學(xué)堂溝水庫工程地質(zhì)勘察情況

程慶民 季彩霞

【摘要】學(xué)堂溝水庫位于河南省桐柏縣淮源鎮(zhèn)倉房村，位于唐白河流域三夾河支流上。該水庫于1965年2月開工，1966年9月竣工。壩址以上控制流域面積2.95km2，干流長3.Okm，平均比降0.0157，水文分區(qū)為I區(qū)。水庫上游屬淺山丘陵區(qū)，流域內(nèi)植被較差。學(xué)堂溝水庫主要建筑物有大壩、溢洪道和輸水洞等，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等為一體的綜合利用?。?1）型水利樞紐工程。

【關(guān)鍵詞】學(xué)堂溝水庫；地質(zhì)勘察；加固工程

中圖分類號：TV22

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0278（2015）03-098-01

水庫大壩為粘土心墻壩，壩項長100m，壩項寬4m，最大壩高21.8m，大壩坡率上游為1：2.25，下游為1：2.0。大壩上游無護(hù)坡，下游為自然草皮護(hù)坡，壩趾無排水體。溢洪道位于左岸約31米低凹處，系開敞式明渠，梯形斷面，現(xiàn)狀進(jìn)口高程底部高程238.3m，底寬8m，目前未護(hù)砌，下游未設(shè)消能設(shè)施。輸水洞進(jìn)口段爬坡漏老化損壞嚴(yán)重。無啟閉設(shè)備。洞身為鋼筋混凝土有壓圓涵，洞徑0.4m，最大泄量0.08m3/s。大壩無水尺，無滲流和變形觀測設(shè)施，無法對大壩進(jìn)行安全監(jiān)測。大壩無管理房及專職管理人員，水庫無法正常興利運行。

進(jìn)入新世紀(jì)，我國水資源短缺狀況越加突出，充分利用學(xué)堂溝水庫攔蓄汛期洪水，滿足當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，具有重要經(jīng)濟(jì)價值。因此，對水庫進(jìn)行除險加固，充分發(fā)揮水庫的防洪蓄水及灌溉作用十分必要。

2007年5月，有關(guān)專家對該水庫大壩進(jìn)行了地質(zhì)勘探。

一、庫區(qū)工程地質(zhì)

水庫所處位置屬低山丘陵區(qū)，山體總體走向呈W-E，山坡白然坡度多在30～50。之間，多呈渾園狀，植被較好，海拔多為219.16～256m，相對高差約在30.0～50.Om。

庫區(qū)的地層較單一，主要為下加力東期花崗巖及第四系松散堆積層。

（一）花崗巖（y42）

灰白色、斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)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。巖體內(nèi)有多種巖脈穿插，以石英脈最為多見，亦有細(xì)晶巖脈及煌斑巖脈，地表出露的巖石多為強(qiáng)風(fēng)化。

（二）含礫重壤土（Qel+dl）

分布于庫區(qū)河床及沖溝中，褐黃色，濕，可塑～硬塑狀態(tài)，含少量鐵錳氧化物薄膜，水平薄層理發(fā)育。

庫區(qū)地層主要由花崗巖與含礫重壤土組成，透水性差；山體雄厚，地下分水嶺分布較高，無較大斷裂發(fā)育，無通向庫外的構(gòu)造破碎帶，故不存在庫水滲漏問題。庫區(qū)未發(fā)現(xiàn)大的滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

二、壩址區(qū)工程地質(zhì)

（一）壩體

大壩為粘土心墻壩，最大壩高21.8m，壩長lOOm。壩頂有3.0～3.lm厚的風(fēng)化砂，分布在壩頂高程238.OOm以上。大壩填筑材料主要為含礫重壤土。

