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1、湖北省罗田县乌石冲水库除险加固工程（初步设计阶段）工 程 地 质 勘 察 报 告武汉丰达地质工程有限公司二O一一年五月项目名称：乌石冲水库大坝整险加固工程地质勘察委托单位：罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部承担单位：武汉丰达地质工程有限公司证书等级：甲级总 经 理：冯晓腊总工程师：李广英审 核：李广英工程负责：李小青报告编写：付茹目录1前言11.1 工程概况11.2 任务来源与要求31.3 完成的主要工作量42坝区工程地质条件52.1 地形地貌52.2 地层岩性52.3 地质构造与地震72.4 水文地质条件73坝基、坝肩岩体及坝体填筑料工程地质特征93.1 坝基及坝肩岩体结构特征及特
2、透水性93.2 坝体心墙料的工程地质特征与透水性103.3 坝壳代料层的工程性质与透水性134大坝主要工程地质问题及评价144.1 坝基及坝肩的渗漏问题与评价144.2 坝体心墙质量问题与评估154.3 坝壳代料层的质量问题与评估174.4 大坝蚁害175 溢洪道的工程地质条件及评价186 输水工程质量问题及评价197 结论20 1前言1.1 工程概况乌石冲水库位于巴水水系双庙河上游，建设地点罗田县三里畈镇乌石冲村，是三里畈镇人民政府并归口水电管理站管理的是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖的小（二）型水库，地理位置东经115度14分、北纬30度49分，距罗麻公路4公里。该水库于1965年10月动
3、工兴建，1967年1月竣工投入运行。承雨面积1.5平方公里，多年平均降雨量1370mm，洪水标准为30年一遇设计，300年一遇校核，设计洪水位111.6m，校核洪水位112.78m，正常蓄水位107.40m，死水位99.50m，历史最高水位111.50m，总库容60.38万m3，其中兴利库容29.84万m3，调洪库容21.68万m3，死库容8.86万m3，已淤积库容0.9万m3。水库有效灌溉农田600余亩，年产鲜鱼1500公斤。乌石冲工程建成至今发挥了较大的经济效益，可灌溉乌石冲、走马岗、新桥、双庙等四个村的1200亩农田，水产养殖面积65亩。保护下游耕地2700亩，人口12000人，以及海军
4、某基地公路、罗麻公路、三一八国道和双庙、新桥集镇，是三里畈镇的重要水利工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉输水管等建筑物组成。（1）大坝：坝型为粘土心墙代料坝，坝顶长120.0m，坝顶宽4.1m，最大坝高22.8m，坝顶高程112.8m，大坝上游坡比为1：2.5、1：3.5，采用块石护坡；下游坡比为1：1.95、1：2.5、1：1.85，为草皮护坡；坝脚排水设施为块石堆砌反滤坝，坡比为1：1.7。在下游坡面高程100.4m处，建有浆砌过坝渠，主渠分东西两条，总长7.0公里，灌区有效灌溉面积1200亩。（2）溢洪道：位于主坝右侧山坳，为开敞式宽顶堰，原设计净宽3.5m，现状实际宽度2.5m，堰
5、顶高程107.9m，原设计最大下泄流量32.9m3/s，现实际最大下泄流量32.05 m3/s，堰顶未护砌，出口无消能设施，冲刷非常严重。（3）输水管：位于大坝的右侧，结构型式为浆砌条石方涵，进水口高程99.5m，断面尺寸0.65m0.65m，管长96.0m，最大输水流量0.76m3/s，进口为斜拉活塞闸门控制，活塞闸门尺寸0.32m。乌石冲水库始建于1965年10月，水库工程两年基本建成，由于搞群众运动一窝风的工程，造成质量差，标准低，资金困难，只有少许器材，大坝未完工就开始蓄水运行。1972年冬季对大坝进行整险加固，工程项目是翻接心墙1.0m，大坝加高1.5m，使得水库工程才达到设计标准。
