巴东南岸铁塔地勘及评价报告

1、恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔倾斜地质勘察及评价报告三峡大学（湖北）建筑设计研究院有限责任公司二。一六年三月恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔倾斜地质勘察及评价报告编制单位：三峡大学（湖北）建筑设计研究院有限责任公司湖北为天工程勘测设计有限公司技术负责：赵涛总工程师：胡志宇项目负责：黄伟单位负责：陈池一六年三月0：二间时交提.一、概述1 TOC o 1-5 h z （一）项目由来1（二）主要任务1（三）工程概况1 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document （四）本次调查情况简述2二、自然地理、地质环境条件 2 HYPERLINK l bookmark4

2、6 o Current Document （一）地形地貌2 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document （二）气象、水文6（三）地层岩性7（四）地质构造与地震8（五）工程地质条件10 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document （六）水文地质条件11（七）人类工程活动 11三、铁塔的变形破坏特征11四、工作方法及成果分析13 TOC o 1-5 h z （一）野外地质调查及成果分析 13 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document （二）钻探成果分析 14 HYPERLINK

3、 l bookmark73 o Current Document （三）测量成果分析 14（四）基桩监测成果分析15（五）铁塔倾斜初步原因分析 15五、铁塔倾斜防治措施建议15六、结论及建议17 附图1、调查评价钻孔平面布置图附图2、调查评价剖面图、调查评价钻孔柱状图3附图附件1、恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔倾斜检测测量技术报告 附件2、盘龙一回巴东大跨越基础工程基桩低应变反射波法检测报告、概述（一）项目由来已建的恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔位于巴东县信陵镇长江 南岸的西壤坡，在建209国道绕城线位于其东西侧处。因新建209国 道绕城线，铁塔南东侧209国道堆载并开挖铁塔北西侧边坡，造

4、成塔 基临空，现铁塔塔基出现拉裂缝，西侧塔基下沉，塔身倾斜。为了查 明铁塔处不良地质作用、塔基基础处地质条件及铁塔倾斜事故原因， 受湖北超高压输变电公司宜昌输电中心委托，我公司承担了恩施州盘 龙一回巴东大跨越南岸铁塔倾斜调查评价编制工作。（二）主要任务根据岩土工程勘察技术规范及相关技术标准，结合桥址区岩土工程地 质条件，本次勘察目的和要求如下：1、搜集倾斜铁塔处的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程 场地范围的地形图；2、在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解倾斜铁塔及 其周边的地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；3、初步查明造成铁塔倾斜不良地质作用的成因、分布、规模

5、、发展 趋势，并对场地的稳定性做出评价；4、查明铁塔基础地质条件；5、对铁塔倾斜变形原因做出初步分析评价并提出防治建议。（三）工程概况恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔位于巴东县信陵镇长江南岸的 西壤坡。南岸铁塔兴建之初地势相对开阔，山体稳定，后由于新建国 道绕城线在其北西侧开挖，现其北西侧临近陡坡，岩体较破碎，209.裂隙较发育，现临近边坡在雨水侵蚀及爆破震动等外应力作用情况下， 该边坡发生小型崩塌掉块及局部垮塌。北西侧陡坡坡度约6070， 现铁塔塔基出现拉裂缝，西侧塔基下沉，塔身倾斜。如不及时进行加 固，该铁塔无法正常营运。（四）本次调查情况简述调查工作从2016年2月20日开始至2016年

6、2月29日结束，对倾斜 铁塔及外围进行了以地质环境和地质灾害为中心内容的较详细地质 调查。在铁塔基础外围共布钻孔四个（详见附图一）；钻探深度为 23.6-27.8m左右，钻孔终孔直径为山91mm，其满足钻探取芯。于2016 年3月7日提交成果。表1-1主要完成工作量表项目单位工作量备注资料收集份6区域地质、气象、水文、地 震、项目规划、设计等工程地质地质调查组/日2内业整理组/日2钻探钻孔个/m4/100.5水文探测流量次8地质观测点个6数码摄影张21二、自然地理、地质环境条件（一）地形地貌巴东县属川鄂褶皱山地，总体地势北西高南东低，北部为近东西南部 为自南西向，3105.4m主峰神农架峰顶高

