花古水庫(kù)南、北副壩及輸水洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

袁克光

（遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000）

花古水庫(kù)南、北副壩及輸水洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

袁克光

（遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000）

提出了花古水庫(kù)壩壩體及南、北輸水洞存在的問(wèn)題，對(duì)南、北副壩工程及南、北輸水洞工程地質(zhì)條件進(jìn)行了評(píng)價(jià)，旨在為相關(guān)工程提供參考。

南、北副壩；輸水洞；地質(zhì)條件；評(píng)價(jià)

1 概述

花古水庫(kù)位于康平縣西部低山丘陵區(qū)，坐落在秀水河上。庫(kù)區(qū)地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和基巖裂隙水，枯水期地下水補(bǔ)給庫(kù)水，汛期受大氣降水和庫(kù)水補(bǔ)給。裂隙水主要賦存于強(qiáng)風(fēng)化的凝灰質(zhì)砂巖和安山巖中，第四系松散層孔隙水主要賦存于粉砂、細(xì)砂層中，略有承壓性。地下水穩(wěn)定水位高程91.70m，地下水主要以水庫(kù)滲透補(bǔ)給，區(qū)域經(jīng)流補(bǔ)給及大氣降水補(bǔ)給，排泄主要以人工開(kāi)采的方式排泄。水庫(kù)庫(kù)存量受大氣降水的補(bǔ)給量影響較大。

水庫(kù)區(qū)地處低山丘陵區(qū)與遼河平原區(qū)交匯地帶，位于遼河水系秀水河上，地形相對(duì)高差30～50m，河流曲折，河谷開(kāi)闊，谷底平坦。河床寬淺，河漫灘寬闊，兩岸山體低緩，植被不甚發(fā)育。按地貌成因及形態(tài)可分為低山丘陵，山麓斜坡堆積，河流侵蝕堆積地貌。低山丘陵：分布河谷兩側(cè)，河谷谷淺且寬闊，多呈“U”字形，脊頂多為渾圓形，樹(shù)枝狀水系，植被較發(fā)育。山麓斜坡堆積：呈不對(duì)稱帶狀分布于低山丘陵前部，為剝蝕堆積，呈緩坡臺(tái)地式向河谷傾斜，前緣與漫灘相接，后緣為近代堆積物，遠(yuǎn)處為低山丘陵地形。河流侵蝕堆積分布于河流兩岸，由河床與漫灘組成。

2 存在問(wèn)題

副壩壩體斷面較主壩小，北副壩壩體橫斷面比較規(guī)整、尺寸均勻。南副壩壩體橫斷面尺寸極不均勻，局部壩段壩頂平面在水平方向上存在一定傾斜角度，最嚴(yán)重處超過(guò)12°，在樁號(hào)0+065～0+135范圍內(nèi)的壩段背水側(cè)遭受連續(xù)損壞或坍塌，最嚴(yán)重處坍塌深0．95m。

南、北輸水洞前淤積嚴(yán)重，放水困難。閘框風(fēng)蝕水蝕嚴(yán)重，多處呈鋸齒狀，鋼筋裸露腐爛，兩側(cè)翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴(yán)重破損，海漫多處被毀，啟閉機(jī)設(shè)備老化陳舊，啟閉不靈活，閘門(mén)漏水嚴(yán)重。閘門(mén)均于大壩初建時(shí)期修建，運(yùn)用期達(dá)到報(bào)廢期限，南閘洞體已出現(xiàn)不同程度的裂縫，混凝土表面鋼筋裸露，屬帶病服役。南北輸水洞混凝土凍融剝蝕較嚴(yán)重；洞身有滲漏點(diǎn)，存在安全隱患。故輸水洞存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。

3 南、北副壩工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

3.1 南副壩

3.1.1 壩體工程地質(zhì)特征及評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，南副壩頂寬1．2m，壩上無(wú)護(hù)坡砌石，局部已被雨水沖刷破損。壩體主要由0．0～0．5m碎石混合土和粉質(zhì)黏土組成。

粉質(zhì)黏土：灰褐色、黑褐色，稍濕～濕，可塑狀態(tài)，壩身土無(wú)成層規(guī)律，隨機(jī)性較大，局部有粗砂顆粒及少量碎石。

南副壩筑壩時(shí)，其土料來(lái)源壩上游，巖性主要為粉質(zhì)黏土，其次為粉土。

從滲透性分析，筑體填筑土為粉質(zhì)黏土屬于弱透水層，其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。類比主壩對(duì)密實(shí)度的分析，南副壩壩體同主壩相類似，密實(shí)度合格率60%～80%，壩體碾壓質(zhì)量大部分合格。

