综合项目工程地质科学勘察报告.doc

XXXXXXXX工程名称工程地质勘察报告二一七年七月工程地质勘察报告1、前言1.1工程概况1.2勘察内容1）对坝址区内重要地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水特性和不良地质现象类别、规模和特性等阐述。并查明坝基地层物理力学性质等工程地质条件。2）查明坝基及坝肩渗漏、渗入特性等水文地质条件，通过压水实验等查明坝基渗入性。3）通过砌体取芯样做抗压强度实验、坝体压水实验等检查坝体砌筑质量。4）通过钻孔实验数据对坝址工程整体地质状况进行描述和确认。1.3勘察根据及执行原则本次勘察工作所根据技术规范、原则及文献行标中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-）国标水利水电工程地质勘察规范(GB50487-)行标水利水电工程钻孔压水实验规程（SL31-）行标水利水电工程钻探规程（SL291-）行标水利水电工程边坡设计规范（SL386-）行标水工建筑物抗震设计规范（DL5073-）国标中华人民共和国地震动参数区划图（GB 18306-）国标土工实验办法原则（GB/T 50123-1999）水利水电工程地质手册设计单位提供钻探技术规定1.4勘察工作布置及工作完毕状况1.4.1勘察工作布置本次勘察工作勘探点数量和位置由设计单位布设，详见“坝址区勘探点平面位置图（图号S-1）”。勘探点位置沿坝体工程布置，左、右岸坝肩各布置1个勘探点,共布设勘探点2个,勘察点间距约98米。依照设计单位提出“勘察技术规定”和“勘探点布置图”，遵循现行规范和关于文献规定，布设2个均为控制孔，孔深控制：各孔进一步稳定基岩、压水实验值不大于3Lu。1.4.2勘察工作完毕状况本次勘察工作于12月22日至12月28日完毕野外钻探、取样及压水实验等工作；室内实验自12月29日开始，1月10日结束。完毕详细工作量见表1.4.2-1、勘探点信息一览表1.4.2-2。 表1.4.2-1 完毕工作量一览表 序号项目单位数量备注1钻孔放样个22钻探m/孔83.3m/23压水实验段184岩石实验件65混凝土实验件187简易水文观测次4表1.4.2-2 勘探点信息一览表钻孔编号钻孔坐标孔口高程H(m)孔深(m)X(m)Y(m)ZK17322.66223454.3183248.0041.30ZK27323.93053356.1755248.0042.00A7326.603490.90248.00坐标高程控制点B7326.603316.401.5工作办法和勘察仪器、设备本次勘察重要采用钻探取样、压水实验、室内实验等各种勘探手段相结合办法进行勘察，现将采用勘探办法和使用相应仪器设备简介如下：1）勘探点测放：运用水库坝顶右岸A、左岸B二点及高程点A。使用全站仪以极坐标法依次放样各孔实地位置并测定孔口高程，成果属假设坐标系及黄海高程系统。2）钻探及取样：采用XY -100型油压钻机1台套，每回次控制在2米以内，完整岩石取芯率不低于85，破碎岩石取芯率不低于50。在相应层位采用有代表性混凝土砼芯样及岩石样。3）本次钻孔水文地质参数实验类型重要采用压水实验，压水实验按水利水电工程钻孔压水实验规程(SL31-)关于规定执行，试段长度普通为5m，压水实验按三级压力，五个阶段即P1-P2-P3-P4(=P2)-P5(=P1)、P1P280cm。局部混凝土见蜂窝状气孔(重要揭示段为4-7m、23-28m)，气孔径1-2mm居多，个别达3-4mm，气孔重要呈点状分布，贯通、持续性差，岩芯面普遍粗糙，顶板高程xxxm，揭示层厚xxxm。3） C15混凝土（垫层）（3）:灰色，骨料粒径为1520mm，骨料成分多为晶屑凝灰岩，胶结状况总体呈上较密实，未见蜂窝麻面，芯样完整；与底部岩体胶结致密连成整体、与上部C10二级配混凝土砌石整体性较好。