1、平南縣東平水庫大壩安全評價工程地質勘察報告*設計院2011年3月目 錄3 工程地質勘察與評價13.1 前期勘察工作成果13.2 本次安全評價地質勘察23.3 區域地質概況33.3.1 地形地貌33.3.2 地層巖性43.3.3 地質構造與地震43.3.4 水文地質53.4 庫區地質概況53.5 工程區地質概況63.5.1 地形地貌63.5.2 地層巖性63.5.3 地質構造73.5.4 水文地質條件83.5.5 巖體風化特征83.5.6 近壩庫岸穩定83.6 壩體填筑質量與評價93.6.1 試驗成果統計93.6.2 壩體土工程地質特征與評價113.6.3 壩體滲透性分析與評價123.6.4 壩

2、體土安全復核參數建議值153.7 壩基和壩肩工程地質條件與評價163.7.1 壩基和壩肩工程地質特征163.7.2 壩基和壩肩滲透性分析與評價173.7.3 壩基和壩肩安全復核參數建議值173.8 溢洪道工程地質條件與評價183.9 輸水建筑物工程地質條件與評價193.10 結論與建議203.10.1 結論203.10.2 建議213 工程地質勘察與評價3.1 前期勘察工作成果東平水庫位于平南縣丹竹圩以北15.0km的東平村附近秦川河上，地理坐標東經1103018，北緯233309。壩址距平南縣城35.0km，有公路通丹竹圩，簡易公路抵達壩區，交通還算是比較方便。水庫建設經過：東平水庫于195

3、6年開始興建，1958年建成投產，當時設計為漿砌石重力壩，因壩區地質條件不好改為土石混合壩，壩高32.2m。由于壩內涵管發生過事故且大壩達不到洪水校核的規范要求，以及灌溉標準偏低等多種原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，壩高36.0m，頂寬1.7m。經洪水復核，壩頂高程仍不夠，且壩頂厚度偏小。1986年由原玉林地區水電設計院進行除險加固擴建設計，施工時把原有漿砌石拆除，并將壩頂高程提高至現在的103.80m，壩高56.1m，頂寬5.0m左右。當時為了加高大壩將原右壩肩的溢洪道封填，新建了現在左岸的溢洪道。東平水庫原來放水設備為梯級無壓斜管接平管，不利于大壩的可靠運用和安全，故當時決定封

4、堵原放水管，新建了現在右壩肩的輸水隧洞。地質勘探經過：1956年壩址鉆探時誤認為壩址河床為堅硬基巖，設計選用漿砌石重力壩型，清基開挖過程中發現河床和兩岸礫巖風化層很深，結構松軟，巖石膠結物已大部分泥化，漿砌石重力壩的抗滑穩定有問題，經原區水電廳再三研究后確定改用土石混合壩型。1979年10月至1980年1月，在原土石壩下游約100.0m處選一個壩址，擬新建60.0m高的重力壩代替原土石壩。地質勘探完成工作量有1：2.5萬庫區地質填圖93.5km2，1：500壩址地質填圖0.17 km2，實測1：500地質剖面圖6條，探洞8個，實進尺153.46m，探槽（坑）6個共199.6m3，鉆孔10個總進

5、尺563.16m，壓（注）水試驗42段，室內巖石試驗5組，土工試驗13組，砂料3組，水質分析2組。1983年67月間原平南縣水電局在原壩鉆孔3個，實進尺72.95m，取土樣20組，在右壩頭鉆孔2個，實進尺80.10m，壓（注）水試驗8段。1984年為了找大壩填土料在兩岸山頭鉆孔3個，實進尺75.0m，探坑5個100m3。1985年45月，為了獲得正常水位高程96.30m擴建設計的地質資料，原玉林水電設計處派鉆機在左岸溢洪道鉆孔6個，實進尺250.27m，原壩鉆孔3個共63m，取擾動土3組，實測地質剖面2條，共367.0m。編寫出版輸水隧洞和左岸溢洪道工程地質報告及圖件。1986年11月12月原

6、玉林地區水電設計院及平南東平白竹水庫指揮部地質人員一起收集原左溢洪道3個探井共深35.8m及搜集輸水隧洞施工地質資料和重點地質填圖，結合上述前人勘測試驗成果資料，重新歸納編寫工程地質報告并繪制地質圖件，供擴建設計和有關建筑物方案選定參考。東平水庫前期勘察工作較為詳細，但由于年代久遠，勘察資料較為凌亂，大部分資料已殘缺不全，但收集到的資料給本次勘察工作提供了很好的參考。3.2 本次安全評價地質勘察受平南縣水利局的委托，2010年8月24日至9月20日我院對東平水庫大壩進行了安全評價階段的地質勘察工作。重點是查明壩體、壩基及壩肩滲漏情況，查明壩體浸潤線分布高程及其與庫水位的關系，并對壩體土進行相關

7、的試驗，為大壩滲透及穩定性驗算提供相關的工程地質、水文地質參數指標，同時對溢洪道及輸水隧洞進行必要的工程地質勘察。本次勘察主要執行和參考水庫大壩安全評價導則（SL258-2000）。野外鉆探采用150型鉆機3臺，共完成7個鉆孔。壩體鉆探采用無水鉆進，取原狀土樣按有關規定操作，鉆孔壓、注水試驗按水利水電工程鉆孔壓水試驗規程（SL31-2003）進行。完成的工作量詳見表3-1完成工作量表：表3-1 完成工作量表序號工 作 項 目單位工程量1壩址區工程地質測繪（1：500）km20.552工程地質鉆探m/孔444.7/73鉆孔注水試驗段次464鉆孔壓水試驗段次355室內土工試驗組336顆粒分析組47

