水庫地質安全鑒定報告(2)

　　5、壩體工程地質條件及評價

　　5.1壩體填料現狀及質量評價

　　1)壩體填料現狀及物性指標

　　經調查壩體填料多采自壩址上、下游殘坡積及沖積粘性土，土料以粉質粘土為主，上壩前經過一定分選。土料上壩經過石夯、石磙及羊角碾等碾壓設備簡單分層碾壓過。工程施工大部分由人工完成，壩體較長分多段施工而成，由于搶進度，局部壩體單層厚度未嚴格控制，有時壩體單層碾壓厚度超過1.0m，而且倉倉之間結合處未專門處理。

　　經本次壩體地質鉆探揭示，上部填土多呈棕紅色，少量灰褐、灰綠色，主要為殘積粘性土、少量沖積粘性土，夾少量碎石、塊石，局部夾有少量腐殖質。填土總體呈可～硬塑狀，鉆孔巖芯大部分呈長柱狀，部分松散狀。填土總體呈團狀結構，經過一定碾壓，但各地碾壓程度、物質組成、密實性相差較大。南壩段(壩體轉折點以南)填土總體碾壓欠密實，夾眾多松散層，可見許多小空洞。北壩段(主河床段)壩體分層碾壓痕明顯，結構稍密實，但局部碎石富集，可見小空隙局部松散狀，具有上部碾壓密實性好于下部的規律。

　　經鉆探揭示，北壩段ZK3孔附近，壩體下部夾有厚層碎石土，其中碎石由砂、碎石、卵石構成，砂卵石由礫石夾砂、泥土構成，碎石最大粒徑20cm，多數3～8cm，次棱角狀，含量在60～70%之間，充填砂及泥土，結構松散，含量在40%左右，該層最大厚度4.4m。經注水試驗側面反映，碎石層滲透性較大，滲透系數在1.00×10-3cm/s，允許坡降0.20。

　　此段壩基存在孔隙性滲漏問題，一定工況下，有可能產生管涌型滲透破壞，而且易造成壩體接觸帶接觸沖刷破壞。

　　整個壩體填土夾有多層松散層、碎石層及腐殖質，鉆孔注水試驗揭示局部段落有滲水跡象，填土異?，F象詳見表5-1。

　　壩體填土異?，F象統計表

　　表5-1

　　孔 號 部 位 孔 深(m) 高 程(m) 類 型

　　Zk1 左壩肩 8.00-8.30 95.6-95.3 松散層

　　Zk1 左壩肩 8.30-12.20 95.3-91.40 夾有灰黑色淤泥質粘土塊，含植物根莖

　　Zk1 左壩肩 12.20-12.50 91.40-91.10 碎石土

　　Zk2 壩體 0.80-7.00 102.6-96.40 結構松散

　　Zk3 壩體 0.90-9.15 102.5-94.25 結構松散

　　Zk3 壩體 16.50-21.20 86.9-82.2 碎石層

　　Zk4 壩體 9.00-12.40 94.5-91.1 結構松散、成分混雜

　　Zk4 壩體 12.4-23.7 91.1-79.8 夾眾多松散層、滲水嚴重

　　壩體地質鉆探，自上而下分段做了注水試驗，試驗成果詳見壩體填土注水試驗統計表5-2。

　　經大量原狀試樣試驗：壩體填土以棕紅色粉質粘土為主，占78.6%，夾部分黃褐色粘土，占21.4%;總體粘粒含量超平均40%，最高可達63%;粘性土以硬塑狀為主，可塑狀次之;分布呈層狀，碎石含量極少，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%，塑性指數平均值16.3，液性指數離散性相當大，范圍值在0.00～0.63之間，平均值0.36，實際上粘土大都呈硬塑狀;壓縮系數平均值0.28 Mpa-1，壓縮模量平均值7.6 Mpa;凝聚力平均值26.3Kpa，內摩擦力13.6°，滲透系數平均值4.30×10-6cm/s。

　　經試樣顆分試驗：粘性土粘粒含量平均值40.0%，粉粒含量39.0%，砂粒含量21.0%，按顆分定名總體為粘土。

　　填土物理力學性質指標見表5-3。

　　**水庫壩體鉆孔注水試驗統計表 表5-2

　　試段編號 套管長度(m) 試段深(m) 試段長(m) 孔中水頭高度(m) 穩定注水量(升/分) 鉆孔半徑(mm) 滲透系數(cm/s)

