防洪工程排洪渠施工工程地質(zhì)

防洪工程排洪渠施工工程地質(zhì)1.1區(qū)域地質(zhì)及地震工程區(qū)地處長江沿岸，位于四川盆地東南部與川東褶皺山地交接處，山脈呈NE-SW向展布，為中低山及丘陵地形。主要分布迭瓦式單面山、鞍狀殘丘、寬緩斜面、深窄溝谷等眾多微地貌單元。區(qū)內(nèi)巖性為一套海相～淺海相碳酸鹽巖、碎屑巖和內(nèi)陸湖相碎屑巖。區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造單元屬揚子準地臺四川臺坳川東南褶皺束墊江坳褶帶內(nèi)，由一系列不對稱的背斜、向斜組成。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為大面積間歇性抬升，抬升～相對穩(wěn)定～抬升交替，形成多級夷平面。工程區(qū)屬于相對穩(wěn)定的弱震環(huán)境，根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ＧＢ18306—2001），工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05ｇ，相應地震基本烈度為Ⅵ度。1.2工程地質(zhì)概況（1）地形地貌工程區(qū)屬低山丘陵。山體順江延伸，地勢西北高、東南低，坡向南側(cè)。（2）地層巖性工程區(qū)主要出露侏羅系中統(tǒng)上統(tǒng)遂寧組（J3S）地層和第四系沖積、殘坡積、崩滑堆積及人工堆積。上統(tǒng)遂寧組（J3S），按巖性分為二層：第一層：為中厚層狀青灰～灰白色長石石英砂巖，厚7～11m，該層砂巖厚度較穩(wěn)定。第二層：主要為褐紅色粘土巖夾紫紅色粉砂巖，夾有少量薄層狀灰白色長石石英砂巖。第四系(Q)主要為殘坡積(Q4el+dl)、沖積(Q4al)、地滑堆積(Q4del)及人工堆積(Q4ml)。人工堆積(Q4ml)：分布在居民居住區(qū)，主要為建筑物、煤渣、砼路面、堡坎、生活及建筑垃圾等，厚度一般約0.3～2m。殘坡積(Q4el+dl)：主要分布于斜坡地帶，主要為褐紅色粘土夾碎石，厚度約0.5～1.5m，局部厚達6.3m。沖洪積(Q4al+pl)：主要為現(xiàn)代河流沖洪積物?，F(xiàn)代河流沖洪積物主要為粉、細砂夾少量礫、塊石，厚度約1～4m。地滑堆積(Q4del)：分布在斜坡地帶，主要為粘土、粘土夾碎石等。厚度多小于8m。（3）地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)位于豐都向斜南東翼近軸部。豐都向斜橫寬約30km，未見斷層和次級褶皺。地層產(chǎn)狀：傾向40～70°，傾角8～12°，向下游傾向漸變?yōu)镹W。斜坡巖體裂隙比較發(fā)育，主要見有兩組裂隙：走向70～80°，傾向SE，傾角50～85°，閉合-微張開，泥沙充填，最密集處線密度5.0條/m，占統(tǒng)計總數(shù)的57%。走向350～360°，傾向NE，傾角>70°，閉合狀，無充填，最密集處線密度1.1條/m，占統(tǒng)計總數(shù)的19%。第一組裂隙長度多大于5m，裂面平直傾角較陡；第二組裂隙被第一組切割，長度多小于0.3m，傾角相對較緩。（4）水文地質(zhì)集鎮(zhèn)都位于山體形成的斜坡段，其地貌與巖土特征有利于地表水排泄，大氣降水大部分以面流的形式向沖溝排泄。沖溝流量受降水影響較大，長江為本區(qū)的排泄基面。地下水按賦存條件分為裂隙水和孔隙水，前者賦存于厚層砂巖裂隙中，被底部粘土巖所隔，多由接觸帶溢出，就近排泄于溝谷中；后者賦存于第四系坡殘積層中，部分通過滲流滲入巖層裂隙，形成裂隙水；部分以泉水形式溢出。