，太平盆地的西部边缘，属于华南准地台X围。受理答武林口逆断层影响，库坝区主要构造线为北西向。该断层延伸长度10km以上，宽度1020m，影响破碎带宽度50m左右，断层胶结物为岩屑角砾，其带上有上升泉水表征。该断裂从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷。工程区内无新的活动性断层经过，区域地质构造稳定。2地震根据?中国地震动参数区划图?GB18306-2001，本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征性周期0.35s，地震根本烈度为度。3.3.4 水文地质按岩性和埋藏条件及含水层类型，本区含水层主要为孔隙潜水及裂隙水，分述如下：1孔隙潜水：

13、含水层岩性为砂卵石和残坡积含碎石粉质粘土，埋深110m，水量小，随地形地貌岩性储存，靠降雨和高山裂隙水补给，排泄于河谷沟谷及地势低洼地带。2裂隙水：埋藏于砂岩、砾岩、页岩的裂隙密集带，水位高程70100m，水量小，出露于库区两岸冲沟及河床局部，补给河水。3.4库区地质概况东平水库位于平南县丹竹圩以北15.0km的东平村附近秦川河上。岸区两岸主要为剥蚀中低山地貌，两岸地形封闭条件较好。1库区渗漏分析库区两岸山体雄厚，山顶高程110160m，无大支流及冲沟分布，不存在薄弱分水岭地形。库盆地层岩性主要为白垩系紫红色块状砾岩和紫红色砂质泥质钙质页岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体，岩石本身透水性较弱。根据区

14、域地质资料说明，理答武林口大逆断层走向从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷，断层破碎带宽度达50m。根据现场勘察调查，库区X围内大局部山体上部均有3.08.0m厚的覆盖层，下部基岩出露，大局部地段岩石完整性较好，断层经过地段岩石略破碎，其间有大量粘性土充填胶结，表层有较厚的覆盖层，未发现有明显涌漏通道，库区现状无渗漏现象。2库岸稳定库区两岸山坡一般为2535，局部地段达4050。山坡上林木茂盛，植被良好，覆盖层较薄，主要为岩质岸坡，库岸稳定性较好，库区淤积少。经地质调查，近坝库岸为岩质岸坡，未发现有滑坡、塌岸等较大的不良地质现象，近坝库岸稳定性好。3.5工程区地质概况3.5.1地形地

15、貌本水库大坝包括主坝、副坝。其中左侧主河道处为主坝，包括原建的老坝及加高局部新坝。右侧地势较低的山坳处为旧的溢洪道，后经与主坝同时填筑加高形成新的副坝，并与主坝连为一体，形成“形的大坝。坝址河流总流向自西北至东南，呈蛇曲蜿蜒，河流横断面呈“V型，河床宽4050m。两岸地形不对称，属于剥蚀中低山地貌。左岸山体高程120170m，高出河床约60110m，自然坡度下陡上缓，下部约70，上部约45。右岸为丘陵地形，山体高程约90110m，高出河床约3260m，自然坡度2050，坡面表层覆盖1.05.0m第四第残坡积土层，植被茂盛，坡脚地段基岩出露。3.5.2 地层岩性根据勘察，坝区地层岩性主要有第四系

16、坝体填土QS 4、残坡积含碎石粉质粘土Qedl 4，下伏基岩为白垩系下统砾岩K1，自上而下描述如下：1坝体填土QS 4：坝体填土分为两局部，我们把1958年建成的坝体称为“老坝体，1985年除险加固扩建的坝体称为“新坝体。老坝体填土：主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，粉粒、粘粒含量约41.8%，砂粒含量约30.3%，砂粘成份主要为砾岩和砂岩。土体构造较致密，中等透水性，中等压缩性。新坝体填土：新坝体土组成成份、构造与老坝根本一样，主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿，粉粒、粘粒含量约63.6%，砂粒含量约35.

