2023年最新版闽赣地区某大型灌区现代化改造可行性研究报告(03.地质).doc
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1、3 工程地质3 工程地质目录3 工 程 地 质13.1 概述13.2 区域地质概况23.3 金鸡拦河闸鱼道工程地质73.4渠道改造工程83.5渠系建筑物改造工程133.6 南高干渠排水工程173.7其他工程193.8 天然建筑材料203.9 结论203-213 工 程 地 质3.1 概述3.1.1 工程概况本工程主要进行灌区各建筑物续建配套及现代化改造,主要改造内容包括水源工程、渠道改造工程、渠系建筑物改造工程、排水工程及其他工程五个部分。水源工程主要为金鸡拦河闸改造,新建鱼道等;渠道改造工程主要包括渠道改造及渠系建筑物改造,渠道改造主要包括:南干渠、北高干渠、晋南电灌站引水渠、晋南干渠、惠南
2、干渠、埔塘美峰支渠、玉田分渠、后田沟共8条渠道。渠系建筑物改造主要包括:团结桥闸重建交通桥,溜滨水闸拆除重建等。排水工程分为南高干渠排水工程和北高干渠排水工程,改造线路总长26.35km。其中南高干渠排水工程改造主要包括:排水沟长12.455km、排水管长5.895km,总共长18.35km;北高干渠排水工程改造主要包括:排水管长8.86km;其他工程:新建管护道路,灌溉试验站防护工程。3.1.2 勘察工作本工程可研阶段未布置钻探工作,主要以收集资料和地质测绘为主。所参考资料有:XX省XX市溜滨水闸安全评价阶段工程地质勘察报告(初步设计)(XX省水利水电勘测设计研究院),XX市金鸡拦河闸重建工
3、程(XX省水利水电勘测设计研究院),XX省XX市XX灌区续建配套与节水改造工程(XX省兴水科技开发有限公司)、南安市丰州镇后田沟山洪沟防洪治理工程(XX省XX市水电工程勘察院)、晋南电灌站引水渠改造工程、锦峰村排洪渠及惠东南干渠(惠纬1路至杏秀路段)整治工程(深圳市政设计研究院有限公司)。本次报告的编写主要遵循了以下技术规程、规范:(1)中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55-2005);(2)引调水线路工程地质勘察规范(SL629-2014)(3)建筑抗震设计规范(2016年版)(GB50011-2010);(4)岩土工程勘察规范(2009年版)(GB50021-2001);(5)中国地震
4、动参数区划图(GB18306-2015)3.2 区域地质概况3.2.1 区域基本地质条件3.2.1.1 地形地貌测区位于戴云山脉东南侧,属闽南丘陵地形,测区东部沿海一带为滨海堆积平原。地形由山岭、河谷、台地、平原构成,总的地势为西北部高,往东南呈阶梯状降低。测区西部及北部海拔一般为500800m,部分地区达8001000m,相对高差400600m,区内最高峰云顶山海拔1175.2m;测区中部海拔一般在500m以下,相对高差200400m,河谷开阔,冲积平原发育。测区东部为东南滨海平原,海拔一般数米50m,发育有剥蚀红土台地,平原之中常点缀着海拔200300m的山岗。3.2.1.2 地层岩性区内
