安丘市下株梧水庫壩基工程地質評價

江寧寧，張曉明，譚濤

（1.安丘市下株梧水庫管理局，山東安丘 262125；2.安丘市水利局，山東安丘 262100；3.安丘市大汶河旅游開發(fā)區(qū)，山東安丘 262100）

安丘市下株梧水庫壩基工程地質評價

江寧寧1，張曉明2，譚濤3

（1.安丘市下株梧水庫管理局，山東安丘 262125；2.安丘市水利局，山東安丘 262100；3.安丘市大汶河旅游開發(fā)區(qū)，山東安丘 262100）

分析了安丘市下株梧水庫壩基巖性分布規(guī)律，并對壩基地質和地震液化進行了評價。

安丘市；下株梧水庫；病險水庫；壩基地質；除險加固

安丘市下株梧水庫是一座具有防洪、灌溉、水產養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫，流域面積32萬km2，總庫容1 634萬m3，興利庫容942萬m3，水庫為百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核。水庫主要樞紐工程為大壩，放水洞、溢洪閘。由于工程建于50年代初，受當時技術條件限制，工程邊設計邊施工，工程質量差，又經過幾十年的運行，水庫存在安全隱患，為此對水庫壩基地質進行分析評價。

安丘市下株梧水庫壩址區(qū)地貌可分為丘陵和河谷地貌兩類，大壩樁號0+000～0+230、0+ 510～0+558段為殘丘段，巖體裸露，壩體直接坐落在風化的礫巖上。樁號0+230～0+320、0+470～ 0+510段為谷坡段，沉積第四系坡積、洪積堆積物。樁號0+320～0+470段為河谷地貌，沉積有厚層的第四系沖積物。大壩齒墻截滲范圍為樁號0+320～0+470，其余壩段僅做了表層處理。清基底寬為6.0 m。

1 壩基第四系松散堆積層及分布

1.1 河谷段（樁號0+320～0+470）

1.1.1 地層巖性及分布規(guī)律

1）河床。河床主要分布在樁號0+410～0+470段，主要巖性為①層細礫。①層細礫（Q4al）：灰褐色，松散，飽和。該層干密度為1.6 g/cm3，相對密度0.31～0.55，厚度約1.5 m，層底高程為97.09 m。該段建有齒墻截滲。

2）灘地段（樁號0+320～0+410）。該段分布有②層黏土質細砂，③層壤土夾碎石。

②層黏土質細砂（Q4al）：褐色，稍密，飽和，該層厚度0.9 m，層底高程為97.10 m。該層僅分布在現(xiàn)壩頂樁號0+350附近。③層壤土夾碎石（Q4dl+pl）：紫褐色，該層厚度1.2～2.3 m，層底高程為94.80～95.58 m。在樁號0+320～0+410段建有齒墻截滲。

1.1.2 工程地質評價

通過對原壩軸線樁號0+400處鉆孔進行現(xiàn)場注水試驗，樁號0+320～0+470段壩體壤土與基巖接觸帶滲透系數為3.88×10-6cm/s，為弱透水性，清基較好，不存在壩基滲透和接觸沖刷問題。

1.2 谷坡段

1.2.1 地層巖性及分布規(guī)律

谷坡段主要分布在0+230～0+320（該層只在新壩軸線處見到，原壩軸線因清基，該層缺失）和0+470～0+510段，主要巖性為③層壤土夾碎石；壤土夾碎石在0+490斷面可能貫通整個壩體。

③層壤土夾碎石（Q4dl+pl）：紫褐色，該層厚度0.4.～1.0 m，層底高程為96.50～100.39 m。

1.2.2 工程地質評價

③層壤土夾碎石：該層在樁號0+230～0+320段已清基，不存在壩基接觸沖涮問題，樁號0+470～ 0+510段滲透系數為7.87×10-4～1.66×10-3cm/s，為中等透水性，該段未截滲，存在壩基滲透和接觸沖刷問題，建議采取截滲等工程處理措施。

