区内地下水按埋藏条件和成因类型,分为第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩岩溶水两种类型。第四系松散堆积层孔隙潜水主要分布于河床、漫滩、Ⅰ级阶地,主要接受大气降水的补给,在部份低漫滩地段,也接受河水的补给,地下水位随河水的涨落而变化。据钻孔抽(注)水试验表明,Ⅰ级阶地渗透系数一般为2.0×10-3~6.5×10-2cm/s,河床、漫滩渗透系数一般为2.2×10-3~4.2×10-2cm/s,属强~中等透水层;据钻孔压水试验,基岩透水率一般为3~65Lu,个别达132Lu,以中等~弱透水层为主,局部为强透水层。
据地表测绘和钻孔揭示,段内可溶性岩石中,岩溶发育较微弱,地表岩溶仅在白鹤林一带有小规模的溶蚀洼地及落水洞发育,地下岩溶形态主要表现为溶孔、溶隙和少量溶穴,溶穴直径以1~40cm为主,大多充填粘土、钙华等;岩溶主要发育在较纯的白云岩、灰岩以及与泥岩、泥灰岩界面附近的泥质白云岩、泥质灰岩内。
1.3.1 尾水渠工程地质分段
按尾水渠通过地段的地质结构、地形地貌和开挖型式以及边坡高度对渠道进行工程地质分类,见表3-11。
渠道类型一览表
表3-11 大类 亚 类 挖方段 (1) 半挖半填 (2) 挖方段 (1) 半挖半填 (2) 边坡高度 (m) >20(a) 类型 代号 Ⅰ-1-a 分 布 桩 号 长度 (m) 占总长比例 覆盖层 (Ⅰ) 0-076.5~0+000 0+000~0+570 7+420~9+015 0+570~1+630 3+110~4+740 5+630~6+530 1+630~3+110 4+740~5+630 6+530~7+420 (为厂下反坡 76.5 与尾水衔接段, 未记入) 2165 24.02% Ⅰ-2 覆盖层 /基岩 (Ⅱ) 10~20(b) Ⅱ-1-b 3590 39.82% Ⅱ-2 3260 36.16% 1.3.2. 主要工程地质问题及评价
1.3.2.1. 建基面的选择
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尾水渠沿线地层主要为第四系松散堆积层,岩性以(漂)砾卵石夹砂等为主,局部地段可见少许基岩露头。根据钻探及物探资料表明,覆盖层厚度一般为8~15m,局部厚达30余m。下伏基岩由T2l之灰岩、泥质白云岩及白云岩和T1j之泥质灰岩、灰岩等组成。根据表3-11,Q42al、Q41al(漂)卵砾石夹砂其相对密度分别为0.42~0.75、0.54~0.62,属中密层。新鲜泥质灰岩湿抗压强度为52.3MPa,软化系数0.67,属中硬岩类;新鲜白云岩湿抗压强度为76.9MPa,软化系数0.80,属坚硬岩类。
(1)渠道底板地基:根据设计开挖断面尺寸,渠道底板以基岩为主,约占73%,其余覆盖层约占27%。基岩地基主要为风化灰岩、泥质灰岩、泥质白云岩及白云岩,由于渠底设计应力较低,承载力能满足设计要求,但局部渠道底板处于基岩顶板附近,表层风化松动破碎岩体对承载力有一定影响,建议予以清除,将渠道地基置于较完整的基岩上。覆盖层地基以(漂)卵砾石夹砂为主,结构构中密为主,承载力满足设计要求。
(2)渠堤填方地基:渠道沿线由于地形原因,大部分为半挖半填类型,渠道填方高度为2~8m。Ⅰ级阶地及漫滩局部表层分布有粘土、粉土等含植物根系土层,应预以清除,
(漂)砾卵石夹砂地表结构较松散,碾压后方可建基。 1.3.2.2. 基坑涌水问题
整段渠道均分布有(漂)卵砾石夹砂层,且占外堤边坡大部分或全部,根据钻孔抽(注)水及压水试验表明:(漂)卵砾石夹砂Q41al层渗透系数一般为2.0×10-3~6.5×10-2cm/s,大值平均值为3.2×10-2cm/s;Q42al层渗透系数一般为2.2×10-3~4.2×10-2cm/s,大值平均值为3.0×10-2cm/s,属强~中等透水层。基岩透水率一般为3~65Lu,个别达132Lu,属中等~弱透水层,勘探表明,沿线钻孔地下水位基本与大渡河水位基本一致。由于渠道底板低于大渡河河水位一般为9~20m,渠道开挖过程中,存在大渡河水向渠道基坑渗漏和渗透变形问题。经计算(漂)卵砾石夹砂其透变形类型为管涌型。类比坝址本层试验成果(漂)卵砾石夹砂层其其渗透允许坡降J允=0.10~0.15。建议设计对不同地段进行开挖后的渗流稳定性计算,根据结果采取有效的防渗工程处理措施并加强排水。尤其在厂房下游反坡段,渠底板低于大渡河河水位最大约39m,开挖后基坑涌水严重,