揭示于中，该层重要位于钻孔ZK2岩体与坝体相接处（挡水坝段垫层混凝土），顶板高程xxxxxm，揭示层厚0.50m。4）弱风化晶屑凝灰岩（）J3nb：肉红色，凝灰岩构造，块状构造，节理裂隙较发育，裂面具铁锰质渲染，岩质较新鲜，坚硬，倾角约45、60，微张开状，岩芯呈长柱状、短柱、柱状，某些呈碎块状，普通表层及中部较破碎，下部较完整。TCR=82-95%、RQD=55-88%。岩石坚硬限度级别为坚硬岩，岩体基本质量级别为级。分布广泛，各孔均有揭示，均未揭穿，顶板标高210.10m210.90m，顶板埋深37.1037.90m，揭示层厚4.104.20m。各岩土层岩性特性、埋深、厚度及分布状况详见工程地质剖面图和钻孔柱状图。3.4不良地质现象坝址区不良物理地质现象不发育。3.5水文地质条件3.5.1地下水类型大坝附近水文地质条件简朴，地表水重要为坝址内库水；依照含水层性质及埋藏条件，本区地下水含水层可分为：1）孔隙型含水层：重要分布于第四系残坡积层底部及沟谷冲洪积层中。残坡积层透水性差，埋藏普通较深，水量小，为孔隙型潜水，重要受大气降水补给，某些补给下部基岩裂隙水，同步向低洼沟谷处排泄。沟谷冲洪积层透水性好，埋藏较浅，水量较大，受大气降水及水库水补给，某些补给下部基岩裂隙水，同步向低洼处排泄。2）基岩裂隙水：分布于基岩风化裂隙及孔隙中，富水性弱，为孔隙型潜水，受水库库水补给，通过裂隙或泉眼方式排泄，透水性随深度增长而削弱。3.5.2坝体及坝基水文地质参数本次勘察在坝体及坝基共进行压水实验18段，依照水利水电工程钻孔压水实验规程（SL31-），吕荣值计算按公式q=Q3/P3*L，渗入系数依照附录C，公式K=Q/2HL*lnL/r0计算。实验成果详见表3.5.2.1-1表3.5.2.1-1 压水实验成果表岩土名称钻孔编号孔深（m）段长（m）选用压力（MPa）流量（L/min）吕荣值（Lu）渗入系数（m/d）渗入系数（cm/s）混凝土（常规）ZK1-10.00-5.605.600.304.52.68 0.263 3.04E-04ZK1-25.60-9.804.200.303.12.46 0.170 1.97E-04ZK1-39.80-14.304.500.302.11.56 0.109 1.26E-04ZK1-414.30-18.504.200.303.72.94 0.203 2.35E-04ZK1-518.50-23.004.500.302.51.85 0.130 1.50E-04ZK1-623.00-28.505.500.303.11.88 0.138 1.59E-04ZK1-728.50-34.15.60.32.81.67 0.123 1.42E-04最小值1.56 0.110 1.27E-04最大值3.15 0.263 3.04E-04样本数141414平均值1.10 0.083 9.61E-05表3.5.2.1-1 压水实验成果表(续)岩土名称钻孔编号孔深（m）段长（m）选用压力（MPa）流量（L/min）吕荣值（Lu）渗入系数（m/d）渗入系数（cm/s）C10二级配混凝土砌石ZK2-10.00-5.205.200.304.83.08 0.276 3.19E-04ZK2-25.20-10.004.800.303.62.50 0.203 2.35E-04ZK2-310.00-15.805.800.303.31.90 0.194 2.25E-04ZK2-415.80-20.504.700.304.12.91 0.230 2.67E-04ZK2-520.50-25.204.700.303.22.27 0.180 2.08E-04ZK2-625.20-30.14.90.32.51.70 