7、程是展布的大巴山东段， 北东延伸的武陵山山脉，在绿葱坡至云台荒一带构成长江与清江分水 岭，高程18002000m。长江以北以绿葱坡为界，向南清江渐低，向 北长江渐低。官渡口以西为巫峡，形成中山峡谷，两岸山顶高程1600 1700m。巴东县东为秭归盆地，周边山体高程8001500m，多呈单面 山，中部相对较低，高程5001000m。信陵镇分布于长江干流南岸斜坡上，地貌主要为构造剥蚀、侵蚀中低 山，局部发育岩溶地貌，出露地层为三叠系、二叠系的碎屑岩和碳酸 盐岩类，其中三叠系巴东组紫红色砂岩、泥岩、页岩的岩性质地较软 弱，抗风化能力差，形成区内高程8001000m的中低山地形，多以 单面山为主的地貌

8、特征。水系呈树枝状发育，切割深度200500m。 由于风化较为剧烈，在斜坡和山麓地带大量堆积残坡积松散堆积物而 形成各类复合斜坡。工作区均处于长江南北两岸近东西展布山体斜坡 上，高程150m以下临江岸坡坡角多为3040，少量大于40， 局部为陡崖；150m以上斜坡坡度相对较缓，坡度多在1025，部 分地段510。斜坡上冲沟发育，多呈“ V”型，近南北向展布， 向长江倾斜延伸。铁塔区属构造剥蚀斜坡地带，处于长江南岸滑坡地带，原始地面坡度 多为1025，现场地西北侧由于209国道开挖形成高约1016m 边坡，坡向西北，坡度为6070度。现铁塔塔基出现拉裂缝，西侧 塔基（ZK2处）下沉，铁塔整体向西

9、南倾斜（见照片1、2、3）。恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔1照 片.恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔西侧临公路陡坡（近景）2照 片.照片3恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔西侧临公路陡坡（远景）（二）气象、水文巴东县新城区处于中纬度带，属亚热带季风气候区，四季分明，气候 温和湿润，多年平均气温17.5C，多年平均降雨量1100mm，最大年 降雨量1522.4mm （1984）。5-9月为雨季，其降雨量占全年降雨量的 70%以上。由于地处鄂西暴雨中心，其雨季大多暴雨，一小时最大降 雨量达75.2mm（1991年8月6日），一日最大降雨量达193.3mm（1962 年7月15日），三日最大降雨量达

10、500mm。雨量集中、降雨强度大的 气象条件为该区滑坡形成创造了有利的外动力条件。长江自西向东流经新城区北缘，洪水期一般出现在7-9月间，最s； 最低枯水位75000m （112.5m1870年），最大洪峰流量高洪水位3。此 段江岸为凸岸。三峡水库/s2700 m，最枯流量年）1979 （54.77m 蓄水后，水库最高水位为175m，最低水位为130m。水位的涨落变化， 将影响到岸坡及临近江岸滑坡的稳定性。铁塔北侧为长江，长江水位受三峡库区调度影响，铁塔基础位于长江 水位175以上。根据地表水文点观察，结合地形地貌，岩性及构造条 件判断，桥址区汇水面积不大，地表水大部分以地表径流方式排泄， 部

11、分沿岩体的节理裂隙渗入地下，在钻进过程中没发现地下水。（三）地层岩性ml）和第2层碎石土，下桥址区覆盖层由主要为第1层素填土（。4伏 基岩为三叠系中统巴东组（Tb）泥岩。现对钻探揭露地层由上而下分2述如下：ml）：，灰色，干-1层素填土（Q稍湿，主要由粘性土含碎石1、第4 组成，其中上部夹杂植物根系，结构松散，含约25%碎石，碎石粒径 15-40 mm，局部夹少量块石。本次钻孔揭露厚度约1.9-3.2m左右， 分布于表层。el+dl）：其中碎石含量约Q5060%，其中碎石2、第2层碎石土（4母 岩成分为泥岩、粉砂岩，以中风化为主，外形呈棱角状，风化程度为 强中等风化，结构松散。残、坡积成因，广

