XX水库地质安全鉴定报告.DOC
XX水库地质安全鉴定报告.DOC
1、前言
11、1工程概况
11、2水库建设过程及大事记
21、3勘察目的及技术要求
31、5勘察过程及完成工作量42 、区域地质概况
52、1地形地貌
52、2地层岩性
52、3区域地质构造及地壳稳定性评价
62、4 区域水文地质条件73 、库区工程地质条件
83、1 地质概况
83、2 工程地质评价
84、坝基工程地质条件及评价104、1 坝基地质概况104、2 坝址区主要工程地质条件1
14、3 坝基岩体主要工程地质问题评价1
35、坝体工程地质条件及评价1
55、1坝体填料现状及质量评价1
55、2 主要工程地质问题206、溢洪道区工程条件及评价2
26、1 溢洪道区地质条件概况2
26、2 主要工程地质问题分析2
27、高低输水管工程地质条件及评价2
48、天然建筑材料2
58、1土料2
58、2块石料2
58、3砂料2
59、结论及建议26湖北省赤壁市白石水库地质安全鉴定报告xxxx勘察设计院二OO四
年六月证书编号: zzzzzz业务范围：工程勘察综合类甲级发证日期：2002年7月17日工程地质水库安全评价工程工程编号：
021工作项目单位数量钻孔及钻探进尺个/m8/1
58、1钻孔注水试验段16钻孔压水试验段6钻孔标贯试验次0室内土工试验常规件16渗透件5颗分件6击实件2水质分析件2地质测绘（1：1000）Km 20、7天然建材调查Km24本报告采用黄海高程系统，地形图由湖北省赤壁市水利局提供。2 、区域地质概况
2、1地形地貌湖北省赤壁市石人泉水库场区地处幕阜山中高山区与冲洪积岗地过度地带，区内山脉走向近于东西向，与区域构造线一致，为典型构造剥蚀堆积地形。区内沟、谷相间，场区西侧为风化剥蚀堆积岗地，地面起伏不平，地面高程78m～90m之间。场区东南侧为中低山区，山顶高程105m～120m。白石港自东南流向北西，河谷宽阔，河谷宽深比10：1左右，河谷两岸地形平缓。白石水库拦蓄白石港中、上游来水，最终流入陆水河。白石港全长
9、5Km，水库枢纽控制流域面积
3、0Km2,坝址以上河道长度
3、0km。
2、2地层岩性工程场区内出露地层较为简单，场区内分布的主要地层由老至新分述如下：
（1）志留系中统坟头群（S2fn）灰黄色、黄绿色等泥质粉砂岩、粉砂质页岩夹细砂岩，层厚4
17、00m。（2）残坡积土层（Q4e1+d1）该层分布在坝址左右岸缓坡地带，呈片状分布，由风化残积粘土和粉质粘土夹碎石构成，层厚1～3m。（3）河床冲积层（Q4a1）上部由灰色、灰褐色粉质粘土构成，水平层理发育，层厚1～2m，下部为砂卵石，由砾石夹砂石、泥土构成，层厚1～6m。
2、3区域地质构造及地壳稳定性评价场区位于雪峰地盾、汉江坳陷及下扬子台褶皱带的交汇处，跨新华夏系第二构造沉降带的东部边缘。场区主要构造形迹及构造体系有前震旦纪时期形成的北西向构造，中生代时期形成的东西向构造、弧形构造、山字型构造及新华夏系构造等。场区及周边地区地质构造单元体位于中生代形成的临湘山字型构造中，该构造以临湘为中心，西起长江西岸的杨林矶，东到陆水水库这一广大地区，为一复杂的扭动构造临湘山字型构造。山字型构造的前弧展布在杨林山、路口铺、临湘、羊楼司、赵李桥、五洪山一带，弧
顶在临湘五里碑。临湘向斜以临湘为中心，东西弧形延伸，向斜的核部由志留统黄绿色粉砂质页岩组成，两翼为奥陶震旦纪及冷家溪群地层。由于断层的破坏，地层出露不全。区内断层以走向断层为主，主要断层有：磨盘底断层、茶庵岭断层、鸿鹤岭断层、斯桥羊楼司断层，它们多断在震旦纪与元古界之间，断层带内为碎裂岩、糜棱岩，具挤压成扁豆状鳞片状。其中文修桥断层长