0.142 1.64E-04ZK2-730.10-34.84.70.33.12.20 0.174 2.02E-04最小值1.70 0.142 1.64E-04最大值3.08 0.277 3.20E-04样本数141414平均值1.19 0.100 1.16E-04坝体与基岩接触面ZK1-834.1038.84.700.3012.92.91 0.230 2.67E-04ZK2-834.840.15.30.308.42.45 0.225 2.61E-04最小值2.45 0.225 2.61E-04最大值2.91 0.230 2.67E-04样本数222平均值2.68 0.0282.64E-04弱风化晶屑凝灰岩ZK1-938.8-41.32.500.3015.71.47 0.053 6.14E-05ZK2-940.10-42.001.900.3010.41.40 0.036 4.15E-05最小值1.40 0.036 4.15E-05最大值1.47 0.053 6.14E-05样本数222平均值1.44 0.0455.14E-053.5.3环境水对建筑材料腐蚀性为评价本场地环境水腐蚀性，本期勘察取地表水两件并进水质简分析。依照水质简分析，按照水利水电工程地质勘察规范（GB50487-）附录L进行鉴定。成果如下表3.5.3：综合表3.5.3，场地环境水对混凝土构造具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋不具腐蚀性，对钢构造具弱腐蚀性。防腐办法应依照现行规范应采用相应防护办法。表3.5.3 地表水腐蚀性评价表腐蚀性类型腐蚀介质腐蚀原则水质分析成果腐蚀性评价对混凝土腐蚀性评价PH值6.56.536.62无侵蚀性CO2（mg/l）1.071.01.2弱SO42- （mg/l）30030.035.0无Mg2+（mg/l）10004.266.69无对钢筋混凝土构造中钢筋腐蚀性评价Cl-（mg/l）10039.4147.73无对钢构造PH3116.536.62弱弱腐蚀性CL-+ SO42-（mg/L）50039.4147.73弱3.6地震动参数区内未发既有明显新构造运动迹象，历史上无大地震活动记录，区域构造相对稳定。依照中华人民共和国地震动参数区划图(GB18306-)和水工建筑物抗震设计规范(DL5073-)规定，本场地抗震设防烈度为6度，水平向地震加速度代表值为0.05g，所属设计地震分组为第三组。大坝建基面均为弱风化晶屑凝灰岩，属于坚硬场地土，场地类别为类，特性周期为0.30s。3.7坝体混凝土及坝基岩石力学性质3.7.1室内实验本次勘察在坝体取6组（18件）C10细石混凝土、C20常规混凝土芯样进行室内饱和抗压强度实验，坝基岩石取2组（6件）弱风化晶屑凝灰岩进行岩石实验，岩石实验成果见附表01，记录成果详见表3.6.1-1至3.6.1-2。表3.7.1-1 C10二级配混凝土砌石、C20常规混凝土芯饱和抗压强度实验成果登记表样品编号试件状况记录极限饱和抗压强度（MPa）岩性取样深度（m）实验值平均值ZK1Y1-1C20常规混凝土15.10-15.3015.36 20.36ZK1Y1-215.5-15.7013.34 20.34ZK1Y1-315.80-16.0016.21 21.21ZK1Y2-120.30-20.4518.22 23.22ZK1Y2-220.60-20.8015.55 20.55ZK1Y2-321.10-21.3017.61 22.61ZK1Y3-131.1-31.316.35 21.35ZK1Y3-231.6-31.816.45 21.45ZK1Y3-332.00-32.218.32 23.32记录个数9最大值23.22最小值20.34平均值21.60原则差1.18 