綜上所述，南副壩筑壩時(shí)，其土樣就來(lái)源壩上游土料，其巖性主要為粉質(zhì)黏土，次為粉土。從滲透性分析，筑體填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。從密實(shí)度分析，南副壩體壩體同主壩相類似，密實(shí)度合格率60%～80%，壩體碾壓質(zhì)量大部分合格。

3.1.2 壩基工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，副壩壩基未見(jiàn)有較大斷層，其地層巖性主要為安山巖?；疑?，氣孔杏仁狀構(gòu)造。節(jié)理裂隙發(fā)育，中等風(fēng)化狀態(tài)，巖芯呈碎塊狀及短柱狀，裂隙充填膠結(jié)較好，根據(jù)同類巖性同等風(fēng)化狀態(tài)的注水試驗(yàn)資料，滲透性一般為弱透水性。

南副壩基壩為安山巖。中等風(fēng)化狀態(tài)，根據(jù)工程地質(zhì)類比法，安山巖滲透性為弱透水性。巖石承載力較高，能滿足土壩對(duì)地基的要求。

3.2 北副壩

3.2.1 壩體工程地質(zhì)特征及評(píng)價(jià)

北副壩位于主壩北側(cè)與主壩相連，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，北副壩頂寬2．5m，壩上無(wú)護(hù)坡砌石，上覆砂土混合物，厚0～0．5m，局部含有粗砂顆粒及少量碎石。

粉質(zhì)黏土：灰褐色、黑褐色，稍濕～濕，可塑狀態(tài)，壩身土無(wú)成層規(guī)律，隨機(jī)性較大，局部有粗砂顆粒及少量碎石。北副壩筑壩時(shí)，其土料來(lái)源壩上游，其巖性主要為粉質(zhì)黏土，其次為粉土。

從滲透性分析（如表1），筑體填筑土為粉質(zhì)黏土屬于弱透水層。其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。類比主壩對(duì)密實(shí)度的分析，北副壩壩體同主壩相類似，密實(shí)度合格率達(dá)60%～80%。壩體碾壓質(zhì)量大部分合格。

北副壩筑壩時(shí)，其土樣來(lái)源壩上游土料，其巖性主要為粉質(zhì)黏土，其次為粉土。從滲透性分析，筑體填筑土屬于弱透水層，其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。從密實(shí)度分析，北副壩壩體同主壩相類似，密實(shí)度合格率60%～80%，壩體碾壓質(zhì)量大部分合格。

3.2.2 壩基工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，副壩壩基未見(jiàn)有較大斷層，其地層巖性主要為安山巖?；疑?，氣孔杏仁狀構(gòu)造。巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，巖芯呈碎塊狀，多呈弱透水性。巖土層滲透性如表1。

表1 副壩壩基各巖土層滲透性

根據(jù)鉆孔資料及成果，強(qiáng)風(fēng)化安山巖承載力特征值600kPa。

北副壩基壩為安山巖，強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，根據(jù)工程地質(zhì)類比法，安山巖滲透性為中等～弱透水性，巖石承載力較高，能滿足土壩對(duì)地基的要求。

4 南、北輸水洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

4.1 南輸水洞

南輸水洞距大壩北端1100m，為壩下方型涵洞，輸水洞全長(zhǎng)24．2m?，F(xiàn)水庫(kù)南閘門(mén)淤積嚴(yán)重，洞體已出現(xiàn)不同程度的裂隙，洞身有滲漏點(diǎn)，存在安全隱患。兩翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴(yán)重破損等。

組成南輸水洞的地層巖性自上而下依次是：粉土、粉砂、細(xì)砂，下伏基巖為安山巖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)，其地基的承載力分別為粉土層110kPa、粉砂層140kPa、細(xì)砂層160kPa。根據(jù)主壩巖土層的滲透性，上述土層粉土呈弱透水性，粉砂呈中等透水性，細(xì)砂呈強(qiáng)透水性。地下水水化學(xué)類型為重碳酸鈣鎂水，對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。基礎(chǔ)底面與地基土摩擦系數(shù)：粉土0．30、粉砂0．40、細(xì)砂0．45。

