qb唐山市XX工业区供水工程蓄水池初步设计阶段工程地质勘察报告.doc
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1、唐山市XX工业区供水工程蓄水池初步设计阶段 工程地质勘察报告 河北省XX勘测设计研究院 2007年08月 唐山市XX工业区供水工程蓄水池工程地质勘察报告 批 准: 审 定: 审 查: 项目负责人: 校 核: 编 制: 主要参加人员: 河北省XX勘测设计研究院 2007年08月 勘察证书号: 目 录 前前 言言1 1 地质概况地质概况4 1.1 地形地貌 .4 1.2 地层岩性 .4 1.3 地质构造 .5 1.4 水文地质条件 .6 2 工程地质条件工程地质条件10 2.1 蓄水池工程地质条件 .10 2.2 泵站工程地质条件 .20 3 主要工程地质问题主要工程地质问题30 3.1 软土地基
2、沉降及承载力 .30 3.2 砂性土液化 .30 3.3 边坡稳定及施工排水 .34 4 工程地质评价工程地质评价35 4.1 蓄水池工程地质评价 .35 4.2 泵站工程地质评价 .36 5 结结 论论38 附 图 01. XX 工业区供水工程蓄水池(含加压泵站部分)钻孔平面布 置图 CGC-D-01 02. XX 工业区供水工程蓄水池围堤工程地质剖面图 (- 比例尺横 1:1000 纵 1:200) CGC-D-02 03. XX 工业区供水工程蓄水池工程地质剖面图 (- 比例尺横 1:1000 纵 1:200) CGC-D-03 04. XX 工业区供水工程蓄水池工程地质剖面图 (- 比
3、例尺横 1:1000 纵 1:200) CGC-D-04 05. XX 工业区供水工程泵站工程地质剖面图 (-和- 比例尺横 1:200 纵 1:500)CGC-D- 05 1 前 言 XX 毗邻京津冀城市群,北距唐山市 80km,西距天津市 120km, 东距秦皇岛市 170km。XX 工业区供水工程蓄水池是供水工程的重要配 套设施,担负着供水工程事故检修时的临时供水和正常运行时的调节任 务,对于保障用户水量和提高供水系统保证率有着重要作用。蓄水池位 于工业园区内,南邻首钢工业基地,西侧为华润电厂,东侧 200m 为通 往工业区的通岛公路,该路与京沈、唐津、唐港高速相连,交通十分便 利。 蓄
4、水池包括蓄水池围堤及防渗系统、加压泵站建筑物等。蓄水池占 地 19.78hm2,总容积 94.6 万 m3,有效容积 90 万 m3,设计水深 7.5m, 池底高程 0.00m,设计蓄水位 7.50m。围堤顶高程 8.0m,堤顶宽度 4.0m,为混凝土路面,内外坡比 1:3.0。加压泵站位于蓄水池南围堤外, 厂房平面尺寸(长宽) 32.812.74m,泵站扬程 20m,提水流量 9 万 m3/d。 2007 年 1 月 12 日通过项目设计投标,我院承担了唐山市 XX 工业 区供水工程蓄水池的勘测设计任务。根据招标文件和项目任务书要求, 本次勘察的目的是查明地基土岩性及其分布,尤其软土层的空间
5、分布以 及各土层的物理力学性质,工程区水文地质和工程地质条件,对主要工 程地质问题进行分析和评价,为工程设计提供地质依据。 2007 年 6 月 10 日至 8 月 16 日我院对蓄水池和泵站进行了地质勘 察,现场采取了原状样、扰动样、地表水和地下水样,进行了标准贯入 试验。针对工程区地层岩性特点,现场还进行了静力触探、十字板剪切 试验等原位测试。室内进行了常规土工试验、三轴固结不排水剪、三轴 不固结不排水剪、无侧限抗压强度、有机质含量、灵敏度和水质分析等 试验。本次勘察共完成各类勘探孔 28 个,总进尺 1007.6m。其中蓄水 池完成钻孔 13 个,进尺 471.6m;泵站钻孔 5 个,进
6、尺 260m;场区原位 测试孔 10 个,进尺 276m。钻孔平面布置见附图 CGC-D-01。勘察工作量 2 见表 0.1。 表0.1 地质勘察工作量表 项 目工作内容单 位工作量 蓄水池钻孔进尺/孔数m/孔471.6/13 泵站钻孔进尺/孔数m/孔260/5 静力触探进尺/孔数m/孔151/5 十字板剪切进尺/孔数m/孔125/5 取原状样组296 取扰动样组52 标贯试验次367 钻探 取水样组3 颗粒分析组290 常规试验组284 饱和快剪组93 饱和固结快剪组34 三轴固结不排水剪CU组6 三轴不固结不排水剪UU组5 0.8MPa高压固结组57 0.4MPa中压固结组21 0.2MP