3、5Km、雷家冲断层长
4、5Km、磨盘底断层长6Km、茶庵岭断层35Km、鸿鹤岭断层长
3、5Km、斯桥羊楼司断层长25Km，而且茶庵岭断层1954年曾发生
4、4级地震，等震线长轴与断层一样。场区位于中生代及新生代构造区内，区内褶皱紧闭，构造应力以南北向压应力为主，区内走向断层，规模比较大，而且断层局部挽进期有一定活动性，形成近期历史最新地震，地震震级较底。综上，区内断层均为中生代断层，断层胶结良好，挽近期有一定活动，但规模较小，距场区有一定距离，近期未发现其它活动迹象，资料显示自喜山运动以来，区内断裂活动相对微弱，故认为场区地壳相对基本稳定。根据《中国地震动参数区划图》（GB183061项目地层湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)内聚力(kPa)内磨擦角φ(o)允许坡降渗透系数cm/s碎石土
1、801、41102
30、
35、0×10-3残坡积碎石土
1、9
51、54302
10、4
55、0×10-4冲积粉质粘土
1、9
81、5845
15、00、
61、0×10-6砂卵石层
2、0
21、703
50、2
51、0×10-2岩石物理力学指标建议值表41。坝体填土异常现象统计表表5
8、30
95、6
12、20
95、3
12、50
91、40
7、00102、6
9、15102、5
21、20
86、9
12、40
94、5
23、7
91、12。经大量原状试样试验：坝体填土以棕红色粉质粘土为主，占
78、6%，夹部分黄褐色粘土，占
21、4%；总体粘粒含量超平均40%，最高可达63%；粘性土以硬塑状为主，可塑状次之；分布呈层状，碎石含量极少，且常被粘土包裹；填土含水量平均值 27、88%，天然容重平均值
19、54KN/m3，干容重平均值
15、36KN/m3，孔隙比平均值0、788；液限平均值
38、3%，塑限平均值
22、0%，塑性指数平均值
16、3，液性指数离散性相当大，范围值在0、00～0、63之间，平均值0、36，实际上粘土大都呈硬塑状；压缩系数平均值0、28 Mpa-1，压缩模量平均值 7、6 Mpa；凝聚力平均值
26、3Kpa，内摩擦力
13、6°，渗透系数平均值
4、30×10-6cm/s。经试样颗分试验：粘性土粘粒含量平均值
40、0%，粉粒含量
39、0%，砂粒含量
21、0%，按颗分定名总体为粘土。填土物理力学性质指标见表52试段编号套管长度(m）试段深(m）试段长(m）孔中水头高度(m）稳定注水量(升/分）钻孔半径(mm）渗透系数(cm/s）ZK1-138
55、
54、15
52、04E-04ZK1-2812410
18、25
56、00E-04ZK1-312
12、
50、5
12、2585
51、00E-03ZK2-
12、5
74、
54、7
59、65
56、09E-04ZK2-2713610
10、75
52、54E-04ZK3-13966
16、95
56、70E-04ZK3-2917813
24、25
53、50E-04ZK3-317
21、
54、516
59、92E-04ZK4-1396 67、95
53、15E-04ZK4-29 12、
43、4
10、7
25、45
58、92E-04ZK4-3
12、4
17、
34、9
13、4
15、65
54、2E-04ZK4-4
17、3
24、
26、9
22、0
34、25
