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文档简介
湖北省罗田县乌石冲水库除险加固工程(初步设计阶段)工程地质勘察报告武汉丰达地质工程有限公司二O一一年五月项目名称:乌石冲水库大坝整险加固工程地质勘察委托单位:罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部承担单位:武汉丰达地质工程有限公司证书等级:甲级总经理:冯晓腊总工程师:李广英审核:李广英工程负责:李小青报告编写:付茹目录1前言 11.1工程概况 11.2任务来源与要求 31.3完成的主要工作量 42坝区工程地质条件 52.1地形地貌 52.2地层岩性 52.3地质构造与地震 72.4水文地质条件 73坝基、坝肩岩体及坝体填筑料工程地质特征 93.1坝基及坝肩岩体结构特征及特透水性 93.2坝体心墙料的工程地质特征与透水性 103.3坝壳代料层的工程性质与透水性 134大坝主要工程地质问题及评价 144.1坝基及坝肩的渗漏问题与评价 144.2坝体心墙质量问题与评估 154.3坝壳代料层的质量问题与评估 174.4大坝蚁害 175溢洪道的工程地质条件及评价 186输水工程质量问题及评价 197结论 201前言1.1工程概况乌石冲水库位于巴水水系双庙河上游,建设地点罗田县三里畈镇乌石冲村,是三里畈镇人民政府并归口水电管理站管理的是一座以灌溉为主,兼有防洪、养殖的小(二)型水库,地理位置东经115度14分、北纬30度49分,距罗麻公路4公里。该水库于1965年10月动工兴建,1967年1月竣工投入运行。承雨面积1.5平方公里,多年平均降雨量1370mm,洪水标准为30年一遇设计,300年一遇校核,设计洪水位111.6m,校核洪水位112.78m,正常蓄水位107.40m,死水位99.50m,历史最高水位111.50m,总库容60.38万m3,其中兴利库容29.84万m3,调洪库容21.68万m3,死库容8.86万m3,已淤积库容0.9万m3。水库有效灌溉农田600余亩,年产鲜鱼1500公斤。乌石冲工程建成至今发挥了较大的经济效益,可灌溉乌石冲、走马岗、新桥、双庙等四个村的1200亩农田,水产养殖面积65亩。保护下游耕地2700亩,人口12000人,以及海军某基地公路、罗麻公路、三一八国道和双庙、新桥集镇,是三里畈镇的重要水利工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉输水管等建筑物组成。(1)大坝:坝型为粘土心墙代料坝,坝顶长120.0m,坝顶宽4.1m,最大坝高22.8m,坝顶高程112.8m,大坝上游坡比为1:2.5、1:3.5,采用块石护坡;下游坡比为1:1.95、1:2.5、1:1.85,为草皮护坡;坝脚排水设施为块石堆砌反滤坝,坡比为1:1.7。在下游坡面高程100.4m处,建有浆砌过坝渠,主渠分东西两条,总长7.0公里,灌区有效灌溉面积1200(2)溢洪道:位于主坝右侧山坳,为开敞式宽顶堰,原设计净宽3.5m,现状实际宽度2.5m,堰顶高程107.9m,原设计最大下泄流量32.9m3/s,现实际最大下泄流量32.05m(3)输水管:位于大坝的右侧,结构型式为浆砌条石方涵,进水口高程99.5m,断面尺寸0.65m×0.65m,管长96.0m,最大输水流量0.76m3/s,进口为斜拉活塞闸门控制,活塞闸门尺寸Φ0.32m乌石冲水库始建于1965年10月,水库工程两年基本建成,由于搞群众运动一窝风的工程,造成质量差,标准低,资金困难,只有少许器材,大坝未完工就开始蓄水运行。1972年冬季对大坝进行整险加固,工程项目是翻接心墙1.0m,大坝加高1.5m,使得水库工程才达到设计标准。1994年10对大坝进行第二次整险加固,主要工程内容:一是对大坝外坡加固整形培厚2.5m;二是溢洪道扩宽1.0m。1998年3月对大坝进行第三次整险加固,主要工程是对外坝坡东西两头做排水沟及腰沟。总之,水库工程运行以来,对水库大坝进行了三次续建和整险加固,但工程仍存在多处安全隐患。目前存在的主要问题有:(1)大坝坝身单薄,坝体填筑材料质量差,碾压质量差。上游坡沉陷2处,面积共400m2;护坡块石风化破碎严重,块石质量差,块石护砌严重变形,受水流冲涮已部分散落;下游坡比不符合规范要求,坝坡沉陷,坡面不平整,多处脱坡、塌坑;过坝渠内平台,高程100.4m,且距坝右52.0m处出现散浸,面积12.0m2,并有滑坡痕迹,坝左反滤坝顶上部有明显散浸。坝基有明显渗流,反滤坝坝脚淘空两处,危及大坝安全。(3)溢洪道结构不完整,堰体两侧及底板均未护砌,出口无消能设施,冲刷非常严重,溢洪道外西干渠涵管基础被淘空。(4)输水管启闭设备老化、施锈蚀严重,启闭不灵活。输水管进口活塞闸门及拉杆严重老化、锈蚀,已无法正常运用,输水管型式为浆砌条石方涵,在迎水坡面高程104.5m处且垂直于输水管部位的条石断裂穿洞,致使输水管漏水严重,同时带走坝体土料,形成上游坡沉陷。(5)坝身排水设施不完整,排水不畅。过坝渠破损,漏水严重,直接危及坝脚。(6)大坝周围白蚁活动频繁,坝身及坝区白蚁危害严重。(7)水库基础设施差,无通讯设施,无水文测报系统,无大坝观测系统,管理处无房屋,无办公设施,无技术人员。以上这些问题严重影响大坝安全,从而制约了工程效益的正常发挥,如不及时解决,枢纽工程就不能正常运行,对大坝安全、下游人民生命财产和工农业生产构成严重威胁,一旦失事,将给人民生命财产带来重大损失。1.2任务来源与要求受湖北省罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部委托,武汉丰达地质工程有限公司承担了八一水库除险加固(安全鉴定阶段和初步设计阶段)工程地质勘察工作。针对工程险情和勘察目的,于2009年04月进行了现场工程地质调查、测绘、槽探、探坑取样及室内试验工作,初步查明了大坝存在的安全隐患及主要工程地质问题。2009年08月上级主管部门对本工程进行了安全鉴定,大坝安全类别为三类坝。根据大坝安全鉴定意见,2011年03月对本工程进行初步设计阶段工程地质勘察,进一步获取了有关岩土及水文地质参数。本次勘察工作的任务是:(1)坝区所处区域地质环境和地震基本烈度;(2)大坝坝基工程地质条件;(3)坝体及坝基岩土体物理力学性质指标和渗透系数;(4)溢洪道工程地质条件;(5)天然建筑材料调查。1.3完成的主要工作量初步设计阶段勘察工作以了解坝体及坝基岩土体物理力学性质及透水性为重点,共布钻孔7孔,勘探剖面3条,完成的主要工作量见表1-1所示。本次勘探工作所用地形图、原始工程剖面图及图件的高程由罗田水利局提供。本次工作全部钻孔严格按照堤防封孔要求进行,甲方派专员进行了现场监督,封孔材料由甲方提供。地质勘察工作主要执行国家标准《水利水电工程地质勘察规程》(GB50287-99)、《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)及《水利水电工程地质制图标准》(DL/T55351-2006),同时参照了《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)及有关的工作规程。本次地勘工作中,得到了罗田县水利水电局、武汉志宏水利水电规划设计院和罗田县小型水库整险加固和溢洪道扩挖工程项目部等单位的大力支持,在此谨表谢意。表1-1完成的主要工作量工作项目单位工作量测绘1:1000工程地质测绘km20.5钻探取样及现场试验钻探米/孔144.8/7土样组22标贯试验段8注水试验段8压水试验段25水位观测次/孔14/7室内试验土体物理力学试验组20渗透试验组11室内资料整理及报告编写工程地质和钻孔平面布置图张1地质剖面图张4渗透剖面图张1钻孔柱状图张7工程地质勘察报告编写份12坝区工程地质条件2.1地形地貌乌石冲水库位于巴水水系双庙河上游,建设地点罗田县三里畈镇乌石冲村,距罗麻公路4公里。