　　ZK1-1 3 8 5 5.5 4.1 55 2.04E-04

　　ZK1-2 8 12 4 10 18.2 55 6.00E-04

　　ZK1-3 12 12.5 0.5 12.25 8 55 1.00E-03

　　ZK2-1 2.5 7 4.5 4.75 9.6 55 6.09E-04

　　ZK2-2 7 13 6 10 10.7 55 2.54E-04

　　ZK3-1 3 9 6 6 16.9 55 6.70E-04

　　ZK3-2 9 17 8 13 24.2 55 3.50E-04

　　ZK3-3 17 21.5 4.5 16 36.5 55 9.92E-04

　　ZK4-1 3 9 6 6 7.9 55 3.15E-04

　　ZK4-2 9 12.4 3.4 10.7 25.4 55 8.92E-04

　　ZK4-3 12.4 17.3 4.9 13.4 15.6 55 4.2E-04

　　ZK4-4 17.3 24.2 6.9 22.0 34.2 55 9.05E-04

　　ZK6-1 3 10 7 6.5 20 55 6.45E-04

　　ZK6-2 10 15.9 5.9 12.0 38.1 55 9.92E-04

　　ZK8-1 2.5 7 4.5 4.75 12 55 7.58E-04

　　ZK8-2 7 13.1 6.1 9.8 16.2 55 3.65E-04

　　ZK8-3 13.1 18.0 4.9 14.6 30.1 55 9.25E-04

　　填土物理力學性質指標見表5-3。

　　2)質量評價

　?、倜軐嵭栽u價

　　**水庫壩體設計為均質土壩，壩頂高程103.40m，最大壩高21.00m，壩頂長369.00m，壩頂寬5.0～6.0m。上游臨水面坡比1：3～1：2.5，下游背水面坡比為1：2.0，而且大壩在上、下游高程96.00m分別設置一平臺，平臺寬2m，大壩底寬135.00m。壩體底部適當抽槽處理，但不徹底。

　　室內擊實試驗表明：填土最大干容重17.2KN/m3，最優含水量21.3%。

　　依據《碾壓式土石壩設計規范》SL20**-247第4.2.3條，粘性土的填筑密度以壓實干容重為設計指標，并按壓實度確定，對3級中、低壩及3級以下的中壩壓實度應為96%～98%，因**水庫大壩填料多為棕紅色粉質粘土，故取壓實度為0.96，以控制干容重16.51KN/m3，對壩體填料進行質量評價。

　　按《導則》SL189-96要求，粘性填土的含水量應按最優含水量控制，允許偏差±3%。填土最優含水量平均值21.3%，壩體填土最優含水量取控制值21.9%。

　　壩體粘土心墻填料干容重平均值15.36KN/m3，壓實度僅0.89，未達到壓實度0.96的基本要求，土工試驗21.4%的土樣指標超過基本要求，填土天然含水量平均值27.88%，高于最優含水量上限控制值，合格率21.4%。

　?、跐B透性評價

　　本次地質勘察為研究填土滲透性,不僅在鉆孔中進行了鉆孔注水試驗,還取樣進行了室內滲透試驗.

　　室內土工滲透試驗統計:原狀土樣滲透系數達9.0×10-6～2.3×10-7cm/s之間，平均值4.3×10-6cm/s;鉆孔注水試驗測得填土滲透系數1.00×10-3～5.73×10-4cm/s之間，平均值2.04×10-4cm/s。

　　填土滲透性兩種測試結果差別較大,現場注水試驗滲透參數較大，而室內原狀土樣滲透參數較小。這主要是由于室內滲透試驗僅能反映粘土團塊的滲透性，而不能代表整個試件的滲透性，有很大的局限性，而鉆孔注水試驗試驗段長較長，包含了所有層面及軟弱松散層及碎石層，它所反映的滲透性是一個總體、綜合性滲透性，故建議以鉆孔注水試驗滲透性指標反映壩體滲透性。

　　根據《碾壓式土石壩設計規范》SL20**-247第4.1.5防滲土料應滿足下列要求：滲透系數均質壩不大于1×10-4cm/s，心墻和斜墻不大于1×10-5cm/s。