17、1%，砂粒成份主要为砾岩和砂岩地。土体构造较致密，中等透水性，中等压缩性。2含碎石粉质粘土Qedl 4：本次勘察仅在右坝段的ZK1钻孔中有揭露，厚度7.0m，黄灰色，主要成份为含碎石粉质粘土，碎石含量约1530%，成份主要为砾岩和砂岩，构造致密，具中等压缩性。3基岩K1：为白垩系下统砾岩，局部砾岩中夹粉砂岩透镜体。砾岩风化强烈，风化带厚度达4060m。3.5.3 地质构造坝址区岩层为单斜构造，倾向右岸偏上游，岩层产状S5E/SW17。1断层根据前期勘察资料和本次工程地质测绘，坝址区断层不甚发育，规模较小，区域断层主要为理答武林口逆断层，走向从库肚直穿大坝右端300m处的垭口进入下游河谷，断层破

18、碎带宽度达50m，说明库区局部集中渗漏问题存在。理答武林口逆断层：断层通过寒武系、奥陶系、泥盆系及白垩系，一般与地层走向正交或斜交，局部那么与泥盆系、白垩系走向平行。断层面倾向东，倾角约6080度。白垩纪以前东盘上升，西盘下降为逆断层。至白垩纪开场以后复活，变为西盘上升，东盘下降属正断层性质，但以前期活动较强烈，故还以逆断层表示。2节理根据前期勘察资料和本次工程地质测绘，坝址区主要构造节理裂隙有4组：走向北西300320；走向北东2530；走向北东7090；走向北西350360。上述节理裂隙组在沿河谷岸边出露，局部为密集带，且多为X性。3.5.4 水文地质条件坝区地下水类型为孔隙水和基岩裂隙水

19、。其中孔隙水储存于第四系残坡积层及人工填土层中，储水条件有限，受季节性及库水位变化影响较大。而基岩裂隙水储存于基岩裂隙之中，受岩性、节理构造组合的影响，储存条件受限制，水量相对较丰富，水位埋藏深。地下水由大气降水或水库储存水渗入补给，排泄于地形低洼地带。根据前期勘察资料，本区地下水属于重碳酸钙镁水型，对水泥无侵蚀性。河水对普通水泥有微溶蚀性侵蚀。3.5.5 岩体风化特征根据钻探揭露，坝址区岩石风化强烈，风化带厚度大。坝基岩石主要分为强风化及弱风化，而全风化带缺失。现将各风化带分述如下：强风化带：紫红色、浅灰色，岩石风化强烈，呈散体构造，局部风化为土夹石状，岩芯呈碎石土状，采取率低，完整性极差。

20、整个坝基强风化带厚度21.252.5m不等。弱风化带：紫红色、浅灰色、层状构造，巨厚层状。岩石节理裂隙较发育，裂隙面见铁质渲染。岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声较清脆。沿坝轴线弱风化带埋藏深度较大。3.5.6 近坝库岸稳定坝址区两岸属于剥蚀中低山地貌，自然坡度3050度。两岸山体坡面表层覆盖1.05.0m第四第残坡积土层，植被茂盛，坡脚地段基岩出露。根据勘察，近坝库岸未见滑坡及崩塌等不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。3.6 坝体填筑质量与评价3.6.1 试验成果统计本次试验工作在1985年扩建加高新坝体取原状土样和现场环刀样33组进展土工常规试验及相应的力学试验，在新老坝体分别取两组扰动样进展颗粒

21、分析试验及轻型击实试验。试验工作由XXXX市正源水利水电工程质量检测中心完成，试验过程执行?土工试验规X?GB/T50123-1999；抗剪强度采用直接快剪、饱和快剪、慢剪及饱和慢剪。本次勘察没有在老坝体取原状样进展试验，老坝体的试验成果直接采用前人勘察成果。新坝体试验成果详见表3-3?新坝体土工试验成果统计表?，老坝体试验成果详见表3-4?老坝体土工试验成果统计表?，颗粒分析试验及轻型击实试验详见表3-5?坝体填土颗粒分析与击实试验成果统计表?。. .word. .表3-3新坝体土工试验成果统计表土层名称土样编号取土深度(m)天然状态物理性质指标土粒比重塑性和稠度指标压缩慢剪饱和慢剪快剪饱和