水库区地貌属大别山南部低山区。承雨面积1.5平方公里,多年平均降雨量1370mm,总库容60.38万立方米。坝址处在剥蚀低山~丘陵地貌,属大别山脉。地貌上呈山谷窄缓河谷地貌特征,河流蜿蜒曲折,呈“S”型,回旋发育,河谷呈“U”字形状,坝址两侧山体浑厚,山顶尖圆,山脊线波状起伏,地形坡度15°~30°,海拔高程约在110~200m之间。坝址下游由窄变宽,地形起伏不平。水库坝型为粘土心墙坝,坝顶长120.0m,坝顶宽4.1m,最大坝高22.8m,坝顶高程112.8m,上游坡为块石护坡;下游坡为草皮护坡;坝脚排水设施为块石堆砌反滤坝,坡比为1:1.7。浆砌过坝渠分东西两条,总长7.0公里。溢洪道位于主坝右侧山坳,为开敞式宽顶堰,宽2.5m,堰顶高程107.9m。输水管位于大坝的右侧,输水管进水口高程99.5m,结构型式为浆砌条石方涵。大坝下游为拦河后开垦的大片农田,地面高程50.0~90.0m。2.2地层岩性根据《中华人民共和国区域地质调查报告(罗田幅1:20万,1974)》区域地质资料和实地查勘:坝址地层较单一,主要出露岩层为大别~吕梁期酸性侵入岩(r1-2)和少量第四系残坡积物和冲洪积物及人工堆积物。(1)基岩坝址出露岩层为大别~吕梁期酸性侵入岩(r1-2)片麻状花岗岩,灰~灰白色,在区域变质和混合岩化作用下,岩石发生了强烈的变化,具有明显片麻状构造和混合岩化特征。主要矿物有奥长石、钾长石、石英、黑云母等。混合岩化作用自南向北逐渐加强,引起钾长石含量增高,粒度加大。多具他形粒状结构,条纹长石结构,片麻状~斑杂状构造。(2)人工堆积层(Q4m1坝区人工堆积层(Q4m1),(3)第四系上更新统残积(Qed1)粉粘土坝区残积土(Qed1),呈褐色~黄褐色,主要成份为粉质粘土、粉土、砂砾及片麻岩风化物。岩性不均匀,结构松散,孔隙度较大,湿、呈稍密状。主要分布在库岸的缓坡地带上。因为本区为古老地块,长期遭受风化剥蚀,其残积层较厚,并在部份沟谷斜坡地带形成坡积层,但一般厚度不大。(4)第四系全新统河流冲、洪积层(Qa1)冲、洪积层(Qa1),分布在坝前方、坝后方河床中,平面呈条带状。灰色~灰黑色~灰褐色,主要成份为粉土,夹少量砂、粘土及有机质,饱和、密实。2.3地质构造与地震(1)地质构造据区域地质资料,库区在大地构造单元上地处秦岭褶皱系阳隆起大别山隆褶束山腹地,经历多次地壳运动,各期构造形迹迭加复合,地质构造复杂。区域构造形迹以一组北东向的倒转向斜、倒转背斜等褶皱构造以及一组北东向冲断层为主要特征。受这一区域构造带影响,坝址区的基岩片麻理走向与大坝走向大角度相交,对坝基岩体透水性有较大影响。据现场地质调查,坝址没发现明显断裂构造,坝址两侧末发现不良地质体,两侧岩性为片麻状花岗岩。坝区岩体中裂隙极为发育,多为长大张性裂隙,且局部呈构造裂隙密集带出现,从而对坝基渗漏产生影响。(2)地震本区为太古界古老的变质岩系和岩浆岩及其混合岩组成。大地构造处于古老的结晶地块—淮阳地盾,为相对稳定地块,新构造运动表现为大面积间歇性缓慢降升的特点,未见明显的差异运动,也未见第四系断层。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),区内地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度为Ⅵ度。2.4水文地质条件坝区位于中纬度地带,属北亚热带湿润气候区,四季分明,气候温和,光照充足,雨量充沛。在降雨分布上具有区域与时段相对集中、且强度不均的特点,4~8月占全年降雨量的65%以上,多年平均降雨量1370mm,冬季有时会有积雪出现。坝址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层以及孔隙~裂隙混合含水层三种类型。孔隙含水层主要为第四系松散堆积层,分布于大坝两岸的残坡积层以及坝前、坝后的河流冲积层,厚度数米。孔隙~裂隙含水层主要分布在基岩强风化带上部,坝基厚度一般数米。基岩裂隙水分布在上述强风化带以外的基岩中,其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制,一般含水量较少,水力联系差,局部节理裂隙密集带含水量较大。微风化与新鲜完整岩体为相对隔水层,仅部分节理裂隙带破坏其局部的隔水性能。地下水的补给方式主要为大气降水,次为地表水向下入渗补给,地下水向低洼地带迳流排泄。基岩裂隙潜水为坝区广泛分布的地下水类型,随裂隙发育程度和地貌特征的变化,一般为弱透水性。强风化片麻岩(砂土状)孔隙含水层,为弱~中等透水性。松散堆积层孔隙含水层,坝区分布较少,仅分布于坝下游一级阶地的冲、洪积低液限粘土质砂、含泥砂和少量砂卵石层中,具中等透水性。由于大坝坝基和坝肩部位地段具一定透水性的强风化岩层未完全清除,强风化和弱风化层岩石中的透水带和断层及裂隙密集带形成的集中透水带未进行彻底处理,所以坝基和坝肩出现渗漏现象,在水库高水位时期坝下游出现多处渗水点和带。坝址区库水及地下水对混凝土无腐蚀性。
3库区工程地质评价乌石冲水库位于巴水水系双庙河上游的三里畈镇乌石冲村,水库区地貌属大别山南部中低山区,地貌上呈山谷窄缓河谷地貌特征,河流蜿蜒曲折。坝址下游由窄变宽,地形起伏不大。坝址地层较单一,主要出露岩层为大别~吕梁期酸性侵入岩-片麻状花岗岩和少量第四系残坡积层、冲洪积层及人工堆积物。片麻状花岗岩,分布于大坝两侧及坝基,灰~灰白色,具有明显片麻状构造和混合岩化特征,岩体裂缝发育。坝址地层因裂隙发育等多种因素导致地表岩体局部风化严重,风化厚度变化大,对坝基的渗漏有一定影响。库区为太古界古老的变质岩系和岩浆岩及其混合岩组成,大地构造处于古老的结晶地块~淮阳地盾,为相对稳定地块,新构造运动表现为大面积间歇性缓慢降升的特点,未见明显的差异运动,也未见第四系断层。根据现场踏勘,坝址两侧山体浑厚,没发现明显断裂构造,亦未见不良地质体及不良地质现象,库坝区具有较好的稳定性。(1)库区渗漏评价乌石冲水库属低山丘陵区水库,库水面不大。库盆、库岸地基岩性主要为片麻状花岗岩,库岸地形极为宽厚,微风化岩体透水性微弱,无邻谷渗漏之忧。(2)库岸稳定评价库区周边基岩裸露,正常蓄水位以下均为岩质岸坡,边坡坡度一般在30°~40°。库区地质现象主要表现为库岸在风化裂隙和卸荷裂隙的作用下局部崩塌掉块,水库经过40多年的运行,库岸边坡已趋于稳定,未发现大的岸坡坍塌、滑坡等岸边再造问题,库岸整体稳定。(3)水库淤积评价库区出露岩石主要为片麻状花岗岩岩体,其抗风化性较差,地表出露岩体均有风化,且植被较差,大雨季节仍存在一定水土流失问题,为库区主要固体径流来源,所以库区存在一定的淤积问题。(4)水库浸没评价库区周边低山环绕,库岸地形宽厚,出露地层主要为片麻状花岗岩,正常高水位持续时间有限,基本不存在水库浸没的地质条件,可不考虑水库浸没问题。4坝基及坝肩岩体工程地质特征及透水性4.1坝基及坝肩岩体结构特征坝基及坝肩岩体风化较强烈,裂隙较发育,岩体普遍较破碎,构成坝基渗漏的主要通道。在透水性方面,强风化带与弱风化带及微风化带基岩有较明显的差别,表现在岩体结构上,强风化岩体多呈散体~碎裂结构,部分呈碎块状结构特征;弱风化岩体多呈碎裂~次块状结构特征;微风化带岩体一般较新鲜完整,主要是块状结构。强风化带岩石结构较松散、孔隙率较高;岩体构造裂隙、片麻理面多张开,次生风化张性裂隙发育,岩体裂隙连通率增大,形成较顺畅的渗水通道,透水性亦增大。弱风化带矿物颗粒胶结较紧密,次生风化裂隙不发育,其透水性主要受岩体中的构造裂隙控制。弱风化带透水性一般较强风化带差。微风化带岩体一般较新鲜完整、胶结好,透水性差,具有较好的防水功能。坝址区岩体风化程度较高,根据岩体风化带划分标准,坝址岩体从剖面上可划分为强风化带、弱风化带及微风化带,各风化带厚度和透水性具明显的差异特征。