8、擊實試驗組4本次勘察報告的編制是在分析和研究前期勘察資料的基礎上，結合本次大壩安全評價勘察成果綜合分析完成，提供成果資料詳見表3-2成果資料一覽表：表3-2 成果資料一覽表序號資 料 名 稱圖號數量備注1區域地質圖（1：10萬）WZY-DPSK-DZ-011幅為裝訂美觀部分圖紙略作縮小。2壩址區工程地質平面圖（1：1000）WZY-DPSK-DZ-021幅3輸水隧洞工程地質平面圖（1：1000）WZY-DPSK-DZ-031幅4工程地質剖面圖（1-1）（1：500）WZY-DPSK-DZ-041幅5工程地質剖面圖（2-2）（1：500）WZY-DPSK-DZ-051幅6工程地質剖面圖（3-3）

9、（1：500）WZY-DPSK-DZ-061幅7溢洪道工程地質剖面圖（4-4）（1：500）WZY-DPSK-DZ-071幅8輸水隧洞工程地質剖面圖（5-5）（1：1000）WZY-DPSK-DZ-081幅9鉆孔柱狀圖ZK1ZK7（ZK1ZK6）（1：200）ZK7（1：100）WZY-DPSK-DZ-09157副10工程地質勘察報告1份3.3 區域地質概況3.3.1 地形地貌測區為大桂山區，屬于剝蝕中低山地貌，地勢北高南低，秦川河兩岸的比高向南逐漸降低，左岸三臺頂高程440.3m，到壩區山嶺高程120250m，右岸皇殿頂高程611m，到壩區的山嶺高程150200m，一般相對高差100250m

10、。壩址河流總流向自西北至東南，呈蛇曲蜿蜒，河谷橫斷面呈“V”字形，階地不發育，右岸有殘留三級階地，枯水期高出河水面3040m。3.3.2 地層巖性根據原地質部廣西壯族自治區地質局區域地質普查大隊1964年測制的1：20萬地質圖桂平幅（F-49-）及地質圖說明書，結合本次搜集的地質資料，將本區內出露的主要地層巖性分述如下：（1）寒武系水口群上亞群上組灰、灰綠色砂巖、細砂巖夾薄層、中厚層砂質頁巖夾少量炭質頁巖。巖性暴露地表部分容易風化，風化節理和構造節理均較發育。弱至新鮮砂巖較致密堅硬，一般單層厚度57m，其間夾砂質炭質頁巖，總厚度大于100m。（2）泥盆系中、下統紫紅色中細粒石英砂巖夾少量黃白色

11、粉砂巖、頁巖。巖性致密堅硬，石英砂巖節理裂隙少，不容易風化，粉砂巖和頁巖風化程度較深，容易產生小崩塌現象，總厚度大于70m。（3）白堊系紫紅色塊狀礫巖和紫紅色砂質泥質鈣質頁巖，局部礫巖中夾粉砂巖透鏡體。礫巖容易風化，風化層厚度達4060m。出露厚度100200m左右。上述寒武系、泥盆系地層與白堊系地層，分布在庫區和右壩頭300m與理答武林口逆斷層呈斷層接觸關系。（4）第四系殘坡積含碎石粉質粘土，分布于山頂和斜坡地段，厚度15m。亞粘土夾砂卵石，分布于一、二、三級階地上，厚度515m。砂礫（卵）石，分布于現代河床及河漫灘，厚度16m。3.3.3 地質構造與地震（1）地質構造測區處于華夏褶皺帶以北

12、，太平盆地的西部邊緣，屬于華南準地臺范圍。受理答武林口逆斷層影響，庫壩區主要構造線為北西向。該斷層延伸長度10km以上，寬度1020m，影響破碎帶寬度50m左右，斷層膠結物為巖屑角礫，其帶上有上升泉水表征。該斷裂從庫肚直穿大壩右端300m處的埡口進入下游河谷。工程區內無新的活動性斷層經過，區域地質構造穩定。（2）地震根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），本區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反映譜特征性周期0.35s，地震基本烈度為度。3.3.4 水文地質按巖性和埋藏條件及含水層類型，本區含水層主要為孔隙潛水及裂隙水，分述如下：（1）孔隙潛水：含水層巖性為砂卵石和殘坡積含碎石

13、粉質粘土，埋深110m，水量小，隨地形地貌巖性儲存，靠降雨和高山裂隙水補給，排泄于河谷溝谷及地勢低洼地帶。（2）裂隙水：埋藏于砂巖、礫巖、頁巖的裂隙密集帶，水位高程70100m，水量小，出露于庫區兩岸沖溝及河床部分，補給河水。3.4 庫區地質概況東平水庫位于平南縣丹竹圩以北15.0km的東平村附近秦川河上。岸區兩岸主要為剝蝕中低山地貌，兩岸地形封閉條件較好。（1）庫區滲漏分析庫區兩岸山體雄厚，山頂高程110160m，無大支流及沖溝分布，不存在單薄分水嶺地形。庫盆地層巖性主要為白堊系紫紅色塊狀礫巖和紫紅色砂質泥質鈣質頁巖，局部礫巖中夾粉砂巖透鏡體，巖石本身透水性較弱。根據區域地質資料表明，理答武

14、林口大逆斷層走向從庫肚直穿大壩右端300m處的埡口進入下游河谷，斷層破碎帶寬度達50m。根據現場勘察調查，庫區范圍內大部分山體上部均有3.08.0m厚的覆蓋層，下部基巖出露，大部分地段巖石完整性較好，斷層經過地段巖石略破碎，其間有大量粘性土充填膠結，表層有較厚的覆蓋層，未發現有明顯涌漏通道，庫區現狀無滲漏現象。（2）庫岸穩定庫區兩岸山坡一般為2535，局部地段達4050。山坡上林木茂盛，植被良好，覆蓋層較薄，主要為巖質岸坡，庫岸穩定性較好，庫區淤積少。經地質調查，近壩庫岸為巖質岸坡，未發現有滑坡、塌岸等較大的不良地質現象，近壩庫岸穩定性好。3.5 工程區地質概況3.5.1 地形地貌本水庫大壩包

