長燃氣自來水公司自來水廠引水涵洞

工程地質(zhì)調(diào)查報告中鐵工程設計院有限公司

二零一二年十一月自審意見本次工作是按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTG(C20-2011)等國家現(xiàn)行規(guī)范，調(diào)查工作量基本合理符合規(guī)范要求。本次通過工程地質(zhì)測繪等勘察手段，初步查明了引水涵洞的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、主要工程地質(zhì)問題；初步評價了調(diào)查區(qū)域的穩(wěn)定性，工程建設適宜性評價正確，劃分了圍巖類別，對引水涵洞涌水進行了評價。該報告內(nèi)容較全面，文字較簡明，圖件清晰美觀，達到了調(diào)查的要求。本報告經(jīng)審查修改完善后，可提交設計使用。中鐵工程設計院有限公司二年八一月目錄TOC\o"1-5"\h\z1緒言21.1目的任務21.2調(diào)查工作評述4\o"CurrentDocument"2引水涵洞區(qū)工程地質(zhì)條件5\o"CurrentDocument"2.1地理位置及交通概況5\o"CurrentDocument"2-2氣象、水文5\o"CurrentDocument"2.3地形地貌6\o"CurrentDocument"2-4地質(zhì)構(gòu)造6\o"CurrentDocument"2.5區(qū)域穩(wěn)定性及地震7\o"CurrentDocument"2.6地層巖性7\o"CurrentDocument"2.7水文地質(zhì)概況8\o"CurrentDocument"2.8不良地質(zhì)現(xiàn)象10\o"CurrentDocument"3圍巖工程地質(zhì)特征及圍巖分級10\o"CurrentDocument"3.1圍巖工程地質(zhì)特征及物理力學指標10\o"CurrentDocument"3.2圍巖分級方法及原則11\o"CurrentDocument"3.3引水涵洞圍巖分級分段劃分114引水涵洞區(qū)域工程地質(zhì)評價124.1調(diào)查區(qū)穩(wěn)定性和適宜性評價12\o"CurrentDocument"4.2地應力及地溫12\o"CurrentDocument"4.3引水涵洞突水125引水涵洞工程地質(zhì)評價136引水涵洞建筑材料及施工用水136.1砂、礫卵石及石料13\o"CurrentDocument"6.2引水涵洞施工用水147結(jié)論與建議14緒言渝長燃氣自來水廠引水涵洞路線全長3200m,起于水廠接水口，止于東興村煙坡取水口。該引水涵洞修建于1998年，為水廠的配套工程。由于該涵洞大部分僅一般的噴漿封閉處理，只有少部地段作了供襯支護，多數(shù)地段受長時間的風化作用，洞身每年都發(fā)生垮塌的現(xiàn)象，嚴重危及供水涵洞的安全和長壽區(qū)供水安全。因此，渝長燃氣自來水廠于2012年10月15日特委托我公司對引水涵洞全線進行調(diào)查，為下一步工作提供依據(jù)。i.i目的任務1.1.1任務依據(jù)本次調(diào)查要求按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTG（C20-2011）的有關(guān)要求規(guī)定執(zhí)彳亍。1.1.2工程概）兄調(diào)查區(qū)引水涵洞為水廠的引水涵洞，全長3200m,引水涵洞輪廓凈寬3-5m,凈高3-5m,內(nèi)凈空面積S=10-20m。1.1.3目的任務根據(jù)有關(guān)調(diào)查要求：對引水涵洞區(qū)主要的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)問題作出初步評價和地質(zhì)論證，根據(jù)對各級勘察資料（含收集資料）的綜合分析、論證，為引水涵洞初步設計方案提供工程地質(zhì)依據(jù)和參數(shù)，具體任務是：初步查明引水涵洞通過地段的地形、地貌、地層、巖性、構(gòu)造特征。對巖質(zhì)引水涵洞應查明巖層層理、片理、節(jié)理等軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及組合關(guān)系與形式。查明引水涵洞通過地段地層層序、成因地質(zhì)年代、接觸關(guān)系、巖層風化破碎程度。初步查明各類構(gòu)造的類型、產(chǎn)狀、幾何要素，巖層破碎風化的程度、規(guī)模及影響范圍。對于深埋引水涵洞應預測升溫情況，對巖層堅硬、致密、性脆、構(gòu)造應力集中的地段，應預測發(fā)生巖爆或大變形的可能性；對于軟弱巖層，應查明分布范圍，預測其蠕變變形。初步查明引水涵洞是否通過煤層、礦體、采空區(qū)、巖溶區(qū)等特殊地質(zhì)及不良地質(zhì)地段。