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应结合厂房开挖采取综合排水措施。 1.3.2.3. 开挖边坡稳定
渠道沿线大多为河漫滩、现代河床、Ⅰ级阶地等,地形平缓。仅在官沫岩长约200余m地段,发育阶梯状陡坎基岩边坡,高差约5~15m,边坡稳定性较好。因此,整个尾水渠自然边坡整体稳定性好。
渠道开挖后,边坡高度一般为10~25m,边坡除靠近官沫岩内堤一带为基岩边坡外,其余地段以覆盖层边坡为主,部分近渠道底板处为基岩边坡,边坡上基岩其厚度一般为2~5m。由于基岩卧坡平缓,不存在覆盖层沿基覆面滑稳整体失稳问题。除阶地一带表层有0.5~2m厚粉土、粘土外,覆盖层其余组成物以(漂)卵砾石夹砂占绝大多数。边坡基岩以风化灰岩、泥质灰岩、泥质白云岩及白云岩等为主,由于风化、裂隙切割,岩体完整性差。因此,开挖后边坡稳定性较差,建议设计8~10m设置一级马道并加强边坡支护措施。尤其在厂房下游反坡段,边坡下部为砂层且位于水下,在地下水渗流作用下,边坡稳定性极差,设计应加强处理及支护措施。 1.3.2.4. 岩溶洞穴塌陷问题
据地表测绘和钻孔揭示,在部分渠段底板及边坡可溶性岩体中,由于岩溶化作用,发育有溶孔、溶隙和少量溶穴,钻孔线岩溶率3~16%,属弱~中等岩溶发育。溶穴直径以1~40cm为主,大多充填粘土、钙华等。岩溶主要发育在较纯的白云岩、灰岩以及与泥岩、泥灰岩界面附近的泥质白云岩、泥质灰岩等中,不存在大的岩溶塌陷问题。但是在官沫岩一带,由于地表溶蚀洼地发育,渠道开挖后,可能存在地底洞穴塌陷问题,当揭露时,应清除洞穴堆积物以及岩溶极发育的破碎岩体,并进行回填封堵处理。 1.3.2.5 抗冲刷问题
根据前述,整个渠道底板和边墙绝大多为(漂)卵砾石夹砂和风化岩体,其强度低以及完整性差,抗冲刷能力弱,应对渠道进行全断面衬砌抗冲刷处理。渠道外堤大部分临近大渡河河床,在长期河水及洪水作用下,外堤边坡稳定将受到一定影响,应采取抗冲刷处理措施,抗冲允许流速为1.5~2.0m/s。
1.3.3. 渠道分段工程地质条件及评价
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1.3.3.1 覆盖层类(Ⅰ)
(1)Ⅰ-1-a类
挖方型。分布于桩号0-076.5~0+000,长76.5m,为厂下反坡与尾水渠的衔接地段,底板为反向坡,比降1∶3.495,起点、终点底板高程分别为375.764m和398.23m,堤顶高程为424.95m。
本段为大渡河主河床,地面高程413~422m,地形平缓。地表覆盖层从上至下为Q42al之漂砾卵石夹砂、砂夹砾卵石透镜体、细~粉细砂层、砾卵石夹砂、Q3al+pl之砂夹砾卵石、细~粉细砂层、砾卵石夹砂,总厚度50~66m。Q42al砂层分布桩号在0-200~0+144段,高程397~407m,埋深15~23m,厚1~8m,其中沙下ZK104号钻孔一带最厚,厚达8m,向四周逐渐变薄一般为1.5~3m;Q3al+pl砂层分布桩号在0-200~0+216段,高程355~385m,埋深32~58m,厚9~26m。根据分析,Q42al层砂层在Ⅶ度地震作用下,存在砂土液化问题,而Q3al+pl砂层在Ⅶ度地震作用下,不存在砂土液化问题。桩号0-040~0+000段渠道底板为漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,结构以中密~密实为主,可作为基础持力层。桩号0-076.5~0-040段渠道底板为纯砂层,强度低,不满足设计承载力要求,由于砂层厚度大,建议设计结合厂房开挖采取处理措施。本段渠道位于大渡河主河道,边坡开挖深度18~38m,施工开挖后由于基坑下部砂层存在,边坡稳定性极差,建议8~10m设置一级马道并加强支护措施;漂砾卵石夹砂透水性强,底板与河水位相差约18~36m,应加强施工排水。渠道底板及边墙抗冲刷能力弱,建议进行全断面衬砌。