坝址区钻孔揭露岩体各风化带厚度见表4-1。表4-1坝址区钻孔揭露岩体各风化带厚度统计表孔号孔位孔口高程(m)强风化带(m)弱风化带(m)微风化带(m)厚度下限高程厚度下限高程揭露厚度下限高程ZK01大坝左坝肩112.85.398.74.794.02.291.8ZK02大坝坝基112.81.587.34.083.31.881.5ZK03大坝右坝肩112.86.599.35.194.22.092.2ZK04大坝下游坡105.952.686.353.982.452.080.45ZK05大坝上游坡106.002.888.404.583.902.281.70ZK06溢洪道上游107.552.8103.653.899.852.897.05ZK07溢洪道下游107.583.3103.484.598.983.095.98钻孔揭示坝基、坝肩岩石风化特征:钻孔ZK01~ZK05均揭示有强风化带片麻状花岗岩,厚度约1.5~6.5m,强度极低,风化裂隙发育,岩芯多呈松散砂状、碎石状,岩芯采取率极低。弱风化片麻状花岗岩各钻孔均有揭示,厚度3.9~4.7m,岩芯呈块状、短柱状,强度较低,岩芯采取率较低,裂隙较为发育,对坝基的渗漏有较大影响。微风化带以灰白色片麻状花岗岩为主,细粒结构,岩芯多呈块状、柱状,坚硬、完整,可见少量裂隙发育。4.2坝基及坝肩岩体的透水性坝基、坝肩基岩具较大厚度的强风化带,钻孔揭示强风化黑云钾长片麻岩岩芯呈松散风化砂夹碎石、角砾,钻进时部分循环水漏失。弱风化带岩体一般呈碎石状、块状,较破碎,裂隙面、片麻理面均张开。强风化带及弱风化带是岩体透水的主要通道,强风化岩体较弱风化岩体的透水性大。微风化带岩体一般较新鲜完整、胶结好,具有较好的防水功能。基岩压水试验成果见表4-2所示。坝基、坝肩段(ZK01~ZK05)14段压水试验中,弱透水性5段,其量值在4.8~8.5Lu;中等透水9段,量值在13.3~26.7Lu;透水率在20Lu以上有2段(ZK01、ZK03)。压水试验成果表明,坝基及坝肩强风化及弱风化岩体透水率一般在10Lu以上,具中等透水性;微风化带岩体透水率一般在10Lu以下,具弱透水性。表4-2坝区基岩岩体钻孔压水试验成果表孔号试验段位置试验段风化程度透水率(Lu)渗透性分级深度(m~m)长度(m)ZK01大坝左坝肩9.3~14.14.8强风化23.3中等透水14.1~18.84.7弱风化15.2中等透水18.8~21.02.2微风化6.6弱透水ZK02大坝坝基24.5~29.55.0强风化17.5中等透水29.5~31.31.8弱风化4.8弱透水ZK03大坝右坝肩7.5~12.55.0强风化26.7中等透水13.5~18.65.1弱风化14.7中等透水18.6~20.62.0微风化5.7弱透水ZK04大坝下游坡17.5~19.62.1强风化17.3中等透水19.6~23.53.9弱风化13.3中等透水23.5~25.52.0微风化7.6弱透水ZK05大坝上游坡14.5~16.62.1强风化18.5中等透水16.6~20.43.8弱风化15.2中等透水20.4~22.62.2微风化8.5弱透水ZK06溢洪道上游1.6~3.92.3强风化20.2中等透水3.9~7.73.8弱风化13.9中等透水7.7~10.52.8微风化5.1弱透水ZK07溢洪道下游1.3~4.12.8强风化23.8中等透水4.1~8.64.5弱风化16.2中等透水8.6~11.63.0微风化7.5弱透水5坝体填筑料工程地质特征5.1坝体心墙工程地质特征与透水性根据钻孔揭示,心墙物质成分极不均一,根据颗粒组成可分为含砂粘土、含砂壤土,局部含强风化岩碎石及砾石,个别钻孔还揭示局部心墙为含植物根茎的耕植土夹层。砾石、碎石及砂含量具有不均匀特征,局部相对密集构成强透水带,对坝体的防渗极为不利,是坝体渗漏的通道之一。1、心墙颗粒组成钻心墙土样室内颗粒分析试验成果见表5-1所示,心墙为含砂粘性土、含砂壤土。从试验结果看,大于0.075mm的粗粒含量均值为47.3%,粉粒含量均值为32.32%,粘粒含量均值为21.48%。粗颗粒含量较高,粘性成份相对较少,这对心墙防渗效果有较大影响。表5-1心墙料颗粒分析试验成果统计表颗粒组成(%)统计值砾(mm)砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)粗中细粗中细>2020.0-5.05.0-2.02.0-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.050.05-0.005<0.005均值2.074.4513.5811.2314.878.1824.1421.48最小值01.89.88.312.65.619.618.7最大值3.26.616.515.416.810.427.125.22、心墙物理力学性质心墙样室内土工试验成果见表5-2所示,心墙主要物理力学性质指标均值分别为:土粒比重2.68、含水率21.1%、湿密度1.93g/cm3、干密度16.3g/cm3、孔隙比0.647;液限32.4%、塑限14.4%、塑性指数18.0、液性指数0.372、压缩系数0.324MPa-1、压缩模量5.14MPa;快剪内聚力32.7kPa、内摩擦角20.0°。表5-2心墙物理力学性质指标成果统计表土样编号土的物理性质指标可塑性压缩快剪强度土粒比重含水率湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量粘聚力内摩擦角GsWρρdeSrWLWpIpILav1-2Es1-2Cф-%g/cm3g/cm3--%%--MPa-1MPakPa度ZX012.6921.51.981.630.6518831.914.617.30.400.4044.0934.317.8ZX022.719.82.001.670.6178633.716.717.00.180.3185.0835.716.5ZX032.6820.91.971.630.6458630.814.816.00.380.315.3130.521.6ZX042.722.21.981.620.6668928.415.912.50.500.2925.7128.622.9ZX052.6921.62.011.650.6279231.213.517.70.460.3185.1231.320.3ZX062.722.81.971.600.6839035.412.922.50.440.3155.3436.919.7ZX072.6821.71.981.630.6478937.513.424.10.340.344.8538.818.4ZX082.6920.81.961.620.6588533.415.717.70.290.3524.7134.216.7ZX092.6919.51.971.650.6328329.212.117.10.430.2576.3627.524.9ZX102.6919.71.961.640.6438232.414.318.10.300.3374.8729.321.4均值2.6921.11.981.630.6478732.414.4180.3720.3245.1432.720.0最小值2.6819.51.961.60.6178228.412.112.50.180.2574.0927.516.5最大值2.722.82.011.670.6839237.516.724.10.50.4046.3638.824.93、心墙透水性坝体心墙为含砂粘土、含砂壤土,间夹碎石及砾石。心墙物质组成及其密实度具有明显的不均一性,且随机性较大,对心墙的透水性影响较大;在砂、碎石及砾石等粗颗粒含量较高且密实度相对较松散的部位,心墙透水性相对较高。钻孔原状心墙样渗透试验成果见表5-3所示,心墙渗透系数在5.75×10-5~3.24×10-4cm/s之间,具中等透水性~弱透水性。