变异系数0.071 修正系数0.96 原则值20.87ZK2Y1-1C10二级配混凝土砌石4.3-4.514.68 14.68 ZK2Y1-25.2-5.3516.77 13.77 ZK2Y1-35.8-618.33 13.33 ZK2Y2-110.2-10.415.32 13.32 ZK2Y2-211-11.216.32 14.32 ZK2Y2-311.5-11.718.33 13.33 ZK2Y3-135.5-35.817.35 13.35 ZK2Y3-236.6-36.815.87 13.87 ZK2Y3-337.7-37.916.56 14.56 记录个数9最大值14.68最小值13.32平均值13.84原则差0.56 变异系数0.040 修正系数0.97 原则值13.49 表3.6.1-2 弱风化晶屑凝灰岩物理力学实验成果登记表 指标 项目样本数（个）范畴值平均值（fm）原则值（fm）原则差（）变异系数（）饱和抗压强度638.5-45.141.8539.52.850.068湿密度d(g/m3)62.60-2.652.622.600.020.008 抗拉强度（MPa）61.40-1.801.551.440.130.084抗剪强度（MPa）61.20-1.901.601.380.260.1653.7.2各岩土层物理力学性质指标建议值依照以上实验成果，同步参照有关规范，参照原竣工、检测等原有资料并结合相近工程经验分析，综合提出场地坝体、坝址基岩岩体、构造面重要物理力学参数地质建议值，详见表3.7.2-1、3.7.2-2岩土名称弹性模量泊松比软化系数干密度饱和密度吸水率饱和吸水率渗入系数Eddsask103Mpa-g/cm3cm/sC10二级配混凝土砌石6-10/2.382.432.10 3.51.16E-04C20常规混凝土6-9/2.362.401.69 2.89.61E-05C15混凝土（垫层）6-8/2.362.401.69 2.92.64E-04弱风化晶屑凝灰岩60.40.210.632.602.620.5520.6304.69E-05表3.7.2-1 岩土层物理力学参数建议值表表3.7.2-2 各岩土层物理力学参数建议值表名称抗剪抗剪断单轴饱和抗压强度Rs承载力特性值fak摩擦系数f凝聚力C摩擦系数f凝聚力C-Mpa-MpaMpakpaC10二级配混凝土砌石/13.84800C20常规混凝土/16.6800岩/岩坝0.6501.001.1039.51200坝基0.7001.001.10砼垫层/弱风化岩坝垫层0.6000.900.7015.5800坝基0.6501.000.904、坝体砌筑质量与大坝渗流评价4.1挡水坝坝体、溢流段质量评价溢流坝段特性4.1.1左坝挡水段左坝挡水段1#、2#：采依照钻孔ZK2钻孔成果及设计资料，坝体材料重要为C10二级配混凝土砌石，块石与细石混凝土芯样胶结状况总体呈上部胶结密实较密实，未发现架空,芯样整体上较完整；坝体与垫层混凝土胶结完整，密实；坝基垫层混凝土与基岩胶结较好，呈整体状。依照本次取样实验成果，C10二级配混凝土砌石饱和抗压强度实验平均值可达13.84MPa，依照原竣工检测资料，垫层混凝土饱和抗压强度实验平均值为16.3MPa，达到设计强度规定。4.1.2右坝挡水段右坝挡水段7#（主厂房上游）：依照钻孔ZK1钻孔成果，本坝位于主厂房上游（7#），坝体材料重要为常规混凝土（依照设计资料，位于坝右0+000.00坝右0+030.00段），在钻孔取芯时整体上较完整，只是局部混凝土见蜂窝状气孔(重要揭示段为4-7m、23-28m)，气孔径1-2mm居多，个别达3-4mm，气孔重要呈点状分布，贯通、持续性差，岩芯面普遍粗糙。依照坝体取混凝土芯样实验极限饱和抗压强度平均值为21.60MPa。