　　壩體填料鉆孔注水試驗滲透系數均在1.00×10-3~5.73×10-4cm/s之間，平均值2.04×10-4cm/s，均超過規范要求，建議J允許取0.55。

　　5.2 主要工程地質問題

　　1)壩體碾壓不均勻,大部分欠密實

　　壩體心墻填筑單層攤鋪厚度太大，填土碾壓上密下松，疏密不均，而且夾少量碎石，團塊間有架空現象，普遍密實度達不到規范要求。

　　2)壩體夾有眾多松散夾層及孔洞，局部滲透量較大

　　通過現場注水試驗，發現壩體中上部有強透水夾層，滲透性較大，超過規范要求。

　　3)南側壩體散浸

　　壩體拐點西側壩體碾壓不密實結構松散，夾有眾多松散層及小空洞，壩體滲透性較大，超過規范要求，壩后散浸不斷。

　　4)北側壩體上部散浸

　　壩體拐點東側(主河床段)上部壩體碾壓欠密實，夾有眾多松散層及碎石層，滲透性較大，超過規范要求，壩后散浸不斷。

　　5)右側壩體底部碎石層散浸、集中滲水

　　右側壩體底部(ZK3)孔附近，上壩土料由碎石土構成，而且碾壓不密實，結構松散，壩體此部位滲透性較大，壩體散浸及集中滲水嚴重，建議截滲加固處理。

　　4)上游迎水面護坡塊石抗沖性差

　　上游面護坡塊石風化嚴重，堆砌雜亂無章，結構松散，塊間空隙較大，字穩性較差，庫水浪蝕時，易帶走其間細小顆粒，造成護坡潛在不穩。

　　6、 溢洪道區工程條件及評價

　　6.1 溢洪道區地質條件概況

　　溢洪道場區位于壩體右側20m處中低山區，山頂高程110m左右，山頂渾圓平坦，山體走向東西向，溢洪道溝底及兩岸基巖裸露，山頂覆蓋殘坡積層。溢洪道為開敞式寬頂堰，堰寬15m，堰頂高程100.54m，溢洪道全長120m左右。該溢洪道無挑流、消能設施，下游段無任何邊坡支護及防沖措施。溢洪道走向北東向，為人工開挖而成，左、右岸開挖邊坡1：0.75左右，溢洪道走向順直，下游側斷面較窄。

　　壩址區位于荊泉山倒轉向斜正常翼，正常翼(北翼)產狀165°∠35°，軸線走向NEE70°～80°。

　　壩址區出露基巖為志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖，巖層層序完整，無任何次級褶皺、揉皺發生，巖體呈單斜狀。

　　發育兩組節理及裂隙，描述如下：

　　一組：產狀65°∠78°，延伸1～2m，閉合，線密度10條/m。

　　二組：產狀345°∠45°，延伸2～3m，閉合狀，線密度15條/1m，節理及小斷層，將巖體切割呈不規則塊狀。

　　6.2 主要工程地質問題分析

　　1)、左、右岸邊坡穩定性

　　溢洪道右岸坡向東、東南，岸坡40°~50°，岸坡頂部覆蓋厚層殘坡積層，巖層產狀160°∠45°，岸坡具有順向及斜向坡的特性，地表巖石風化嚴重。經調查岸坡處無順向緩傾角軟弱結構面，岸坡不存在整體失穩問題，但表層強風化層及上部殘坡積層崩落、跨塌不斷，鑒于以上地質條件建議岸坡不宜過陡，建議人工開挖邊坡1：1.0。

　　左岸坡向北西，岸坡30°~40°，為人工開挖邊坡，岸坡頂部同樣覆蓋厚層殘坡積層，巖層總體產狀160°∠45°，岸坡具有逆向坡性質。區內巖層揉皺較發育，巖層產狀有些混亂，小斷層也有所發育。但節理裂隙短小密集，不構成影響邊坡穩定性的結構面。經過本次地質調查，未發現傾向溝谷的緩傾角斷裂或節理裂隙，不存在邊坡沿緩傾角滑移問題，另外邊坡不高，邊坡總體穩定性良好，但表層強風化基巖及上部覆蓋層崩落、跨塌不斷，鑒于以上地質條件建議岸坡不宜過陡，建議人工開挖邊坡1：1.5

　　2)左、右岸坡抗沖穩定性

　　溢洪道底板及兩岸邊坡底部巖石呈強～弱風化狀態，區內志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖巖抗風化性能較差，巖石長期暴露地表，易崩解呈碎塊狀，遇水軟化系數略高，抗沖蝕能力較差。溢洪道基巖長期暴露地表，地表已形成風化、松散薄殼，地表洪水沖刷時，兩岸剝落、崩塌不斷，兩岸抗沖穩定性較差。

　　7、 高低輸水管工程地質條件及評價

　　大壩高輸水管位于主壩左岸，為混凝土預制園管，進口底高程96m，管徑0.6m，管長40m，泄流量0.3 m3/s。

　　大壩低輸水管位于主壩右岸，為混凝土預制園管，進口底高程90m，管徑0.8m，管長70m，泄流量1.1 m3/s。

　　按輸水管所在部位，輸水管基礎全部位于均質壩體中，從壩體本身施工過程及碾壓程度上講，壩體填土進行過一定碾壓，具有一定強度、承載性及抗變形能力，從其本身的密實性、物性狀態來看，壩體填土允許承載力在150Kpa以上。輸水管本身的應力較低，與基礎地基強度、承載性相比微乎其微，輸水管不會產生較大沉降變形，輸水管運行多年，未發現明顯大規模險情。

　　但考慮到壩體各地疏密不均、壩體各部分自身沉降不均，可能會引起管體不均勻沉陷，造成管身拉裂、錯位，故建議本次安全鑒定時應對高低輸水管進行混凝土檢測。

　　8、 天然建筑材料

　　8.1土料

　　工程加固所需土料仍可在原大壩興建時取土場取土，土料場位于壩址下游大殘坡積及沖積粘土、粉質粘土，儲量較大，運輸方便。

　　預選料場上部有0.3~0.5m厚耕植土，下部粘土厚1~3m，粘土料較純凈，分布面積大，土料儲量在30~50萬m3左右，平均運距1~2Km。

　　8.2塊石料

　　現場出露地層巖性為志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖，巖性柔弱，抗風化性能較差，不宜作為塊石料源。

