辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程地質(zhì)勘察分析與評(píng)價(jià)

陳夫鑫（棗莊市水利綜合服務(wù)站，山東 棗莊 277800）

辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程地質(zhì)勘察分析與評(píng)價(jià)

陳夫鑫
（棗莊市水利綜合服務(wù)站，山東 棗莊 277800）

【摘要】結(jié)合山東省棗莊市辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程，闡述了水庫(kù)工程概況、工程區(qū)地質(zhì)條件以及水庫(kù)存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題，并依據(jù)勘察結(jié)果給出分析與評(píng)價(jià)，提出相應(yīng)的處理建議。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)擴(kuò)建工程；工程地質(zhì)勘察；分析評(píng)價(jià)；壩基滲漏

棗莊市辛莊水庫(kù)于1960年建成蓄水，屬淮河流域南四湖水系，壩址以上流域面積17.5 km2。辛莊水庫(kù)現(xiàn)狀為?。?）型水庫(kù)，興利水位為195.3m，校核洪水位199.5m。擴(kuò)建辛莊水庫(kù)的主要任務(wù)是解決水庫(kù)灌區(qū)用水、保障附近農(nóng)村居民引水安全、提高區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)和改善流域內(nèi)河流生態(tài)環(huán)境。

1　工程區(qū)域地質(zhì)勘察分析

庫(kù)區(qū)屬泰沂山脈西南麓，地形復(fù)雜多樣，山地丘陵多，平原少，東部為海拔500 m以上的群山區(qū)；西部為海拔100m以下的低山丘陵和山前傾斜平地。區(qū)域內(nèi)北、東部高，南及西部低，最低處海拔為80m，相對(duì)高差為540m。北部和南部多為丘陵區(qū)，其走向多呈東西向；東西向山系之間的分布著長(zhǎng)條形單斜斷塊谷地，其走向與山脈走向基本一致，地勢(shì)東高西低，處于自然傾斜狀態(tài)。

本區(qū)地處沂沭斷裂帶以西、白彥隆起的南翼，地層屬華北地層區(qū)、魯西地層分區(qū)、徐州-宿縣地層小區(qū)，太古界的變質(zhì)巖系，元古界前震旦系，古生界的寒武、奧陶系和新生界第四系均有分布，侵入巖主要分布在該區(qū)的北部分布?；鶐r大面積出露，第四系分布在山間谷地及山間盆地低洼處。

2　庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1基本地質(zhì)條件

水庫(kù)東、西側(cè)多為丘陵，西部丘陵海拔高度為318.20～337.60m，總體上呈西北、東南走向，由前震旦系碳酸鹽巖夾碎屑巖、火成巖構(gòu)成；東部丘陵海拔高度為318.00～360.00m。庫(kù)區(qū)內(nèi)地層主要為第四系地層及火成巖，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北西向斷裂、近東西向斷裂為主。

2.2水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題

1）庫(kù)區(qū)滲漏。庫(kù)區(qū)山體寬厚、庫(kù)周及庫(kù)底巖石透水性差、庫(kù)周地下水位高于擴(kuò)建后的正常蓄水位、沒(méi)有大規(guī)模導(dǎo)水性斷裂通向庫(kù)外，不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題。

2）水庫(kù)浸沒(méi)。由于庫(kù)區(qū)組成庫(kù)岸的巖體多為透水性差的侵入巖體，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，地表水排泄暢通，庫(kù)區(qū)周邊山間相對(duì)低洼處，地形相對(duì)較高，地面高程一般高出水庫(kù)擴(kuò)容后的最高蓄水位，在興利水位條件下一般不存在浸沒(méi)問(wèn)題，僅在緊臨庫(kù)周附近可能存在浸沒(méi)問(wèn)題。

3）庫(kù)岸穩(wěn)定。庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定性較好，擴(kuò)容后庫(kù)水位的抬高，可能會(huì)造成庫(kù)岸局部小規(guī)模坍塌，但不會(huì)產(chǎn)生較大規(guī)模的庫(kù)岸再造。

4）固體徑流淤積。水庫(kù)固體徑流主要來(lái)源是庫(kù)區(qū)周圍風(fēng)化巖碎屑，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，分水嶺處出露基巖全風(fēng)化厚度為1.0～1.5m，并且山坡較陡，暴雨季節(jié)風(fēng)化的巖石顆粒及碎塊極易被地表徑流帶入庫(kù)內(nèi)。

