火神廟水庫工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

王新永

（永城市水利局，河南 商丘 476600）

1 工程概況

火神廟水庫位于河南省滎陽市城關(guān)鎮(zhèn)石板溝村，該水庫為汜河支流上的一座小（Ⅰ）型水庫，現(xiàn)水庫內(nèi)無水。水庫主體工程建成于1957年，控制流域面積5.27 km2，按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，500年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，設(shè)計(jì)總庫容為380萬m3。水庫主要建筑物包括大壩、泄洪洞等，大壩壩頂高程240.50 m，壩長205 m，最大壩高33 m，壩頂寬10 m。

2 工程水文地質(zhì)條件

2.1 壩址區(qū)地層巖性及其結(jié)構(gòu)特征

2.1.1 人工堆積

第①層素填土（低液限粘土）（QS）：淺棕紅色雜少量黃色，見有少量鈣質(zhì)結(jié)核，土質(zhì)不均，可見碾壓層面。該層以河床中心最厚，其層底高程約210.10 m。

2.1.2 第四系全新統(tǒng)（Q4al）

第②層低液限粘土：淺黃～灰褐色，可塑狀，可見鈣質(zhì)小結(jié)核，土質(zhì)較雜。該層主要為河床淤積層，上游厚5.6 m左右，下游厚約1m，層底高程209.45～214.70 m。第③層礫質(zhì)土：灰黃-褐黃色，可塑狀，結(jié)構(gòu)較疏松，含小礫石，粒徑一般2～4 cm，含量30%～40%，偶見螺殼碎片。

第④層黃土狀低液限粘土：淺黃色，可塑狀，可見針狀孔隙及鈣質(zhì)網(wǎng)紋，發(fā)育有豎向裂隙，含鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑一般約2cm。該層主要分布于溝兩岸上部。

2.2 土體物理力學(xué)性質(zhì)

第①層素填土（低液限粘土）：液性指數(shù)范圍值-0.07～0.12，平均值0.04，為硬～可塑狀；壓縮系數(shù)范圍值0.15～0.22MPa-1，平均值0.18MPa-1，具中等壓縮性。第②層低液限粘土：液性指數(shù)范圍值0.23～0.30，平均值0.27；壓縮系數(shù)范圍值0.497～0.499 MPa-1，平均值0.498 MPa-1，屬中等壓縮性。第④層黃土狀低液限粘土：液性指數(shù)范圍值-0.29～0.12，平均值-0.04；壓縮系數(shù)范圍值0.217～0.473 MPa-1，平均值0.335 MPa-1，屬中等壓縮性土；濕陷系數(shù)范圍值0.02～0.07，全部≥0.02，但不具自重濕陷性，為輕微～強(qiáng)濕陷性土。第⑤層低液限粘土：液性指數(shù)范圍值-0.16～-0.06，平均值-0.12；壓縮系數(shù)范圍值0.16～0.27MPa-1，平均值0.20MPa-1，屬中等壓縮性土。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

工程區(qū)位于華北準(zhǔn)地臺(tái)黃淮海坳陷西南部。新構(gòu)造分區(qū)位于豫皖隆起～拗陷區(qū)的中部，區(qū)域構(gòu)造線方向主要為北西向和北東向，次為近東西向。場(chǎng)區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)大的斷裂或褶皺構(gòu)造。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》該場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，相當(dāng)于地震基本烈度Ⅶ度。

2.4 各土體單元的滲透性

對(duì)工程區(qū)各黏性土層取原狀工作室內(nèi)滲透性試驗(yàn)，并對(duì)河床段壩基下部Qal4礫質(zhì)土作了現(xiàn)場(chǎng)鉆孔注水試驗(yàn)，各土體單元的滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)成果見表1。

表1 土體單元滲透性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)成果表

3 工程水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

各巖、土體單元物理、力學(xué)性指標(biāo)及滲透性指標(biāo)建議值見表2、表3。

表3 各層土、巖體的力學(xué)性及滲透性指標(biāo)建議值表

3.1 主要工程水文地質(zhì)問題及評(píng)價(jià)

3.1.1壩體填土質(zhì)量評(píng)價(jià)

填土天然干密度范圍值1.56～1.70 g/cm3，其中Pd≥1.65 g/cm3者占60%，Pd＜1.65g/cm3者占40%。大壩填土總體評(píng)價(jià)填筑質(zhì)量尚好，但由于碾壓不均，局部填筑質(zhì)量較差。

3.1.2 壩基滲漏問題

河床段壩基為第③層礫質(zhì)土，滲透系數(shù)8.4 10-4cm/s，具中等透水性。主要為筑壩時(shí)清基未凈的河床沖積層，因此存在庫水通過第③層礫質(zhì)土的滲漏問題。壩體下部河床兩岸坡分布的第④層低液限粘土滲透系數(shù)5.6 10-5～2.3 10-4cm/s，具弱～中等透水性，存在庫水通過第④層低液限粘土滲漏問題。

4 結(jié)論

場(chǎng)區(qū)地層除壩體人工填土外，主要為第四系全新統(tǒng)沖積成因的低液限粘土、礫質(zhì)土、上更新統(tǒng)沖積成因及中更新統(tǒng)坡洪積成因的低液限粘土。壩址區(qū)主要存在大壩填土整體填筑質(zhì)量較差、壩基滲漏問題，建議對(duì)大壩河床段進(jìn)行壩基防滲處理。