依照原竣工检测资料，垫层混凝土饱和抗压强度实验平均值为16.70MPa，达到设计强度规定。坝右8#段坝体材料重要为C10二级配混凝土砌石（未布置钻探孔），依照原竣工检测报告表白，块石与细石混凝土芯样胶结状况总体胶结密实较密实，未发现架空，芯样整体上较完整；其饱和抗压强度实验平均值为12.60MPa，垫层混凝土饱和抗压强度实验平均值为16.60MPa，均达到设计强度规定。4.1.3溢流段本段未布置钻探孔，依照设计资料表白：溢流段3#、4#、5#、6#坝体材料重要为常规混凝土，混凝土重要为C15常规混凝土、C10细石混凝土、C25常规混凝土。依照原竣工检测报告表白，溢流段坝体混凝土未见蜂窝狗洞、未见表面裂缝，浇筑密实，外观普通，施工质量评估为优良；C10混凝土饱和抗压强度实验平均值为12.5MPa，C15混凝土饱和抗压强度实验平均值为16.7MPa，C25混凝土饱和抗压强度实验平均值为26.4MPa，均达到设计强度规定。注:上述竣工验收检测提供饱和抗压强度为混凝土原则试块养护28天后饱和抗压强度。4.2大坝坝基岩体评价大坝左、右岸、河床部位地基在坝体揭穿后即为弱风化晶屑凝灰岩，依照钻探成果，岩石节理裂隙较发育，坝基岩体较完整，呈块状构造，依照岩石实验极限饱和抗压强度平均值为41.85MPa,强度高，属坚硬岩，大坝左右岸、河床部位坝基承载力满足规定，坝基稳定性较好。此外，由于坝基建设时对坝基进行帷幕灌浆解决，本工程固结灌浆效果以施工时灌浆量、灌后波速测试为主，结合本次钻孔内取芯、压水实验成果办法鉴定。依照施工后对灌浆固结解决岩石检测成果，岩体声波原则值提高明显，断层部位最明显。依照本次钻探时对灌浆固结合后岩体进行了2次压水实验，透水率为1.401.47Lu，介于13Lu，压水率满足设计控制规定。综上所述，坝基经固结灌浆解决后，坝基岩体完整性均性有了较明显提高，和改进，效果比较抱负，能满足设计控制规定。 4.3坝肩边坡稳定性分析4.3.1河床坝基：河床断层（f1）宽度0.31.0m，充填片状岩、糜棱岩、碎块岩，为陡倾角断层，且与坝轴线交角较大，带内岩石多呈强弱风化状，已进行常规解决，河床坝基稳定性较好；4.3.2左岸坝肩：建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩，岩石致密，力学强度较高，岩体较完整，未见断层破碎带，但见及节理密集带宽约1.53.0m，倾角75，与坝轴线近平行，倾向山里，其两侧风化较深，已进行常规解决，对坝基稳定无大影响； 4.3.3右岩坝肩：建基面岩石为弱风化中下部晶屑凝灰岩，岩石致密，力学强度较高，岩体完整性差较完整，无大地质构造通过，总体稳定性较好，但受缓倾角断层（f3）、顺河向断层（f2）及断层（f4）影响，右岸岩体完整性差，节理较发育，风化较深，局部组合体对坝基抗滑稳定性不利，已采用边坡防护办法，现状稳定；4.3.4坝肩边坡：址两岸地势陡峭，山坡自然坡度25-45。基岩广泛出露，依照现场调绘，两岸坝肩重要为强风化弱风化岩，边坡总体稳定；左岸坡度较缓，基岩为晶屑凝灰岩，岩体风化较浅，岩体完整性差较破碎，裂隙较发育，以高倾角为主，未发现单孔目坡软弱夹层存在，无对边坡稳定不利组合体，边坡总体稳定，受节理密集带影响，局部也许产生少量崩塌。右岸边坡为强弱风化基岩揭露，岩体完整性差较完整，高陡倾角节理发育，缓倾角断层（f3）与顺河向断层（f2）、（f4）组合，均未形成不利组合体，对坝肩边坡稳定无影响，边坡总体稳定，但由于高陡倾角节理发育，局部也许产生少量崩塌。开挖坡顶以上自然边坡，强风化基岩出露，自稳条件较好。 4.4大坝渗漏分析4.4.1坝体渗漏分析xxxxxxx水库大坝坝体采用C10二级配混凝土砌石。