6、1994年10对大坝进行第二次整险加固，主要工程内容：一是对大坝外坡加固整形培厚2.5m；二是溢洪道扩宽1.0m。1998年3月对大坝进行第三次整险加固，主要工程是对外坝坡东西两头做排水沟及腰沟。总之，水库工程运行以来，对水库大坝进行了三次续建和整险加固，但工程仍存在多处安全隐患。目前存在的主要问题有：（1）大坝坝身单薄，坝体填筑材料质量差，碾压质量差。上游坡沉陷2处，面积共400m2；护坡块石风化破碎严重，块石质量差，块石护砌严重变形，受水流冲涮已部分散落；下游坡比不符合规范要求，坝坡沉陷，坡面不平整，多处脱坡、塌坑；过坝渠内平台，高程100.4m，且距坝右52.0m处出现散浸，面积12.0
7、m2， 并有滑坡痕迹，坝左反滤坝顶上部有明显散浸。坝基有明显渗流，反滤坝坝脚淘空两处，危及大坝安全。（3）溢洪道结构不完整，堰体两侧及底板均未护砌，出口无消能设施，冲刷非常严重，溢洪道外西干渠涵管基础被淘空。（4）输水管启闭设备老化、施锈蚀严重，启闭不灵活。输水管进口活塞闸门及拉杆严重老化、锈蚀，已无法正常运用，输水管型式为浆砌条石方涵，在迎水坡面高程104.5m处且垂直于输水管部位的条石断裂穿洞，致使输水管漏水严重，同时带走坝体土料，形成上游坡沉陷。（5）坝身排水设施不完整，排水不畅。过坝渠破损，漏水严重，直接危及坝脚。（6）大坝周围白蚁活动频繁，坝身及坝区白蚁危害严重。（7）水库基础设施差
8、，无通讯设施，无水文测报系统，无大坝观测系统，管理处无房屋，无办公设施，无技术人员。以上这些问题严重影响大坝安全，从而制约了工程效益的正常发挥，如不及时解决，枢纽工程就不能正常运行，对大坝安全、下游人民生命财产和工农业生产构成严重威胁，一旦失事，将给人民生命财产带来重大损失。1.2 任务来源与要求受湖北省罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部委托，武汉丰达地质工程有限公司承担了八一水库除险加固（安全鉴定阶段和初步设计阶段）工程地质勘察工作。针对工程险情和勘察目的，于2009年04月进行了现场工程地质调查、测绘、槽探、探坑取样及室内试验工作，初步查明了大坝存在的安全隐患及主要工程地质问题。
9、2009年08月上级主管部门对本工程进行了安全鉴定，大坝安全类别为三类坝。根据大坝安全鉴定意见，2011年03月对本工程进行初步设计阶段工程地质勘察，进一步获取了有关岩土及水文地质参数。本次勘察工作的任务是：（1）坝区所处区域地质环境和地震基本烈度；（2）大坝坝基工程地质条件；（3）坝体及坝基岩土体物理力学性质指标和渗透系数；（4）溢洪道工程地质条件；（5）天然建筑材料调查。1.3 完成的主要工作量初步设计阶段勘察工作以了解坝体及坝基岩土体物理力学性质及透水性为重点，共布钻孔7孔，勘探剖面3条，完成的主要工作量见表1-1所示。本次勘探工作所用地形图、原始工程剖面图及图件的高程由罗田水利局提供。
10、本次工作全部钻孔严格按照堤防封孔要求进行，甲方派专员进行了现场监督，封孔材料由甲方提供。地质勘察工作主要执行国家标准水利水电工程地质勘察规程（GB50287-99）、中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）及水利水电工程地质制图标准（DL/T55351-2006），同时参照了岩土工程勘察规范（GB50021-2001）及有关的工作规程。本次地勘工作中，得到了罗田县水利水电局、武汉志宏水利水电规划设计院和罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部等单位的大力支持，在此谨表谢意。表1-1 完成的主要工作量工作项目单位工作量测绘1：1000工程地质测绘km20.5钻探取样及现场试验钻探