　　經綜合比選，護坡、固腳塊石、碎石料場選在**港上游駝兒塘水庫附近，料源為二疊系下統茅口組灰巖、白云質灰巖、白云巖，巖石新鮮、堅硬，抗壓、抗風化性能優良，交通方便，儲量巨大，平均運距4.5Km。

　　8.3砂料

　　工程場區現代河床已無多少沖積河砂及砂卵石，而且沖積層上已農田化，含泥量較高，從質量及儲量上看，混凝土用砂都不可能利用場區沖積河砂，混凝土用砂需外購，建議利用陸水河河砂。

　　9、 結論及建議

　　(1)區內走向斷裂發育，局部挽近期有所活動，但活動規模相對微弱，場區地殼運動相對基本穩定，根據國家標準1：400萬《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-20**)，當設防標準為50年超越概率10%時，工程區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35S,相應的地震基本烈度為Ⅵ度。

　　(2)庫盆及庫岸基底由志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖構成，巖體滲透性微弱，水庫不存基巖裂隙性滲漏問題，水庫庫岸巖質邊坡穩定，水庫有輕微淤積問題，但不影響水庫運行效益，水庫浸沒輕微。

　　(3)壩址區位于荊泉山倒轉向斜北翼正常翼，出露基巖為志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖，巖層傾向東南，河谷為斜向河谷。

　　(4)經勘察壩基基巖滲透性微弱，壩基基巖基本上不存在滲漏問題;壩基巖體及河床砂卵石層承載性相對于上部壩體來講，強度較高;左、右壩肩巖質邊坡穩定。

　　(5)壩體填料普遍碾壓不密實，未達到規范要求，夾眾多松散夾層、碎石層以及眾多小空隙，引起壩體多處散浸和集中滲水。

　　(6)壩體主要險情表現在：南側壩體散浸，底部集中滲水;北側壩體上部散浸;北側壩體底部碎石土散浸、集中滲水;上游迎水面護坡塊石抗沖性差

　　(7)、溢洪道兩岸由志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖構成，地表巖體風化強烈，巖石抗忡性能較差，溢洪道溢流時，兩岸沖刷、崩塌嚴重。

　　(8)發電輸水管跨越三種不同密實性地基，地基抗變形性足以抵御輸水管產生不均勻沉降，輸水管運行多年，未發現明顯險情，但填土疏密不均，易造成混凝土管拉裂、錯位，建議全面檢測。

　　(9)工程加固所需土料可以從原大壩興建時土場取土，護坡、固腳塊石料可在**港河上游駝兒塘水庫庫區開采，混凝土用砂需可采用陸水河砂。

　　(10)建議下階段進一步查清南側壩體下部碎石土分布范圍。

　　(11)建議下階段進一步查清北側壩體下部砂卵石層分布范圍。

　　(12)進一步查明壩體散浸分布范圍、形成原因、處理措施。

　　(13)進一步落實天然建材。

篇2：水庫地質安全鑒定報告(1)

　　水庫地質安全鑒定報告(1)

　　****勘察設計院

　　二O** 年 六 月

　　證書編號: zzzzzz

　　業務范圍：工程勘察綜合類甲級

　　發證日期：20**年7月17日

　　工程地質--水庫安全評價工程

　　工程編號： 02-108

　　項目名稱：湖北省赤壁市**水庫安全鑒定工程

　　勘察階段：安全鑒定階段

　　工程技術負責人：****

　　審 核 人：*****

　　審 定 人：

　　總 工 程 師：

　　院 長：

　　** 勘 察 設 計 院

　　二○**年六月

　　1、前 言

　　1.1工程概況

　　赤壁市**水庫位于湖北省赤壁市西部茶庵嶺鎮**廟村境內，距赤壁市城區約20km，水庫攔蓄陸水河左岸支流**港中、上游來水，它與上游駝兒潭水庫、蜜蜂水庫連接成梯級水庫，是一座以灌溉為主，兼有防洪、供水、發電、水產養殖等綜合利用的小(一)型水庫。壩址以上承雨面積3.0km2，總庫容248萬m3，有效庫容160.6萬m3，防洪庫容58.5 m3，死庫容28.9 m3。多年平均降雨量1000mm左右，水庫正常蓄水位100.54m，校核洪水位103.3m，設計洪水位102.45m，水庫死水位90.00m。

　　**水庫交通位置示意圖

　　水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、灌溉發電輸水管、壩后電站等建筑組成。大壩為均質土壩，壩頂高程103.40m，最大壩高21.00m，壩頂長369.00m，壩頂寬5.0～6.0m。上游臨水面坡比1：3～1：2.5，下游背水面坡比為1：2.0，而且大壩在上、下游高程96.00m分別設置一平臺，平臺寬2m，大壩底寬135.00m。