15、括主壩、副壩。其中左側主河道處為主壩，包括原建的老壩及加高部分新壩。右側地勢較低的山坳處為舊的溢洪道，后經與主壩同時填筑加高形成新的副壩，并與主壩連為一體，形成“”形的大壩。壩址河流總流向自西北至東南，呈蛇曲蜿蜒，河流橫斷面呈“V”型，河床寬4050m。兩岸地形不對稱，屬于剝蝕中低山地貌。左岸山體高程120170m，高出河床約60110m，自然坡度下陡上緩，下部約70，上部約45。右岸為丘陵地形，山體高程約90110m，高出河床約3260m，自然坡度2050，坡面表層覆蓋1.05.0m第四第殘坡積土層，植被茂盛，坡腳地段基巖出露。3.5.2 地層巖性根據勘察，壩區地層巖性主要有第四系壩體填土（

16、Q S 4）、殘坡積含碎石粉質粘土（Q edl 4），下伏基巖為白堊系下統礫巖（K1），自上而下描述如下：（1）壩體填土（Q S 4）：壩體填土分為兩部分，我們把1958年建成的壩體稱為“老壩體”，1985年除險加固擴建的壩體稱為“新壩體”。老壩體填土：主要由開挖山體的砂巖和礫巖全風化料填筑而成，為粘土質砂，土質較純。棕黃色，濕，粉粒、粘粒含量約41.8%，砂粒含量約30.3%，砂粘成份主要為礫巖和砂巖。土體結構較致密，中等透水性，中等壓縮性。新壩體填土：新壩體土組成成份、結構與老壩基本相同，主要由開挖山體的砂巖和礫巖全風化料填筑而成，為粘土質砂，土質較純。棕黃色，濕，粉粒、粘粒含量約63.6

17、%，砂粒含量約35.1%，砂粒成份主要為礫巖和砂巖地。土體結構較致密，中等透水性，中等壓縮性。（2）含碎石粉質粘土（Q edl 4）：本次勘察僅在右壩段的ZK1鉆孔中有揭露，厚度7.0m，黃灰色，主要成份為含碎石粉質粘土，碎石含量約1530%，成份主要為礫巖和砂巖，結構致密，具中等壓縮性。（3）基巖（K1）：為白堊系下統礫巖，局部礫巖中夾粉砂巖透鏡體。礫巖風化強烈，風化帶厚度達4060m。3.5.3 地質構造壩址區巖層為單斜構造，傾向右岸偏上游，巖層產狀S5E/SW17。（1）斷層根據前期勘察資料和本次工程地質測繪，壩址區斷層不甚發育，規模較小，區域斷層主要為理答武林口逆斷層，走向從庫肚直穿大

18、壩右端300m處的埡口進入下游河谷，斷層破碎帶寬度達50m，說明庫區局部集中滲漏問題存在。理答武林口逆斷層：斷層通過寒武系、奧陶系、泥盆系及白堊系，一般與地層走向正交或斜交，局部則與泥盆系、白堊系走向平行。斷層面傾向東，傾角約6080度。白堊紀以前東盤上升，西盤下降為逆斷層。至白堊紀開始以后復活，變為西盤上升，東盤下降屬正斷層性質，但以前期活動較強烈，故還以逆斷層表示。（2）節理根據前期勘察資料和本次工程地質測繪，壩址區主要構造節理裂隙有4組：走向北西300320； 走向北東2530；走向北東7090； 走向北西350360。上述節理裂隙組在沿河谷岸邊出露，局部為密集帶，且多為張性。3.5.4

19、 水文地質條件壩區地下水類型為孔隙水和基巖裂隙水。其中孔隙水儲存于第四系殘坡積層及人工填土層中，儲水條件有限，受季節性及庫水位變化影響較大。而基巖裂隙水儲存于基巖裂隙之中，受巖性、節理構造組合的影響，儲存條件受限制，水量相對較豐富，水位埋藏深。地下水由大氣降水或水庫儲存水滲入補給，排泄于地形低洼地帶。根據前期勘察資料，本區地下水屬于重碳酸鈣鎂水型，對水泥無侵蝕性。河水對普通水泥有微溶蝕性侵蝕。3.5.5 巖體風化特征根據鉆探揭露，壩址區巖石風化強烈，風化帶厚度大。壩基巖石主要分為強風化及弱風化，而全風化帶缺失。現將各風化帶分述如下：強風化帶：紫紅色、淺灰色，巖石風化強烈，呈散體結構，局部風化為

20、土夾石狀，巖芯呈碎石土狀，采取率低，完整性極差。整個壩基強風化帶厚度21.252.5m不等。弱風化帶：紫紅色、淺灰色、層狀結構，巨厚層狀。巖石節理裂隙較發育，裂隙面見鐵質渲染。巖芯呈短柱狀、碎塊狀，錘擊聲較清脆。沿壩軸線弱風化帶埋藏深度較大。3.5.6 近壩庫岸穩定壩址區兩岸屬于剝蝕中低山地貌，自然坡度3050度。兩岸山體坡面表層覆蓋1.05.0m第四第殘坡積土層，植被茂盛，坡腳地段基巖出露。根據勘察，近壩庫岸未見滑坡及崩塌等不良地質現象，近壩庫岸穩定性較好。3.6 壩體填筑質量與評價3.6.1 試驗成果統計本次試驗工作在1985年擴建加高新壩體取原狀土樣和現場環刀樣33組進行土工常規試驗及相

21、應的力學試驗，在新老壩體分別取兩組擾動樣進行顆粒分析試驗及輕型擊實試驗。試驗工作由廣西梧州市正源水利水電工程質量檢測中心完成，試驗過程執行土工試驗規范（GB/T50123-1999）；抗剪強度采用直接快剪、飽和快剪、慢剪及飽和慢剪。本次勘察沒有在老壩體取原狀樣進行試驗，老壩體的試驗成果直接采用前人勘察成果。新壩體試驗成果詳見表3-3新壩體土工試驗成果統計表，老壩體試驗成果詳見表3-4老壩體土工試驗成果統計表，顆粒分析試驗及輕型擊實試驗詳見表3-5壩體填土顆粒分析與擊實試驗成果統計表。表3-3 新壩體土工試驗成果統計表土層名稱土樣編號取土深度(m)天然狀態物理性質指標土粒比重塑性和稠度指標壓縮慢