11、米/孔144.8/7土样组22标贯试验段8注水试验段8压水试验段25水位观测次/孔14/7室内试验土体物理力学试验组20渗透试验组11室内资料整理及报告编写工程地质和钻孔平面布置图张1地质剖面图张4渗透剖面图张1钻孔柱状图张7工程地质勘察报告编写份12坝区工程地质条件2.1 地形地貌乌石冲水库位于巴水水系双庙河上游，建设地点罗田县三里畈镇乌石冲村，距罗麻公路4公里。水库区地貌属大别山南部低山区。承雨面积1.5平方公里，多年平均降雨量1370mm，总库容60.38万立方米。坝址处在剥蚀低山丘陵地貌，属大别山脉。地貌上呈山谷窄缓河谷地貌特征，河流蜿蜒曲折，呈“S”型，回旋发育，河谷呈“U”字形状，
12、坝址两侧山体浑厚，山顶尖圆，山脊线波状起伏，地形坡度1530，海拔高程约在110200m之间。坝址下游由窄变宽，地形起伏不平。水库坝型为粘土心墙坝，坝顶长120.0m，坝顶宽4.1m，最大坝高22.8m，坝顶高程112.8m，上游坡为块石护坡；下游坡为草皮护坡；坝脚排水设施为块石堆砌反滤坝，坡比为1：1.7。浆砌过坝渠分东西两条，总长7.0公里。溢洪道位于主坝右侧山坳，为开敞式宽顶堰，宽2.5m，堰顶高程107.9m。输水管位于大坝的右侧，输水管进水口高程99.5m，结构型式为浆砌条石方涵。大坝下游为拦河后开垦的大片农田，地面高程50.090.0m。2.2 地层岩性根据中华人民共和国区域地质调
13、查报告（罗田幅1：20万，1974）区域地质资料和实地查勘：坝址地层较单一，主要出露岩层为大别吕梁期酸性侵入岩（r1-2）和少量第四系残坡积物和冲洪积物及人工堆积物。（1）基岩坝址出露岩层为大别吕梁期酸性侵入岩（r1-2）片麻状花岗岩，灰灰白色，在区域变质和混合岩化作用下，岩石发生了强烈的变化，具有明显片麻状构造和混合岩化特征。主要矿物有奥长石、钾长石、石英、黑云母等。混合岩化作用自南向北逐渐加强，引起钾长石含量增高，粒度加大。多具他形粒状结构，条纹长石结构，片麻状斑杂状构造。（2）人工堆积层（Q4m1）坝区人工堆积层（Q4m1），主要为人工填筑的坝体，分为坝体心墙、坝壳代料、坝体护坡和反滤坝
14、。心墙土质主要为低液限粘土，代料土质主要为含细粒土砂或粉土质砂，护坡和反滤坝为砂、碎石和块石等。填筑心墙的低液限粘土主要取自大坝下游山谷间的陆相沉积层或冲洪积层。含细粒土砂取自库区和坝区河流两岸的风化砂和全风化带砂石。碎石和块石均取自两岸山体较新鲜的岩石。（3）第四系上更新统残积（Qed1）粉粘土坝区残积土（Qed1），呈褐色黄褐色，主要成份为粉质粘土、粉土、砂砾及片麻岩风化物。岩性不均匀，结构松散，孔隙度较大，湿、呈稍密状。主要分布在库岸的缓坡地带上。因为本区为古老地块，长期遭受风化剥蚀，其残积层较厚，并在部份沟谷斜坡地带形成坡积层，但一般厚度不大。（4）第四系全新统河流冲、洪积层（Qa1）
15、冲、洪积层（Qa1），分布在坝前方、坝后方河床中，平面呈条带状。灰色灰黑色灰褐色，主要成份为粉土，夹少量砂、粘土及有机质，饱和、密实。2.3 地质构造与地震（1）地质构造据区域地质资料，库区在大地构造单元上地处秦岭褶皱系阳隆起大别山隆褶束山腹地，经历多次地壳运动，各期构造形迹迭加复合，地质构造复杂。区域构造形迹以一组北东向的倒转向斜、倒转背斜等褶皱构造以及一组北东向冲断层为主要特征。受这一区域构造带影响，坝址区的基岩片麻理走向与大坝走向大角度相交，对坝基岩体透水性有较大影响。据现场地质调查，坝址没发现明显断裂构造，坝址两侧末发现不良地质体，两侧岩性为片麻状花岗岩。坝区岩体中裂隙极为发育，多为长大张性裂隙，且局部呈构造裂隙密集带出现，从而对坝基渗漏产生影响。（2）地震本区为太古界古老的变质岩系和岩浆岩及其混合岩组成。大地构造处于古老的结晶地块淮阳地盾