根據(jù)工程區(qū)其它工程取樣地表水為HCO3-Ca型水；水質(zhì)分析結(jié)果表明：工程區(qū)地表水、地下水對混凝土無腐蝕性。根據(jù)當?shù)毓こ痰拇罅楷F(xiàn)場注水試驗及室內(nèi)滲透試驗，根據(jù)試驗成果，工程區(qū)內(nèi)粘土及粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)為1×10-5～1×10-6cm/s，屬微透水。砂巖中風化裂隙比較發(fā)育，透水性好，粘土巖透水性較差。（5）巖體風化工程區(qū)外露及下伏基巖主要為泥巖、長石石英砂巖、粉砂巖。泥巖由于巖性較軟，易于風化，強風化層多為0.2～1.65m不等，局部最厚可達4.2m。中等風化厚度多為0.5～1.6m，局部最大風化厚度達4.7m。長石石英砂巖，由于巖質(zhì)堅硬，裂隙一般較長大，多呈裂隙性風化，巖石本身風化程度不高，多中等風化，風化厚度一般在1～3m之間，粉砂巖性狀處于長石石英砂巖與粘土巖之間，其風化特征視其膠結(jié)介質(zhì)不同而異，一般鈣泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖，抗風化能力較強，風化層一般較?。荒噘|(zhì)膠結(jié)粉砂巖，抗風化能力較弱，風化層厚度一般較厚。（6）物理地質(zhì)現(xiàn)象滑坡及變形體。根據(jù)現(xiàn)場實地踏勘，工程區(qū)域內(nèi)無滑坡及變形體。岸坡坍岸集鎮(zhèn)岸坡主要為斜向坡，岸坡基巖主要為侏羅系上統(tǒng)遂寧組泥巖夾少量砂巖，地表覆蓋層較薄，基巖部分裸露，屬基巖岸坡，坡度及巖石傾角均較緩。岸坡基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。1.3巖土物理力學性質(zhì)工程區(qū)覆蓋層主要為粉質(zhì)粘土，局部有少量雜填土。下伏基巖為侏羅系長石石英砂巖、粉砂巖及泥巖，經(jīng)現(xiàn)場實地勘察并結(jié)合同類工程的實驗指標得出巖土體物理力學性質(zhì)如下：（1）土體物理力學性質(zhì)1)顆粒分析根據(jù)顆粒分析試驗結(jié)果，工程區(qū)粉質(zhì)粘土的粘粒含量(平均值)為35.7％，粉粒（0.075～0.005）含量54.73％。2)土的物理力學性質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土液性指數(shù)0.03～0.78，塑性指數(shù)為10.8～19.6，天然含水量19.1～29.6％，壓縮系數(shù)α1-2為0.17～0.61MPa-1，平均值0.34。天然孔隙比平均值為0.68；粘聚力Ｃ平均值為29.9kPa，內(nèi)摩擦角平均值16.13°；壓縮模量平均值5.53MPa；無側(cè)限抗壓強度平均值61.68kPa，土的軟硬屬中等，靈敏度St平均值為1.62，土的結(jié)構(gòu)性為不靈敏。粉質(zhì)粘土按液性指數(shù)與孔隙比依據(jù)規(guī)范查表其承載力基本值f0為291.12kPa，修正系數(shù)ψf為0.923，承載力標準值fk為270.54kPa。（2）巖石物理力學性質(zhì)1)長石石英砂巖天然重度25.29kN/m3，單軸天然抗壓強度平均值58.32MPa，單軸飽和抗壓強度平均值41.83MPa，孔隙率5.21%，軟化系數(shù)0.75，凝聚力平均值9.45MPa，內(nèi)摩擦系數(shù)平均值1.26，變形模量平均值1.01×104MPa，彈性模量平均值1.13×104MPa，泊松比0.13。