22、剪飽和慢剪快剪飽和快剪含水量濕密度干密度孔隙比飽和度液限塑限塑性指數液性指數壓縮系數壓縮模量粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角deSrGsLPIPILa1-2EsCCCC%g/cm3g/cm3%MPa-1MPakPa度kPa度kPa度kPa度新壩體填土ZK1-116.82.081.780.52786.72.7228.513.315.20.230.198.04/17.4823.15/ZK1-219.92.101.750.53699.92.6927.617.410.20.250.179.04/21.7124.32/ZK1-316.52.011.730.57777.82.722

23、5.113.511.60.260.236.85/14.2727.81/ZK2-116.62.031.740.55780.82.7124.812.911.90.310.227.08/11.7820.26/ZK2-215.62.101.820.49785.32.7225.211.913.30.280.217.13/13.4430.28/ZK2-317.32.071.760.54186.92.7225.414.111.30.280.265.93/15.6523.66/ZK2-419.52.081.740.56893.72.7327.116.710.40.270.266.03/14.0819.69/Z

24、K3-118.22.051.730.54589.52.6824.114.010.10.420.265.94/12.2822.87/ZK3-216.62.031.740.55181.42.7023.813.810.00.280.227.05/16.4222.58/ZK3-316.52.031.740.55481.62.6924.313.710.60.260.256.18/11.4123.56/ZK3-418.72.121.790.53495.92.7425.315.010.30.360.275.68/17.0427.02/ZK3-517.92.031.720.58084.02.7226.915.

25、211.70.230.256.32/8.7716.82ZK3-617.42.061.750.55685.52.7325.614.211.40.280.227.07/9.3118.97ZK4-117.42.011.710.60678.92.7524.313.710.60.350.256.4226.4826.59/ZK4-216.82.031.740.57180.42.7324.712.811.90.340.217.4814.6831.33/ZK4-318.32.041.720.58985.12.7425.014.011.00.390.266.1116.1427.15/ZK4-417.32.001

26、.710.60178.62.7325.014.210.80.290.256.4018.7726.15/ZK4-518.22.131.800.51596.52.7325.814.311.50.340.305.0519.9424.34/ZK5-116.72.001.710.59976.42.7423.713.510.20.310.256.40/22.3421.97/ZK5-216.22.021.730.57179.52.7223.313.89.50.310.236.83/16.3718.02/ZK5-316.62.051.760.56480.92.7526.013.013.00.280.285.5

27、9/12.8021.75/ZK6-120.72.071.710.59295.52.7333.320.313.00.030.217.58/15.2618.75/ZK6-218.32.021.710.60582.92.7425.915.210.70.290.246.69/10.7920.34/ZK6-318.81.981.670.63880.42.7335.718.217.50.030.237.12/21.0521.83/ZK6-419.22.031.700.60386.92.7333.518.015.50.080.256.41/10.4221.44ZK6-516.41.981.700.59974

28、.52.7225.012.013.00.340.266.15/10.7720.08ZK6-616.32.021.740.56078.82.7122.713.39.40.320.227.09/11.4522.51ZK6-719.32.031.700.59388.32.7162.224.138.1-0.130.246.64/12.0817.47ZK7-117.32.031.730.57781.82.7324.314.210.10.310.236.8622.0530.18/ZK7-216.92.001.710.59077.92.7225.714.111.60.240.256.3617.0228.60

29、/ZK7-316.52.021.730.56978.92.7223.714.19.60.250.227.1317.0425.42/ZK7-417.42.061.750.54486.62.7126.214.811.40.230.236.7119.4726.90/ZK7-516.92.081.780.52387.62.7123.912.611.30.380.217.1321.0529.91/最大值20.72.131.820.63899.92.7562.224.138.10.420.309.0426.4831.3322.3430.2816.3726.5612.1822.51最小值15.61.981.

30、670.49774.52.6822.711.99.4-0.130.175.0514.6824.3413.4421.8310.7918.028.7716.82平均值17.52.041.740.56884.42.7227.114.712.40.260.246.6819.2627.6617.7124.7413.1020.6610.4719.55小值平均值6.1016.7326.1015.7222.9211.8219.419.5017.75表3-4 老壩體土工試驗成果統計表序號分層深度(m)試驗組數（組）天然狀態物理性質指標土粒比重塑性和稠度指標粘聚力內摩擦角滲透系數備注含水量濕密度干密度孔隙比飽和度

31、液限塑限塑性指數液性指數deSrGsLPIPILCK20%g/cm3g/cm3%kPa度cm/s10.04.02232.031.650.645962.703521140.1432231.1210-5 老壩體土工試驗成果采用原玉林地區水電設計院于1986年12月25日出版的平南縣東平灌區白竹水庫除險擴建工程地質報告中的土工試驗成果。24.08.03241.941.600.706922.714023170.0645236.1410-638.012.03241.971.600.720922.723922170.1230353.6010-6412.016.02241.971.580.710922.71

32、3923160.066823.71.5710-5516.018.02222.021.650.631952.70402317-0.0672271.9010-5618.022.03242.001.620.640952.714323200.0552271.9010-5722.027.03242.001.700.705912.694324190.0040232.1010-5最大值242.031.700.720962.724324200.1472352.1010-5最小值221.941.580.631912.69352114-0.0630233.6010-6平均值23.62.001.600.70093.