12、布于勘查区。直径一般 510cm，局部大于20cm，本次钻孔揭露厚度约5.3-9.1m左右。3、第3层三叠系中统巴东组泥岩（Tb）2在勘察控制深度范围内，根据风化程度，划分为2个风化带，即强 风化带、中风化带，各风化带特征分别为：第3-1层：强风化泥岩，厚度7.8010.30m，埋深7.8012.30m，层面 标高341.29344.07m。紫红色、原岩结构与构造大部分破坏，矿物成 分显著变化，局部含粘性土夹层，风化裂隙发育，岩体破碎，岩. 芯多呈碎块状，属极软岩，岩体基本质量等级为V级，遇水易软化， 暴露后易风化剥落。第3-2层：中风化泥岩，控制厚度2.803.80m，埋深21.1024.0

13、0m， 层面标高327.87333.52m。紫红色、层理较发育。岩体中裂隙发育， 局部极发育，整体为层状结构，局部为镶嵌碎裂结构，岩体不完整， 岩石风化程度中等，岩芯多呈短柱状，属软岩，岩体基本质量等级为 W级。该岩石长时间暴露后易风化，其力学强度会减弱。（四）地质构造与地震巴东县新城区在地质构造上位于扬子地台拗陷褶皱东端（见图2.2）， 由一系列近东西向褶皱及断裂构造构成，其中官渡口一东壤口向斜轴 在临江一带通过，次级褶皱和小断裂较为发育。巴东断裂为城区规模 最大的断裂构造，沿城区南缘顺Tj / Tb接触带呈近东西向展布，211泥岩、泥质b9km，其北侧（上盘）出露地层主要为T断续延伸长达2

14、3灰岩和溶崩角砾岩，j粉砂岩，南侧（下盘）为TETM影像图上呈明显的线状展布的三角形陡崖，该断裂控制着城区一带地貌形态及水 网的分布格局。受构造影响岩体较为破碎，表现为顺向坡坡体卸荷松 动或卸荷拉裂，形成块裂体，其厚度一般在30m左右，巴东城区滑 坡和边坡失稳大部分由此类卸荷拉裂、卸荷松动进一步发展而 成。.m料茂墉号巳向斜歧湖弓如我句号4平移叫JK及娠号&样不利斯屋 6.绿牌M料 火尊小鬲mff廨 WR脸 木噂竹 H俱口Pf叫材I暗据TT料株照魄41闽斜晅彖体刑丹材揪金竹四打融r.-.；. 谟衬晰E “规片空藤层 f流：水JI*度 口.凹鹿池监层 土瞥桃* rftWfG f. WHiMG r

15、-Ts制原图2区域地质构造图。评估区岩体总体表现为一单斜构造，岩层产状为240Z55，受断层及构造裂隙影响，区内岩体裂隙较发育，主要发育两组裂隙，裂隙 面一般平直，主要有两组：第组倾向45，倾角40，裂面起伏 粗糙，铁、锰质渲染成褐黄、褐红色，裂隙微张，宽度一般25mm， 充填棕黄、棕红色粘土，延长一般57米，密度3-5条/m。第组倾 向310，倾角50，裂面起伏粗糙，铁、锰质渲染成褐黄、褐红色， 裂隙微张，宽度一般13mm，充填棕黄、棕红色粘土，延长一般3 5米，密度5-6条/m。2、区域地壳稳定性第四纪以来，鄂西地区一带，地壳运动主要表现为间歇性、不均匀性 的抬升，地震地质背景总体显示弱震

