老窖溪水庫大壩河床段心墻地基工程地質條件探析

景隨心

（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院，重慶 400020）

水庫存在壩體填筑質量差，壩基處理不徹底，大壩心墻防滲體及壩基存在滲漏等工程地質問題，需對大壩進行防滲加固處理確保水庫安全，這就需要全面掌握水庫壩基的地址狀況，確保加固工作可以取得良好效果[1]。本文針對老窖溪水庫大壩河床段心墻地基工程地質條件進行分析及評價。

1 工程概況

黔江老窖溪水庫位于重慶市黔江區石會鎮境內石會河上游，是以場鎮供水和農業灌溉為主，兼顧農村人蓄用水等綜合利用的中型水利工程，工程初步設計從2012年10開始，2013年9月樞紐工程開始動工，2014年11月完成大壩心墻基槽開挖，2015年10月完成大壩主體施工。設計壩型為心墻石渣壩，設計最大壩高68.2 m，壩頂高程542.2 m；水庫設計正常蓄水位541.0 m，水庫總庫容約1047萬m3。

2 地質情況

壩基原始地形為河床相對較寬闊、兩岸為突出較單薄山脊之中低山峽谷地形。按設計要求開挖后，基坑平面形態呈深11.0 m～22.0 m、底寬6 m～15 m的倒梯形溝槽，其剖面形態為右較陡、左較緩不對稱“梯形”型。

壩址區主要地層為志留系下統龍馬溪組（S1ln）：為黃綠色、深灰色水云母質頁巖、砂質、炭質頁巖夾泥質粉砂巖、石英粉砂巖，粉砂泥質結構，頁理構造，局部交錯層理發育；含砂質團塊，局部巖相變化較頻繁。壩址構造上位于N40°E的郁山背斜南東翼、桑柘坪（八面山）向斜北西翼，工程區斷裂不發育。

當大壩開挖中壩基巖體基本全部揭露時，對心墻及兩側邊坡進行地質編錄，確認河床段巖石與左右兩岸巖體正常連接，壩區上游河床巖層近較平緩，檢查鉆孔揭示下部巖體巖層產狀趨于平緩，都是屬于正常基巖。壩址位于次級小背斜核部及兩翼，大致以0+80為背斜軸，南東翼較陡、北西翼較緩的不對稱小背斜，巖層產狀。

在右岸基槽見寬0.2 m的f1小斷層外，河床與左岸基槽未見斷層；f1斷層破碎帶寬0.2 m，為靡棱巖，泥質半膠結，斷距較小，影響也很小；基坑發育4組節理，河床裂隙發育，節理間距一般0.3 m～0.6 m，局部密集，巖體完整性屬較差～較完整。

河床段巖層產狀變化較大，從近水平狀到近直立均有出露，揉皺、層間剪切錯動破碎帶較多，層間多夾有團塊狀、眼狀，直徑在10 cm～20 cm之間的近橢圓破碎體，巖體擠壓破碎嚴重，為碎塊狀，破碎帶物質為糜棱巖、碎裂巖、碎塊夾泥，未膠結，多呈散體狀，部分層面見擦痕。

3 地質構造分析

根據壩區揭露的地質構造現象進行地質應力分析，小背斜軸線方向大致為N50°E，與區域構造發育方向基本一致，背斜傾伏端巖體中多產生大量的扇狀張裂隙，說明傾伏端有應力集中區[2]。

在壩址區軟硬相間的頁巖巖組中，其傾伏端應力消失，是以層間錯動或者層間擠壓大方式破壞巖體，并完成力的消失，這說明壩區破碎的巖體不是下游滑坡巖體，而是由此小背斜構造引起的；背斜構造兩翼巖層的滑動方向是上層相對下層向背形的轉折端滑動，層間夾有少量軟弱層，由于層間滑動可在其中形成層間的不對稱層間劈理破碎帶，在河床壩基巖層中順層面產生的大量破碎帶夾層由此小背斜而產生。

壩址區含砂質巖層屬于較脆巖體，在強硬層的彎曲褶皺轉折端易形成鞍狀虛脫空間，被破碎帶物質糜棱巖、碎裂巖、碎塊夾泥等充填。壩區巖體主要是以N50°E為軸線的構造，應力方向從兩岸NW與SE向河床方向擠壓，從而形成了f1斷層與小背斜構造。

4 壩基評價

根據各階段試樣強度試驗結果分析，河床基槽弱風化巖石干抗壓強度23.8 MPa～25.4 MPa，平均值24.8 MPa，飽和抗壓強度范圍值16.9 MPa～19.8 MPa，平均值17.7 MPa，軟化系數0.71，對應承載力 1.2 MPa～1.4 MPa。

河床聲波孔測試成果顯示河床高程475.5 m以上縱波速度 2400 m/s～2800 m/s，完整性系數 0.42～0.52，屬較破碎；高程475.5 m以下縱波速度2700 m/s～3500 m/s，完整性系數0.48～0.81，屬較破碎～完整。基槽巖體結構右岸0+000 m～0+075 m、河床0+075 m～0+117.0 m為中厚層狀夾薄層狀結構，河床0+117.0 m～0+126.2 m為薄層狀夾碎裂結構，左岸0+126.2 m～0+211 m為中厚層結構。工程地質分類右岸河床為CⅣ，左岸為CⅣ～Ⅲ。心墻地基巖體工程地質條件與前期勘察資料基本一致，巖體抗滑、抗變形性能較差，對CⅣ巖體經采取適當工程加固措施處理后滿足設計要求[3]。

在河床段開挖施工中，采取分層逐次開挖至480.5 m高程，發現該段心墻地基地質條件較好，能滿足設計要求。由原高程474 m抬高至477.5 m～478.5 m，除局部破碎帶外，地基為弱風化中上部較完整頁巖，質量基本滿足設計要求；經對地基采取清除松動碎塊、對破碎帶采取清挖、混凝土置換處理，并對整個地基采取加強固結灌漿處理后建基。瀝青混凝土心墻軸線剖面圖見圖1。

圖1 瀝青混凝土心墻軸線剖面圖

5 結論及建議

結合文中老窖溪水庫壩基評價結果，對壩基處理工程提出建設性建議。

（1）對地基局部存在的小斷層f1、擠壓破碎帶、節理裂隙密集帶、泥化夾層采取刻槽、砼置換處理。

（2）對河床與右岸心墻地基應進行固結灌漿處理，灌漿深度為基面下8 m。

（3）對基坑地下水采取引排、混凝土封堵處理。

綜上所述，在對水庫工程建設及除險加固過程中，應加強對水庫壩址地基的勘察，全面掌握水庫地質情況，為水庫的安全性提供可靠性依據。