33、32.7039.922.717.10.0548.426.01.3710-5小值平均值36.823.2表3-5 壩體填土顆粒分析與擊實試驗成果統計表工程部位土樣編號取樣深度（m）土的擊實指標（5mm）土的顆粒組成最優含水率最大干密度礫粒(mm)砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)opdmax2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.050.005%g/cm3%新壩體填土ZK2-H112.11.9110.218.68.56.614.927.813.4ZK3-H212.31.9010.516.69.27.114.328.413.9平均值12.21.9110.417.6

34、8.96.914.628.113.7合計28.030.328.113.7老壩體填土ZK6-H319.81.670.01.27.912.315.229.134.3ZK6-H419.41.650.01.57.212.914.729.933.8平均值19.61.660.01.47.612.615.029.534.1合計1.435.129.534.13.6.2 壩體土工程地質特征與評價東平水庫于1958年建成投產后，由于壩內涵管發生過事故且大壩達不到洪水校核的規范要求，以及灌溉標準偏低等多種原因。后于1965年戴帽加高至84.60m，頂寬1.7m。經洪水復核，壩頂高程仍不夠，且壩頂厚度偏小。1986年

35、由原玉林地區水電設計院進行除險擴建后將壩頂高程提高至現在的103.80m，頂寬5.0m左右。大壩為土石混合壩，填土料來源于壩址附近全風化土及殘坡積土，內含較多風化碎石。大壩包括左側的主壩及右側的副壩。（1）主壩土體工程地質特征主壩按照大壩的建設過程把除險擴建前后的大壩分別叫做老壩與新壩，分別評價如下：老壩體填土：主要由開挖山體的砂巖和礫巖全風化料填筑而成，為粘土質砂，土質較純。棕黃色，濕，根據顆粒分析土體礫石含量1.21.5%，砂含量35.1%，粉粒含量29.129.5%，粘粒含量33.834.1%，土體較致密，固結較好。壓實度為96.3%。新壩體填土：新壩體土組成成份、結構與老壩基本相同，主

36、要由開挖山體的砂巖和礫巖全風化料填筑而成，為粘土質砂，土質較純。棕黃色，濕，根據顆粒分析土體礫石含量27.128.8%，砂含量30.030.6%，粉粒含量27.828.4%，粘粒含量13.413.9%。壓實度平均值為91.1%。（2）副壩土體工程地質特征大壩在除險加固加高后在右側的原溢洪道位置形成副壩，主要由新壩體土組成，副壩填土的組成成份、結構與主壩新加高部分的新壩體填土基本相同，主要由開挖山體的砂巖和礫巖全風化料填筑而成，為粘土質砂，土質較純。棕黃色，濕，根據顆粒分析土體礫石含量27.128.8%，砂含量30.030.6%，粉粒含量27.828.4%，粘粒含量13.413.9%。壓實度平均

37、值為91.1%。（3）堆石體工程地質特征根據1986年擴建加高設計，原河床清基至基巖面或巖土，上部的砂卵石層清除后，沿原壩外坡至排水棱體，在原河床處設堆砌石層，堆石層厚7.010.0m。根據本次勘探，堆石層厚度6.010.0m，塊石主要為弱風化礫巖，粒徑10.030.0cm，塊石間由砂礫石充填，鉆探時不返水，透水性強。（4）排水棱體工程地質特征排水棱體位于主壩的外坡腳處，由人工砌筑塊石而成。水庫運行多年后，排水棱體塊石風化剝蝕嚴重，強度降低。排水棱體塊石間的空隙內有大量粘性土充填，排水不暢，且表層有大量植被覆蓋，排水棱體變形失效。3.6.3 壩體滲透性分析與評價（1）大壩浸潤線情況本次勘探期間

38、，庫水位為85.40m，鉆探結束后對各鉆孔測量穩定地下水位，詳見表3-6大壩地下水位埋藏情況表：表3-6 大壩地下水位埋藏情況表指標位置及孔號地下水位范圍值地下水位平均值備注埋深（m）高程（m）埋深（m）高程（m）內坡ZK68.5084.208.5084.20庫水位85.40m壩頂ZK123.880.1823.3480.18ZK223.580.41ZK323.080.54ZK423.180.01ZK523.379.77外坡ZK77.1862.125.2064.10根據鉆孔實測水位，當庫水位為85.40m時，大壩軸線浸潤線平均高程80.18m，比庫水位低5.22m，內坡中部鉆孔水位高程84.20

39、m，比庫水位低1.20m，外坡鉆孔水位高程64.10m，比庫水位低21.30m。因此，在縱剖面上壩體浸潤線較平直，在橫剖面上浸潤線從內坡向處坡升降較平緩，浸潤線較高，在外坡腳上部壩坡溢出。由此可知大壩滲透性較均勻，而壩體土透水性較強。（2）壩體土滲透變形判別根據顆分試驗成果，老壩體土為粘土質砂，根據工程類比，判定其滲透變形型式為流土。根據流土型臨界水力比降計算公式Jcr=（Gs-1）（1-n），式中 Jcr土的臨界水力比降；Gs土粒比重；n土的孔隙率（以小數計）。根據老壩體土工試驗成果，取Gs2.72，n=0.362，經計算得土的臨界水力比降Jcr 1.1。取安全系數1.8，計算得到允許水力比

40、降J允許=0.61。根據新壩體土工試驗成果，取Gs2.70 n=0.412，經計算得土的臨界水力比降Jcr 1.0。取安全系數1.8，計算得到允許水力比降J允許=0.56。（3）壩體土滲透性指標本次勘察在老壩體進行鉆孔注水試驗2段次，在新壩體進行鉆孔注水試驗43段次，注水試驗成果見注水試驗成果見表3-7壩體注水試驗成果統計表：表3-7 壩體注水試驗成果統計表部位段次滲透系數范圍值K滲透系數平均值K滲透性等級m/dcm/sm/dcm/s老壩體20.220.272.5510-43.1410-40.2452.8510-4中等透水新壩體435.998.496.9310-39.8310-37.258.3

41、910-3中等透水根據現場注水試驗成果：老壩體滲透系數平均值2.8510-4 cm/s，屬中等透水。室內土工試驗滲透系數1.3510-5cm/s，屬弱透水（見表3-4）；新壩體滲透系數平均值8.3910-3 cm/s，屬中等透水。垂直滲透系數建議值采用室內試驗平均值，水平滲透系數建議值采用現場注水試驗平均值，見表3-8壩體土滲透系數建議值表。表3-8 壩體土滲透系數建議值表巖性滲透系數k（cm/s）允許水力比降垂直水平J允許老壩體1.3710-52.8510-40.50新壩體2.0010-48.3910-30.35堆石體1.010-22.010-2（4）大壩滲漏情況根據平南縣東平白竹水庫除險加

