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1、1 前 言1.1工程概况高山水库位于荆门市掇刀区掇刀石街办仙女村，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小(一)型水库。该水库拦截漳河水库上游支流来水，水库承雨面积4.1km2，水库总库容167万m3，调洪库容22万m3，兴利库容127万m3，死库容18万m3，水库多年平均来水量143万m3；水库原按20年一遇洪水设计，设计水位为155m；200年一遇洪水校核，校核洪水位为155.7m，正常蓄水位为154m，死水位为143.5m。高山水库高山水库交通位置示意图高山水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉输水管等组成。水库保护下游掇刀石街办仙女村和漳河镇京河村的耕地3500亩，人口2000人。大坝
2、为均质土坝，坝顶高程为156.4m，最大坝高为25.5m，坝顶长度为175m，坝顶顶宽度6m。迎水面坡比为1:3.0，背水面面坡比为1:2.5。溢洪道位于大坝左端，为开敞式宽顶堰，堰顶净宽18m， 堰顶高程154.0m，设计最大泄量53.3m3/s。输水管位于大坝右侧，直径0.7m，混凝土无压管，进口底板高程为143.5m，设计流量0.66m3/s，为分级斜卧管，设平板铸铁闸门，手摇式螺杆启闭机启闭。按水利部发布的水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)规定，高山水库枢纽工程的规模为小（一）型，工程等别为等，主要建筑物级别为4级。水库设计灌溉面积4246亩，养殖水面252亩。1.
3、2 工程建设大事记高山水库由原荆门县水电局进行勘测设计，在水库所在地公社组织劳力参加修建，水库1966年9月开工，1967年4月建成蓄水。大坝施工时勘测设计部门对大坝定线、放样、清基槽、施工导流、辅筑回填 到碾压、护坡，作了一些规定，工程施工时土料上坝主要为肩挑手提人力托运，土料夯实为人工夯打，碾压方法为人工石磙夯实，无大型机械设备参于施工。大坝清基时，对坝脚内的树根、草皮及地表浮土原则上清除干净，并进行了抽槽防渗处理，坝底抽槽宽约3m。主要大事记及险情：1）大坝于1964年11月动工， 1965年5月竣工并开始蓄水，建成大坝现在高度。2）2000年，251省道进行施工改造，将整个水库大坝坝顶
4、加宽硬化，作为251省道的一部分，公路从坝顶通过。3）2002年在大坝下游坝坡142.7m高程处修建了宽2.5m的平台，并平台上修建了水渠作为水库灌溉输水渠，水渠下游坝坡全部采用浆砌块石护坡。4）大坝下游坝坡、坡脚发现有多处散浸，散浸面积合计约150 m2，但无明流, 渗流不断，局部集中渗水,坝脚局部已沼泽化。5）大坝下游142.7m高程以上坝坡，因修建坝顶公路时将泥质粉砂岩块、碎石石遗弃到坡面上，坡面上山体结构松散，稳定性较差。6）大坝上游坝坡未采取护坡措施，土体裸露地表，浪蚀严重，发育多处浪坎，坎深0.40.8m。7）溢洪道底板混凝土多处破损，消力池无人清泥，沉积厚约0.5m的淤泥，长满水
5、草。8）输水管涵老化，启闭设施落后，管理不便且漏水，启闭设施锈蚀严重。1.3 本次勘察目的及技术要求本阶段勘察的目的任务是：1）进一步研究区域地质、地震记录及相关工程资料，复核区域地壳稳定性评价，复核场区地震动参数及地震基本烈度。2）复核场区地质构造、地层岩性，进一步研究岩体风化特性、完整性、透水性、稳定性及物理力学特性等。3）进一步收集、了解大坝施工时的土料场、石料场情况。4）复核大坝清基、基础处理情况，复核坝基渗漏原因，复核边界条件，提出处理措施。5）进一步研究坝体填料的物质组成、碾压密实性、透水性、天然状态等特征，复核坝体质量评价及险情产生原因，提出处理意见。6）进一步研究溢洪道地质条件