2)粉砂巖天然重度為25.51kN/m3，孔隙率為7.7%，單軸天然抗壓強度為平均值20.64MPa，單軸飽和抗壓強度平均值14.57MPa，變形模量平均值6822MPa，彈性模量平均值7848MPa，抗剪強度凝聚力1.76MPa，內(nèi)摩擦系數(shù)0.87。3)泥巖天然重度25.21kN/m3，孔隙率為11.7%，單軸天然抗壓強度為平均值8.66MPa，單軸飽和抗壓強度平均值5.21MPa，變形模量3191MPa，彈性模量3825MPa，抗剪強度凝聚力1.75MPa，內(nèi)摩擦系數(shù)0.68。（3）巖土物理力學參數(shù)建議值1)根據(jù)相關(guān)工程進行的巖石室內(nèi)試驗成果，依據(jù)規(guī)范并結(jié)合該工程的特點和本地區(qū)的經(jīng)驗，提出巖體力學參數(shù)建議值見表3-2。2)土的物理力學參數(shù)，根據(jù)相關(guān)工程進行的室內(nèi)試驗成果與現(xiàn)場標貫及注水試驗，依據(jù)規(guī)范并結(jié)合本地區(qū)的經(jīng)驗，提出土體物理力學參數(shù)建議值見表3-3。巖體力學參數(shù)建議值表3-2巖體名稱飽和抗壓強度(MPa)變形模量(GPa)彈性模量(GPa)抗剪基底摩擦系數(shù)μ容許邊坡值th?C(MPa)長石石英砂巖21.677.097.911.010.940.651:0.35～1:0.5粉砂巖7.874.775.490.650.560.451:0.5～1:0.75泥巖2.461.832.180.480.170.401:0.5～1:0.75土體物理力學參數(shù)建議值表3-3土體名稱天然重度(kN/m３)壓縮系數(shù)a1-2(MPa-1)抗剪強度(快剪)承載力建議值（kＰａ）允許水力坡降(J允許)基底摩擦系數(shù)滲透系數(shù)Ｋ(cm/s)基坑邊坡Φ(°)Ｃ(kPa)粉質(zhì)粘土20.10.341312170-0.25ｉ×10-5～ｉ×10-61：1.00～1：1.251.4各集鎮(zhèn)排洪渠工程地質(zhì)條件及評價工程區(qū)擬建排洪渠1#、2#、3#均順公路（山腳）而建，屬低山地貌，山坡坡度約為20～35°，區(qū)內(nèi)無斷層，無滑坡或崩塌體，地層巖性：表層為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土層及人工填筑層，厚1.0～2.0m，下伏侏羅系上統(tǒng)遂寧組紫紅色泥巖夾灰白色長石石英砂巖，強風化層厚0.5～1.0m；擬建排洪渠基礎(chǔ)持力層置于基巖或粉質(zhì)粘土上，應先清除表層腐植土，分段開挖，建議開挖坡比：坡積土層：1：1.0～1：0.75，砂泥巖：1：0.5或垂直開挖。1.5天然建筑材料工程所需天然建筑材料除排洪工程開挖料外主要有砂巖塊石料、砂礫石料、土石填筑料。（1）塊石料塊石料選用侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組巖屑砂巖。各集鎮(zhèn)附近均有料場可開采。巖屑砂巖的物理力學試驗成果見表3。從該表看出，巖屑砂巖的天然抗壓強度均大于40MPa，飽和抗壓強度均大于30MPa，其質(zhì)量能滿足工程建設要求。巖石軟化系數(shù)微、新巖石約0.8，中風化巖石約0.73，基本能滿足規(guī)范及設計要求。巖石物理力學試驗成果統(tǒng)計表表3-4名稱比重容重(kN/m3)含水率吸水率孔隙率抗壓強度(MPa)軟化系數(shù)備注干飽和%自然飽和巖屑砂巖2.6824.0224.871.4821.5248.53349.736.30.730中風化2.725.3025.721.3221.6484.13974.