粘性土填筑料：根據(jù)室內(nèi)土工試驗成果，干密度范圍值1.594～1.735g/cm3，算術(shù)平均值1.687g/cm3，其中pd≥1.636 g/cm3的占總數(shù)的88.2%，1.636g/cm3>pd≥1.600g/cm3的占總數(shù)的5.9%，pd<1.600g/cm3的占總數(shù)的5.9%。鉆孔注水試驗滲透系數(shù)算術(shù)平均值4.81×l0-5cm/s，大值平均值5.65×l0-5cm/s，屬弱透水。

風(fēng)化砂填筑料：根據(jù)室內(nèi)土工試驗成果，風(fēng)化砂干密度范圍值1.649～1.724g/cm3，算術(shù)平均值1.689g/cm3；相對密度范圍值Dr=0.523～0.737，算術(shù)平均值0.656，Dr≥0.7的占總數(shù)的33.3%。鉆孔注水試驗滲透系數(shù)算術(shù)平均值3.61×10-4cm/s，大值平均值3.81×l0-4cm/s，屬中等透水。

（二）壩基

大壩壩基由左壩肩、河槽段及右壩肩組成。

左壩肩（樁號O+000～O+015）自然坡度40～50°，巖性為弱風(fēng)化花崗巖，弱透水，承載力特征值lOOOkPa。工程地質(zhì)條件較好。

河槽段壩基巖性為弱風(fēng)化花崗巖，揭露厚度為5.Om；巖石透水率5.04～5.28Lu，弱透水；承載力特征值lOOOkPa。工程地質(zhì)條件較好。

右壩肩（樁號O+060～O+100）白然坡度30～40°，壩基巖性為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖石透水率4.26Lu，弱透水；承載力特征值lOOOkPa。工程地質(zhì)條件較好。

（三）溢洪道

溢洪道地層巖性主要加力東期花崗巖，為灰白色、斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，地表出露的巖石多為弱風(fēng)化。

兩岸邊坡，坡度較陡，坡度60°～80°，岸坡巖性弱風(fēng)化花崗巖，因溢洪道發(fā)育有一斷層，斷層帶內(nèi)巖石破碎，且?guī)r石裂隙發(fā)育，邊坡不穩(wěn)定。

溢洪道底板從進(jìn)口到出口巖性為弱風(fēng)化花崗巖，裂隙發(fā)育，在溢洪道底板處發(fā)育一斷層Fl，斷層帶寬4.Om，深6.Om，斷層帶內(nèi)巖石破碎，有糜棱巖，斷層走向262°，傾向172°，傾角65°。

（四）輸水洞

輸水洞頂部壩體填料為含礫重壤土，干密度算術(shù)平均值pd=1.687 g/cm3，pd≥1.636 g/cm3的占總數(shù)88.2%，壓縮系數(shù)dVl-2=0.26MPa-1，中等壓縮性；輸水洞周圍壩體滲透系數(shù)K=5.76×l0-5cm/s，弱透水。

輸水洞基礎(chǔ)座于弱風(fēng)化花崗巖，弱透水，承載力特征值lOOOkPa。工程地質(zhì)條件較好。

三、結(jié)論

按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94的規(guī)定，該水庫總庫容10～100萬m3，為小（II）型水庫，工程等別為5等，主要建筑物級別為5級。結(jié)合該水庫的實際規(guī)模和防洪任務(wù)，根據(jù)2007年5月編制的《河南省桐柏縣學(xué)堂溝水庫大壩安全評價報告》，結(jié)合工程地質(zhì)勘查，確定學(xué)堂溝水庫除險加固工程主要內(nèi)容為：1.大壩加固工程。包括大壩頂部風(fēng)化砂置換，上游現(xiàn)澆混凝土塊護(hù)坡，下游壩坡整修，草皮護(hù)坡，新建貼坡排水、排水溝；壩頂泥結(jié)石路而硬化。2.溢洪道護(hù)砌工程。3.輸水洞進(jìn)口段拆除重建及出口段工程。4.增設(shè)安全監(jiān)測、管理房等管理設(shè)施。5.其它工程：包括水土保持及環(huán)境保護(hù)工程。