5、出露的地层以侏罗系南园组、燕山期早期侵入岩和第四系地层。由老至新分述如下:(1)侏罗系南园组(J3n)出露范围广,为一套陆相中性、中酸性、酸性火山岩深沉岩系组成,测区内主要出露三个岩性段,从老到新分述如下:第一段(J3na),在测区西北零星出露,其岩性由下而上为灰、深灰色安山岩,气孔,杏仁状安山岩,中部夹英安岩,泥岩,长石石英砂岩。第二段(J3nb),测区中广泛分布,主要岩性有:下部为浅灰色流纹质含角砾晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩、夹流纹质火山尘凝灰岩、含集块火山角砾岩及凝灰质含砾砂岩;中部为灰白色流纹斑岩,上部为浅灰白色流纹质晶屑熔结凝灰岩,流纹质凝灰岩夹火山尘凝灰岩,
6、流纹英安质晶屑凝灰岩和流纹英安岩。第三段(J3nc),测区中广泛分布,主要岩性为灰、深灰色,流纹英安质晶屑熔结凝灰岩、英安流纹质晶屑凝灰熔岩为主、夹流纹英安质熔结角砾岩和流纹质凝灰岩。(2)燕山早期侵入岩主要为燕山早期第一次侵入的白云母化二长花岗岩(52(3)a),测区内广泛分布;燕山早期的混合二长花岗岩(m52(3)),在西南部出露。侵入岩脉:石英脉(q)、闪长玢岩()、闪长岩()、辉绿岩()等,零星分布。(3) 第四系第四系海积堆积(Q4cmr)分布在滨海平原,主要成分为粉质粘土、淤泥和细砂等。第四系冲洪积堆积(Q4capl)分布于山间盆地或河床两侧,构成河漫滩及冲积平原。主要成分为卵石、
7、砂、粘土组成。第四系坡残积堆积(Q4del)沿山坡分布,主要成分为含碎石砂质粘土等。3.2.1.3 地质构造(1)大地构造环境测区位于武夷戴云隆褶带的闽东火山断拗西南侧,西邻闽西北隆起带和闽西南拗陷带,东临台湾海峡沉降带(图3-1)。工程区图3-1 大地构造单元划分图(据XX省地质志,1985)闽东火山断拗带位于XX东部,即政和海丰断裂带以东,滨海断裂带以西。在华力西印支期拗褶基础上,中生代发生大规模断陷和拗陷,形成巨厚的东南沿海中生代火山岩带,沿构造带形成强烈的区域变质和混合岩化作用,中生代岩浆广泛侵入。区域范围内构造总体轴向为北北东向,同时在区北部存在南岭纬向构造带。(2)区域构造环境工程
8、所属区域在大地构造单元中处于加里东地槽褶皱带次级构造单元闽东中生代火山断坳带。区域内褶皱构造不发育,以断裂构造为主,区内未见第三系地层,第四系仅为零星出露,表明新近纪以来以抬升运动为主。断裂构造以北东、北北东为主,东西向次之。这一地区中生代火山岩及侵入岩基本受控于北东向断裂构造。工程所在区域属闽东中生代火山断坳带,该区在经历了泥盆纪至晚三叠世构造运动演化后成为华南加里东褶皱系东南边缘区域。燕山运动使本区在先成构造背景的基础上,以大规模区域性强烈的构造运动使本区构造面貌发生重大变化。晚侏罗世中期由于太平洋板块对欧亚板块的俯冲消减作用,本区成为西太平洋大陆边缘活动带组成部分,强烈的构造运动造成区内
9、激烈的火山喷发和大规模的岩浆侵入,形成大致平行板块边缘的断陷、坳陷和断裂构造,沉积了大面积巨厚的火山岩系,随着太平洋板块的进一步俯冲、挤压致使大陆边缘遭受强烈挤压以及沿断裂带上升的热流作用的影响,成为中生代沿海火山变质岩带的一部分。新近纪第四纪期间的新构造活动是太平洋边缘活动带演化阶段的继续,由于区域构造活动强度逐步向南东海域及台湾岛迁移,致使工程区所在近场区构造活动大大减弱,工程近场区随区域一起开始大面积整体抬升,断块内差异活动明显,最终形成现今具低山丘陵、台地、盆地和平原地貌的构造格局。测区位于闽东火山断拗带之平潭东山北东向大断裂带中部,东西向漳平仙游断裂带从测区北部穿过,工程区内与区域断