22、快剪含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角deSrGsLPIPILa1-2EsCCCC%g/cm3g/cm3%MPa-1MPakPa度kPa度kPa度kPa度新坝体填土ZK1-13.8-4.016.82.081.780.52786.72.7228.513.315.20.230.198.04/17.4823.15/ZK1-28.0-8.219.92.101.750.53699.92.6927.617.410.20.250.179.04/21.7124.32/ZK1-321.0-21.216.52.011.73

23、0.57777.82.7225.113.511.60.260.236.85/14.2727.81/ZK2-19.0-9.216.62.031.740.55780.82.7124.812.911.90.310.227.08/11.7820.26/ZK2-215.0-15.215.62.101.820.49785.32.7225.211.913.30.280.217.13/13.4430.28/ZK2-320.0-20.217.32.071.760.54186.92.7225.414.111.30.280.265.93/15.6523.66/ZK2-420.2-20.419.52.081.740.

24、56893.72.7327.116.710.40.270.266.03/14.0819.69/ZK3-13.2-3.418.22.051.730.54589.52.6824.114.010.10.420.265.94/12.2822.87/ZK3-25.4-5.616.62.031.740.55181.42.7023.813.810.00.280.227.05/16.4222.58/ZK3-38.0-8.216.52.031.740.55481.62.6924.313.710.60.260.256.18/11.4123.56/ZK3-412.0-12.218.72.121.790.53495.

25、92.7425.315.010.30.360.275.68/17.0427.02/ZK3-516.0-16.217.92.031.720.58084.02.7226.915.211.70.230.256.32/8.7716.82ZK3-620.0-20.217.42.061.750.55685.52.7325.614.211.40.280.227.07/9.3118.97ZK4-14.0-4.217.42.011.710.60678.92.7524.313.710.60.350.256.4226.4826.59/ZK4-28.0-8.216.82.031.740.57180.42.7324.7

26、12.811.90.340.217.4814.6831.33/ZK4-310.0-10.218.32.041.720.58985.12.7425.014.011.00.390.266.1116.1427.15/ZK4-414.0-14.217.32.001.710.60178.62.7325.014.210.80.290.256.4018.7726.15/ZK4-518.0-18.218.22.131.800.51596.52.7325.814.311.50.340.305.0519.9424.34/ZK5-19.0-9.216.72.001.710.59976.42.7423.713.510

27、.20.310.256.40/22.3421.97/ZK5-216.0-16.216.22.021.730.57179.52.7223.313.89.50.310.236.83/16.3718.02/ZK5-325.0-25.216.62.051.760.56480.92.7526.013.013.00.280.285.59/12.8021.75/ZK6-14.0-4.220.72.071.710.59295.52.7333.320.313.00.030.217.58/15.2618.75/ZK6-28.0-8.218.32.021.710.60582.92.7425.915.210.70.2

28、90.246.69/10.7920.34/ZK6-310.0-10.218.81.981.670.63880.42.7335.718.217.50.030.237.12/21.0521.83/ZK6-412.0-12.219.22.031.700.60386.92.7333.518.015.50.080.256.41/10.4221.44ZK6-518.0-18.216.41.981.700.59974.52.7225.012.013.00.340.266.15/10.7720.08ZK6-620.0-20.216.32.021.740.56078.82.7122.713.39.40.320.