5）誘發(fā)地震情況。水庫(kù)地處構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定地塊，無(wú)深大斷裂穿過(guò)壩址，勘察區(qū)地層穩(wěn)定，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于60 MPa，強(qiáng)度完全能夠承載水庫(kù)蓄水后產(chǎn)生的水壓力；庫(kù)區(qū)地下也沒(méi)有吸水礦物存在，不存在地下水深部循環(huán)的地質(zhì)條件，地下應(yīng)力場(chǎng)改變輕微。從以上分析，水庫(kù)產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性較小。

3　水庫(kù)工程地質(zhì)條件分析

3.1壩體工程地質(zhì)條件

1）勘察結(jié)果對(duì)均質(zhì)壩土料質(zhì)量評(píng)價(jià)如表1。

2）大壩壩前上游壩坡干砌石護(hù)坡質(zhì)量較好。大壩后坡壩面及壩腳均設(shè)置護(hù)坡，并設(shè)置橫向排水溝，符合要求。

表1黏粒含量、塑性指數(shù)、滲透系數(shù)評(píng)價(jià)

表2壓實(shí)度評(píng)價(jià)

表3壩基地層巖性評(píng)價(jià)

3）大壩壩體土的滲透變形的判斷，根據(jù)土工試驗(yàn)壩體土滲透變形的形式為流土，壩體土的允許水力比降0.50。

3.2壩基地質(zhì)條件

1）地層巖性。根據(jù)地質(zhì)勘探揭露的結(jié)果，辛莊水庫(kù)壩基由古元古界（Pt1）全風(fēng)化~微風(fēng)化花崗巖組成，其特征描述如表3。

2）大壩壩基的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。樁號(hào)0+262～0+387段分布著一層厚0.3～0.5m的淤泥質(zhì)壤土，屬軟弱土層，對(duì)壩體抗滑穩(wěn)定不利，建議采取蓋重或壩后排水等工程措施處理。壩基下伏③-1淤泥質(zhì)壤土、③-2黏土、④-1層全風(fēng)化花崗巖、④-2層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、④-3層中風(fēng)化花崗巖，各巖層透水性如表3所示。水庫(kù)壩基土層部分均為弱透水層，滲漏量較小。根據(jù)上述分析結(jié)果，壩基主要為淤泥質(zhì)壤土、黏土和花崗巖，淤泥壤土和黏土具弱～極弱透水性，花崗巖全、強(qiáng)風(fēng)化層具中等透水性，中等風(fēng)化層具弱透水性，淤泥質(zhì)壤土主要分布在樁號(hào)0+262～0+387范圍且貫通上下游。上游水位采用按擴(kuò)容后興利水位200.60m時(shí)，下游水位采用壩后地面平均高程181.00m，水頭差為19.60m。計(jì)算得到大壩興利庫(kù)容為642.6萬(wàn)m3，大壩壩基年滲漏量約19.63萬(wàn)m3，占興利庫(kù)容的3.05%。由于④-1層全風(fēng)化花崗巖的透水率為32.80Lu，④-2層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖透水率為58.3Lu，均具中等透水性，建議對(duì)壩基進(jìn)行帷幕灌漿，灌漿深度進(jìn)行入中風(fēng)化花崗5.0m。

總之，通過(guò)以上分析可知，水庫(kù)區(qū)基本不存在水庫(kù)滲漏、浸沒(méi)、庫(kù)岸失穩(wěn)和水庫(kù)誘發(fā)地震等工程地質(zhì)問(wèn)題。庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件良好，雖部分區(qū)域地質(zhì)條件有問(wèn)題，但影響程度較小，對(duì)水庫(kù)擴(kuò)建工程施工設(shè)計(jì)基本沒(méi)有影響?，F(xiàn)狀壩體為壤土均質(zhì)土壩，滲透系數(shù)在3.72×10-5～9.19×10-6cm/s之間，具弱透水性；壓縮系數(shù)在0.257～0.514之間，大部具中等壓縮性；壓實(shí)度平均0.93，不滿足設(shè)計(jì)要求；壩頂分布厚0.8～2.0 m厚貫通上下游的中砂，存在滲漏問(wèn)題。

壩基主要為淤泥質(zhì)壤土、粘土和花崗巖，淤泥壤土和黏土具弱～極弱透水性，花崗巖全、強(qiáng)風(fēng)化層具中等透水性，中等風(fēng)化層具弱透水性，淤泥質(zhì)壤土主要分布在樁號(hào)0+262～0+387范圍且貫通上下游。

（責(zé)任編輯趙其芬）

【中圖分類號(hào)】TV697

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-07-0043-02

收稿日期：2015-02-24

作者簡(jiǎn)介：陳夫鑫（1978—），男，工程師