李金水庫工程地質(zhì)分析與評價(jià)

孫 凱

（綏中縣水利技術(shù)推廣站，遼寧 綏中 125200）

李金水庫工程地質(zhì)分析與評價(jià)

孫 凱

（綏中縣水利技術(shù)推廣站，遼寧 綏中 125200）

李金水庫自建成后，為大王廟鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。但由于工程興建在70年代，施工采用大規(guī)模的群眾運(yùn)動(dòng)施工方式，施工質(zhì)量難以得到很好的控制，致使工程在建設(shè)和運(yùn)行過程中存在著一些不安全因素。工程投產(chǎn)運(yùn)行至今已進(jìn)入老化期，以致水庫一直被限制蓄水帶病運(yùn)行，嚴(yán)重影響了工程效益的正常發(fā)揮，并對下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅。水庫壩址區(qū)域地質(zhì)概況、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件天然建筑材料條件進(jìn)行了分析與評價(jià)。

壩段；地質(zhì)；評價(jià)；李金水庫；綏中縣

1 水庫概況

李金水庫位于遼寧省綏中縣大王廟鎮(zhèn)境內(nèi)小黃村王寶河支流上，是以調(diào)洪、灌溉為主，供水、養(yǎng)魚為輔的小（1）型水庫。壩址處地理坐標(biāo)E119°57′27″，N40°25′02″。李金水庫位于王寶河支流上，該支流發(fā)源于大王廟鄉(xiāng)黃羊村老秦家北五花大頂，發(fā)源地至入河口全長56.50 km，壩址以上河長15.70 km，控制流域面積29.20 km2，河道比降 24.10‰。

水庫始建于1974年 8月，由當(dāng)時(shí)的大王廟人民公社組織農(nóng)民建設(shè)，1977年 5月竣工。設(shè)計(jì)單位是綏中縣水利局，原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為500 a一遇。原設(shè)計(jì)中：死水位109.50 m，死庫容44.22萬 m3；正常高水位118.00，正常高水位庫容397.09萬 m3；設(shè)計(jì)洪水位122.45 m，設(shè)計(jì)洪水位庫容736.23萬 m3；校核洪水位124.55 m，校核洪水位庫容930.19萬m3。李金水庫工程等別為 IV等，永久性水工建筑物級(jí)別為 4級(jí)。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水洞3部分組成。土壩為黏土心墻砂殼壩。溢洪道為開敞式寬頂堰。

2 工程地質(zhì)分析與評價(jià)

2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

李金水庫位于綏中縣大王廟鎮(zhèn)境內(nèi)，地貌類型屬低山丘陵區(qū)。壩址處為一“U”型河谷，河谷寬約300 m，左岸較陡，巖石裸露；右岸較緩，多為坡積物覆蓋。壩址區(qū)以上兩岸山體雄厚，下游河谷逐漸開闊，地貌逐漸向丘陵區(qū)過渡。

李金水庫修建時(shí)正值“文革”時(shí)期，原始設(shè)計(jì)資料所剩無己，沒有地質(zhì)資料。本次地質(zhì)評價(jià)主要根據(jù)水庫運(yùn)行現(xiàn)狀結(jié)合現(xiàn)場勘察及詢問水庫知情人士得出。查《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》GB18306—2001，李金水庫所在地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震反應(yīng)譜特征周期0.45 s，場地地震基本烈度為Ⅵ度，建筑物設(shè)計(jì)地震烈度為Ⅵ度。

2.2 壩區(qū)工程地質(zhì)條件

2.2.1 攔河壩工程地質(zhì)條件

李金水庫整體座落于燕山期侵入的流紋巖巖體之上，地貌為中低山間丘陵，總體地質(zhì)條件簡單，區(qū)域穩(wěn)定性良好。水庫大壩為黏土心墻砂殼壩壩型，防滲體為黏土心墻，筑壩材料依次為心墻、砂卵石，壩基防滲型式采用截水槽。經(jīng)現(xiàn)場挖探坑，測得心墻填筑頂高程為124.00 m，壩頂防浪墻坐落在心墻上。水庫大壩壩基為燕山期早期侵入的流紋巖，巖體為灰褐色，風(fēng)化較強(qiáng)，建壩時(shí)壩基已清至強(qiáng)風(fēng)化帶下部，接近中等風(fēng)化帶，下部裂縫不發(fā)育，地基穩(wěn)定性較好。大壩左側(cè)山體坡度較陡，風(fēng)化嚴(yán)重。出現(xiàn)風(fēng)化殘坡堆積物坍塌現(xiàn)象［1］。李金水庫壩肩結(jié)合較好，經(jīng)過多年運(yùn)行未發(fā)現(xiàn)有繞壩滲漏問題。

2.2.2 溢洪道工程地質(zhì)條件

李金水庫溢洪道工程于1976年建成，開挖在大壩左側(cè)山體上，是由人工沿山坡爆破開挖而成，為開敞式溢洪道，斷面為矩型，進(jìn)口底高程為118.00 m，寬度為16.00 m，全長236.00 m。溢洪道地基巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，大部分位于強(qiáng)風(fēng)化帶中，局部有全風(fēng)化。兩側(cè)邊坡巖石一般為強(qiáng)風(fēng)化，坡角較陡，巖體裂隙發(fā)育，性狀較差，巖體較破碎，溢洪道邊坡局部見有坍塌及掉塊現(xiàn)象，邊坡穩(wěn)定性較差，建議進(jìn)行削坡錨固處理。由于溢洪道是沿自然山坡自流消能，泄洪時(shí)直沖刷壩腳，建議溢洪道出口做消能設(shè)施及導(dǎo)流墻。