7、a常规压缩组79 渗透试验组55 无侧限抗压强度组6 有机质含量组5 灵敏度组9 室内试验 水质分析组3 备 注本次勘探总进尺1007.6m,采用套管加泥浆护壁钻探工艺。 在外业勘察、室内试验及报告编制过程中依据的规程规范主要有: 水利水电工程地质勘察规范 (GB50287-99) 中小型水利水电工程地质勘察规范 (SL55-2005) 3 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) 水利水电工程钻探规程 (SL291-2003) 堤防工程地质勘察规程 (SL188-2005) 建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) 中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) 土工试验
8、规程 (SL237-1999) 水利水电工程制图标准-勘测图 (SL73.3-95) 港口工程地质勘察规范 (JTJ240-97) 水利水电工程天然建筑材料勘察规程 (SL251-2000) 河北省建筑地基承载力技术规程 (试行 DB13(J)/T48- 2005) 资料整理过程中还参阅了河北省北京市天津市区域地质志 、 工 程地质手册 (第四版)等有关资料。本报告中细粒土的定名采用堤 防工程地质勘察规程 (SL188-2005)中附录 A 三角坐标分类法,粗粒 土的定名采用建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002)中的相关规 定。 通过勘察基本查明了工程区地层岩性及其分布情况,建筑物
9、地基工 程地质和水文地质条件,对主要工程地质问题进行了分析和评价,为工 程设计提供了物理力学参数,达到了预期目的。 4 1 地质概况 1.1 地形地貌 蓄水池地处 XX 岛的西北侧、通岛公路西侧约 200m 处,属唐海县海 域。地貌上位于滦河三角洲前缘与滨海浅滩的交接地带。XX 开发区对 整个岛屿进行了扩建和开发,吹填造地工程仍在延续,蓄水池场地吹填 是其中的一部分工程。现地势平坦开阔,地面高程 4.184.76m,人工 吹填土厚度 3.34.2m。 1.2 地层岩性 在勘探深度范围内,根据区域地质资料及本次勘察成果,工程区内 分布的地层岩性由老至新依次为:第四系上更新统海相沉积(mQ3)的
10、粘土、壤土;第四系上更新统陆相沉积(alQ3)的壤土、砂壤土、粉砂; 第四系全新统海相沉积(mQ4)的壤土、淤泥质壤土、砂壤土、粉砂; 第四系全新统人工吹填土(mlQ4) ,岩性为砂壤土和粉砂的混合土。地 层岩性分布见附图 CGC-D-02CGC-D-05。 1.2.1第四系上更新统海相沉积(mQ3) 粘土:浅灰色,硬塑,土质不均,局部与粉砂互层,分布在高程- 44.45m 以下,埋深 48.7m,揭露厚度 1.3m。 壤土:灰色,硬塑,含贝壳碎屑及锈斑,切面光滑,韧性好。局部 夹粉砂微薄层,分布在高程-43.79m 以下,埋深 48.048.4m,揭露最 大厚度 11.6m。 1.2.2第四
11、系上更新统陆相沉积(alQ3) 壤土:黄褐色或褐黄色,湿,硬塑,切面光滑,粘性中强,韧性 较好,局部夹灰色条纹及锈斑,偶含贝壳碎屑,局部夹粉砂或粉土薄层, 分布在高程-23.78-41.53m 范围,层厚 1.312.7m,平均厚度 6.43m。 5 砂壤土:褐黄色,饱和,中密,含贝壳碎屑,分布在高程- 23.54-44.45m 范围,层厚 0.75.8m,平均厚度 2.25m。 粉砂:褐黄色,饱和,密实,含锈斑及云母片,上部砂质不纯净, 下部较纯净,局部夹粘性土,分布在高程-31.39-44.16m 范围,层厚 1.33.8m,平均厚度 2.3m。 1.2.3第四系全新统海相沉积(mQ4)
12、淤泥质壤土:褐灰色,饱和,流塑软塑,局部可塑。土质不均, 局部夹粉砂或粉土,含较多贝壳碎屑。主要分布于吹填砂以下即原海底 表面和海相沉积粉砂层以下。分布高程 1.16-23.95m,层厚 0.912.5m,平均厚度 5.45m。 壤土:灰色,湿,软塑,切面有光泽,土质不均,夹薄层粉砂或粉 土,局部呈薄层互层状,含贝壳碎屑。分布在高程 0.96-30.79m 范围, 层厚 0.518.4m,平均厚度 6.27m。 砂壤土:灰色,饱和,稍密,切面粗糙,含贝壳碎屑,偶见有机质, 局部夹粉砂,分布在高程 0.43-28.27m 范围,层厚 1.66.0m,平均 厚度 3.4m。 粉砂:浅灰色,饱和,中