29、227.09/11.4522.51ZK6-730.0-30.219.32.031.700.59388.32.7162.224.138.1-0.130.246.64/12.0817.47ZK7-14.0-4.217.32.031.730.57781.82.7324.314.210.10.310.236.8622.0530.18/ZK7-26.0-6.216.92.001.710.59077.92.7225.714.111.60.240.256.3617.0228.60/ZK7-38.0-8.216.52.021.730.56978.92.7223.714.19.60.250.227.1317.0

30、425.42/ZK7-412.0-12.217.42.061.750.54486.62.7126.214.811.40.230.236.7119.4726.90/ZK7-516.0-16.216.92.081.780.52387.62.7123.912.611.30.380.217.1321.0529.91/最大值20.72.131.820.63899.92.7562.224.138.10.420.309.0426.4831.3322.3430.2816.3726.5612.1822.51最小值15.61.981.670.49774.52.6822.711.99.4-0.130.175.051

31、4.6824.3413.4421.8310.7918.028.7716.82平均值17.52.041.740.56884.42.7227.114.712.40.260.246.6819.2627.6617.7124.7413.1020.6610.4719.55小值平均值6.1016.7326.1015.7222.9211.8219.419.5017.75表3-4老坝体土工试验成果统计表序号分层深度(m)试验组数组天然状态物理性质指标土粒比重塑性和稠度指标粘聚力内摩擦角渗透系数备注含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数deSrGsLPIPILCK20%g/cm3g/cm3%kPa

32、度cm/s10.04.02232.031.650.645962.703521140.1432231.1210-5 老坝体土工试验成果采用原XX地区水电XX于1986年12月25日出版的?平南县东平灌区白竹水库除险扩建工程地质报告?中的土工试验成果。24.08.03241.941.600.706922.714023170.0645236.1410-638.012.03241.971.600.720922.723922170.1230353.6010-6412.016.02241.971.580.710922.713923160.066823.71.5710-5516.018.02222.021.

33、650.631952.70402317-0.0672271.9010-5618.022.03242.001.620.640952.714323200.0552271.9010-5722.027.03242.001.700.705912.694324190.0040232.1010-5最大值242.031.700.720962.724324200.1472352.1010-5最小值221.941.580.631912.69352114-0.0630233.6010-6平均值23.62.001.600.70093.32.7039.922.717.10.0548.426.01.3710-5小值平均值

34、36.823.2. .word. .表3-5坝体填土颗粒分析与击实试验成果统计表工程部位土样编号取样深度m土的击实指标5mm土的颗粒组成最优含水率最大干密度砾粒(mm)砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)opdmax2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.050.005%g/cm3%新坝体填土ZK2-H120.0-25.012.11.9110.218.68.56.614.927.813.4ZK3-H215.0-20.012.31.9010.516.69.27.114.328.413.9平均值12.21.9110.417.68.96.914.628.113.7合

35、计28.030.328.113.7老坝体填土ZK6-H330.0-33.019.81.670.01.27.912.315.229.134.3ZK6-H435.0-38.019.41.650.01.57.212.914.729.933.8平均值19.61.660.01.47.612.615.029.534.1合计1.435.129.534.13.6.2 坝体土工程地质特征与评价东平水库于1958年建成投产后，由于坝内涵管发生过事故且大坝达不到洪水校核的规X要求，以及灌溉标准偏低等多种原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，顶宽1.7m。经洪水复核，坝顶高程仍不够，且坝顶厚度偏小。1986年由原XX地区水电XX进展除险扩建后将坝顶高程提高至现在的103.80m，顶宽5.0m左右。大坝为土石混合坝，填土料来源于坝址附近全风化土及残坡积土，内含较多风化碎石。大坝包括左侧的主坝及右侧的副坝。1主坝土体工程地质特征主坝按照大坝的建立过程把除险扩建前后的大坝分别叫做老坝与新坝，分别评价如下：老坝体填土：主要由开挖山体的砂岩和砾岩全风化料填筑而成，为粘土质砂，土质较纯。棕黄色，湿