59、05E-04ZK6-1310 76、5205
56、45E-04ZK6-210 15、
95、9
12、0
38、15
59、92E-04ZK8-
12、5
54、75125
57、58E-04ZK8-27
13、
16、
19、8
16、25
53、65E-04ZK8-3
13、1
18、04、9
14、6
30、15
59、25E-04填土物理力学性质指标见表5—3。2）质量评价①密实性评价白石水库坝体设计为均质土坝，坝顶高程103、40m，最大坝高
21、00m，坝顶长3
69、00m，坝顶宽
5、0～
6、0m。上游临水面坡比1：3～1：
2、5，下游背水面坡比为1：
2、0，而且大坝在上、下游高程
96、00m分别设置一平台，平台宽2m，大坝底宽1
35、00m。坝体底部适当抽槽处理，但不彻底。室内击实试验表明：填土最大干容重
17、2KN/m3，最优含水量
21、3%。依据《碾压式土石坝设计规范》SL2001-247第 4、2、3条，粘性土的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定，对3级中、低坝及3级以下的中坝压实度应为96%～98%，因白石水库大坝填料多为棕红色粉质粘土，故取压实度为0、96，以控制干容重
16、51KN/m3，对坝体填料进行质量评价。按《导则》SL189-96要求，粘性
填土的含水量应按最优含水量控制，允许偏差±3%。填土最优含水量平均值
21、3%，坝体填土最优含水量取控制值
21、9%。坝体粘土心墙填料干容重平均值
15、36KN/m3，压实度仅0、89，未达到压实度0、96的基本要求，土工试验
21、4%的土样指标超过基本要求，填土天然含水量平均值
27、88%，高于最优含水量上限控制值，合格率
21、4%。②渗透性评价本次地质勘察为研究填土渗透性,不仅在钻孔中进行了钻孔注水试验,还取样进行了室内渗透试验、室内土工渗透试验统计:原状土样渗透系数达
9、0×10-6～
2、3×10-7cm/s之间，平均值
4、3×10-6cm/s；钻孔注水试验测得填土渗透系数
1、00×10-3～
5、73×10-4cm/s之间，平均值
2、04×10-4cm/s。
填土渗透性两种测试结果差别较大,现场注水试验渗透参数较大，而室内原状土样渗透参数较小。这主要是由于室内渗透试验仅能反映粘土团块的渗透性，而不能代表整个试件的渗透性，有很大的局限性，而钻孔注水试验试验段长较长，包含了所有层面及软弱松散层及碎石层，它所反映的渗透性是一个总体、综合性渗透性，故建议以钻孔注水试验渗透性指标反映坝体渗透性。根据《碾压式土石坝设计规范》SL2001-247第 4、1、5防渗土料应满足下列要求：渗透系数均质坝不大于1×10-4cm/s，心墙和斜墙不大于1×10-5cm/s。坝体填料钻孔注水试验渗透系数均在
1、00×10-3~
5、73×10-4cm/s之间，平均值
2、04×10-4cm/s，均超过规范要求，建议J允许取0、55。
5、2 主要工程地质问题1)坝体碾压不均匀,大部分欠密实坝体心墙填筑单层摊铺厚度太大，填土碾压上密下松，疏密不均，而且夹少量碎石，团块间有架