初步查明采空區(qū)開采規(guī)模、采空區(qū)位置、層數(shù)、深度、坑道現(xiàn)狀；初步查明引水涵洞區(qū)井泉分布、含水層、隔水層性質(zhì)等水文地質(zhì)條件，必須判明地下水類型、補給、徑流、排泄條件，地下水的侵蝕性和洞身各段涌水量的大小。初步查明巖溶發(fā)育情況及對引水涵洞的影響，巖溶含水層的分布，地表水的排泄條件以及地下水的補給情況及其季節(jié)變化規(guī)律。結(jié)合引水涵洞水文地質(zhì)調(diào)查與測繪工作，對引水涵洞區(qū)的水資源進行普查，并作出評價。1.2調(diào)查工作評述1.2.1調(diào)查工作依據(jù)及執(zhí)行的標準本次工程地質(zhì)初勘工作遵照執(zhí)行的標準是：1.2調(diào)查工作評述1、《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTG(C20-2011)；2、《公路隧道設計細則》JTG/TD70-2010；3、《公路工程抗震設計規(guī)范》JTJ004-894、《工程測量規(guī)范》GB50026-931.2.2調(diào)查工作布置及勘察方法本次調(diào)查工作量是在線路區(qū)1:10000工程地質(zhì)測繪資料基礎上，本次工程地質(zhì)調(diào)查工作采用主要以工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查、測繪為基礎同時收集利用相關(guān)的各種地質(zhì)資料。1.2.3完成工作量本次引水涵洞工程地質(zhì)調(diào)查工作，于2012年11月1日，我院組織技術(shù)人員開始進行地面調(diào)繪工作，2012年11月3日結(jié)束全部野外工作，歷時3天，完成了各項任務。外業(yè)工作結(jié)束后，及時進行了內(nèi)業(yè)資料整理及綜合分析研究。1.2.4調(diào)查工作質(zhì)量評述本次工程地質(zhì)調(diào)查工作嚴格遵照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTGC20-2011)，完成的各項工作達到委托方提出的技術(shù)要求。工程地質(zhì)測繪：1)1:10000引水涵洞軸線工程地質(zhì)測繪：以實地測繪和調(diào)查訪問為主，圈定和劃分不同地層及巖土體界線；分析地層、地質(zhì)構(gòu)造的空間分布及其產(chǎn)狀，測繪中特別注意了節(jié)理裂隙的統(tǒng)計調(diào)查及與引水涵洞的關(guān)系，加強了地下水露頭點的調(diào)查觀測。2)實測巖土體、風化帶界線，逐段填繪地質(zhì)界線。引水涵洞區(qū)工程地質(zhì)條件2.1地理位置及交通概況引水涵洞進洞口位于長壽區(qū)東興村煙坡取水口，有水泥公路直達，交通較方便。出洞口位于自來水廠，有公路直達，交通方便。2.2氣象、水文2.2.1氣象引水涵洞區(qū)屬亞熱帶溫濕氣候區(qū)，濕度大，冬冷夏熱，降雨豐富，夏季多暴雨，據(jù)長壽氣象站1961~2010年資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為18.0C,極端最低氣溫-3.7C（1961年1月17日），極端最高氣溫為41.4C（1972年8月27日），多年平均降雨量為1124.3毫米，降雨主要集中在每年59月份，降雨量占全年總降雨量的70%，多年平均相對濕度84%，多年平均蒸發(fā)量802.4mm。2.1.2水系引水涵洞區(qū)位于梁平向斜南東翼，受構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)沖溝較發(fā)育，平面上多屬樹枝狀水系。該引水涵洞出口段位于水廠的坡角平緩地帶；進口段經(jīng)小型沖溝匯集到地形低洼處形成水庫，其水量主要受大氣降水影響，為水廠的水源2.3地形地貌調(diào)查區(qū)為構(gòu)造剝蝕溶蝕丘陵地貌，地形多呈圓包狀，最高點為引水涵洞進口段，高程約227m最低點位于引水涵洞出口點，高程約205m相對高差達22m左右。2.4地質(zhì)構(gòu)造引水涵洞位于梁平向斜南東翼，引水涵洞穿越地層為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀325330°/820°,巖層傾向變化較小，傾角變化較大。區(qū)內(nèi)構(gòu)造較簡單，未發(fā)現(xiàn)斷層。引水涵洞軸線與巖層走向呈40°的角度相交。據(jù)工程地質(zhì)測繪、調(diào)查及鉆孔揭露情況，引水涵洞區(qū)進口巖層產(chǎn)狀：330°/8°，出口：325°/20°。裂隙較發(fā)育分別在引水涵洞進、出洞口段的節(jié)理調(diào)查統(tǒng)計表明：進洞口:①25°/63°,裂隙寬）.23cm部分充填粘性土，延伸58m間距為0.502.50m;②286。/81。，裂隙寬153cm,部分充填粘性土，延伸35m間距為1.202.50m。