　　溢洪道位于大壩右岸山坳天然埡口處，為開敞式無閘門控制的寬頂堰，堰頂高程100.54m，堰頂凈寬15m，最大泄量為150.00m3/s。

　　大壩高輸水管位于主壩左岸，為混凝土預制園管，進口底高程96m，管徑0.6m，管長40m，泄流量0.3 m3/s。

　　大壩低輸水管位于主壩右岸，為混凝土預制園管，進口底高程90m，管徑0.8m，管長70m，泄流量1.1 m3/s。

　　1.2水庫建設過程及大事記

　　**水庫

　　始建于1965年冬，經兩次擴建，到1966年，完成壩高10m，復于1975年，加高5m，壩高達15m。為水庫整險加固擴大效益，1978年地區行署批準按壩高21m擴建，改建了溢洪道，增建了發電管和高輸水管，工程于1981年春竣工。

　　工程興建過程中，未進行過專門工程地質勘察，壩體右岸壩山結合不好，1966年發生繞壩滲漏，幾經翻筑處理，但不徹底。1978年擴建時，對右壩頭進行了翻筑，加深了截書墻，大壩內坡增加了粘土鋪蓋，繞壩滲漏問題有所緩解，并建了壩后式發電站，裝機兩臺，總容量150KW。

　　工程運行過程中的主要險情：

　　1)南壩段壩后散浸，壩基滲水，壩腳高水位時明顯有水滲出。

　　2)北壩段(主河槽段)96m高程下游壩坡普遍散浸，右壩肩散浸，并局部集中滲水。

　　3)溢洪道兩岸強風化層、殘坡積層跨塌不斷。

　　4)壩前迎水面護坡不完善，抗沖能力差，護坡潛在不穩。

　　1.3勘察目的及技術要求

　　本階段勘察的目的任務是：

　　1)收集區域地質、地震記錄及相關工程資料，評價區域地殼穩定性，確定場區地震動參數及地震基本烈度。

　　2)復核場區地質構造、地層巖性，調查巖體風化特性、節理裂隙發育規律，研究巖體完整性、透水性、穩定性及物理力學特性等。

　　3)收集、了解大壩施工時的土料場、石料場情況。

　　4)了解大壩清基、基礎處理情況，分析壩基滲漏原因。

　　5)研究壩體物質組成、碾壓密實性、透水性、天然狀態等特征，評價壩體質量，分析險情產生原因，提出處理意見。

　　6)研究溢洪道地質構造、地層巖性，評價邊坡及抗沖穩定性。

　　7)研究高低發電輸水隧洞工程地質條件。

　　8)了解大壩除險加固工程所需天然建筑材料情況。

　　本次勘察除滿足安全鑒定設計要求外，主要遵循以下規程規范：

　　(1)“水利水電工程地質勘察規范” (GB5028-99)

　　(2)“土工試驗規程” (SD128-84)

　　(3)“碾壓土石壩設計規范” (SL274-20**)

　　(4)“水庫大壩安全詳價導則” (SL258-2000)

　　(5)《水利水電工程地質勘察規范》 (GB50287-99)

　　1.5勘察過程及完成工作量

　　本工程興建前，未進行過專門工程地質勘察，前期地質資料僅有相關的1:20萬區域地質圖及區域地質報告。為配合水庫大壩等建筑物安全鑒定工作，受業主委托，進行了相應地勘工作。地勘工作主要有地質測繪、地質鉆探、險情調查、現場原位測試、室內土工試驗、內業整理、編繪地質報告等。野外地勘工作于20**年4月間完成，內業成果于5月間完成，共完成地勘工作詳見工作量統計表。

　　石人泉水庫大壩安全鑒定地質勘探工作量統計表

　　表1-1

　　工作項目 單 位 數 量

　　鉆孔及鉆探進尺 個/m 8/158.1

　　鉆孔注水試驗 段 16

　　鉆孔壓水試驗 段 6

　　鉆孔標貫試驗 次 0

　　室內土工試驗 常規 件 16

　　滲透 件 5

　　顆分 件 6

　　擊實 件 2

　　水質分析 件 2

　　地質測繪(1：1000) Km2 0.7

　　天然建材調查 Km2 4

　　本報告采用黃海高程系統，地形圖由湖北省赤壁市水利局提供。

　　2 、 區域地質概況

　　2.1地形地貌

　　湖北省赤壁市石人泉水庫場區地處幕阜山中高山區與沖洪積崗地過度地帶，區內山脈走向近于東西向，與區域構造線一致，為典型構造剝蝕堆積地形。區內溝、谷相間，場區西側為風化剝蝕堆積崗地，地面起伏不平，地面高程78m～90m之間。場區東南側為中低山區，山頂高程105m～120m。**港自東南流向北西，河谷寬闊，河谷寬深比10：1左右，河谷兩岸地形平緩。