綜上所述，南輸水洞基礎(chǔ)的地層巖性主要為粉土、粉砂、細(xì)砂等，其滲透性中等～強(qiáng)透水層，存在滲漏問(wèn)題，建議進(jìn)行防滲處理。鑒于洞體已出現(xiàn)不同程度的裂隙，且有滲漏點(diǎn)，兩翼墻傾斜斷裂、破損，建議重新修復(fù)。

4.2 北輸水洞

北輸水洞位于主壩樁號(hào)0+120m處，為壩下方型涵洞，輸水洞全長(zhǎng)28m。輸水洞運(yùn)行多年，因年久失修、老化，存在諸多問(wèn)題。洞體已出現(xiàn)不同程度的裂隙，洞身有滲漏點(diǎn)，兩翼墻傾斜斷裂、破損等。

組成北輸水洞的地層巖性自上而下依次是：粉土、粉砂、細(xì)砂，下伏基巖為安山巖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)，其地基的承載力分別為粉土層110kPa、粉砂層140kPa、細(xì)砂層160kPa。根據(jù)主壩巖土層的滲透性，上述土層粉土呈弱透水性，粉砂呈中等透水性，細(xì)砂呈強(qiáng)透水性。地下水水化學(xué)類型為重碳酸鈣鎂水，對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性?；A(chǔ)底面與地基土摩擦系數(shù)：粉土0．30、粉砂0．40、細(xì)砂0．45。

綜上所述，北輸水洞基礎(chǔ)的地層巖性主要為粉土、粉砂、細(xì)砂等，其滲透性為中等～強(qiáng)透水層，存在滲漏問(wèn)題，由于洞身開(kāi)裂漏水，且兩翼墻傾斜斷裂、破損，建議重新修復(fù)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）南副壩壩體巖性主要為粉質(zhì)黏土，其次為粉土。從滲透性分析，筑壩填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。從密實(shí)度分析，南副壩體壩體同主壩相類似，密實(shí)度合格率達(dá)60%～80%，壩體碾壓質(zhì)量大部分合格。南副壩壩基為安山巖，中等風(fēng)化狀態(tài)，巖石承載力較高，能滿足土壩對(duì)地基的要求。

（2）北副壩壩體巖性主要為粉質(zhì)黏土，其次為粉土。根據(jù)同類土的試驗(yàn)資料，筑體填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標(biāo)能達(dá)到均質(zhì)土壩的防滲要求。且壩體碾量大部分合格。壩基巖性為安山巖，強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，巖石承載力能滿足土壩對(duì)地基的要求。

（3）南、北輸水洞工程地質(zhì)條件類似，基礎(chǔ)的地層巖性主要為粉土、粉砂、細(xì)砂，地基的承載力滿足輸水洞的要求。兩洞身均有滲漏點(diǎn)，存在安全隱患。兩翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴(yán)重破損，建議重新修復(fù)。

［1］劉大群．承德市橡膠壩工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)［J］．水利技術(shù)監(jiān)督，2010（1）．

［2］劉強(qiáng)．柏葉口水庫(kù)電站工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)［J］．山西水利，2011（2）．

［3］劉培峰，段景洪，周國(guó)學(xué)．新城水庫(kù)工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)［J］．黑龍江水利科技，2003（3）．

［4］周啟軍．喀斯特地區(qū)盤(pán)山渠道工程地質(zhì)條件的處理措施［J］．黑龍江水利科技，2013（1）．

［5］王弛．三灣水利樞紐及輸水工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)分析［J］．黑龍江水利科技，2014（5）．

（責(zé)任編輯：王艷肖）

Engineering geological conditions and evaluation of the South and North auxiliary dam and water conveyance tunnel of Huagu Reservoir

YUAN Ke-guang
（Liaoning Tieling Hydrology Bureau，Tieling 112000，China）

This paper presents the problems of Huagu Reservoir dam and the South and North transportation tunnel.The South and North auxiliary dam project and the South and North transportation tunnel engineering geological conditions are evaluated.This paper provides a reference for related engineering.

South and North auxiliary dam；water conveyance tunnel；geological condition；evaluation

P641

：B

：1672-9900（2017）02-0011-03

2017-03-01

袁克光（1982-），男（滿族），遼寧本溪人，工程師，主要從事水文勘測(cè)、水資源評(píng)價(jià)等工作，（Tel）13704171965。