心墙现场注水试验成果表见表5-4所示,心墙渗透系数在5.96×10-5~2.22×10-4cm之间,心墙具中等透水性~弱透水性。表5-3心墙室内渗透试验成果统计表序号试样渗透系数(cm/s)渗透性分级1ZK01-26.29×10-5弱透水2ZK02-22.76×10-4中等透水3ZK02-47.15×10-5弱透水4ZK02-55.75×10-5弱透水5ZK03-13.24×10-4中等透水表5-4心墙现场注水试验成果表孔号试验深度(m)渗透系数(cm/s)渗透性分级ZK013.00~8.004.57×10-4中等透水ZK023.00~8.004.76×10-4中等透水10.0~15.09.23×10-5弱透水17.0~22.03.47×10-4中等透水ZK032.00~7.005.15×10-4中等透水均值3.77×10-45.2坝壳代料层的工程性质与透水性坝壳代料以细粒砂壤土为主,间夹强风化片麻岩碎石、偶见块石,为附近山体片麻岩风化砂搬运填筑形成。1、代料颗粒组成室内颗分试验成果如表5-5所示,代料粗粒组分分布不均,代料砂、砾含量较高,大于0.075mm的粗粒含量达65.9%、粉粒含量为27.07%、粘粒含量7.03%。表5-5代料颗分试验成果表颗粒组成(%)统计值砾(mm)砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)粗中细粗中细>2020.0-5.05.0-2.02.0-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.050.05-0.005<0.005均值13.3511.688.6712.237.8212.158.2718.87.03最小值9.87.66.88.35.18.65.816.45.7最大值17.217.211.215.510.415.912.322.18.52、代料物理力学性质坝壳代料物理力学性质试验成果如表5-6所示,代料物理力学性质指标均值分别为:土粒比重2.70、含水率15.4%、湿密度1.97g/cm3、干密度1.71g/cm3、孔隙比0.579;快剪内聚力7.7kPa、内摩擦角29.0°。表5-6代料物理力学性质指标统计成果表项目土的物理性质指标快剪强度土粒比重含水率湿密度干密度孔隙比饱和度粘聚力内摩擦角GsWρρdeSrCф-%g/cm3g/cm3--kPa度均值2.7015.41.971.710.57971.37.729.0最小值2.6913.21.951.680.554645.624.7最大值2.7117.81.991.730.6058010.733.53、代料密实度现场标准贯入试验结果见表5-7所示:坝壳代料标准贯入击数为8~14击,呈较松散~稍密状态。现场试验结果说明坝壳代料的密实程度不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规范规定坝壳砂土应呈密实状态的要求。表5-7代料标准贯入试验成果统计表孔号试段深度(m)标贯击数(击)状态密度ZK043.00~3.3011稍密8.00~8.3012稍密13.0~13.314稍密ZK053.00~3.308较松散8.00~8.3012稍密13.0~13.314稍密4、代料透水性现场坝壳代料注水试验成果如表5-8所示:上游坡(ZK05)坝壳代料渗透系数为7.88×10-4~1.68×10-3cm/s之间,为中等透水体;下游坡(ZK04)坝壳代料渗透系数为1.79×10-3~2.26×10-3cm/s之间,为中等透水体。按规范要求,坝壳代料渗透系数必须>1.0×10-3cm/s,根据上述现场试验成果,现场4段注水试验中,坝壳代料渗透系数有2段在10-3cm/s量级,满足规范要求,2段在10表5-8代料现场注水试验成果表孔号试段深度(m)试验段岩性渗透系数(cm/s)渗透性分级ZK043.00~8.00砂壤土2.26×10-3中等透水10.0~15.0砂壤土1.79×10-3中等透水ZK053.00~8.00砂壤土1.68×10-3中等透水10.0~15.0砂壤土7.88×10-4中等透水5.3坝址岩土体的物理力学性质指标建议值根据现场原位试验、室内物理力学试验成果,在统计分析的基础上,结合相关规程规范、宏观地质判断以及工程经验类比,坝址岩土体物理力学性质指标建议值见表5-9所示。表5-9坝址区岩土体物理力学性质指标建议值岩土名称饱和重度(kN/m3)粘聚力C(kPa)内摩擦角Φ(o)渗透系数(10-4cm强风化基岩24.0-24.550030-352.0-2.5弱风化基岩25.8-25.92200-300038-441.5-2.0微风化基岩26.4-26.64000-450048-521.0-1.5心墙18.1-19.629.0-48.019.8-31.04.3-4.7坝壳代料18.3-20.34.7-8.822.7-31.811.5-12.4排水棱体(反滤坝)25.0-25.5040-451006大坝主要工程地质问题及评价6.1坝基及坝肩的渗漏问题与评价1、坝基与坝肩岩土体的透水性坝基及坝肩岩体风化较强烈,裂隙较发育,岩体普遍较破碎,构成坝基渗漏的主要通道。在透水性方面,强风化带与弱风化带及微风化带基岩有较明显的差别,表现在岩体结构上,强风化岩体多呈散体~碎裂结构,部分呈碎块状结构特征;弱风化岩体多呈碎裂~次块状结构特征;微风化带岩体一般较新鲜完整,主要是块状结构。强风化带矿物因风化蚀变而胶结较差,结构松散,岩石孔隙率较高,加之岩体构造裂隙、片麻理面多张开,次生风化张性裂隙发育,岩体裂隙连通率增大,形成较顺畅的渗水通道,透水性亦增大。弱风化带矿物风化蚀变程度相对较低,矿物颗粒胶结较紧密,次生风化裂隙不甚发育,其透水性主要受岩体中的构造裂隙控制,弱风化带透水性一般较强风化带差。微风化带岩体一般较新鲜完整、胶结好,透水性差,具有较好的防水功能。基岩压水试验统计成果表明,坝基及坝肩强风化及弱风化岩体透水率在13.3~26.7Lu之间,具中等透水性。微风化带岩体透水率在在4.8~8.5Lu之间,具弱透水性,坝基及坝肩存在渗漏问题。2、坝基与坝肩历史渗漏情况大坝运行至今,大坝渗漏较严重。水库由于心墙清基不彻底,导致坝基常年渗水,大坝输水管由于运行多年,漏水较严重,排水体反滤质量一般,现渗水位置有所偏移,排水体效果不佳。水库大坝坝脚外为低洼水田,坝脚排水沟常年出现散浸并夹带黄色锈水,水温低,水稻等作物无法生长,多年来一直有明流流出,分析认为是坝基渗水,坝基强风化带、弱风化带岩体渗漏是主要原因之一。6.2坝体心墙质量问题与评估1、心墙状况乌石冲水库建于1965年,边规划、边设计、边施工,施工质量没有达到设计要求。河床部分和大坝两端清基不彻底,当时施工用的粘土质量很差,由于粘土用量大,数量根本无法保证,主坝心墙填筑的粘土是采瓦泥。按照设计要求筑坝心墙土与坝壳土应同高程铺土碾压夯实,实际施工中,往往不同步,当代料土高于心墙时,心墙形成沟槽,两侧代料土料流入槽中,心墙尺寸不足;当心墙高于代料土时,出现夯实不到位问题。且当时无机械碾压,只采用人工石硪夯实,填筑质量当时也只是由现场技术人员处理判定,未做任何施工检测工作,导致整个坝体防渗效果不好。下游坡反滤坝顶平台以上至过坝渠以下的坝坡形成散浸带,且有明显积水。大坝在运行过程中经历了1969年、1979年、1983年、1991年、1998年和2003年共六次较高洪水位,历史最高水位发生在1979年7月,库水位达到109.4m,外坝坡出现大面积散浸,造成滑坡,后于1980年进行加坝2.0m,并回填滑坡坡面,1996年进行培坡加固。大坝为陡坡窄心墙代料坝,防渗采用粘土心墙,心墙坡比1:0.15。现场坑探及钻探(ZK02)揭示大坝心墙距坝顶0.5m,心墙顶高程为112.30m(坝顶高程112.8m),比设计洪水位111.6m高0.70m,比校核洪水位112.78m低0.48m,比正常蓄水位107.40m高4.90m,心墙顶高不满足大坝防渗设计要求。