　　**水庫攔蓄**港中、上游來水，最終流入陸水河。**港全長9.5Km，水庫樞紐控制流域面積3.0Km2,壩址以上河道長度3.0km。

　　2.2地層巖性

　　工程場區內出露地層較為簡單，場區內分布的主要地層由老至新分述如下：

　　(1)志留系中統墳頭群(S2fn)

　　灰黃色、黃綠色等泥質粉砂巖、粉砂質頁巖夾細砂巖，層厚417.00m。

　　(2)殘坡積土層(Q4e1+d1)

　　該層分布在壩址左右岸緩坡地帶，呈片狀分布，由風化殘積粘土和粉質粘土夾碎石構成，層厚1～3m。

　　(3)河床沖積層(Q4a1)

　　上部由灰色、灰褐色粉質粘土構成，水平層理發育，層厚1～2m，下部為砂卵石，由礫石夾砂石、泥土構成，層厚1～6m。

　　2.3區域地質構造及地殼穩定性評價

　　場區位于雪峰地盾、漢江坳陷及下揚子臺褶皺帶的交匯處，跨新華夏系第二構造沉降帶的東部邊緣。場區主要構造形跡及構造體系有前震旦紀時期形成的北西向構造，中生代時期形成的東西向構造、弧形構造、山字型構造及新華夏系構造等。

　　場區及周邊地區地質構造單元體位于中生代形成的臨湘山字型構造中，該構造以臨湘為中心，西起長江西岸的楊林磯，東到陸水水庫這一廣大地區，為一復雜的扭動構造--臨湘山字型構造。山字型構造的前弧展布在楊林山、路口鋪、臨湘、羊樓司、趙李橋、五洪山一帶，弧頂在臨湘五里碑。

　　臨湘向斜以臨湘為中心，東西弧形延伸，向斜的核部由志留統黃綠色粉砂質頁巖組成，兩翼為奧陶--震旦紀及冷家溪群地層。由于斷層的破壞，地層出露不全。

　　區內斷層以走向斷層為主，主要斷層有：磨盤底斷層、茶庵嶺斷層、鴻鶴嶺斷層、斯橋--羊樓司斷層，它們多斷在震旦紀與元古界之間，斷層帶內為碎裂巖、糜棱巖，具擠壓成扁豆狀鱗片狀。其中文修橋斷層長3.5Km、雷家沖斷層長4.5Km、磨盤底斷層長6Km、茶庵嶺斷層35Km、鴻鶴嶺斷層長3.5Km、斯橋--羊樓司斷層長25Km，而且茶庵嶺斷層1954年曾發生4.4級地震，等震線長軸與斷層一樣。

　　場區位于中生代及新生代構造區內，區內褶皺緊閉，構造應力以南北向壓應力為主，區內走向斷層，規模比較大，而且斷層局部挽進期有一定活動性，形成近期歷史最新地震，地震震級較底。綜上，區內斷層均為中生代斷層，斷層膠結良好，挽近期有一定活動，但規模較小，距場區有一定距離，近期未發現其它活動跡象，資料顯示自喜山運動以來，區內斷裂活動相對微弱，故認為場區地殼相對基本穩定。

　　根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-20**)，本區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，地震基本烈度為6度。

　　2.4 區域水文地質條件

　　從場區地下水儲存、運移介質來看，場區地下水可分為基巖裂隙水及孔隙水兩種，現分述如下：

　　基巖裂隙水：主要儲存在志留系系中統中厚～薄層狀泥質粉砂巖、粉砂質頁巖地表強風帶張開性裂隙中，受節理裂隙發育規模、連通性制約，地下水儲存空間有限，地下水活動相對較緩慢。地下水接受大氣降水補給，常在山坡、山腳處，以裂隙性泉水流出地表。

　　孔隙水：主要儲存于第四系殘坡積、沖積堆積層中，如左右兩岸緩坡及山腳下殘坡積堆積體，以及現代河床沖積砂卵石、粉質粘土，堆積體各種孔隙、空隙體積隨土類性質變化較大，地下水儲量及滲透性也隨之變化較大。一般殘坡積層、沖積粉質粘土層地下水儲量有限，滲透性微弱，沖積砂卵石層中地下水儲量較大，地下水運移活躍。

　　地下水的化學特征：基巖裂隙水多為硫酸根鈣、鎂型，孔隙水多為重碳酸鈣、鎂型，地下水水質優良，無污染，對混凝土無侵蝕性。

　　3 、 庫區工程地質條件

　　3.1 地質概況

　　水庫區位于東南至北西向河谷中，左、右岸為中低山區，山體寬厚，山頂高程110～120m，山頂渾圓，岸坡平緩。區內山脈走向近于南北向，與區域構造線一致，為幕阜山中高山區與沖積崗地過度區余脈。壩址以上主河道長3.0km左右，河床比降為7.0‰，水庫控制流域面積為3.0km2，庫區溝谷不發育，植被覆蓋率較高。