6、，复核建筑物工程地质条件评价。7）复核输水管的工程地质条件，复核其工程地质评价。8）落实大坝除险加固工程所需天然建筑材料的分布、储量、质量、运距及开采、运输条件。本次勘察阶段除满足初步设计阶段设计任务书要求外，主要遵循以下规程规范：(1) “中小型水利水电工程地质勘察规范”（SL55-2005）(2) “水利水电工程坑探规程”（DL/T5050-1996）(3) “水利水电工程天然建筑材料勘察规程”（SL251-2000）(4) “堤防工程地质勘察规程”（SL188-2005）(5) “水库大坝安全评价导则”（SL258-2000）（6）“水利水电工程天然建筑材料勘察规程”（SL251-200
7、0）1.4 勘察过程及完成工作量为配合水库大坝除险加固初步设计工作，2007年11月间，受荆门市水利局高山水库管理处委托，我院承担了该项目初步设计阶段地勘工作。本次地质勘察工作主要采用地质测绘、线路地质调查、险情调查、工程地质钻探、现场原位测试、室内土工试验等工作方法及手段，钻孔布置均布在各建筑物附近，以满足勘察及设计精度要求。本次勘探工作特别加强了现场原位测试工作，在坝体分段做注水试验，在基岩分段做压水试验，对上、下游代料及过渡料还进行了坑探及天然含水量、天然容重的测试工作，室内还进行了渗透、颗分、击实试验。本次勘探工作共完成勘探工作量如下：本次勘查高程系统采用黄海高程系统。 高山水库大坝初
8、步设计及安检地质勘探工作量统计表 表1-1工 作 项 目单 位数 量地质测绘1：1000精度km21.2地质线路调查km6坝区险情调查1：1000精度km20.8地 质 钻 探m/孔123.606钻孔注水试验段11钻孔压水试验段4室内土工试验常 规件14渗 透件4颗 分件14击 实件1水 质 分 析件1天 然 建 材km23.52 区域地质概况2.1 地形地貌工程场区总体位于江汉平原与鄂西北山区过渡地段，属低山丘陵地貌区。工程场区为构造剥蚀堆积地形,处于漳河支流上游，场区属剥蚀堆积岗地与冲沟相间之地形，剥蚀堆积岗地一般风化较严重，山体平缓，山顶浑圆宽缓，局部出露基岩，为长期风化的产物。山体走向
9、多为东西向，山间地势较低洼，但宽度较大。水库场区地势东高西低，南北两侧为低山丘陵，山体较平缓，山顶浑圆，山顶高程160190m，地形坡度1530。2.2 地层岩性区内出露的主要地层为中生界三迭系上统巴东组砂岩、泥砂岩等，在现代河床分布一定厚度第四系全新统冲洪积物，在山坡及山脚处分布薄层残坡积层。下面以地层时代新老关系，由老至新分别叙述如下：中生界三迭系上统（T2）巴东组(T2b)巴东组一段(T2b1)紫红色泥质粉砂岩、底部为钙质页岩夹泥质灰岩。层厚502米。巴东组二段(T2b2)灰、灰黄色厚层状泥质灰岩、泥质白云质灰岩夹钙质粉砂质页岩。层厚103米。巴东组三段(T2b3)灰绿、紫红色厚层状粉砂
10、质泥灰岩、钙质粉砂质泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩。层厚1045米。九里岗组(T3j)深灰色石英砂岩、长石石英砂岩、泥质粉砂岩，粉砂质泥岩及炭质页岩、泥层夹煤层、煤线及菱铁结核，底部具砾岩。层厚590米。王龙滩组(T3w)深灰色石英砂岩、长石石英砂岩夹含砾砂岩、粉砂岩及钙质粉砂质泥岩、页岩，上部为粉砂岩、炭质页岩夹透镜状泥质灰岩。层厚590米。 新生界第四系全新统（Q4）该地层在区内表现形式以冲洪积和残坡积为主，人工堆积为辅。冲洪积主要为河流的沉积物，由砂、粘土等组成，分布于河床、河漫滩、一级阶地等；残坡积主要为风化泥土夹碎石构成，主要分布在山脚及岸坡处；人工堆积主要表现于坝区，一是人工建筑，二