16、频繁的特点，且以浅源地震.为主，最大震级5.1级，震源深度816km。离规划区较近的地震带 有远安一钟祥地震带、秭归一渔洋关地震带和兴山一黔江地震带，几 次较大震级的地震为1961年宜都潘家湾4.9级地震、1969年保康马 良坪4.8级地震、1979年秭归龙会观5.1级地震、2013年12月16 日巴东县发生5.1级地震、2014年3月27日秭归县发生4.3级地震、 2014年3月30日秭归县发生4.7级地震。这些地震影响到巴东县的 地震烈度均小于V度。根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)附录A “我国主要城镇 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”的规定，巴东 县的抗震

17、设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计地震加速度 值为0.05g （g为重力加速度），场地对应的设计特征周期为0.35s （s 为秒）。（五）工程地质条件根据岩土体的结构、物理力学性质及成因等差异，并参照附近的岩土 工程勘察成果，本区岩土体工程地质类型，可划分为松散土类和层状 较软碎屑盐岩类。1、层状较软碎屑盐岩类区内岩体下覆于第四系松散土，周边山岭可见出露，为三叠系中统巴 东组泥岩，属层状碎屑盐岩类。岩体较完整，矿物成分部分发生变化， 风化裂隙较发育，钙泥质，硅胶结，结构较疏松，属软岩类别。2、第四系松散土类区内土体为松散土类。覆盖层以灰岩、泥岩碎块石夹粘性土，碎石粒径50mm100mm

18、，含量在5060%，局部夹200mm以上的块石，结构松散一中密，土质不均，压缩性低，其工程地质特性差。.（六）水文地质条件现地表水的来源主要是大气降雨。地下水根据含水介质特征和赋存条 件分析。区内地下水类型主要为孔隙水和裂隙水。1、松散第四系孔隙水:主要分布在表层素填土和残坡积碎石层土中，主要接受降雨入渗补给，水位埋深一般较浅，动态变化大，主要向下 部基岩含水层排泄，多为透水层，富水性弱。2、碎屑岩裂隙水：岩层中灰岩强风化带含风化裂隙水，中等风化以 上岩体由于裂隙不发育，一般不含水，主要接受降雨入渗和上层孔隙潜水补给，水位埋深一般较大，以向外围沟谷排泄为主。由于建设场地处于当地最低侵蚀基准面以

19、上，地表径流条件好，大气降水补给量较少，地下水最终以泉点的形式排泄补给地表水。地下水 均属于季节性含水，一般含水量较小。（七）人类工程活动场区主要人类活动是国道209绕城线修建，铁塔南东侧209国道堆载 并开挖铁塔北西侧边坡。其中对铁塔稳定影响较大的主要是其北西侧 临近陡坡，坡体裂隙张开度大，充填物减少，使得岩体完整性降低。 并且由于降雨入渗，岩体中泥质成分吸水膨胀、干燥后裂缝收缩，使 岩体的风化速度加快，加上岩石的节理、裂隙发育，局部岩石被切割 成不稳定块体，掉块和小规模的崩塌在山体斜坡范围内时有发生。三、铁塔的变形破坏特征根据现场调查及以往资料，铁塔变形主要发生于209国道修建后，在 20

20、16年2月在铁塔塔基出现较大拉裂缝（见照片4），长约100160cm， 垂向位移约2030cm，西侧塔基（ZK2处）下沉，铁塔整体处乡村 公路调查，路基出现30m向西南倾斜。在铁塔后缘（东侧）约.。35m，可见延伸长度裂缝，缝宽510cm恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸铁塔塔基拉裂4照 片.照片5恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸后缘公路拉裂四、工作方法及成果分析本次我单位主要对铁塔周边地质环境进行调查，在塔基四周进行钻孔， 明确塔基持力层。委托宜昌大成测绘有限责任公司进行恩施州盘龙 一回巴东大跨越南岸铁塔倾斜检测测量技术报告（见附件一），了解 塔身倾斜值。同时收集武汉科岛工程检测技术有限公司盘龙一回巴