10、裂相对应的次一级断裂较发育。3.2.1.4 物理地质现象测区位于戴云山脉东南侧,属构造侵蚀低山丘陵地形冲积平原,切割较强烈,为中缓坡地形,局部岸坡陡峻,山峰和山坡上常有陡崖石壁,物理地质现象以岩体风化和崩塌堆积为主要特征,岩体风化受地形、岩性与断裂构造控制。3.2.1.5 水文地质区域水文地质条件较复杂,根据含水层性质及地下水埋藏条件,地下水可分为孔隙水和基岩裂隙水,前者多为潜水,后者多为承压水。孔隙水分布于第四系松散堆积物和下部的风化岩土层中,水量受季节性影响较大;基岩裂隙水主要分布下部基岩风化带和裂隙中,水量丰富,一般受季节性影响小。地下水由大气降水垂直渗透补给和山体含水层的侧向补给,向溪
11、谷排泄。3.2.2 区域构造稳定性与地震3.2.2.1 区域构造背景在大地构造单元划分上,工程场地位于闽东火山断拗带内;在新构造运动分区上,工程场地位于闽东粤东沿海差异隆起区内,以继承性的断块差异为特征,间歇性的缓慢上升为总的趋势。区内分布的北北东北东向断裂(福清诏安断裂、平潭东山断裂、连江永定断裂、惠安漳浦)、东西向断裂(漳平仙游断裂)均为早第四纪前活动的断裂,到第三纪的喜马拉雅运动,区内的地质构造主要表现为承袭在前期构造带上的断裂活动,并在区域南部濒海的岛屿及海域中伴有小规模的岩浆活动。工程区内未发现晚更新世以来的活动断层。3.2.2.2 地 震区域地处华南地震区,工程场地位于华南地震区地
12、震活动相对较强的华南沿海地震带内,东侧临近重要发震构造带的滨海断裂带。区内地震构造主要有北北东向北东向的滨海断裂带、长乐诏安断裂带、惠安漳浦断裂带;近东西向的漳平仙游断裂带,它们共同组合构成本区的潜在震源区。历史上本区没有发生强震、中强震记录,地震破坏性主要来自邻区的XX海外、XX海外和安溪、厦门等地,其影响烈度一般为6度7度,其中,1604年发生于XX外海的7.5级地震对本区的影响烈度达8度。3.2.2.3 区域构造稳定性区域内新构造运动是在喜马拉雅运动基础上继续发展的,以继承性的断块差异活动为特征,间歇性的缓慢上升为总的趋势,工程区隶属泉港区,历史上无破坏性地震记载,周围无强震活动区的严重
13、威胁,工程区中远场近年来小震活动水平低,工程区所属地块属相对稳定地块。3.2.2.4 地震基本烈度及地震动参数根据中国地震动参数区划图(GB18306-2015)和闽震201620号文,本工程的地震基本烈度均为度,地震动峰值加速度均为0.15g,反应谱特征周期值均为0.45s(类场地)。其中灌溉试验站防护工程位于永春县湖洋镇,地震基本烈度为VI度,地震动峰值加速度为0.05g,地质动反应谱特征周期取0.45s(类场地)。3.3 金鸡拦河闸鱼道工程地质金鸡拦河闸鱼道进口位于水闸右岸,鱼道槽身蜿蜒上行穿过汇合闸与拦河闸右岸旱桥,行至位于上游右岸处的出口。全长约930m。3.3.1 鱼道基本地质条件
14、3.3.1.1地形地貌拟建的金鸡拦河闸鱼道位于金鸡拦河闸右岸,现有地面高程6.8-7.5m,为原金鸡闸重建时倒流明渠回填。3.3.1.2地层岩性根据收集资料,鱼道上部土层主要为人工堆积、第四系冲洪积和海相沉积的松散堆积物;中部为残积砂质粘性土;下部为基岩,岩性为燕山晚期黑云母花岗岩(53b)。按成因类型描述如下:素填土(Q4r):主要成份以粉质粘土、砂为主,为倒流明渠回填的填土。层厚7.08.0m淤泥(Qmc):海陆交互堆积,深灰色,流塑状,饱和,仅局部地段有分布。淤泥混砂(Qmc):海陆交互堆积,浅灰色,流塑,饱和。砂呈团状混于淤泥层中,仅局部地段有分布。含砾细砂(Q4al):冲洪积堆积,暗