2.2.3 輸水洞工程地質(zhì)條件評價(jià)

李金水庫輸水洞基礎(chǔ)巖石為流紋巖，節(jié)理、裂隙不發(fā)育。全長150.00 m，為壓力隧洞，直徑1.00 m，進(jìn)口高程為109.50 m，在輸水洞進(jìn)口安裝1.8 m× 1.8 m的平板閘門一扇，配有啟閉機(jī)，輸水洞出口設(shè)有閘閥和消力池，但經(jīng)多年運(yùn)行，輸水洞進(jìn)出口啟閉設(shè)備均破損嚴(yán)重，已經(jīng)不能正常使用。

2.3 天然建筑材料評價(jià)

李金水庫除險(xiǎn)加固工程土料、砂礫石料、塊石料當(dāng)?shù)貎?chǔ)量較小，但外購可以滿足工程用量，料場均有公路相通，只是上壩路較窄，路面高低不平。土料、砂礫石料及塊石料質(zhì)量均較好，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足或基本滿足規(guī)范要求。

2.3.1 土料分析

根據(jù)設(shè)計(jì)提供，本工程所需土料數(shù)量不大，為此在大壩上下游進(jìn)行了土料調(diào)查與勘探，可滿足本工程的土料需求。料場位于大王廟鎮(zhèn)小黃村北山，丘陵地貌，地形較開闊平坦，部分為旱地，面積較大。上部無用層厚約0.5～1.0 m，下部有用層厚2.5～3.0 m，土層較穩(wěn)定，地下水位埋藏較深，開采條件較好，有簡易公路通過，運(yùn)距約3 km。

2.3.2 石料分析

壩址區(qū)巖石一般為強(qiáng)風(fēng)化巖或弱風(fēng)化巖，巖性較差，力學(xué)強(qiáng)度不高，塊石質(zhì)量不好，儲(chǔ)量少，不能滿足工程需求。所需石料需要在綏中縣縣城南團(tuán)山子石場開采，該石場塊石質(zhì)量好，儲(chǔ)量豐富，條件較好，運(yùn)距約70 km。

2.3.3 砂與砂石料分析

壩址附近砂礫石料缺乏，本工程所需砂礫石料需要到綏中縣六股河料場購買，料場現(xiàn)有私營商業(yè)開采，水下開采，儲(chǔ)量較豐富，有公路通過，運(yùn)距約40 km。砂為中砂，成份主要為石英、長石及巖屑等，含泥量及云母含量較低，砂的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足或基本滿足規(guī)范要求，砂質(zhì)良好。礫石成份主要為火成巖、砂巖及石英等，一般為弱風(fēng)化，性狀較堅(jiān)硬，次圓或渾圓狀，粒徑一般為 2～6 cm，針片狀及軟弱顆粒少見，含泥量小，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均可滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論和建議

1）庫區(qū)內(nèi)近時(shí)期以來構(gòu)造運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定，區(qū)域穩(wěn)定性較好。本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震反應(yīng)譜特征周期 0.45s，場地地震基本烈度為Ⅵ度，建筑物設(shè)計(jì)地震烈度為Ⅵ度。

2）庫區(qū)屬山區(qū)地貌，在正常蓄水位范圍內(nèi)地形封閉。庫區(qū)未見有大的導(dǎo)水?dāng)鄬訋нB通庫外，水庫不存在永久性滲漏問題，庫區(qū)山坡多為巖質(zhì)邊坡，邊坡穩(wěn)定，不存在岸坡再造、淹沒和浸沒等問題。庫區(qū)植被較好，固體逕流甚微。

3）壩址區(qū)的地層巖性主要為流紋巖，李金水庫大壩為黏土心墻壩型，防滲體為黏土心墻。壩基及兩壩肩經(jīng)過多年運(yùn)行未發(fā)現(xiàn)有滲漏問題。

4）溢洪道是由人工沿山坡爆破開挖而成，為開敞式溢洪道，無消能設(shè)施。溢洪道底板及兩側(cè)邊坡巖石一般為強(qiáng)風(fēng)化，兩側(cè)山體坡度較陡，巖體裂隙發(fā)育，性狀較差，巖體較破碎，溢洪道邊坡局部見有坍塌及掉塊現(xiàn)象，邊坡穩(wěn)定性較差，建議進(jìn)行削坡處理。由于溢洪道是沿自然山坡自流消能，危及溢洪道出口山坡和壩腳的穩(wěn)定，建議溢洪道出口做底流消能設(shè)施及導(dǎo)流墻

5）李金水庫輸水洞為壓力隧洞，基礎(chǔ)巖石為流紋巖，節(jié)理、裂隙不發(fā)育。但經(jīng)多年運(yùn)行，輸水洞進(jìn)口啟閉設(shè)備均破損嚴(yán)重，已經(jīng)不能正常使用，建議采取有效的工程措施加以根治。

6）本工程土料、砂礫石料、塊石料采用當(dāng)?shù)亻_采和外購能滿足工程用量，且各項(xiàng)指標(biāo)均滿足或基本滿足規(guī)范要求。料場均有公路相通，但無上壩公路。

［1］余朝莊.棉花灘水電站大壩工程地質(zhì)條件與評價(jià)［J］.水力發(fā)電，2001（07）：19－21.

TV221.2

B

1007－7596（2015）03－0199－02

2014－12－17

孫凱（1976－），男，遼寧綏中人，工程師。