2、心墙物质组成及分布特征心墙物质成分极不均一,心墙中含少量碎石、砾石及风化砂。根据心墙颗粒分析试验结果,大于0.075mm的粗粒含量均值为47.3%,粉粒含量均值为32.32%,粘粒含量均值为21.48%。心墙料粗粒组分含量较高,粘性成份相对较少,并且具不均匀的特征,局部相对密集常形成相对较强的透水带,为心墙渗漏的主要通道之一,对心墙的防渗效果有重要影响,对于埋深较大的粗粒组分富集带,高水位持续运行下,存在渗透破坏的可能。3、心墙的质量钻孔揭示心墙呈较松散~稍密实状态,可塑~硬塑状。心墙主要物理力学性质指标均值为:土粒比重2.68、含水率21.1%、湿密度1.93g/cm3、干密度16.3g/cm3、孔隙比0.647;液限32.4%、塑限14.4%、塑性指数18.0、液性指数0.372、压缩系数0.324MPa-1、压缩模量5.14MPa;快剪内聚力32.7kPa、内摩擦角20.0°。4、心墙透水性渗透试验成果显示心墙渗透系数在10-4cm/s~10-5cm/s量级之间,具中等透水性~弱透水性;现场注水试验成果显示,心墙渗透系数在10-4cm/s~10-5cm/s量级之间,心墙具中等透水性~弱透水性,心墙综上所述,坝体心墙单薄,心墙顶高不足。心墙物质组成极不均一,粗粒组分含量高、粘性成份相对较少,心墙渗透系数不满足规范要求。6.3坝壳代料层的质量问题与评估坝壳代料以细粒土质砂为主,间夹强风化片麻岩碎石、偶见块石,为附近山体风化岩砂搬运填筑形成,在体内部碎石、块石随机分布,物质成分极不均一。1、代料颗粒组成室内颗分试验成果显示,代料粗粒组分分布不均,代料砂、砾含量较高,大于0.075mm的粗粒含量达65.9%、粉粒含量为27.07%、粘粒含量7.03%。2、代料物理力学性质室内土工试验显示,代料主要物理力学性质指标均值分别为:土粒比重2.70、含水率15.4%、湿密度1.97g/cm3、干密度1.71g/cm3、孔隙比0.579;快剪内聚力7.7kPa、内摩擦角29.0°。3、代料密实度现场标准贯入试验成果显示,坝壳代料标准贯入击数为9~14击,呈较松散~稍密状态。坝壳代料的密实程度不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)中坝壳砂土应呈密实状态的要求。4、代料透水性现场坝壳代料注水试验成果如表5-8所示:上游坡(ZK05)坝壳代料渗透系数为7.88×10-4~1.68×10-3cm/s之间,为中等透水体;下游坡(ZK04)坝壳代料渗透系数为1.79×10-3~2.26×10-3cm/s之间,为中等透水体。按规范要求,坝壳代料渗透系数必须>1.0×10-3cm/s,根据上述现场试验成果,现场4段注水试验中,坝壳代料渗透系数有2段在10-3cm/s量级,满足规范要求,2段在106.4大坝蚁害根据大坝运行资料记载,大坝坝体附近白蚁活动频繁。水库大坝白蚁危害严重,屡挖不绝。蚁穴对大坝的安全极为有害,一旦穿透大坝坝壳及心墙,将成为大坝渗漏的天然通道,直接危及大坝的安全。7溢洪道的工程地质条件及评价溢洪道位于主坝右侧山坳,为开敞式宽顶堰,宽度2.5m,堰顶高程107.9m,原设计最大下泄流量32.9m3/s,现实际最大下泄流量32.05m3/s。溢洪道自运行以来共发生10次溢洪,最大过水深2.0m,发生在1979年7月,冲毁下游农田5溢洪道不完整,原设计净宽3.5m,实际开挖宽度2.5m,溢洪道欠宽1.0m;因村组机耕路通过溢洪道,将原溢洪道用土方回填,将原溢洪道底抬高0.8m,不能满足泄洪要求。溢洪道底部未衬砌,两侧无挡水墙,出口无消能设施,冲刷非常严重。溢洪道处堰顶及出口处均有通村机耕路,但无交通桥,泄水时给当地居民通行及防汛带来不便。现场踏勘溢洪道基础为0.5~1.5m厚松散覆土层,松散、孔隙大,漏水较严重,不能满足防渗要求。溢洪道两侧山坡直立陡峭,为强风化~弱风化黑云钾长片麻岩,松散、破碎易坍塌,且未护砌,山坡不稳定,存在滑坡潜势,雨水季节时,可能会产生滑坡、堵塞行洪。钻孔ZK06、ZK07揭示,溢洪道进口段基础为强风化黑云钾长片麻岩,中部及下游段基础为弱~微风化黑云钾长片麻岩。强风化岩体厚1.1~1.3m,岩芯呈松散砂状、碎块状;弱风化岩体厚3.6~4.0m,岩芯呈碎石状、块状、短柱状,强度较低,岩芯采取率较低。微风化黑云钾长片麻岩,揭露厚度2.5~2.6m,细粒结构,完整、坚硬,胶结好,岩芯多呈块状、柱状。现场压水试验结果如表7-1所示,强风化~弱风化岩透水率为13.5~14.7Lu,为中等透水体;微风化岩体透水率为6.9~8.8Lu,属弱透水体。溢洪道结构不完整,基础为强风化黑云钾长片麻岩,松散、破碎,岩石漏水较严重,为中等透水体,不满足溢洪道基础防渗要求。表7-1溢洪道基岩岩体钻孔压水试验成果表8输水工程质量问题及评价输水管位于大坝的右侧,结构型式为浆砌条石方涵,进水口高程99.5m,断面尺寸0.65m×0.65m,管长96.0m,最大输水流量0.76m3/s,进口为斜拉活塞闸门控制,活塞闸门尺寸Φ0.32m(1)输水管建成已来一直没有维修,输水管壁严重老化,断裂、破损,漏水严重,漏水常年从涵洞内流出,输水管因漏水带走坝体土料,对坝体产生了较大安全隐患,不能正常运用。(2)输水管闸门、启闭机都是七十年代产品,启闭机老化、陈旧落后,螺杆锈蚀严重,防护涂层油漆脱落,启闭机存在机械运转磨损严重,运行越来越差,启闭不灵活,且无高度指示;启闭机座损坏,运行不易控制。(3)启闭机房面积小、破旧。(4)拉杆严重锈蚀,因拉杆锈蚀变形,已多次更换拉杆。(5)输水管闸门锈蚀严重,止水橡皮老化漏水,常年漏水。(6)输水管基础为弱风化~微风化片麻状花岗岩岩石,基础较为坚固。10天然建筑材料10.1粘土场粘土料场位于大河岸月山庙粘土料场,该料场场地开阔,剥离层较薄,开采较为方便,交通便利,距长冲畈水库20km。该料场地层岩性特征为:表层0~0.4m为灰褐色耕植土,硬塑~坚硬状;0.4~1.8m,棕黄色、褐黄色砂质粘土,可塑~硬塑状,土中偶见灰白色条带;1.8~2.6m,深褐色、棕褐色砂质粘土,土中含砂量比上部稍高。现场地下水调查表明,料场土体地下水位埋深4m以下。该料场土的物理力学性质指标为:湿容重19.7kN/m3、干容重16.1kN/m3,液限含水量为48.9%,塑限含水量为22.4%,塑性指数为26.5;击实后的力学指标为:凝聚力40kPa,内摩擦角22°,最大干密度1.63g/cm3,最优含水量21.3%。料场面积约为8000m2,剥离层0.3~0.4m,可利用厚度2.0~2.5m,总储量约18000m310.2坝壳代料坝壳代料场选在水库大坝右侧上游2.0km处一山体上,料场地层岩性为第四系残坡积物及强风化状黑云二长片麻岩,由试验成果可知,击实后的最大干密度为1.84g/cm3,最优含水量13.8%;击实后的剪切试验成果为C=1kPa,φ=40°。料场面积为12000m2,可开采的平均厚度为6m,开采储量在72000m3以上,可满足工程加固要求。该料场开采较方便,运输需修简易公路,运距在2.0km左右。10.3砂料、块石料及碎石料砂料可就近到罗田县白庙河乡砂料厂直接购买,该料厂距长冲畈水库20km。料场砂料为片麻岩强风化砂土料,砂粒以中粗砂为主,矿物成份以石英为主、长石次之,强度高,储量丰富,质量优良,能满足规程要求。块石、碎石可就近到白庙河乡石料厂直接购买,白庙河乡石料厂距长冲畈水库20km,碎石料的直径应控制在20mm范围之内。7结论(1)乌石冲水库区地貌属大别山南部低山区。坝址所处区域为古老变质岩区,新构造运动相对微弱,在大地单元上属于相对稳定的构造区。库区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度为Ⅵ度。