15、黄色,饱和,中密密实状态,分选差,砾含量约25%,层位较稳定。3.3.1.3 水文地质场地地下水类型为孔隙潜水,由降水或直接受河水补给,地下水位埋深24m。3.3.2 鱼道工程地质条件评价鱼道位于金鸡拦河闸右岸,地基土层主要为,人工堆积素填土,下部为冲洪积含砾细砂,局部地段有淤泥分布。鱼道基础大部分置于含砾细砂层,局部基础置于淤泥层,含砾细砂承载力能满足要求,含砾细砂地基工程地质条件较好,但属于强透水层,淤泥为软弱土,承载力低,易产生沉降,淤泥地基工程地质条件差,应采取工程处理。由于淤泥的抗剪强度低,对挡墙基础的抗滑稳定很不利,应进行抗滑稳定验算,并采取相应的处理措施。3.4渠道改造工程本次渠
16、道改造工程主要包括:南干渠、北高干渠、晋南电灌站引水渠、晋南干渠、惠南干渠、埔塘、美峰支渠、玉田分渠、后田沟共9条渠道。南干渠改造长度980m,在原直墙式挡墙增设直径100PVC排水管、北高干渠改造长度3517m、晋南电灌站引水渠改造长度681.64m,两岸需新建堤防全长1296.8m、晋南干渠东石段整治长度15.05m(清淤15.05km、渠岸护砌1.63km)、惠南干渠整治6.43km(清淤6.43km、渠岸护砌暗涵改造3.2km)、埔塘支渠整治总长1.09km、美峰支渠整治总长0.37km、玉田分渠整治总长3.09km(清淤3.09km、渠岸护砌2.87km)、后田沟渠道整治长度1.82
17、km(清淤1.82km渠岸护砌1.62km)。3.4.1 北高干渠基本地质条件3.4.1.1地形地貌工程区地貌受构造和岩性控制,较复杂,包括有海积平原、河流冲洪积平原、沿海侵剥蚀滨海丘陵和坡残积台地地貌单元。地表高程一般在几米到几十米之间,现地形总体均为北高南低。区内水系多呈树枝状分布,区内池塘、沟发育。3.4.1.2地层岩性根据收集的资料,现将工程区地层所揭露的地层描述如下:素填土(Q4r):灰黄色,以人工填筑的黏性土为主,主要为渠道堤岸堤身;局部表层含少量植物根系及少量建筑垃圾;其密实度和均匀性差。填筑年限35。干很湿,松散。粉质粘土 (Q4al):浅黄灰色、浅灰色,以粘粒、粉粒为主。切面
18、稍有光泽,无摇震反应,干强度、韧性中等。冲积成因,湿饱和,可塑。含泥中粗砂(Q4al):浅灰黄色、浅灰白色,以中粗砂为主,含泥质约1525%,局部为淤泥质土或夹中细砂泥团。砂颗粒呈次棱角状,分选性一般,级配较好。冲积成因,饱和,稍密为主。淤泥(Qmc):深灰色,淤泥为主,含丰富腐殖质,夹薄层粉细砂、或夹砂团。土质不均匀。切面较光泽,轻微摇振反应,干强度高、韧性中等。流塑,饱和。残积砂质粘性土(Q4el):褐灰黄色,花岗岩风化而成,原岩结构全部被破坏,风化呈土状。切面较粗糙,无摇振反应,干强度中等、韧性一般。饱和,硬塑为主。3.4.1.3水文地质工程区的水文地质条件较复杂,根据含水层性质及地下水
19、埋藏条件,地下水可分为孔隙水和基岩裂隙水,前者多为潜水,后者多为承压水。孔隙水分布于第四系松散堆积物和下部的风化岩土层中,水量受季节性影响较大;基岩裂隙水主要分布下部基岩风化带和裂隙中,水量丰富,一般受季节性影响小。地下水由大气降水垂直渗透补给和山体含水层的侧向补给,向溪谷排泄。3.4.1.4 岩土物理力学性质勘察单位根据该场地地基土层特征,采用室内土工试验成果结合原位测试等手段,对各岩土层进行评价和确定有关参数。物理力学参数建议值见表3.7-1。 物理力学参数建议值表3.7-1 指标项目土层名称天然重度r(kN/m3)压缩模量Es0.10.2(MPa)剪切试验基底摩擦系数天然地基允许承载力f