42、固擴建指揮部1996年11月編制的平南縣東平白竹水庫除險加固擴建工程竣工總結，大壩下游外坡59.3m67.3m高程左右，1994年最高水位96.53m洪水過后檢查似有滲水及橡皮土現象，后經玉林地區水電局、設計院到現場檢查，深度僅有20cm左右，經分析主要是修坡時超挖及過后雨水沖刷成坑，鋪筑草皮時加粘土但不經夯實，遇有壩面集中水滲下時即形成海綿區，經加壩面倒滲暗溝后，情況得到改善。勘察期間，在庫水位84.50m的時候，大壩外坡排水棱體頂部排水溝右邊發現3個集中漏水點，漏水量分別為1.0L/s、1.3L/s及1.5L/s。滲漏點高程59.560.3m，在壩腳右邊59.566.4m高程范圍內發生明顯

43、散滲，滲漏面積達250m2，總滲漏量達8L/s，據管理水庫管理人員介紹該區域常年都漏水，漏水量隨著水位的變化而有變化。另據水庫管理人員介紹在庫水位高于正常蓄水位時大壩外坡77.078.2m高程范圍內全線發生滲漏，漏水區域面積約450m2，漏水量隨水位升高而增大，漏水總量最大可達10L/s。（5）壩體滲透性分析與評價根據竣工資料，目前大壩防滲主要采用土工膜，鋪設的土工膜至設計正常水位97.30m高程以上1.0m， 97.30m高程以上至壩頂沒有采用任何防滲措施。根據現場勘察大壩的漏水情況，現對大壩漏水原因分析如下：a、常年壩腳59.566.4m高程范圍內常年發生滲漏，可能是上游壩坡鋪設的土工膜局

44、部地段已損毀失效，而新壩體填土多為風化料，透水性較強，而導致壩腳嚴重滲漏。b、庫水位高于正常蓄水位時大壩外坡77.078.2m高程范圍內發生滲漏，漏水量隨水位升高而增大，主要原因為大壩97.30m高程以上沒有采用任何的防滲措施，而新壩體填筑土多為風化料，滲透系數較大，透水性較強，所以當庫水位大于97.30m時，大壩浸潤線在外坡77.078.2m高程處溢出，造成外坡滲漏。3.6.4 壩體土安全復核參數建議值根據以上勘測及試驗資料、結合壩體土的現場情況，參照本區相關地質資料，綜合考慮各方面因素確定。壩體土物理力學指標建議值詳見表3-9壩體土物理指標建議值表和表3-10壩土體力學指標建議值表。排水棱

45、體后的填土參照表3-9、表3-10中的新壩體體填土相關參數指標使用。表3-9 壩體土物理指標建議值表 指 標土 層物理性質指標土粒比重塑性和稠度指標含水量濕密度干密度孔隙比飽和度液限塑限塑性指數液性指數deSrdsl PI PI L%g/cm3g/cm3%新壩體填土17.52.041.740.56884.42.7227.114.712.40.26老壩體填土23.62.001.600.70093.32.7039.922.717.10.05壩基含碎石粉質粘土25.51.951.700.66090.52.7030.012.517.50.15表3-10 壩體土力學指標建議值表 指標土層壓 縮慢 剪飽和

46、慢剪快剪飽和快剪擊實試驗壓縮系數壓縮模量粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角最優含水量最大干密度a1-2 EsCCCCopdmax MPa-1MPakPa度kPa度kPa度kPa度%g/cm3新壩體填土0.246.1016.726.115.722.911.819.49.517.712.21.91老壩體填土0.434.9325.518.522.517.520.014.518.512.519.61.66壩基含碎石粉質粘土0.226.3030.020.026.518.525.518.015.015.5注：堆石體的飽和密度建議值為2.10 g/cm3，內摩擦角=35.0。3.7 壩

47、基和壩肩工程地質條件與評價 壩基和壩肩工程地質特征壩基和壩肩出露地層巖性主要有殘坡積含碎石粉質粘土（Q edl 4），下伏基巖為白堊系下統礫巖（K1），自上而下描述如下：（1）含碎石粉質粘土（Q edl 4）：黃灰色，主要成份為含碎石粉質粘土，碎石含量約1530%，成份主要為礫巖和砂巖，結構致密，具中等壓縮性。該層在壩基僅在左岸ZK1揭露，厚度7.0m。根據注水試驗該層滲透系數為2.7610-4cm/s。（2）基巖（K1）：為白堊系下統礫巖，局部礫巖中夾粉砂巖透鏡體。壩基巖石主要分為強風化及弱風化，而全風化帶缺失。各風化帶分述如下：強風化帶：紫紅色、淺灰色，巖石風化強烈，呈散體結構，局部風化為

48、土夾石狀，巖芯呈碎石土狀，采取率低，完整性極差。整個壩基強風化帶厚度21.252.5m不等。弱風化帶：紫紅色、淺灰色、層狀結構，巨厚層狀。巖石節理裂隙較發育，裂隙面見鐵質渲染。巖芯呈短柱狀、碎塊狀，錘擊聲較清脆。沿壩軸線弱風化帶埋藏深度較大。 壩基和壩肩滲透性分析與評價本次勘察在壩基巖石中進行壓水試驗35段，根據試驗資料統計得知，壩基巖石滲透性為中等透水，試驗成果如下表3-11：表3-11 壓水試驗成果表部位段次透水率范圍值(Lu)透水率平均值(Lu)壩基強風化帶3217.736.225.8壩基弱風化帶314.317.116.0根據壩基巖土體的壓、注水試驗成果：壩基殘坡積含碎石粉質粘土滲透系數

49、為2.7710-4cm/s，中等透性；強風化層透水率平均值q=25.8Lu，屬中等透性；弱風化層透水率q=16.0Lu，屬中等透性。壩基及兩壩肩強風化層厚度大，透水性較大，下部的弱風化層透水性較小，但埋藏深。因此，壩基及壩肩巖石主要為強風化層，壩基及壩肩均存在滲漏問題。 壩基和壩肩安全復核參數建議值根據前期勘測及試驗資料，結合規范經驗值，壩基和壩肩巖體物理力學指標建議值詳見表3-12壩基巖石物理力學指標建議值表和表3-13壩基巖體抗剪強度建議值表：表3-12 壩基巖石物理力學指標建議值表指標巖性塊體密度飽和吸水率飽和抗壓強度彈性模量泊松比承載力特征值fakg/cm3%MPa104 MPa-kP