空现象，普遍密实度达不到规范要求。2）坝体夹有众多松散夹层及孔洞，局部渗透量较大通过现场注水试验，发现坝体中上部有强透水夹层，渗透性较大，超过规范要求。3）南侧坝体散浸坝体拐点西侧坝体碾压不密实结构松散，夹有众多松散层及小空洞，坝体渗透性较大，超过规范要求，坝后散浸不断。4）北侧坝体上部散浸坝体拐点东侧（主河床段）上部坝体碾压欠密实，夹有众多松散层及碎石层，渗透性较大，超过规范要求，坝后散浸不断。5）右侧坝体底部碎石层散浸、集中渗水右侧坝体底部（ZK3）孔附近，上坝土料由碎石土构成，而且碾压不密实，结构松散，坝体此部位渗透性较大，坝体散浸及集中渗水严重，建议截渗加固处理。4）上游迎水面护坡块石抗冲性差上游面护坡块石风化严重，堆砌杂乱无章，结构松散，块间空隙较大，字稳性较差，库水浪蚀时，易带走其间细小颗粒，造成护坡潜在不稳。
6、溢洪道区工程条件及评价
6、1 溢洪道区地质条件概况溢洪道场区位于坝体右侧20m处中低山区，山顶高程110m左右，山顶浑圆平坦，山体走向东西向，溢洪道沟底及两岸基岩裸露，山顶覆盖残坡积层。溢洪道为开敞式宽顶堰，堰宽15m，堰顶高程
100、54m，溢洪道全长120m左右。该溢洪道无挑流、消能设施，下游段无任何边坡支护及防冲措施。溢洪道走向北东向，为人工开挖而成，左、右岸开挖边坡1：0、75左右，溢洪道走向顺直，下游侧断面较窄。坝址区位于荆泉山倒转向斜正常翼，正常翼（北翼）产状165°∠35°，轴线走向NEE70°～80°。坝址区出露基岩为志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂岩、砂质页岩，岩层层序完整，无任何次级褶皱、揉皱发生，岩体呈单斜状。发育两组节理及裂隙，描述如下：一组：产状65°∠78°，延伸1～2m，闭合，线密度10条/m。二组：产状345°∠45°，延伸2～3m，闭合状，线密度15条/1m，节理及小断层，将岩体切割呈不规则块状。
6、2 主要工程地质问题分析1）、左、右岸边坡稳定性溢洪道右岸坡向东、东南，岸坡40°~50°，岸坡顶部覆盖厚层残坡积层，岩层产状160°∠45°，岸坡具有顺向及斜向坡的特性，地表岩石风化严重。经调查岸坡处无顺向缓倾角软弱结构面，岸坡不存在整体失稳问题，但表层强风化层及上部残坡积层崩落、跨塌不断，鉴于以上地质条件建议岸坡不宜过陡，建议人工开挖边坡1：
1、0。左岸坡向北西，岸坡30°~40°，为人工开挖边坡，岸坡顶部同样覆盖厚层残坡积层，岩层总体产状160°∠45°，岸坡具有逆向坡性质。区内岩层揉皱较发育，岩层产状有些混乱，小断层也有所发育。但节理裂隙短小密集，不构成影响边坡稳定性的结构面。经过本次地质调查，未发现倾向沟谷的缓倾角断裂或节理裂隙，不存在边坡沿缓倾角滑移问题，另外边坡不高，边坡总体稳定性良好，但表层强风化基岩及上部覆盖层崩落、跨塌不断，鉴于以上地质条件建议岸坡不宜过陡，建议人工开挖边坡1：
1、52）左、右岸坡抗冲稳定性溢洪道底板及两岸边坡底部岩石呈强～弱风化状态，区内志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂岩、砂质页岩岩抗风化性能较差，岩石长期暴露地表，易崩解呈碎块状，遇水软化系数略高，抗冲蚀能力较差。溢洪道基岩长期暴露地表，地表已形成风化、松散薄壳，地表洪水冲刷时，两岸剥落、崩塌不断，两岸抗冲稳定性较差。
7、高低输水管工程地质条件及评价大坝高输水管位于主坝左岸，为混凝土预制园管，进口底高程96m，管径0、6m，管长40m，泄流量0、3 m3/s。大坝低输水管位于主坝右岸，为混凝土预制园管，进口底高程90m，管径0、8m，管长70m，泄流量