(2)库区出露的地层为大别~吕梁期酸性侵入岩(r1-2)片麻状花岗岩和少量的第四系残坡积层和河流冲、洪积物以及人工堆积层,岩体风化带具有明显的垂直分带性,强风化~弱风化带岩体是坝基及坝肩渗漏的主要原因之一。(3)库区没发现明显断裂构造,坝址两侧末发现不良地质体。基岩具有明显的片麻构造和混合岩化特征,在区域变质和混合岩化作用下,岩体局部风化严重,强风化厚度较大,岩体裂缝极为发育,局部呈构造裂隙密集带出现,透水性较强,从而对坝基渗漏产生影响。(4)坝体心墙单薄,心墙顶高不满足大坝防渗设计要求;心墙料物质组成极不均一,粗粒组分含量高、粘性成份相对较少,对坝体防渗有不利影响。(5)坝壳代料层以含细粒土砂为主,间夹强风化片麻岩碎石、偶见块石,呈较松散及稍密状态,不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定坝壳砂土应呈密实状态的要求。(6)溢洪道为开敞式宽顶堰,其结构不完整,欠宽、欠深,溢洪道,堰顶及两侧边坡未衬砌、出口无消能设施,冲涮严重。溢洪道处无交通桥,以至泄水时给当地居民通行及防汛带来不便。溢洪道基础为松散覆土层,漏水较严重,不能满足防渗要求。(7)输水管为浆砌条石方涵,基础为弱风化~微风化黑云钾长片麻岩,基础较为坚实。输水管施工质量差,漏水量大,启闭设备老化、破损严重。(8)大坝内外坝坡局部塌陷、脱坡严重,上游护坡块石护坡未设垫层,部分块石松动、缺失、塌陷、变形严重,护坡块石已大量风化,护砌质量不合格;下游坝坡草皮护坡,坡面经过多年的雨水冲刷,凹凸不平;坝身排水设施不完整,排水不畅。过坝渠浆砌块石老化破损,质量差,漏水严重。(9)大坝及周边范围白蚁活动频繁,白蚁危害严重。(10)水库基础设施差,无通讯设施,无水文测报系统,无大坝观测系统,管理处无房屋,无办公设施,无技术人员。(11)坝顶兼做机耕路,对大坝存在安全隐患。11结论(1)长冲畈水库区地貌属大别山南部中、低山区,新构造运动相对微弱。库坝区地震基本烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05g。(2)坝址区出露地层为太古界大别群包头河组第二段(Arbb)、第四系残坡积层、河流冲、洪积层以及人工堆积层。坝址区出露岩体主要为黑云二长片麻岩夹斜长角闪岩,片麻状构造,片麻理较明显,岩体裂缝发育,透水性较强。(3)坝基及坝肩强风化~弱风化带岩体透水率大于10Lu,属中等透水岩体;微风化带透水率小于10Lu,属弱透水岩体。强风化~弱风化带岩体是坝基及坝肩渗漏的主要原因之一。(4)坝体心墙单薄,墙顶高程不足,顶面宽度较窄,不满足规范要求;坝体心墙料粗粒组分含量高、粘性成分含量较低,具中等透水性~弱透水性,不满足规范要求;心墙压实不够,未达到碾压式土石坝设计规范的要求。(5)坝壳代料层以含细粒土砂为主,间夹强风化片麻岩碎石、偶见块石,呈较松散及稍密状态,不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定坝壳砂土应呈密实状态的要求;坝壳代料粗颗粒分布不均,局部细粒含量相对较高,其透水性不能满足规范要求。(6)溢洪道位于大坝右侧,为开敞式宽顶堰。溢洪道的进出口、两侧边坡及底板均未进行护砌,且无交通桥,以至泄水时给当地居民通行及防汛带来不便。下游没有消能设施,冲刷严重。溢洪道基础为松散的砂土覆盖层及强风化~弱风化黑云二长片麻岩,为中等透水体,溢洪道基础不能满足防渗要求。(7)输水管施工质量差,启闭设备老化破损严重,漏水量大,结构强度不满足规范要求。(8)大坝上游护坡块石护坡未设垫层,部分块石松动、缺失、塌陷严重,护坡块石已大量风化,护砌质量不合格;下游坝坡草皮护坡,坡面经过多年的雨水冲刷,凹凸不平;坝身排水设施不完整,排水沟破损严重、堵塞,排水不畅。过坝渠浆砌块石老化破损,质量差,漏水严重。(9)大坝及周边范围白蚁活动频繁,白蚁危害严重,直接危及大坝的正常运行及安全。(10)拟建隧洞位于大坝右侧山体上,洞身围岩为微风化黑云二长片麻岩夹斜长角闪岩,属于Ⅱ类岩体,岩质较坚硬、完整,围岩自稳能力较好,地下水不甚发育,雨季可出现洞内潮湿和点滴状出水,拱部及侧壁基本稳定,局部裂隙发育处或层间错动处可能出现掉块和小规模的坍塌。(11)隧洞进、出口段埋深浅,强风化厚度大,围岩为强风化黑云二长片麻岩,属于Ⅲ-Ⅳ类软岩。隧洞施工过程中,成洞条件差,难于自稳,进出口边坡、边墙、拱部无支护时易坍塌变形。(12)粘土料场位于大河岸月山庙料场,粘土质量良好,运距20km,储量能满足工程加固要求;坝壳代料可就近开采,运距2.0km左右;砂料可就近到罗田县白庙河乡砂料厂直接购买,运距20km;块石、碎石可到白庙河乡石料厂直接购买,运距20km。针对上述存在的病险问题及工程地质问题,对本工程除险加固提出如下建议:(1)坝基为强风化岩层,有的部位清基不彻底,很长坝段属中等透水层,应进行全线帷幕灌浆,帷幕深度以深入透水率q≤10Lu的弱透水层以下为准。由于强风化带可灌性差,应针对该地层的特性,选择相应的施工工艺和灌浆方法,灌浆前先进行现场试验。(2)针对心墙单薄、质量较差的状况,建议沿坝体轴线采用塑性混凝土防渗墙或粘土灌浆进行加固处理。(3)坝顶顶部施工质量较差,建议采取翻挖,重新回填、碾压,施工中严格控制土的质量和回填碾压的含水量及干密度,确保工程质量。坝体代料中保护层密实度差,建议重新回填、碾压。(4)溢洪道工程:对现有溢洪道进行复核和验算,对两侧裸露坡面采取护坡处理;溢洪道底板基础进行固结灌浆,进口段进行帷幕灌浆并向两岸延伸,帷幕底线深入透水率q≤10Lu弱透水层以下。(5)为便于对枢纽工程的管理和防汛需要,应修建进库道路,标准可供5t自卸车晴雨天通行。溢洪道处建造交通桥,供防汛期间行人及车辆行驶。(6)若发现蚁穴,建议用灭蚁药类,进行灌浆处理。(7)鉴于输水管工程老化问题严重,直接影响大坝坝体的安全,在条件允许情况下,建议进行封堵处理,重新建造输水隧洞工程。(8)拟建隧洞洞身段为微风化黑云二长片麻岩岩体,属于Ⅱ类岩体,围岩自稳能力较好。建议:施工中采用全断面开挖成洞,在接近岩脉发育带处加强超前预报,根据预报结果采取相应的成洞措施。(9)拟建隧洞进、出口段埋深浅,围岩为强风化黑云二长片麻岩,属于Ⅲ-Ⅳ类软岩,属于极不稳定岩体,成洞条件差。进、出口边坡、边墙、拱部无支护时易坍塌变形。建议:开挖后及时支护或进行超前支护,全断面衬砌;同时加强进、出口边坡防护措施,防止洞口坍塌,仰坡削坡后采用挂网喷浆防护。(10)建立坝体观测系统,包括:坝体水平位移和垂直位移观测;坝体、坝基测压管;坝后设立量水堰,进行坝基渗流观测。原文已完。下文为附加文档,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。编制时,我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺,特制定本施工组织设计。工程概况:西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区,橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发有限公司开发,银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级,屋面防水等级三级,地震防烈度为8度,设计使用年限50年。本工程建筑面积:27#楼3824.75m2;30#楼3824.75m2。室内地坪±0.00以绝对标高1110.5m为准,总长27#楼47.28m;30#楼47.28m。总宽27#楼14.26m;30#楼14.26m。