　　庫盆及岸坡由志留系中統墳頭群泥質粉砂巖、粉砂質頁巖組成，現代河床沉積有第四系沖洪積層，下部為砂卵石層，上部為粉質粘土。庫岸低洼處常覆蓋薄層殘破積層，由含礫粉質粘土、粘土構成。

　　庫區位于荊泉山倒轉向斜北翼正常翼，地層產狀產狀165°∠30°，南翼地層產狀產狀S、SE傾∠40°～67°，軸線走向NEE70°～80°。核部由二疊系至泥盆系地層構成，翼部由志留系地層構成。

　　3.2 工程地質評價

　　(1)水庫滲漏

　　庫周山體雄厚，山頂渾圓，地表高程較高，不存在低于水庫正常高水位的鄰谷，庫岸、庫底均為相對不透水的泥質粉砂巖、砂質頁巖等陸源碎屑巖系列組成，巖體完整，節理裂隙短小閉合、連通性差，巖體透水性微弱，水庫不存在滲漏問題。

　　(2)庫岸穩定

　　水庫左、右兩岸由志留系中統墳頭群泥質粉砂巖、砂質頁巖等巖性組成巖質岸坡，巖層傾向東南，傾角35°~50°，巖層褶皺構造稍有發育，層序正常，，結合緊密，局部發育少量小規模斷層，巖體相對較完整，巖體抗風化性能強較低。

　　整個庫岸無大規模、連續性的不利結構面組合，岸坡穩定，水庫運行多年，水庫周邊未發現大的崩塌、滑坡等影響庫岸穩定的不良地質現象，水庫庫岸基本穩定。

　　(3)水庫淤積

　　庫岸地形坡度較緩，植被覆蓋率極高，地層巖性以泥質粉砂巖為主，巖石抗風化性能較差，地表覆蓋全新統殘坡積層，可供水土流失的陸源碎屑較多。在雨季，地表溪流將會造成一定的水土流失，是水庫淤積的主要物質來源，但體積不大。

　　(4)水庫浸沒

　　庫岸岸坡30～40°，多為巖質邊坡，殘坡積層分布較高，庫區不存在浸沒問題。

　　4、壩基工程地質條件及評價

　　4.1壩基地質概況

　　1)地形地貌

　　壩址區為中低山及丘陵崗地，河流自東南向北西流入本區，壩址正位于東南向河段上，壩址上游為中低山區，地表坡度約為40°～60°左右，山頂高程110～120m左右。壩址下游為丘陵崗地，地面起伏不平。區內河谷、溝谷寬闊，兩岸岸坡平緩，正常蓄水位高程河谷寬350m，河谷寬高比10：1，河谷相對較寬闊。區內中低山區基巖裸露，山頂、緩坡、山腳局部覆蓋殘坡積層，壩址下游分布厚層殘坡積及沖積層。

　　2)地質構造

　　壩址區位于荊泉山倒轉向斜正常翼，正常翼(北翼)地層產狀產狀165°∠35°，軸線走向NEE70°～80°。

　　壩址區出露基巖為志留系中統墳頭群中厚～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖，巖層層序完整，無任何次級褶皺、揉皺發生，巖體呈單斜狀。

　　右壩肩基巖裸露，壩頂以上坡高10m左右，巖層產狀165°∠35°。地質測繪發現右壩肩無任何斷層及褶皺發育，發育兩組節理及裂隙，描述如下：

　　一組：產狀45°∠75°，延伸1～2m，閉合狀，線密度5～10條/m。

　　二組：產狀140°∠85°，延伸2～3m，閉合狀，線密度5～10條/m。

　　巖體發肩兩組節理,呈共軛關系,均呈閉合狀,延伸長度均小于3m。

　　3)地層巖性

　　(1)沖洪積層(Q4a1+p1)

　　該層分布在現代河床上，由砂卵石組成，組成物質主要為卵石夾砂及沖積泥土，該層厚1.0～6.0m，水庫筑壩時，此層未全部清除。

　　(2)殘坡積土層(Q4d1+el)

　　該層分布在左右兩岸山坡及山頂，由黃褐色粉質粘土夾碎石塊石構成，粉質粘土呈硬塑狀，與碎石、塊石結合緊密，該層厚1～3m。

　　(3)志留系中統墳頭群(S2fn)

　　該層構成整個場區基底，由中厚層～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖構成，該層厚417m。

　　4.2 壩址區主要工程地質條件

　　1)壩基巖體風化特征及完整性

　　壩區出露基巖均為中厚層～薄層泥質粉砂巖、砂質頁巖，巖石柔弱，抗風化性能較差，經本次地質調查及地質鉆探揭示，地表巖石為強風化狀，強風化層厚1～1.5m，弱風化層厚4～6m，下部微風化層厚超過10m，本次鉆探進入微風化層5～6m，未揭穿此層。