本次勘察在坝体中共进行14段压水实验，左、右岸坝体依照压水实验成果透水率在1.563.08Lu之间，大体呈透水率较弱态势，大某些数值均不大于3Lu可满足规定（规范规定不大于3Lu）（详见表3.4.2.1-1）；坝体与坝基接触段共进行2段压水实验，依照压水实验成果：左、右岸及溢流堰（河床）处坝体依照压水实验成果透水率在2.452.91Lu，能满足规定。依照现场检查，左、右岸坝体与坝基接触局部见有红褐色铁质析出，并伴有局部潮湿。综上所述：大坝坝体整体性较好，仅局部存在由于混凝土存在蜂窝而形成混凝土表面潮湿。4.4.2坝基渗漏分析坝基岩土层为弱风化晶屑凝灰岩，表层岩体裂隙较发育，岩体呈碎裂-块状构造，在坝基中共进行2段压水实验，依照压水实验表白：岩体上部透水率在1.401.47Lu之间，左、右岸及河床钻孔压水实验岩体上部透水率不大于5Lu（规范规定不大于5Lu），能满足规定。4.4.3绕坝渗漏分析大坝左、右岸坝基岩土层为强、弱风化晶屑凝灰岩，依照钻探揭示,两岸岩体裂隙较发育，依照压水实验表白，呈弱-中透水性，据现场地质点调绘，左、右岸坝体下游20m范畴内岩面偶见湿润，绕坝渗漏现象不明显。5、溢流堰及及下游冲刷坑工程地质条件及评价溢流堰位于坝顶中央，采用自由跌水式办法，溢流净宽70m，大坝溢流堰无挑流办法，设计洪水时单宽流量79.69m3/s.m，校核洪水时单宽流量121.38m3/s.m，堰顶高程为230m，工程泄流量较大，泄流对坝下冲刷能量大。依照现场观测冲刷坑至坝脚约6-7m，冲刷坑深度约2-3m，河谷呈 “V”字型，两岸及河床大面积基岩裸露，河床局部表层分布大量块石，厚度约0.51.00m，粒径300600mm不等，粒径最大可达2.00m。基岩岩性为晶屑凝灰岩，呈弱风化状，裂隙发育，影响岩体完整性及强度，整体呈碎裂块状，较易冲刷，岩体冲刷系数建议K1.3（经验值）。6、结论与建议6.1结论1）区内未发既有明显新构造运动迹象，历史上无大地震活动记录，区域构造相对稳定。依照中华人民共和国地震动参数区划图(GB18306-)和水工建筑物抗震设计规范(DL 5073-)规定，本场地抗震设防烈度为6度，水平向地震加速度代表值为0.05g，所属设计地震分组为第三组。特性周期为0.30s。2）大坝附近水文地质条件简朴，地表水重要为坝区内河水，地下水重要来源于大气降水，地下水位受水库蓄水高程影响很大。依照含水层性质及埋藏条件，本区地下水含水层重要为第四系孔隙性潜水及基岩裂隙水。3）大坝基本均为弱风化晶屑凝灰岩，大坝岩体呈块状构造，强度较高，属坚硬岩，承载力满足规定，坝基稳定性好。4）左坝肩边坡重要为岩质边坡，自然边坡坡度约25-45，当前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象，左坝肩边坡稳定。右坝肩边坡重要为岩质边坡，坡度陡峭，自然边坡坡度约25-45，当前未发现下沉、裂缝、崩塌等边坡滑移现象，右坝肩边坡基本稳定，但局部有危岩分布，建议清除。5）依照本次勘察成果及压水实验成果。坝体透水率在1.563.08Lu之间，可满足规定，仅局部发现某些混凝土潮湿状。6）依照压水实验表白，未发现大坝左、右岸及河床存在坝基渗漏现象；左右岸均不存在绕坝渗漏。6.2建议xxxxxxx水库是以发电为主中型水利枢纽工程，水库为本地农业生产和人民生活发挥重要作用，水库除保护下游村庄免受洪涝灾害之外，对本地经济及下游群众生命财产影响至关重要。通过本次勘察发现问题并提出解决建议：1）据本勘压水实验成果，坝体渗入性级别为弱透水层；坝基经采用帷幕灌浆后透水性能改良效果较好，属弱透水层。2）坝体勾缝有剥蚀、脱落现象，采用深勾缝与灌浆工程办法予以加固。3）右岸坝肩下方局部有危岩，建议清除，有存在对边坡不利节理裂隙，后期应加强观测，局部岩石渗水，应注意地下水对边坡影响，必要时进行灌浆等工程解决。