13、密密实,砂质较纯,成分以石英长石为 主,含云母及贝壳碎屑,局部夹粉土或壤土,分布在高程 1.23- 25.59m 范围,层厚 0.97.7m,平均厚度 4.5m。 1.2.4第四系全新统人工填土(mlQ4) 人工吹填土:为砂壤土和粉砂的混合土,土质不均,以砂壤土为主, 夹杂粉砂,局部夹薄层淤泥质土。浅灰色,湿饱和,松散,含少量贝 壳碎屑及云母,分布高程范围 4.760.05m,层厚 3.34.2m,平均厚 度 3.73m。 1.3 地质构造 根据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) ,工程区地震动峰 6 值加速度 0.15g,相当于地震基本烈度度。根据建筑抗震设计规范 (GB50
14、011-2001) ,综合分析场地类别为类,工程区设计地震分组为 第一组。 1976 年 7 月 28 日唐山 7.8 级地震,震中距场区约 80km,影响到场 区的烈度为度。 根据京唐港 XX 区地震安全性评价报告(河北省工程地震勘察研 究院 2001 年 2 月),在区域地质构造上,场地区位于黄骅拗陷和抚宁隆 起的交接地段。近场区 8km 范围内无中强地震记载。 1.4 水文地质条件 本地区属暖温带滨海半湿润大陆性季风气候,四季分明。冬季多北 风,寒冷干燥;夏季多偏南风,炎热潮湿。一月份平均气温-6.3,七 月份平均气温 25.3,降水多集中在每年的六至八月份,多年平均降水 量 650.2
15、mm。冻土深度约 6080cm。 勘察期间,地表坑洼处有少量积水,应为吹填未消散海水与降水的 混合水。经取样分析,地表水化学类型为 ClNa,全硬度 4832.26mg/L,矿化度 24.2g/L,为高矿化水(盐水) 。地下水为吹填未 消散海水,水位埋深 0.50.9m,水位高程 3.414.06m。经取样分析, 地下水化学类型为 ClNa,全硬度 5811.15920.2mg/L,矿化度 27.834.4g/L,为高矿化水(盐水) 。水化学分析结果见表 1.4.1。 根据水利水电工程勘察规范 (GB50287-99)判定:地表水对普 通水泥有硫酸盐型强腐蚀性,对抗硫酸盐水泥无腐蚀性。地下水对
16、普通 水泥有硫酸镁型弱腐蚀、硫酸盐型强腐蚀性,对抗硫酸盐水泥无腐蚀性 (详见表 1.4.2) 。根据岩土工程勘察规范 (GB50021-2001)评价: 地表水、地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋,在长期浸水条件下具有弱 腐蚀性,在干湿交替条件下具有强腐蚀性(详见表 1.4.3) 。地表水、 地下水对钢结构具有中等腐蚀性(详见表 1.4.4) 。 7 表1.4.1 水化学分析成果表 阳 离 子 含 量阴 离 子 含 量 HCO - 3 样品 编号 取样地点取样时间 K+ (mg/L) Na+ (mg/L ) Ca2+ (mg/L) Mg2+ (mg/L) Cl- (mg/L ) SO - 2 4
17、(mg/L ) (mg/L)(mmol/L) CO 2 - 3 (mg/L) 2坑中地表水2007年6月20日286.07165.0413.87922.6412985.341853.34128.962.11310.57 1BK3孔(地下水)2007年6月20日312.09120.0108.911345.4217547.751505.29268.674.40342.28 3XK11孔(地下水)2007年6月20日328.010123.5312.221248.5318776.091461.79531.978.718121.14 续表1.4.1 水化学分析成果表 硬度 (CaCO3)mg/L 样品
18、编号 总硬度永久硬度暂时硬度 游离CO2 (mg/L) 侵蚀性CO2 (mg/L) 矿化度 (mg/L) PH值库 尔 洛 夫 表 达 式水化学类型 24832.264717.68114.582.130.024198.978.08 Cl90 CO20.002M24.2 Na75Mg18 ClNa 15811.45520.63290.772.130.027780.998.11 Cl93 CO20.002M27.8 Na76Mg21 ClNa 35920.25228.31691.892.130.034417.518.16 Cl92 CO20.002M34.4 ClNa 8 Na78Mg18 表1.
