二郎咀水庫地質分析

□楊　輝　□許露予（河南桐柏縣水利局）

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二郎咀水庫地質分析

□楊輝□許露予（河南桐柏縣水利局）

摘要：二郎咀水庫位于桐柏縣淮源鎮董老莊村，長江流域鴻儀河支流上，水庫控制流域面積1. 30 km2，主河道長1. 60 km，大壩為均質土壩，按20年一遇洪水設計，200年一遇洪水校核，總庫容25. 00萬m3，興利庫容18. 00萬m3。位于桐柏山的西北部邊緣，構造單元上屬于淮陽地盾、伏牛-大別孤型構造帶的中部，太白頂復背復背斜的北翼，整個區域為低山丘陵區。

關鍵詞：水庫;地質;勘測;分析

0引言

本區域由元古界、中生界地層組成，自元古代到中生代漫長的地質時期內處于隆起狀態，經受風化剝蝕作用，未接受任何沉積，中生代中期燕山運動波及本區，使其發生顯著的斷裂構造，沿斷裂伴隨有大量的巖漿侵入。

據區域地質資料，該區雖受多次構造運動的影響，但該區歷史上無強震，近期發震震級較小，強度低，活動性差，區域穩定性較好。

1壩址區工程地質及水文地質條件

1.1壩址區工程地質條件

1.1.1地形地貌

壩址所處位置為低山區，左壩肩山坡自然坡度約30~40°，山頂高程216.17 m；右壩肩山坡自然坡度50~60°，山頂高程為220.37 m，壩址區河流方向20°，河流與壩軸線垂直，河寬70. 00~80.00 m，為“U”型河谷。

1.1.2地層巖性

壩址區的地層較單一，主要為華力西期花崗巖及第四系松散堆積層。

1.1.2.1花崗巖（γ4）

灰白色、斑狀結構、塊狀構造，礦物成份以正長石、斜長石、石英等淺色礦物為主，含少量角閃石、黑云母等暗色礦物，地表出露的巖石多為強風化，主要分布于庫區。

1.1.2.2含礫粉質粘土(Qel+dl)：

分布于庫區河床中，褐黃色，濕，可塑狀態，含少量鐵錳質氧化物，土中夾礫石，碎石粒徑大小不一，一般3～5 cm，呈棱角狀。1.1.2.3壩體土（rQ）

非粘性土：填筑材料為風化砂，主要分布于高程213.68～214.40 m以上。黃色，稍濕，結構稍密，由粗砂組成，含泥質、碎石。泥質含量10.00～17.00%。

粘性土：主要分布于高程213.68～214.40 m以下，填筑材料為粉質粘土及重粉質壤土，褐黃色，可塑～硬塑狀態，含鐵錳結核、風化砂及少量礫石。

1.2壩址區水文地質條件

壩址區地下水類型主要為分布于山區的基巖裂隙水和分布于溝谷中的孔隙潛水。

1.2.1基巖裂隙水

基巖裂隙水受構造及巖石裂隙發育程度的控制，接受大氣降水入滲補給，向分水嶺兩側及低凹處運移排泄，花崗巖裂隙水不發育。

1.2.2松散巖類孔隙潛水

主要為埋藏于河槽含礫粉質粘土中孔隙潛水，水文地質條件較簡單，接受大氣降水入滲補給，向低凹處運移排泄。

1.3壩基工程地質及水文地質條件評價

大壩壩基由左壩肩、河槽段及右壩肩組成。

1.3.1左壩肩（樁號0+000～0+060）

左壩肩山體坡度30~40°，巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，巖石破碎，巖石透水率5.60Lu，弱透水，工程地質條件較好。1.3.2河槽段（樁號0+050～0+120）

河槽段壩基巖性上部為含礫粉質粘土，厚1.50~3.00 m，壓縮系數αV1-2=0.21 MPa-1，中等壓縮性，滲透系數K=4.76×10-4cm/s，中等透水，存在壩基滲漏問題。下部巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，巖石破碎，巖石透水率7.25 Lu，弱透水，工程地質條件較好。

由于壩體與壩基接觸部位防滲處理較差，在樁號0+050～0+120段下游有滲水現象，通過對接觸帶進行注水試驗，滲透系

右壩肩（樁號0+120～0+148）：右壩肩山體坡度50~60°，巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，巖石透水率6.14 Lu，弱透水，工程地質條件較好。

2壩體質量檢查

2.1壩體存在的險情

大壩壩基河槽段存在滲漏問題，壩腳有明流，呈沼澤化。壩體上部有1.00 m厚的風化砂，滲透性不滿足規范要求。壩頂路面凹凸不平，迎水坡無護砌，坡腳淘刷嚴重；背水坡坡面不平整，無排水溝及排水體。

2.2壩體質量檢查控制指標

大壩為粘土心墻砂殼壩，壩頂有1.00 m厚的風化砂，壩頂高程214.68～215.40 m，最大壩高21.20 m，壩長148.00 m。非粘性土：填筑材料為風化砂，主要分布于高程213.68～214.40 m以上。高程213.68～214.40 m以下，填筑材料為粉質粘土及重粉質壤土。通過對壩體填筑材料取樣進行擊實試驗，粘性土最優含水量為17.60%，最大干密度為1.72 g/cm3。

根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》SL189-96，粘性土壓實度應為95%～97%，因此粘性土質量評價以壓實度的95%(1.63 g/cm3)進行評價。