(2)Ⅰ-2类
半挖半填型。分布于桩号0+000~0+570、7+420~9+015,长度为2165m,占总长的24.02%。为河床、漫滩及I级阶地地貌,地面高程403~418m,地形平缓。桩号0+000~0+570段,覆盖层为漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,局部分布砂层、砂夹砾石层透镜体,厚20~55m。桩号7+420~9+015段覆盖层为漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,阶地表层分布厚1~2m粘土层,总厚5~21m。下伏基岩为T2l、T1j之灰岩、泥质灰岩、泥质白云岩、白云岩等。本段渠道底板岩性为漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,稍密~中密,可作为基础持力层。边坡开挖深度7~17m,边坡稳定性较差,建议每8~10m设置马道。渠堤填方高度一般为2~7m,应清除表层植物根系层对松散砾卵石夹砂层进行碾压后方可建基。渠道底板及边墙抗冲刷能
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力差,应进行全断面衬砌。(漂)砾卵石夹砂渗透系数一般为2.2×10-3~4.2×10-2cm/s,属中等~强透水层,基坑开挖后大渡河水将向基坑内产生渗漏,建议采取综合处理措施且加强排水。桩号0+000~0+570、7+420~7+780段渠道临近大渡河河床,应设置临时围堰。外堤抗冲刷能力差,应采取抗刷处理措施。 1.3.3.2 覆盖层/基岩段(Ⅱ)
(1)Ⅱ-1-b类
挖方型。分布桩号0+570~1+630、3+110~4+740、5+630~6+530,长度合计3590m,占总长39.82%。本段分别位于大渡河现代河床、I级阶地及漫滩等地段,地面高程409~420m,由于地形变化,局部堤段为填方,高度为1~3m。地表覆盖层为粉土或粘土、漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,局部夹砂层透镜体,厚9~19m;漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂渗透系数一般为4.0×10~1.8×10cm/s,属强~中等透水层。下伏基岩为T2l、T1j之之灰岩、泥质灰岩、泥质白云岩、白云岩等。岩体强、弱风化带厚度分别为0~9m、7~15m。风化岩体由于裂隙发育,完整性较差,强度低。桩号3+110~4+740段基岩透水率一般为22~61Lu,最大为132Lu,属中等~强透水层;桩号5+630~6+530段基岩透水率一般为2~9Lu,属弱透水层。根据钻孔揭示,桩号3+110~4+740、6+300~6+530段岩溶较发育,岩溶洞穴直径一般为0.2~0.5m,最大2.6m,溶穴大多数为钙华、粘土、砂等充填,钻孔线岩溶率5~16%,属弱~中等岩溶发育。本段渠道底板绝大部分为风化灰岩、泥质灰岩、白云岩等,可作为基础持力层,但局部由于岩溶较发育,应清除洞穴堆积物及岩溶化破碎岩体并进行回填封堵处理。本类型渠道边坡开挖深度为11~20m,组成物大部分为漂砾卵石夹砂、砾卵石夹砂,少部分为基岩(其厚度为0~5m),边坡稳定性差,建议8~10m设置一级马道并采取支护措施。渠道底板及边墙基岩及覆盖层抗冲刷能力差,应进行全断面衬砌。砾卵石夹砂及基岩透水性较强,基坑开挖后基坑涌水严重,建议加强排水。桩号3+780~3+920段渠道临近大渡河主河床,应设置临时围堰。外堤抗冲刷能力差,应采取抗刷处理措施。
(2)Ⅱ-2类
半挖半填型。分布于桩号1+630~3+110、4+740~5+630、6+530~7+420,长度合计3260m,占总长36.17%。本段主要位于大渡河河床及漫滩上,除桩号
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