19、4.2 环境水对混凝土腐蚀性判定表(依据GB50287-99) 地表水地下水 腐蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀性界限指标 试验指标腐蚀程度评价试验指标腐蚀程度评价 溶出型 HCO3-含量 (mmol/L) 1.07,无腐蚀2.11无腐蚀4.48.72无腐蚀 一般酸性型PH6.5,无腐蚀8.08无腐蚀8.118.16无腐蚀分解类 碳酸型侵蚀性CO2含量(mg/L)15,无腐蚀0.0无腐蚀0.0无腐蚀 分解结 晶复合 类 硫酸镁型 Mg2+含量 (mg/L) 1000,无腐蚀 10001500,弱腐蚀 922.64无腐蚀 1248.531 345.42 弱腐蚀 结晶类硫酸盐型 SO42-含量 (m
20、g/L) 普通水泥 5001000,强腐蚀 抗硫酸盐水泥 3000,无腐蚀 1853.34 对普通水泥强腐蚀 对抗硫酸盐水泥无腐蚀 1461.791 505.29 对普通水泥强腐蚀 对抗硫酸盐水泥无腐蚀 9 表1.4.3 环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价表(依据GB50021-2001) 水的类别 Cl- 含量(mg/L) (试验指标) SO 含量(mg/L) 2 - 4 (试验指标) 折算后Cl- 含量 (mg/L) 长期浸水干湿交替 地表水12985.341853.3413448.68Cl-5000mg/L,弱腐蚀Cl-5000mg/L,强腐蚀 BK3孔(地下水)17547.751
21、505.2917924.07Cl-5000mg/L,弱腐蚀Cl-5000mg/L,强腐蚀 XK11孔(地下水)18776.091461.7919141.54Cl-5000mg/L,弱腐蚀Cl-5000mg/L,强腐蚀 表1.4.4 环境水对钢结构腐蚀性评价表(依据GB50021-2001) 水的类别PH 值Cl- 含量(mg/L) SO含量 2 - 4 (mg/L) (Cl- +SO)含量 2 - 4 (mg/L) 腐蚀性评价 地表水 8.0812985.341853.3414838.68 BK3 孔(地下水) 8.1117547.751505.2919053.04 PH 值 311,(Cl-
22、 +SO)含量500mg/L 2 - 4 中等腐蚀性 10 XK11 孔(地下水) 8.1618776.091461.7920237.88 11 2 工程地质条件 2.1 蓄水池工程地质条件 2.1.1地质结构 在勘探深度范围内,工程区地层由人工吹填砂壤土,第四系全新统 海相沉积的壤土、淤泥质壤土、砂壤土、粉砂,第四系上更新统陆相沉 积的壤土、砂壤土、粉砂等组成,为多层地质结构。各土层分布情况见 附图 CGC-D-02CGC-D-04。 2.1.2 地基土物理力学性质 本次勘探对蓄水池地基土采取了原状样、扰动样、地表水和地下水 样,现场进行了标准贯入试验、静力触探、十字板剪切试验等原位测试。
23、室内进行了常规土工试验、三轴固结不排水剪、三轴不固结不排水剪、 无侧限抗压强度、有机质含量、灵敏度和水质分析等试验。对各土层的 物理力学指标分别进行了分析和统计。在物理力学指标统计过程中,根 据规范和工程地质手册中数据统计的规则,首先剔除了离散性较大的数 值,然后计算其平均值和标准差,并列出了试验组数和范围值。各土层 颗粒分析试验成果统计见表 2.1.1。各土层物理力学性质指标统计成果 见表 2.1.2表 2.1.4。原位测试成果统计见表 2.1.5表 2.1.7。 各土层主要物理力学特征如下: (1)人工填土 砂壤土:为吹填而成,呈湿饱和状态,较松散,土质不均,平均 粘粒含量 7.9%,相对
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