1、1 m3/s。按输水管所在部位，输水管基础全部位于均质坝体中，从坝体本身施工过程及碾压程度上讲，坝体填土进行过一定碾压，具有一定强度、承载性及抗变形能力，从其本身的密实性、物性状态来看，坝体填土允许承载力在150Kpa以上。输水管本身的应力较低，与基础地基强度、承载性相比微乎其微，输水管不会产生较大沉降变形，输水管运行多年，未发现明显大规模险情。但考虑到坝体各地疏密不均、坝体各部分自身沉降不均，可能会引起管体不均匀沉陷，造成管身拉裂、错位，故建议本次安全鉴定时应对高低输水管进行混凝土检测。
8、天然建筑材料
8、1土料工程加固所需土料仍可在原大坝兴建时取土场取土，土料场位于坝址下游大残坡积及冲积粘土、粉质粘土，储量较大，运输方便。预选料场上部有0、3~0、5m厚耕植土，下部粘土厚1~3m，粘土料较纯净，分布面积大，土料储量在30~50万m3左右，平均运距1~2Km。
8、2块石料现场出露地层岩性为志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂
岩、砂质页岩，岩性柔弱，抗风化性能较差，不宜作为块石料源。经综合比选，护坡、固脚块石、碎石料场选在白石港上游驼儿塘水库附近，料源为二叠系下统茅口组灰岩、白云质灰岩、白云岩，岩石新鲜、坚硬，抗压、抗风化性能优良，交通方便，储量巨大，平均运距
4、5Km。
8、3砂料工程场区现代河床已无多少冲积河砂及砂卵石，而且冲积层上已农田化，含泥量较高，从质量及储量上看，混凝土用砂都不可能利用场区冲积河砂，混凝土用砂需外购，建议利用陆水河河砂。
9、结论及建议（1）区内走向断裂发育，局部挽近期有所活动，但活动规模相对微弱，场区地壳运动相对基本稳定，根据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），当设防标准为50年超越概率10%时，工程区地震动峰值加速度为0、05g，地震动反应谱特征周期为0、35S,相应的地震基本烈度为Ⅵ度。（2）库盆及库岸基底由志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂岩、砂质页岩构成，岩体渗透性微弱，水库不存基岩裂隙性渗漏问题，水库库岸岩质边坡稳定，水库有轻微淤积问题，但不影响水库运行效益，水库浸没轻微。（3）坝址区位于荆泉山倒转向斜北翼正常翼，出露基岩为志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂岩、砂质页岩，岩层倾向东南，河谷为斜向河谷。（4）经勘察坝基基岩渗透性微弱，坝基基岩基本上不存在渗漏问题；坝基岩体及河床砂卵石层承载性相对于上部坝体来讲，强度较高；左、右坝肩岩质边坡稳定。（5）坝体填料普遍碾压不密实，未达到规范要求，夹众多松散夹层、碎石层以及众多小空隙，引起坝体多处散浸和集中渗水。（6）坝体主要险情表现在：南侧坝体散浸，底部集中渗水；北侧坝体上部散浸；北侧坝体底部碎石土散浸、集中渗水；上游迎水面护坡块石抗冲性差（7）、溢洪道两岸由志留系中统坟头群中厚～薄层泥质粉砂岩、砂质页岩构成，地表岩体风化强烈，岩石抗忡性能较差，溢洪道溢流时，两岸冲刷、崩塌严重。（8）发电输水管跨越三种不同密实性地基，地基抗变形性足以抵御输水管产生不均匀沉降，输水管运行多年，未发现明显险情，但填土疏密不均，易造成混凝土管拉裂、错位，建议全面检测。（9）工程加固所需土料可以从原大坝兴建时土场取土，护坡、固脚块石料可在白石港河上游驼儿塘水库库区开采，混凝土用砂需可采用陆水河砂。（10）建议下阶段进一步查清南侧坝体下部碎石
土分布范围。（11）建议下阶段进一步查清北侧坝体下部砂卵石层分布范围。（12）进一步查明坝体散浸分布范围、形成原因、处理措施。（13）进一步落实天然建材。