出口:①276°/75°，張開，裂隙面粗糙，泥質(zhì)充填，延伸一般23m間距為2040cm結(jié)構(gòu)面結(jié)合差；②205°/32°，張開，裂隙面粗糙，泥質(zhì)充填，延伸一般14m,間距為1050cm,結(jié)構(gòu)面結(jié)合差。引水涵洞區(qū)洞身段巖層傾角大，裂隙產(chǎn)狀變化也較大，裂面大多較平直，呈閉合微張開狀，寬330mn不等，部分泥質(zhì)充填；延伸35m間距15m鉆探揭露巖芯，多見分離現(xiàn)象，層間結(jié)合一般。2.5區(qū)域穩(wěn)定性及地震調(diào)查區(qū)位于新華夏系四川沉降帶川東褶皺帶，引水涵洞主要穿越的構(gòu)造為梁平向斜南東翼，引水涵洞穿越地層為單斜構(gòu)造，新構(gòu)造運動相對較弱，表現(xiàn)為間歇性抬升，地震設防烈度6度，引水涵洞與構(gòu)造線斜交，區(qū)域地質(zhì)整體穩(wěn)定性較好。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001表明，該區(qū)地震基本烈度相當于6度，地震動峰值加速度為0.05g;地震動反應譜特征周期為0.35s，其抗震設計按《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004-89）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2.6地層巖性經(jīng)地表工程地質(zhì)測繪及鉆探結(jié)果表明：引水涵洞區(qū)內(nèi)穿越地層及巖性由老全新為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2S）及第四系（Q）地層。現(xiàn)分述如下：（1）第四系全新統(tǒng)（Q4）:厚度0~3m粉質(zhì)粘土:主要分布于溝谷和斜坡中下部地形較平緩位置。素填土：雜色,主要成分為碎塊石，含90%砂巖和泥巖碎石，粒徑520cm,松散中密,為近期開挖引水涵洞的堆渣.（2）侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）泥巖：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，局部地段夾條狀紫紅色砂巖。強風化帶呈塊狀，強度低；中風化帶，強度高，較完整。砂巖:黃灰色、青色和灰白色，中粒結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，礦物成份主要為長石、石英及云母，局部夾條狀紫紅色泥巖。2.7水文地質(zhì)概況2.7.1水文地質(zhì)條件引水涵洞區(qū)位于梁平向斜南東翼，區(qū)內(nèi)植被較發(fā)育，水土保持較好，雨量充足，分布較豐富的地下水。（1）含水層調(diào)查區(qū)含水巖層主要位于引水涵洞出口侏羅系砂巖地層中，砂巖為含水層，富水性好。（2）隔水層隔水層主要分布于洞身段泥巖地層中，泥巖為相對隔水層，透水性差，具阻水作用，富水性差。調(diào)查區(qū)含水層與隔水層相間分布，決定了地下水縱向（穿層）運動不明顯，地下水接受大氣降雨補給，多沿巖層傾向（南東向）向溝、水庫排泄，其層間水力聯(lián)系較差，局部受構(gòu)造（裂隙節(jié)理等）影響，有一定的水力聯(lián)系。2.7.2地下水的類型及富水性調(diào)查區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水為主。（1）松散巖類孔隙含水巖組主要為引水涵洞進出口地帶和溝谷洼地第四系松散堆積土層，富水程度受控于松散堆積物的巖性、分布位置和地形切割破壞條件，富水性差，水量貧乏，受大氣降雨影響明顯。據(jù)調(diào)查表明，松散巖類孔隙水對引水涵洞施工影響小。（2）基巖裂隙含水巖層為泥巖及砂巖地層中，巖體較完整，地下水主要賦存于強風化帶網(wǎng)狀風化裂隙中，為淺層地下水，富水性弱。所含地下水僅雨時暫以少量上層滯水的形式存在，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)該風化裂隙水分布區(qū)泉井多呈季節(jié)性，均為久晴即干，地面多呈貧水狀。基巖（紅層）裂隙水對引水涵洞施工影響小。滲透系數(shù)取經(jīng)驗值0.08m\d。2.7.3地下水的補給、徑流、排泄條件調(diào)查區(qū)山體斜坡上部無常年性地表水體，地下水主要接受大氣降水的補給。區(qū)內(nèi)多年平均降雨量為1124.3毫米，降雨主要集中在每年59月份，為地下水的補給提供了較為充足的、經(jīng)常性的補給來源。補給方式主要是沿巖體中的裂隙等向下滲透，受構(gòu)造及層在狀分布隔水巖帶控制，地下水主要在砂巖含水帶中順層賦存、運移，各砂巖含水帶之間水力聯(lián)系相對較弱。引水涵洞區(qū)內(nèi)巖體構(gòu)造裂隙較發(fā)育，為大氣降水的滲入提供了良好的條件。2.7.4地下水水質(zhì)類型及其腐蝕性本次調(diào)查及利用改造設備房處取水樣分析，水化學類型為HCOtCa型水。