设计室外地坪至檐口高度18.600m,呈长方形布置,东西向,三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面,外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间200×300瓷砖,高到顶外,其余均水泥砂桨罩面,刮二遍腻子;楼梯间内墙采用50厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200×200防滑地砖,楼梯间50厚细石砼1:1水泥砂浆压光外,其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门,卧室门、卫生间门采用木门,进户门采用保温防盗门。本工程窗均采用塑钢单框双玻窗,开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅,外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构,共六层。基础采用C30钢筋砼条形基础,上砌MU30毛石基础,砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖;五层以上采用M7.5混合砂浆砌筑MU15多孔砖。本工程结构中使用主要材料:钢材:=1\*ROMANI级钢,=2\*ROMANII级钢;砼:基础垫层C10,基础底板、地圈梁、基础构造柱均采用C30,其余均C20。本工程设计给水管采用PPR塑料管,热熔连接;排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管,粘接;给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外,其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本工程设计照明电源采用BV-2.5铜芯线,插座电源等采用BV-4铜芯线;除客厅为吸顶灯外,其余均采用座灯。施工部署及进度计划1、工期安排本工程合同计划开工日期:2004年8月21日,竣工日期:2005年7月10日,合同工期315天。计划2004年9月15日前完成基础工程,2004年12月30日完成主体结构工程,2005年6月20日完成装修工种,安装工程穿插进行,于2005年7月1日前完成。具体进度计划详见附图-1(施工进度计划)。2、施工顺序=1\*GB2⑴基础工程工程定位线(验线)→挖坑→钎探(验坑)→砂砾垫层的施工→基础砼垫层→刷环保沥青→基础放线(预检)→砼条形基础→刷环保沥青→毛石基础的砌筑→构造柱砼→地圈梁→地沟→回填工。=2\*GB2⑵结构工程结构定位放线(预检)→构造柱钢筋绑扎、定位(隐检)→砖墙砌筑(+50cm线找平、预检)→柱梁、顶板支模(预检)→梁板钢筋绑扎(隐检、开盘申请)→砼浇筑→下一层结构定位放线→重复上述施工工序直至顶。=3\*GB2⑶内装修工程门窗框安装→室内墙面抹灰→楼地面→门窗安装、油漆→五金安装、内部清理→通水通电、竣工。=4\*GB2⑷外装修工程外装修工程遵循先上后下原则,屋面工程(包括烟道、透气孔、压顶、找平层)结束后,进行大面积装饰,塑钢门窗在装修中逐步插入。施工准备现场道路本工程北靠北京西路,南临规划道路,交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫,压路机压。机械准备=1\*GB2⑴设2台搅拌机,2台水泵。=2\*GB2⑵现场设钢筋切断机1台,调直机1台,电焊机2台,1台对焊机。=3\*GB2⑶现场设木工锯,木工刨各1台。=4\*GB2⑷回填期间设打夯机2台。=5\*GB2⑸现场设塔吊2台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场;根据工程特点,设总配电箱1个,塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱1个;电源均采用三相五线制;各分支均采用钢管埋地;各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。施工用水施工用水采用深井水自来水,并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管,每层留一出水口;给水管不置蓄水池内,由潜水泵进行送水。生活用水生活用水采用自来水。劳动力安排=1\*GB2⑴结构期间:瓦工40人;钢筋工15人;木工15人;放线工2人;材料1人;机工4人;电工2人;水暖工2人;架子工8人;电焊工2人;壮工20人。=2\*GB2⑵装修期间抹灰工60人;木工4人;油工8人;电工6人;水暖工10人。四、主要施工方法1、施工测量放线=1\*GB2⑴施工测量基本要求A、西夏建材城生活区17#、30#住宅楼定位依据:西夏建材城生活区工程总体规划图,北京路、规划道路永久性定位B、根据工程特点及<建筑工程施工测量规程>DBI01-21-95,4、3、2条,此工程设置精度等级为二级,测角中误差±12,边长相对误差1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度,明确对工程服务,对工程进度负责的工作目的。=2\*GB2⑵工程定位A、根据工程特点,平面布置和定位原则,设置一横一纵两条主控线即27#楼:(A)轴线和(1)轴线;30#楼:(A)轴线和(1)轴线。根据主轴线设置两条次轴线即27#楼:(H)轴线和(27)轴线;30#楼:(H)轴线和(27)轴线。B、主、次控轴线定位时均布置引桩,引桩采用木桩,后砌一水泥砂浆砖墩;并将轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上,施测完成后报建设单位、监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上,用以控制楼层定位。D、水准点:建设单位给定准点,建筑物±0.00相当于绝对标高1110.500m。=3\*GB2⑶基础测量A、在开挖前,基坑根据平面布置,轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度,作为拉小线的依据;根据结构要求,条基外侧1100mm为砂砾垫层边,考虑放坡,撒上白灰线,进行开挖。B、在垫层上进行基础定位放线前,以建筑物平面控制线为准,校测建筑物轴线控制桩无误后,再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。=4\*GB2⑷结构施工测量A、首层放线验收后,主控轴一引至外墙立面上,作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。B、施工层放线时,应在结构平面上校投测轴线,闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置3个标高点,以其平均点引测水平线折平时,尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置,进行测设。2、基坑开挖本工种设计地基换工,夯填砂砾垫层1100mm;根据此特点,采用机械大开挖,留200mm厚进行挖工、铲平。开挖时,根据现场实际土质,按规范要求1:0.33放坡,反铲挖掘机挖土。开挖出的土,根据现场实际情况,尽量留足需用的好土,多余土方挖出,避免二次搬运。人工开挖时,由技术员抄平好水平控制小木桩,用方铲铲平。挖掘机挖土应该从上而下施工,禁止采用挖空底脚的操作方法。机械挖土,先发出信号,挖土的时候,挖掘机操作范围内,不许进行其他工作,装土的时候,任何人都不能停留在装土车上。3、砌筑工程=1\*GB2⑴材料砖:MU15多孔砖,毛石基础采用MU30毛石。砂浆:±0.00以下采用M10水泥砂浆,一、二、三、四层采用M10混合砂浆,五层以上采用M7.5混合砂浆。