20、k(kPa)直剪快剪C(kPa)(度)素填土17.55.012.0粉质粘土19.05.1524.215.00.25120含泥中粗砂18.55.025.00.35160淤泥16.01.606.005.000.1050残积砂质粘性土18.55.016.025.00.35200注:以上数据均为经验值。3.4.2 北高干渠工程地质条件评价沿线地貌属沉积地貌单元,现地形总体为北高南低,地势较为平坦,沿线多为荒地、民房等。根据收集的资料,该段素填土厚度为1.53.1m,为软弱土,呈可塑状,不均匀,其稳定性差,工程地质性能差;粉质粘土厚度为1.52.2m,呈可塑状,地基强度较低、稳定性一般,其工程地质性能较
21、差;淤泥厚度为2.08.5m,呈流塑状,地基强度低,稳定性极差,工程地质性能极差;花岗岩残积砂质粘性土揭露厚度为1.75.0m,呈硬塑状,有一定的地基强度和地质稳定性,工程地质性能一般。场地粉质粘土属微透水性土层;淤泥属极微透水性土层;残积砂质粘性土属弱透水性土层;根据本地区经验按水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2008)判别,粉质粘土、淤泥、残积土的渗透变形主要为流土和接触流失。3.4.3晋南电灌站段工程地质条件及评价该段引水渠改造全长681.64m,清淤及两岸护砌长681.64m。沿线地貌属沉积地貌单元,现地形总体为西南高东北低,地势较为平坦,沿线多为道路、房屋等。根据收集的资料
22、,该段地层岩性主要有:素填土、粉质粘土、淤泥、含泥中粗砂和花岗岩残积砂质粘性土。其中素填土为软弱土厚度为0.52.1m,呈可塑状,不均匀,其稳定性差,工程地质性能差;粉质粘土厚度为0.83.5m,呈可塑状,地基强度较低、稳定性一般,其工程地质性能较差;淤泥厚度为1.56.5m呈流塑状,地基强度低,稳定性极差,工程地质性能极差;含泥中粗砂厚度为1.02.5m多呈稍密状,有一定的地基强度和稳定性,工程地质性能一般;花岗岩残积砂质粘性土揭露厚度为1.52.8m,呈硬塑状,有一定的地基强度和地质稳定性,工程地质性能一般。堤基多位于淤泥层上,淤泥土高压缩性、高触变性,抗滑稳定性极差,属于工程地质条件差的
23、D类堤基,新建堤防应对该堤基进行处理。场地粉质粘土属微透水性土层;含泥中粗砂属中等透水性土层;淤泥属极微弱透水性土层;残积砂质粘性土属弱透水性土层;根据本地区经验按水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2008)判别,粉质粘土、淤泥和残积土的渗透变形主要为流土和接触流失;含泥中粗砂的渗透变形主要为管涌。渠道积淤物主要为表层杂草、生活垃圾,以及河底泥砂、淤泥层等。河道清淤宜采用机械作业,施工时应离开坡脚一定距离开挖,以免对岸坡稳定造成影响;开挖时要按合理的坡度进行开挖。3.4.4晋南干渠东石段工程地质条件及评价晋南干渠东石段位于平原区,整治长度15.05km,其中清淤长15.05km,渠岸护
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