　　鉆探巖芯采取率與巖體完整性、巖體風化程度、節理裂隙發育程度有關。強風化帶巖芯采取率40～50%之間，RQD指標幾乎為零;弱風化帶巖芯采取率50～70%之間，RQD指標在20～40%之間;微風化帶巖芯采取率80%以上，RQD指標在50%以上。

　　2)壩基巖體透水性

　　壩基出露基巖為志留系中統泥質粉砂巖、砂質頁巖等陸源碎屑等柔性巖體，巖石層理、片理等結構面緊閉，遇水有一定軟化作用。經本次地質鉆探壓水試驗揭示，強風化巖體透水率在5～10(lu)之間，弱風化巖體透水率在5(lu)以下，微風化巖體透水率在1(lu)以下。

　　3)壩基巖土體強度特征

　　本次地質勘察，對場區巖土體物理力學性質未做過多研究，借用場區已有工程已有成果資料，提出以下巖土體物理力學性質指標建議值供設計使用。

　　土體物理力學指標建議值

　　表4-1

　　項目

　　地層 濕密度

　　(g/cm3) 干密度

　　(g/cm3) 內聚力

　　(kPa) 內磨擦角φ

　　(º) 允許坡降 滲透系數

　　cm/s

　　碎石土 1.80 1.41 10 23 0.3 5.0×10-3

　　殘坡積碎石土 1.95 1.54 30 21 0.45 5.0×10-4

　　沖積粉質粘土 1.98 1.58 45 15.0 0.6 1.0×10-6

　　砂卵石層 2.02 1.70 35 0.25 1.0×10-2

　　巖石物理力學指標建議值

　　表4-2

　　項目

　　巖石 風化狀態 濕密度

　　(KN/m3) 干密度

　　(KN/m3) 巖石濕抗壓強度MPa 巖石濕彈性模量GPa 與砼間抗剪強度 滲透系數

　　cm/s

　　泥質粉砂巖 強風化 26.2 25.0 30.0 14 f=0.52 5.5×10-4

　　泥質粉砂巖 弱風化 25.1 25.5 20.0 12 f=0.50 1.0×10-4

　　泥質粉砂巖 微風化 25.5 24.7 10.0 9 f=0.48 1.0×10-4

　　4.3 壩基巖體主要工程地質問題評價

　　1)、壩基滲透性評價

　　壩基由志留系中統墳頭群泥質粉砂巖、砂質頁巖構成，巖石為陸源碎屑巖，遇水軟化強烈，地表強～弱風化巖層透水率在5(lu)以內，屬弱～微透水層范疇，而且隨水庫運行，巖體進一步軟化泥化，節理閉合，巖體透水性將進一步降低。

　　經鉆孔壓水試驗揭示，地表弱風化巖體具中等透水特性，巖體透水率在5(lu)以下，微風化巖體透水率在1(lu)以下。

　　故認為壩基巖體滲透性微弱、滲流穩定，壩體不存在壩基及壩肩繞壩滲漏問題。

　　2)、壩基強度評價

　　壩基為志留系中統墳頭群泥質粉砂巖、砂質頁巖等柔性巖體，巖石單軸濕抗壓強度20~30Mpa，地基巖體允許承載力1Mpa左右，巖體雖為柔性巖體，但無明顯軟弱夾層或孔洞洞穴，巖石軟化緩慢，地基巖石不存在壓縮變形及大規模沉陷問題，故認為相對于壩體本身應力來講，壩基巖體強度較高，場區適應性較好。

　　3)左、右壩肩穩定性評價

　　左壩肩地表覆蓋少量薄層殘坡積層，由志留系中統泥質粉砂巖構成，山坡傾向北，傾角20°～30°，巖層產狀165°∠35°，巖石由隱性節理切割，已成碎裂狀，左壩肩共發育兩組節理，描述如下：

　　J1：走向330°，陡傾角，節理閉合，線密度8條/m。

　　J2：走向50°，陡傾角，節理平直、閉合，線密度8條/m。

　　以上兩組結構面與巖石層理組合，未形成無不利結構面組合，左壩肩巖體穩定。

　　右壩肩基巖裸露，同樣由志留系中統泥質粉砂巖構成，山坡傾向西南，傾角40°～50°，巖層產狀165°∠35°，巖石隱性節理，巖石呈碎裂狀，左壩肩共發育兩組節理，描述如下：

　　一組：產狀45°∠75°，延伸1～2m，閉合，線密度5～10條/m。

　　二組：產狀140°∠85°，延伸2～3m，閉合狀，線密度5～10條/m。

　　以上兩組結構面與巖石層理，未形成無不利結構面組合，右壩肩巖體穩定。