=2\*GB2⑵砌筑要求A、开工前由工长对所管辖班组下发技术交底。B、砌筑前应提前浇水湿润砖块,水率保持在10%-15%。C、砌筑采用满铺满挤“三一砌筑法“,要求灰浆饱满,灰缝8-12mm。D、外墙转角处应同时砌筑,内外墙交接处必须留斜槎,槎子长度不小于墙体高度的2/3,槎子必须平直、通顺。E、隔墙与墙不同时砌筑又不留成斜槎时可于墙中引出阳槎或在墙的灰缝中预埋拉结筋,每道不少于2根。F、接槎时必须将表面清理干净,浇水湿润,填实砂浆,保持灰缝平直。G、砖墙按图纸要求每50mm设置2φ6钢筋与构造柱拉结,具体要求见结构总说明。H、施工时需留置临时洞口,其侧边离交接处的墙面不少于500mm,顶部设边梁。4、钢筋工程=1\*GB2⑴凡进场钢筋须具备材质证明,原材料须取样试验,经复试合格后方可使用。=2\*GB2⑵钢筋绑扎前应仔细对照图纸进行翻样,根据翻样配料,施工前由工长对所管辖班组下发技术交底,准备施工工具,做好施工的准备工作。=3\*GB2⑶板中受力钢筋搭接,=1\*ROMANI级钢30d,=2\*ROMANII级钢40d,搭接位置:上部钢筋在跨中1/3范围内,下部钢筋在支座1/3范围内。=4\*GB2⑷钢筋保护层:基础40mm,柱、梁30mm,板20mm。保护层采用50mm×50mm的水泥砂浆块。板上部钢筋用马凳按梅花状支起。=5\*GB2⑸所有钢筋绑扎,须填写隐检记录,质评资料及目检记录,验收合格后方可进行下道工序。5、砼工程=1\*GB2⑴水泥进场后须做复试,经复试合格后由试验室下达配合比。施工中严格掌握各种材料的用量,并在搅拌机前进行标识,注明每立方米、每盘用量。同时搅拌时,须车车进磅,做好记录。=2\*GB2⑵浇筑前,对模板内杂物及油污、泥土清理干净。=3\*GB2⑶投料顺序:石子→水泥→砂子。=4\*GB2⑷本工程均采用插入式振捣器,一次浇筑厚度不宜超过振捣器作用部分长度的1.25倍,捣实砼的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍。=5\*GB2⑸砼浇筑后1昼夜浇水养护,养护期不少于7d,砼强度未达到1.2MPa之前不得上人作业。6、模板工程=1\*GB2⑴本工程模板采用钢木混合模板。模板支搭的标高、截面尺寸、平整度、垂直度应达到质量验收标准,以满足其钢度,稳定性要求。=2\*GB2⑵模板支撑应牢固可靠,安装进程中须有防倾覆的临时固定措施。=3\*GB2⑶本工程选用851脱模剂,每拆除一次模板经清理后涂刷脱模剂,再重新组装,以保证砼的外观质量。架子工程=1\*GB2⑴本工程采用双排架子防护,外设立杆距墙2m,里皮距墙50cm,立杆间距1.5m,顺水间距1.2m,间距不大于1m。=2\*GB2⑵架子底部夯实,垫木板,绑扫地杆。=3\*GB2⑶为加强架子的稳定性,每七根立杆间设十字盖,斜杆与地面夹角60o。=4\*GB2⑷为防止脚平架外倾,与结构采用钢性拉接,拉接点间距附和“垂四平六“的原则。=5\*GB2⑸外防护架用闭目式安全网进行封闭,两平网塔接和网下口必须绑孔紧密。=6\*GB2⑹结构架子高出作业层1m,每步架子满铺脚手板,要求严密牢固并严禁探头板。装饰工程装饰工程施工前,要组织质监部门、建设、设计、施工单位四方参加的主体结构工程核验收,对已完全体分部工程进行全面检查、发现问题及时处理,清除隐患,并做好装饰前材料、机具及技术准备工作。1、根据预算所需材料数量,提出材料进场日期,在不影响施工用料的原则下,尽量减少施工用地,按照供料计划分期分批组织材料进场。2、将墙面找方垂直线,清理基层,然后冲筋,按照图纸要求,分层找平垂直,阴阳角度方正,然后拉线作灰饼。底子灰应粘结牢固,并用刮杠刮平,木抹子抹平。3、罩面应均匀一致,并应在终凝前刮平压光,上三遍灰抹子。4、油漆、涂料施工:油漆工程施工时,施工环境应清洁干净,待抹灰、楼地面工程全部完工后方可施工,油漆涂刷前被涂物的表面必须干燥、清洁,刷漆时要多刷多理不流坠,达到薄厚均匀,色调一致,表面光亮。墙面涂料基层要求现整,对缝隙微小孔洞,要用腻子找平,并用砂纸磨平。为了使颜色一致,应使用同一配合比的涂料,使用时涂料搅匀,方可涂刷,接槎外留在阴阳角外必须保证涂层均匀一致表面不显刷纹。楼地面工程楼地面工程只作50厚豆石砼垫层。做垫层必须先冲筋后做垫层,其平整度要控制在4mm以内,加强养护4-5天后,才能进行上层施工。10、层面工程1、屋面保温层及找平层必须符合设计要求,防水采用防水卷材。2、做水泥砂浆找平层表面应平整压光,屋面与女儿墙交接处抹成R≥150mm圆角。3、本工程屋面材料防水,专业性强,为保证质量,我们请专业人员作防水层。4、原材料在使用前经化验合格后才能使用,不合格材料严禁使用。11、水、暖、电安装工程=1\*GB2⑴管道安装应选用合格的产品,并按设计放线,坡度值及坡向应符合图纸和规范要求。=2\*GB2⑵水、暖安装前做单项试压,完毕后做通、闭水后试验和打压试验,卫生间闭水试验不少于24小时。=3\*GB2⑶电预埋管路宜沿最近线路敷设,应尽量减少弯曲,用线管的弯曲丝接套丝,折扁裂缝焊接,管口应套丝用堵头堵塞。油漆防腐等均符合图纸各施工规范及质量评定标准。=4\*GB2⑷灯具、插座、开关等器具安装,其标高位置应符合设计要求,表面应平直洁净方正。=5\*GB2⑸灯具、插座、开关等器具必须选用合格产品,不合格产品严禁使用。=6\*GB2⑹做好各种绝缘接地电阻的测试和系统调整记录,检查配线的组序一定要符合设计要求。五、预防质量通病之措施本工程按优质工程进行管理与控制,其优质工程的目标体系与创优质工程的保证措施在本工程施工组织设计中做了详述。本措施不再述。创优质工程除对各分部、分项、工序工程施工中,精心操作,一丝不苟、高标准严要求作业外,关键是防止质量通病。为此,提出防止通病的作业措施如下:1、砖墙砌体组砌方法:=1\*GB2⑴、组砌方法:一顺一丁组砌,由于这种方法有较多的丁砖,加强了在墙体厚度方向的连结,砌体的抗压强度要高一些。=2\*GB2⑵、重视砖砌体水平灰缝的厚度不均与砂浆饱满度:=1\*GB3①、水平灰缝不匀:规范规定砖砌体水平灰缝厚度与竖向灰缝宽度一般为10mm,但不应小于8mm,也不应小于12mm。砂浆的作用:一是铺平砖的砌筑表面,二是将块体砖粘接成一个整体。规范中之所以有厚度和宽度要求,是由于灰缝过薄,使砌体产生不均匀受力,影响砌体随载能力。如果灰缝过厚,由于砂浆抗压强度低于压的抗压可度。在荷载作用下,会增大砂浆的横向变形,降低砌体的强度。试验研究表明,当水平灰缝为12mm时,砖砌体的抗压强度极限,仅为10mm厚时的70-75%,所以要保证水平灰缝厚度在8-12mm之间。怎样确保水平灰缝的厚度呢?A、皮数杆上,一定将缝厚度标明、标准。B、砌砖时,一定要按皮数杆的分层挂线,将小线接紧,跟线铺灰,跟线砌筑。C、砌浆所用之中砂,一定要过筛,将大于5mm的砂子筛掉。D、要选砖,将过厚的砖剔掉。E、均匀铺灰,务使铺灰之厚度均匀一致。坚持“一块砖、一铲灰、一揉挤“的“三一“砌砖法“。=2\*GB3②砂浆必须满铺,确保砂浆饱满度。规范规定:多孔砖砌体,水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%,这是因为,灰缝的饱满度,对砌体的强度影响很大。比如:根据试验研究,当水平灰缝满足80%以上,竖缝饱满度满足60%以上时,砌体强度较不饱满时,要提高2-3倍,怎样保证灰缝饱满度呢?A、支持使用所述的“三一“砌砖法,即“一块砖、一铲灰、一揉挤“。B、水平缝用铺浆法(铺浆长度≤50cm)砌筑,竖缝用挤浆法砌筑,竖缝还要畏助以加浆法,以使竖向饱满,绝不可用水冲灌浆法。C、砂浆使用时,如有淅水,须作二次拌合后再用。绝不可加水二次拌合。拌好的砂浆,须于3小时
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