根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTGC20-2011判定，結(jié)晶類腐蝕性評價為無腐蝕，分解類腐蝕性評價為無腐蝕，結(jié)晶分解類復合腐蝕性評價為無腐蝕，故該地下水對混凝土無腐蝕性。2.8不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖溶、采空區(qū)和瓦斯3圍巖工程地質(zhì)特征及圍巖分級3.1圍巖工程地質(zhì)特征及物理力學指標3.1.1圍巖工程地質(zhì)特征引水涵洞穿越地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖和砂巖。工程地質(zhì)特征如下：砂巖：淺黃-淺灰色，中粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀，主要礦物成份為長石、石英、云母，鈣質(zhì)膠結(jié)。該層主要分布在進口和出口，為引水涵洞主要圍巖之一。泥巖：褐紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀。該層主要分布在引水涵洞洞身段，為引水涵洞主要圍巖之一，多數(shù)已風化成塊狀。3.1.2巖土物理力學性質(zhì)引水涵洞區(qū)地表第四殘坡積層主要為粉質(zhì)粘土，采用經(jīng)驗值如下：天然含水量42.40%,天然密度1.73g/cm3。引水涵洞區(qū)內(nèi)主要分布巖性為近強風化狀砂巖和強風化泥巖；故本次調(diào)查未進行取樣，主要采用經(jīng)驗值。近強風化狀砂巖抗壓取500kpa,強風化泥巖取300kpa。3.2圍巖分級方法及原則引水涵洞圍巖分級標準按照《公路引水涵洞設計規(guī)范》JTGD70-2004中3.6節(jié)中3.6.1節(jié)中根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標BQ綜合進行初步分級；對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質(zhì)量分級基礎上考慮修正因素的影響，修正巖體基本質(zhì)量指標；按修正后的巖體基本質(zhì)量指標］BQ,結(jié)合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。3.2.1巖石等級劃分根據(jù)調(diào)查結(jié)果，按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTGC20-2011及《公路隧道設計規(guī)范》JTGD70-2004的劃分標準，強風巖石不作劃分。3.2.2修正系數(shù)的確定巖體基本質(zhì)量影響因素的修正系數(shù)K1、K2、K3按《公路引水涵洞設計細則》JTG/TD70-2010中6.3.4節(jié)表6.3.4-1、表6.3.4-2、表6.3.4-3確定：引水涵洞以強風化基巖巖石為主，［BQ值小于210,圍巖級別屬V2級。3.3引水涵洞圍巖分級分段劃分在巖石強度及巖體完整性劃分的基礎上，考慮引水涵洞圍巖特征、地質(zhì)環(huán)境等因素對巖體基本質(zhì)量指標BQ進行修正。確定修正后的］BQ值，按］BQ值結(jié)合隧洞埋深及經(jīng)驗等綜合方法對引水涵洞圍巖進行分級。引水涵洞全段為4引水涵洞區(qū)域工程地質(zhì)評價4.1調(diào)查區(qū)穩(wěn)定性和適宜性評價擬建引水涵洞通過地段地貌以構(gòu)造剝蝕丘陵地貌為主，地形切割稍弱，地形起伏較小。調(diào)查區(qū)無巖溶、無活動斷層、滑坡、地面塌陷等不良地質(zhì)作用。綜上，線路區(qū)整體穩(wěn)定情況較好。4.2地應力及地溫4.2.1地應力據(jù)區(qū)域資料，本區(qū)的地應力不高，僅局部可能存在構(gòu)造應力集中帶。兩側(cè)均有溝谷切割，構(gòu)造應力得以釋放，調(diào)查區(qū)屬于自重應力為主的應力場，對洞頂圍巖的穩(wěn)定不利，引水涵洞在深埋段施工中可能產(chǎn)生局部洞頂?shù)魤K、剝離、洞壁片幫現(xiàn)象。4.2.2地溫調(diào)查區(qū)出露地層均為沉積巖類；無活動斷層存在，引水涵洞最大埋深約為53m按地熱增溫率計算，地溫在現(xiàn)有基礎上基本無變化，施工中加強對洞內(nèi)的通風，使空氣產(chǎn)生對流，引水涵洞施工中不會造成熱害。4.3引水涵洞突水引水涵洞區(qū)地表水系不發(fā)育，出露地層侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）泥巖和砂巖。其中的泥巖和頁巖的含水性弱，滲透系數(shù)低，為引水涵洞區(qū)內(nèi)的主要相對隔水層；砂巖為含水層，其富水性較強，為引水涵洞區(qū)內(nèi)的主要含水層，其分布范圍大，雨季開挖砂巖及其與泥巖接觸帶時，將會有滴狀或線狀滲水。地下水主要沿裂隙、孔隙發(fā)育段及砂巖與泥