11、是弃渣、弃料堆积等。2.3 地质构造场区位于新华夏系第二沉降带的江汉盆地北部边缘与淮阳山字型构造前弧西翼中段交接地带。场区主要构造形迹及构造体系有淮阳山字型构造、新华夏系构造及北北西向构造。印支运动以前的构造运动特点均呈NW及NNW方向性，属古老的北西向构造持续发展产物；山字型构造形成于侏罗白垩纪之间，属燕山运动早期产物，局部大型断裂在早第三纪以后仍有明显活动，形成的构造形迹与山字型构造一致；新华夏系构造主要形成时期，晚于山字型构造，在白垩纪早第三纪之间，属燕山运动晚期产物，新华夏系的早期构造形迹与山字型构造形成时期相当或略晚些；北北西向构造主要活动时期在中侏罗世至白垩纪之间，晚白恶世以后又有
12、强烈活动，较近时期，不少地段仍在活动。场区及周边地区地质构造单元体位于北北西向构造体系中。此构造体系发育一组NNW向大型断裂，这组断裂控制了中新生代盆地及槽地展布；断裂发生发展都有其独特的特点，而且影响断裂之间地块的构造形迹的展布；从断裂观察到的边学性质也较复杂；断裂本身所反应的，力学性质与所夹岩块的构造形迹展布也有不协调的地方；这都说明断裂具长期活动的特点，是不同体系的复合产物。场区及周边为中生代盆地，在盆地边缘古生界中发育一组NW-NNW向构造形迹。工程场区附近地质构造主要为一系列NNW向断层，主要有以下2条：朱家大凸断裂（4），走向350倾向W，长约17公里，断面西侧巴东组上冲与东侧三迭
13、系上统侏罗系接触，沿断裂岩石破碎，产状紊乱，属压扭性断裂。狮子包断裂（6）走向320350,倾向W倾角较陡，长26公里，断裂南段为NW向，断裂西侧地层上冲，沿断裂岩石破碎产状紊乱，属压性断裂。2.4 地壳稳定性评价场区位于新华夏系第二沉降带的江汉盆地北部边缘与淮阳山字型构造前弧西翼中段交接地带。挽近时期构造运动主要为喜山期早期构造运动，除了大型断裂继承性活动外，地壳运动表现为普遍的上升与下降，其结果是在白垩第三系中发育着小挠曲和压扭性断层。场区新构造运动表现为升降运动与断陷伴生。工程场区未发现有第四系地层被错动痕迹。第四纪以来的山势、河流、沉积分布特点虽然受着区域性构造特征控制，但也反映了近代
14、地壳运动的趋势与特点。近代场区及附近地震活动较少，荆门附近从1274-1865年共发生六次地震，震级均小于3级，属孤立型类型。综上：场区无区域断裂及活断裂通过，距离周围区域断裂较远，工程场区位于地壳运动相对稳定的地台区；场区外围历史上周围发生过中、强地震，波及场区地震烈度在6以下，对场区影响不大，场区不属于强震及潜在强震区，总体认为场区区域地壳基本稳定。根据国家标准1：400万（GB18306-2001）中国地震动参数区划图，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0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，相应的地震基本烈度VI度。2.5 区域水文地质条件工程场区基岩主要
15、为泥质粉砂岩，岩层中厚层状状构造，表层节理裂隙较发育，赋存一定量的地下水，水量一般较一般。山体地表覆盖层厚度较薄，结构松散，赋存孔隙水及上层滞水，水量一般较小，运移较活跃；河床冲洪积层较少，分布少量河床砂卵石层，砂卵石层中孔隙较多，地下水丰富，运移活跃。根据场区地下水储存、运移介质及运移状态来看，可将场区地下水分为孔隙潜水、基岩裂隙水两种类型。现分述如下：1）孔隙潜水主要分布于第四系全新统冲洪积砂卵石层、残坡积风化粘土碎石层及人工填土中。冲洪积砂卵石层结构较松散，孔隙较大，贮水量较丰富，主要接受地表水的补给，向低洼处运移，最终排泄于河流之中；残坡积粘性土碎石层主要分布于山坡表层，地势较高，厚度较薄，结构松散，孔隙较大，地下水赋存量较小，主要接受大气降水的垂直入参补给，向低洼处排泄；人工填土中地下水主要接受大气降水的入渗补给，向低洼处排泄，水量较小。2）基岩裂隙水主要分布泥质粉砂岩风化裂隙中，地下水运移、储存于裂隙中，储量、运移速度受裂隙发育程度、导通性控制，场区基岩构造裂隙相对较少，多为浅表层风化裂隙，裂隙延伸长度、宽度规模均较小，受裂隙发育程度控制，场区基岩裂隙水主要大气降水及相同