2 壩基基巖分布及地質評價

2.1 地層巖性特征及分布規(guī)律

礫巖：成灰紫色，原巖為安山質火山角礫熔巖，礫石粒徑一般在1.0～4.0 cm，最大7.0 cm，巖芯成碎塊、短、長柱狀，柱長一般5～30 cm，局部發(fā)育高傾角閉合裂隙，透水率0.79～14.39 Lu，為微～中等透水性。礫巖抗風化能力較差，根據其風化程度不同分別描述如下：

全風化帶：嚴重風化褪色，呈灰褐色、灰紫色，原巖結構全部破壞，呈礫質土狀，厚度一般0.20～1.90 m。

強風化帶：灰紫色、紫色，巖芯破碎成塊狀或碎屑狀，手掰易碎，原巖結構依稀可見，厚度一般0.20～5.50 m。

中等風化帶：灰紫色，致密堅硬，巖石較完整，巖心一般呈5～30 cm柱狀。局部發(fā)育高傾角閉合裂隙，該層未揭穿，揭示厚度一般09～8.5 m。

2.2 工程地質評價

本次在現(xiàn)壩頂及下游壩坡布置兩條物探剖面，物探資料顯示，在壩頂及下游壩坡均未發(fā)現(xiàn)破碎帶，但在樁號0+470～0+520段深度21.0～ 28.0 m范圍內，存在視電阻率低阻異常區(qū)域。根據物探結果，在樁號0+490現(xiàn)壩頂及原壩軸線處理勘探鉆孔，鉆孔資料顯示，該處上部巖體為強風化帶，巖石破碎，厚度約2.0 m，下部揭露為中等風化狀完整巖石。

綜合分析認為，該處上部巖石風化劇烈，巖石破碎，下部為中等風化狀，巖石完整。

根據壩體壤土與基巖接觸帶注水試驗資料，樁號0+520～0+558段滲透系數為3.34×10-4cm/s，為中等透水性，存在壩基滲漏問題，應采取工程處理措施。

根據壓水試驗資料，基巖全風化帶、強風化帶、中等風化帶一般具弱透水性。樁號0+040～0+ 470段壩基巖石透水率為1.73～9.01 Lu，具弱透水性，大壩樁號0+470～0+520段基巖上部巖石角破碎，透水率為14.39 Lu，存在壩基滲漏問題。

綜合以上評價，建議對0+470～0+558壩段采取截滲等工程處理措施。

3 地震液化評價

下株梧水庫處于地震基本烈度8度區(qū)，按8度區(qū)地震對壩基砂進行地震液化判斷。

3.1 初判

1）根據地層時代判別。河床段壩基為第四系全系統(tǒng)沖積細礫，根據《水利水電工程地質勘查規(guī)范》（GB50287-99），存在地震液化的可能性。

2）根據顆分資料判別。經過對該層探抗取樣分析，其粒徑大于5 mm的顆粒含量的質量百分率小于70%，且粒徑小于0.005 mm的顆粒含量小于18%，存在地震液化的可能。

綜合上述初判結果，判定壩基①層細礫存在液化可能。

3.2 復判

壩基砂相對密度為0.31～0.545，因此，壩基砂在8度地震情況下，有發(fā)生液化的可能，經對壩基細礫進行液化判別，壩基砂為液化土。

此外，下游壩坡進行了多次幫坡，巖性為碎石土，沒有經過輾壓，結構為松散狀態(tài)，在地震情況下，存在發(fā)生震陷的隱患。

4 滲透變形

對壩基分布的第四系松散堆積層滲透變形分析如下：

4.1 滲透變形類型確定

依據《水利水電工程地質勘察規(guī)范》GB50287-99附錄M，土的滲透變形形式判別。

經計算判別，③層壤土夾碎石的滲透變形類型為流土。根據顆粒分析資料，判定①層細礫的滲透變形類型均為管涌。

4.2 允許水力比降計算

依據《水利水電工程地質勘察規(guī)范》GB50287-99附錄M，管涌型的臨界水力比降公式計算，安全系數取1.5，根據計算結果及工程類比，建議①層細礫允許水力比降采用0.14，③層壤土夾碎石允許水力比降采用0.50。

（責任編輯 趙其芬）

TV697

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1009-6159（2014）-10-0040-02

2014-08-12

江寧寧（1979—），女，工程師