2.3壩體質量評價

2.3.1壩體填筑質量評價

根據室內土工試驗成果，干密度范圍值1.48～1.73 g/cm3，算術平均值1.61 g/cm3，其中ρd≥1.63 g/cm3的占總數的29.60%，1.63 g/cm3＞ρd≥1.60 g/cm3的占總數的22.20%，ρd＜1.60 g/cm3的占總數的48.20%。

2.3.2壓縮性評價

根據室內壓縮試驗成果，壓縮系數范圍值0.16～0.32 MPa-1，算術平均值0.23 MPa-1；壓縮模量范圍值5.10～9.70 MPa，算術平均值7.25 MPa，中等壓縮性。

2.3.3抗剪強度評價

根據室內試驗成果，粘性土飽和固結快剪指標算術平均值C=30.40 kPa、φ=18.70°,小值平均值C=27.60 kPa、φ=17.10°。2.3.4壩體滲透性評價

粉質粘土砂粒含量(＞7.50×10-2mm)占4.00%，粉粒含量(7.50×10-2-5×10-3mm)占65.30%，粘粒含量(＜5×10-3mm)占30.70%；滲透系數算術平均值5.32×10-6cm/s，大值平均值6.94×10-6cm/s；鉆孔注水試驗滲透系數算術平均值5.07×10-5cm/s，大值平均值5.92×10-5cm/s，弱透水。

樁號0+095～0+118，高程204.00 m以下，壩體滲透系數為4.31×10-4cm/s，中等透水，據調查在高水位時壩坡出現散浸；樁號0+050～0+120段，壩體與與壩基接觸部位存在滲漏問題，應進行防滲處理。

壩體上部的風化砂層，中等透水，應進行防滲處理。

3輸泄水建筑物工程地質條件及評價

3.1溢洪道工程地質條件及評價

3.1.1基本情況

溢洪道位于大壩右側30 m處，為人工開挖開敞式溝槽，進口高程212.50 m，底寬12.00 m，最大泄流量69 m3/s。

3.1.2工程地質條件評價

兩岸邊坡，坡度較陡，坡度60～70°，岸坡巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，裂隙發育，岸坡較陡，邊坡不穩定，建議對兩岸邊坡進行削坡護砌處理，施工邊坡允許坡度值建議采用1：0.75。溢洪道底板從進口到出口巖性為強風化的花崗巖，裂隙發育，抗沖刷能力差，工程地質條件較差，應對底板進行護砌處理。

3.2輸水洞工程地質條件及評價

3.2.1基本情況

輸水洞位于大壩左端，進口為混凝土爬坡漏結構，洞身為鋼筋混凝土圓管，洞徑0.30 m，最大泄量0.08 m3/s。

3.2.2工程地質條件評價

輸水洞頂部壩體填料為粉質粘土，干密度算術平均值ρd=1.60 g/cm3，ρd≥1.63 g/cm3的占總數25.00%，壓縮系數αV1-2=0.25MPa-1，中等壓縮性；輸水洞周圍壩體滲透系數K= 2.27×10-4cm/s，中等透水，存在接觸滲漏問題。

輸水洞基礎座于強風化花崗巖中，巖石透水率5.60 Lu，弱透水，承載力特征值fak=500 kPa，工程地質條件較好。

4結論

二郎咀水庫所處位置為低山區，庫區巖性主要為花崗巖，山體雖不高，但普遍較雄厚，且分水嶺以外無大的深切谷，無大斷裂發育及通往庫外的構造破碎帶，故不存在庫水滲漏問題。

庫區山體自然邊坡多為50～60°，花崗巖完整性較好，未有大的滑坡、崩塌體等物理地質現象，庫岸基本處于穩定狀態。

由于庫區植被覆蓋較差，固體逕流物來源廣，水庫存在淤積問題。

大壩兩壩肩壩基巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，巖石透水率5.60-6.14 Lu，弱透水；河槽段壩基巖性上部為含礫粉質粘土，滲透系數K=4.76×10-4cm/s，中等透水，存在壩基滲漏問題。下部巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，巖石破碎，巖石透水率7.25Lu，弱透水，工程地質條件較好，樁號0+050～0+120段下游有滲水現象，接觸帶滲透系數為2.27-2.57×10-4cm/s，中等透水，存在接觸滲漏問題。

壩體高程213.68～214.40 m以上的風化砂，中等透水，應進行防滲處理；下部填筑材料為粉質粘土及重粉質壤土，擊實試驗最優含水量為17.60%，最大干密度為1.72 g/cm3，干密度合格率為29.60%；樁號0+095～0+118，大壩高程204.00 m以下，壩體滲透系數為4.31×10-4cm/s，中等透水，存在滲漏問題。

輸水洞周圍壩體滲透系數2.27×10-4cm/s，中等透水，存在接觸滲漏問題。輸水洞基礎座于強風化花崗巖中，弱透水，承載力特征值500 kPa，工程地質條件較好。

溢洪道岸坡巖性為花崗巖，巖石呈強風化狀態，邊坡不穩定，建議對兩岸邊坡進行削坡護砌處理，施工邊坡允許坡度值建議采用1：0.75。溢洪道底板從進口到出口巖性為強風化的花崗巖，抗沖刷能力差，工程地質條件較差，應對底板進行護砌處理。該區地震動峰值加速度為0.05 g，地震基本烈度為Ⅵ度，動反應譜特征周期0.35s，應據此設防。

（責任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-11-19

作者簡介：楊輝（1977-）女，桐柏縣水利局，工程師，主要從事水利工程施工與工程管理。book=37,ebook=44數為2.27-2.57×10-4cm/s，中等透水，存在接觸滲漏問題。

中圖分類號：P694

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）01-0036-02