21、 东大跨越基础工程基桩低应变反射波法检测报告（见附件二），明确 基桩完整性。（一）野外地质调查及成果分析铁塔位于巴东县信陵镇长江南岸的西壤坡，属于滑坡等地质灾害极易 发区。因新建209国道绕城线，铁塔南东侧209国道堆载并开挖铁塔 北西侧边坡，造成塔基临空，现铁塔塔基出现拉裂缝，西侧塔基下沉， 塔身倾斜。三峡输变电工程三峡左一月编制的1年2001据中南电力设计院.至万县I回500kV送电线路大跨越工程设计说明书南岸铁塔原位于 平地上，塔基稳定不受滑坡影响。自209国道绕城线修建，铁塔北西 侧切坡，造成其北西侧临空（见照片2），铁塔南东侧进行堆载（见 照片6）。209国道的修建对铁塔周边地质环境

22、改变极大，铁塔基础置 于不稳定边坡上。铁塔北西侧开挖形成高约1016m边坡，坡向西北，坡度为6070 度，顶部覆盖层厚约78m。该边坡为一岩土混合边坡，岩层产状为 240。/55，为一顺向坡，边坡岩性三叠系中统巴东组泥岩。现仅 坡脚临近公路修建高约5m的挡土墙进行防护，无法确保边坡整体稳 定。边坡岩体较破碎，裂隙较发育，巴东组泥岩遇暴雨或连续降水时， 雨水沿裂隙入渗，坡体强度降低，自重增加，并造成孔隙水压力增大， 易引起坡体的崩落、垮塌甚至滑移。后续铁塔南东侧209国道堆载， 进一步加剧边坡的变形破坏。（二）钻探成果分析本次在塔基四周钻孔，强风化泥岩，厚度7.8010.30m，埋深7.8012

23、.30m，层面标高341.29344.07m，与设计院提供资料塔基位 于强风化泥岩一致。强风化泥岩承载力可满足塔基承载力要求。强风化泥岩中含较多泥化软弱夹层，其北西侧开挖后，极易沿软弱层 面滑移，且临空面易造成承载力降低。（三）测量成果分析据宜昌大成测绘有限责任公司进行恩施州盘龙一回巴东大跨越南岸 铁塔倾斜检测测量技术报告铁塔向西南方向倾斜，倾斜值为。4。 铁塔倾斜方向与岩层产状一致。4.7至谿.（四）基桩监测成果分析据武汉科岛工程检测技术有限公司盘龙一回巴东大跨越基础工程基 桩低应变反射波法检测报告，铁塔基础为人工挖孔桩，基桩低应变 反射波法检测4根，桩身完整性均为I类，桩身结构完整。本次铁

24、塔 倾斜不是桩基破坏造成。（五）铁塔倾斜初步原因分析通过对铁塔周边地质环境调查并结合钻探、测量及桩基检测成果，得 出如下结论：（1）铁塔基础位于强风化泥岩上，该处原为一平地，地基承载力满 足要求；铁塔桩基桩身完整性均为I类，桩身结构完整；该铁塔已经发送沿西南方向的蠕动，现建在其上的塔基顶部可 见清晰的拉裂缝，铁塔局部发送倾斜和不均匀沉降；209国道绕城线的开挖和堆载造成铁塔基础位于不稳定边坡上， 塔基基础临空，坡脚临近公路虽修建高约5m的挡土墙进行防护，但 无法确保边坡整体稳定，边坡的变形破坏是造成铁塔倾斜的主要原因;后续随着不稳定边坡的进一步的变形，其上的铁塔可能进一步 拉裂、倾斜和沉降。五、铁塔倾斜防治措施建议通过对铁塔周边地质环境进行调查并结合钻探、测量和桩基检测的成 果，造成铁塔倾斜的主要原因是由于209国道的开挖和堆载。209国 道开挖形成的岩土质边坡的滑移变形，使塔基基础不稳。一旦不稳 定 边坡进一步变形破坏，将造成铁塔整体失稳。故防治建议如下：1、通过对铁塔的调查，铁塔基础位于不稳定斜坡上，且其下强风化 泥岩中存在软弱结构面，且临西南临空，基础深部有向西南滑移变形 的趋势。故建议铁塔北西和南西侧采取抗滑桩进行加固，抗滑桩需