50、a礫巖強風化2.254.012.02.50.30400500弱風化2.501.535.04.20.2515002000表3-13 壩基巖體抗剪強度建議值表 巖性指標強風化礫巖弱風化礫巖抗剪強度砼/巖f0.350.400.600.70巖/巖f0.300.350.650.70抗剪斷強度砼/巖CMPa0.090.120.350.40f0.450.500.650.70巖/巖CMPa0.080.100.400.45f0.350.400.750.803.8 溢洪道工程地質條件與評價溢洪道位于大壩左壩肩，由人工開挖山體而成，溢洪道兩側為白堊系下統（K1）強風化礫巖，局部粉砂質砂巖以透鏡體形式出現。溢洪道兩側

51、邊坡為強風化巖質邊坡，右側邊坡高度1015m，底部有3.0m高的漿砌石擋墻，坡面采用噴混凝土護坡。左側邊坡坡高5060m，邊坡出露巖性主要為強風化巖石，有3.0m高的漿砌石擋墻，坡面采用噴混凝土護坡。溢洪道運行多年，兩側高邊坡在現狀條件下，穩定性還是比較好的，發生大滑坡的可能性不大。根據現場檢查，兩側漿砌石多處損毀，坡面局部混凝土的掉塊現象，溢洪道底板為混凝土防護，現場檢查發現多處開裂，個別地方已經被沖毀。3.9 輸水建筑物工程地質條件與評價輸水建筑物包括放水塔及輸水隧洞，放水塔位于大壩右側的庫區內，輸水隧洞位于右壩肩100m處的山體，為高水頭的壓力圓形隧洞，洞線走向S49E。根據輸水洞穿越地

52、形、巖性、構造、地下水以及原設計意圖，將輸水隧洞工程地質條件分段并描述如下：0+0000+120段：該進口地形上為秦川河灣剝蝕堆積層，自然坡度2040（傾斜河谷庫內）。巖性：第四系覆蓋層含碎石粉質粘土層，結構松散至密實，厚度07m左右。下伏白堊系礫巖和粉砂巖透鏡體，全部為全風化層，結構松散至密實狀，膠結物已泥化，局部有滲水現象。在進口洞臉（0+030）出處有F7逆斷層，走向北東18，傾向南東，傾角65，寬0.30.5m，泥質巖屑填充，膠結較差。施工發現洞身0+060處節理發育有滲水，洞頂出現塌方現象。0+100處有走向320340傾向北東傾角33與走向2030傾向南東傾角70的“X”裂隙組，單

53、寬13cm，粘土泥質填充，有滲水和洞頂塌方12m左右。上述施工塌方現象和裂隙發育及地下水滲出地段，充分說明礫巖和粉砂巖的洞臉和洞身穩定性很差，同時處于庫水位的驟升驟降的長期反復作用下，容易出現邊坡失穩和洞頂巖體嚴重變形問題。0+1200+382.5段：洞身上部巖體厚度4575m，表層第四系殘坡積含碎石粉質粘土厚度38m，下伏白堊系礫巖。根據前期勘察及隧洞施工開挖的資料，該段整個巖性是全風化和強風化相間分布，以全風化層為主，強風化單層厚度35m，局部達10m，這種巖體變化特征主要是受理答武林口逆斷層的影響，出現更次級小斷層F8、9、10、11、12及節理裂隙密度帶。小斷層和裂隙密集帶部位往往有地

54、下水滲處和滴水現象。0+302處F8正斷層走向310傾向北東傾角80，寬0.10.2m泥質巖屑填充，有滴水，導致施工時0+3020+306段嚴重塌方，塌方高度11.5m。0+337處F9正斷層走向305傾向北東傾角85，寬度0.2m，巖屑泥質填充，有滲水，0+3370+350段嚴重塌方，洞頂塌方高度12m。0+382處F10正斷層走向350傾向北東傾角80，寬0.10.3m，粘土泥化巖屑填充，施工時有滴水塌方現象。0+387處F11逆斷層走向350傾向北東傾角45，寬0.20.4m，巖屑泥質填充，施工開挖時有滲水，洞頂塌方0.51.0m。0+405處處F12逆斷層走向10傾向南東傾角58，寬0

55、.10.3m，粘土巖屑填充，有滲水，塌方嚴重，洞頂塌方高度12m。上述情況說明，這段洞身地質復雜，具不均質結構，穩定條件較差。0+382.5407.5段：地形上為小溝岸邊及秦川河右岸剝蝕地形，自然斜坡4060，洞臉巖體厚度2040m，表層第四系殘坡積含碎石粉質粘土層厚度05m，結構松散至較密實。下伏為白堊系礫巖全風化至強風化層，巖性松軟，節理裂隙發育，一般寬15cm，有粘土泥質填充，原來開挖施工過程中洞臉巖體曾發生兩次小塌方，塌落方量1020m3左右。說明出口洞臉穩定性較差。綜上所述，輸水隧洞經過地段地質情況比較復雜，圍巖穩定性差，經過長時間運行，原隧洞斷面鋼筋混凝土結構局部破損開裂，對其進行

56、加固補強是十分必要的，只有補強處理后才能保證高壓水頭的永久安全運行。3.10 結論與建議 結論（1）東平水庫處于華夏褶皺帶以北，太平盆地的西部邊緣，屬于華南準地臺范圍。根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），本區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反映譜特征性周期0.35S，地震基本烈度為度。（2）庫區為剝蝕中低山地貌，庫區大部分為巖質邊坡，邊坡穩定性較好。理答武林口大逆斷層走向從庫肚直穿大壩右端300m處的埡口進入下游河谷，斷層破碎帶寬度達50m。根據現場勘察調查，未發現有明顯涌漏通道，庫區現狀無滲漏現象。（3）壩區地層巖性主要有第四系人工素填土、殘坡積含碎石粉質粘土，下伏基巖

57、為白堊系下統礫巖（K1），局部礫巖中夾粉砂巖透鏡體。礫巖風化強烈，風化帶厚度達4060m。（4）壩體土主要由風化料組成，透水性較強，壩體內的浸潤線較高，從排水棱體上部壩坡溢出。根據竣工資料，目前大壩防滲主要采用土工膜，鋪設的土工膜至設計正常水位97.30m高程以上1.0m， 97.30m高程以上至壩頂沒有采用任何防滲措施。（5）壩基強風化層厚大，透水性較大，壩基和壩肩存在滲漏問題。（6）溢洪道位于大壩左壩肩山體，由人工開挖山體而成，溢洪道兩側為白堊系下統（K1）強風化礫巖，局部粉砂質砂巖以透鏡體形式出現。現狀條件下邊坡穩定性較好。 建議（1）建議對大壩采取防滲處理，對大壩壩基進行帷幕灌漿。（2

58、）建議對溢洪道進行加固。（3）建議對輸水隧洞采取灌漿加固處理，以確保其安全運行。（4）建議下階段對溢洪道兩側邊坡的穩定性進行專門研究。附件1： 注水試驗成果表孔號孔深（m）段長（m）滲透系數K滲透性等級土層（m/d）（cm/s）ZK10.05.05.07.058.1610-3中等透水新壩體填土5.010.05.06.347.3410-3中等透水新壩體填土10.015.05.08.329.6310-3中等透水新壩體填土15.021.66.66.827.8910-3中等透水新壩體填土21.628.67.00.242.7810-4中等透水含碎石粉質粘土ZK20.05.05.08.499.8310-3

59、中等透水新壩體填土5.010.05.08.179.4610-3中等透水新壩體填土10.015.05.07.258.3910-3中等透水新壩體填土15.020.05.08.029.2810-3中等透水新壩體填土20.028.08.07.498.6710-3中等透水新壩體填土ZK30.05.05.08.329.6310-3中等透水新壩體填土5.010.05.07.919.1610-3中等透水新壩體填土10.015.05.07.278.4210-3中等透水新壩體填土15.020.05.06.897.9710-3中等透水新壩體填土20.025.05.08.209.4910-3中等透水新壩體填土25.0

60、30.05.07.028.1210-3中等透水新壩體填土30.034.84.87.498.6710-3中等透水新壩體填土ZK40.05.05.07.768.9810-3中等透水新壩體填土5.010.05.06.677.7210-3中等透水新壩體填土10.015.05.06.207.1810-3中等透水新壩體填土15.020.05.07.058.1610-3中等透水新壩體填土20.025.05.06.717.7710-3中等透水新壩體填土25.030.05.07.078.1810-3中等透水新壩體填土30.035.05.08.119.3910-3中等透水新壩體填土35.040.05.06.237

61、.2110-3中等透水新壩體填土40.046.26.27.228.3610-3中等透水新壩體填土ZK50.05.05.07.288.4310-3中等透水新壩體填土5.010.05.07.598.7810-3中等透水新壩體填土10.015.05.06.157.1210-3中等透水新壩體填土15.020.05.05.997.8510-3中等透水新壩體填土20.025.05.06.777.8310-3中等透水新壩體填土25.030.05.06.457.4710-3中等透水新壩體填土30.035.05.07.668.8710-3中等透水新壩體填土35.040.05.07.839.0610-3中等透水新

62、壩體填土40.048.08.06.337.3310-3中等透水新壩體填土ZK60.05.05.06.767.8210-3中等透水新壩體填土5.010.05.07.128.2410-3中等透水新壩體填土10.015.05.07.278.4110-3中等透水新壩體填土15.020.05.06.367.3610-3中等透水新壩體填土20.025.05.06.667.7110-3中等透水新壩體填土25.030.55.57.929.1710-3中等透水新壩體填土30.538.07.50.273.1410-4中等透水老壩體填土38.044.26.20.222.5510-4中等透水老壩體填土ZK70.05.

63、05.06.777.8310-3中等透水新壩體填土5.010.05.08.429.7410-3中等透水新壩體填土10.016.66.68.239.5210-3中等透水新壩體填土 附件二 壩基巖石壓水試驗成果表孔號孔深（m）段長（m）透水率q（Lu）滲透性等級風化分帶ZK128.635.06.422.8中等透水強風化帶35.040.05.027.4中等透水強風化帶40.045.05.023.5中等透水強風化帶45.049.84.828.2中等透水強風化帶49.853.43.617.1中等透水弱風化帶ZK228.035.07.022.6中等透水強風化帶35.040.05.036.2中等透水強風化帶

64、40.045.05.023.4中等透水強風化帶45.050.05.028.1中等透水強風化帶50.055.05.017.7中等透水強風化帶55.060.05.031.1中等透水強風化帶60.065.05.022.1中等透水強風化帶65.070.05.021.8中等透水強風化帶70.075.05.022.3中等透水強風化帶75.080.55.534.2中等透水強風化帶80.583.12.616.6中等透水弱風化帶ZK334.840.05.226.7中等透水強風化帶40.045.05.027.2中等透水強風化帶45.050.05.032.8中等透水強風化帶50.055.05.028.4中等透水強風

65、化帶55.059.34.329.7中等透水強風化帶59.363.13.814.3中等透水弱風化帶ZK456.061.05.023.7中等透水強風化帶61.066.05.021.2中等透水強風化帶66.071.05.023.1中等透水強風化帶ZK548.055.05.026.2中等透水強風化帶55.060.05.028.3中等透水強風化帶60.065.05.024.2中等透水強風化帶65.070.05.025.8中等透水強風化帶70.075.05.023.4中等透水強風化帶75.082.27.224.7中等透水強風化帶ZK649.354.35.024.5中等透水強風化帶54.359.35.026.8中等透水強風化帶ZK722.627.65.025.6中等透水強風化帶27.632.65.022.4中等透水強風化帶