江寧寧，張曉明，譚濤

（1.安丘市下株梧水庫管理局，山東安丘 262125；2.安丘市水利局，山東安丘 262100；3.安丘市大汶河旅游開發(fā)區(qū)，山東安丘 262100）

安丘市下株梧水庫壩基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

江寧寧1，張曉明2，譚濤3

（1.安丘市下株梧水庫管理局，山東安丘 262125；2.安丘市水利局，山東安丘 262100；3.安丘市大汶河旅游開發(fā)區(qū)，山東安丘 262100）

分析了安丘市下株梧水庫壩基巖性分布規(guī)律，并對(duì)壩基地質(zhì)和地震液化進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

安丘市；下株梧水庫；病險(xiǎn)水庫；壩基地質(zhì)；除險(xiǎn)加固

安丘市下株梧水庫是一座具有防洪、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫，流域面積32萬km2，總庫容1 634萬m3，興利庫容942萬m3，水庫為百年一遇洪水設(shè)計(jì)，千年一遇洪水校核。水庫主要樞紐工程為大壩，放水洞、溢洪閘。由于工程建于50年代初，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，工程邊設(shè)計(jì)邊施工，工程質(zhì)量差，又經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，水庫存在安全隱患，為此對(duì)水庫壩基地質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

安丘市下株梧水庫壩址區(qū)地貌可分為丘陵和河谷地貌兩類，大壩樁號(hào)0+000～0+230、0+ 510～0+558段為殘丘段，巖體裸露，壩體直接坐落在風(fēng)化的礫巖上。樁號(hào)0+230～0+320、0+470～ 0+510段為谷坡段，沉積第四系坡積、洪積堆積物。樁號(hào)0+320～0+470段為河谷地貌，沉積有厚層的第四系沖積物。大壩齒墻截滲范圍為樁號(hào)0+320～0+470，其余壩段僅做了表層處理。清基底寬為6.0 m。

1 壩基第四系松散堆積層及分布

1.1 河谷段（樁號(hào)0+320～0+470）

1.1.1 地層巖性及分布規(guī)律

1）河床。河床主要分布在樁號(hào)0+410～0+470段，主要巖性為①層細(xì)礫。①層細(xì)礫（Q4al）：灰褐色，松散，飽和。該層干密度為1.6 g/cm3，相對(duì)密度0.31～0.55，厚度約1.5 m，層底高程為97.09 m。該段建有齒墻截滲。

2）灘地段（樁號(hào)0+320～0+410）。該段分布有②層黏土質(zhì)細(xì)砂，③層壤土夾碎石。

②層黏土質(zhì)細(xì)砂（Q4al）：褐色，稍密，飽和，該層厚度0.9 m，層底高程為97.10 m。該層僅分布在現(xiàn)壩頂樁號(hào)0+350附近。③層壤土夾碎石（Q4dl+pl）：紫褐色，該層厚度1.2～2.3 m，層底高程為94.80～95.58 m。在樁號(hào)0+320～0+410段建有齒墻截滲。

1.1.2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

通過對(duì)原壩軸線樁號(hào)0+400處鉆孔進(jìn)行現(xiàn)場注水試驗(yàn)，樁號(hào)0+320～0+470段壩體壤土與基巖接觸帶滲透系數(shù)為3.88×10-6cm/s，為弱透水性，清基較好，不存在壩基滲透和接觸沖刷問題。

1.2 谷坡段

1.2.1 地層巖性及分布規(guī)律

谷坡段主要分布在0+230～0+320（該層只在新壩軸線處見到，原壩軸線因清基，該層缺失）和0+470～0+510段，主要巖性為③層壤土夾碎石；壤土夾碎石在0+490斷面可能貫通整個(gè)壩體。

③層壤土夾碎石（Q4dl+pl）：紫褐色，該層厚度0.4.～1.0 m，層底高程為96.50～100.39 m。

1.2.2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

③層壤土夾碎石：該層在樁號(hào)0+230～0+320段已清基，不存在壩基接觸沖涮問題，樁號(hào)0+470～ 0+510段滲透系數(shù)為7.87×10-4～1.66×10-3cm/s，為中等透水性，該段未截滲，存在壩基滲透和接觸沖刷問題，建議采取截滲等工程處理措施。

2 壩基基巖分布及地質(zhì)評(píng)價(jià)

2.1 地層巖性特征及分布規(guī)律

礫巖：成灰紫色，原巖為安山質(zhì)火山角礫熔巖，礫石粒徑一般在1.0～4.0 cm，最大7.0 cm，巖芯成碎塊、短、長柱狀，柱長一般5～30 cm，局部發(fā)育高傾角閉合裂隙，透水率0.79～14.39 Lu，為微～中等透水性。礫巖抗風(fēng)化能力較差，根據(jù)其風(fēng)化程度不同分別描述如下：

全風(fēng)化帶：嚴(yán)重風(fēng)化褪色，呈灰褐色、灰紫色，原巖結(jié)構(gòu)全部破壞，呈礫質(zhì)土狀，厚度一般0.20～1.90 m。

強(qiáng)風(fēng)化帶：灰紫色、紫色，巖芯破碎成塊狀或碎屑狀，手掰易碎，原巖結(jié)構(gòu)依稀可見，厚度一般0.20～5.50 m。

中等風(fēng)化帶：灰紫色，致密堅(jiān)硬，巖石較完整，巖心一般呈5～30 cm柱狀。局部發(fā)育高傾角閉合裂隙，該層未揭穿，揭示厚度一般09～8.5 m。

2.2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

本次在現(xiàn)壩頂及下游壩坡布置兩條物探剖面，物探資料顯示，在壩頂及下游壩坡均未發(fā)現(xiàn)破碎帶，但在樁號(hào)0+470～0+520段深度21.0～ 28.0 m范圍內(nèi)，存在視電阻率低阻異常區(qū)域。根據(jù)物探結(jié)果，在樁號(hào)0+490現(xiàn)壩頂及原壩軸線處理勘探鉆孔，鉆孔資料顯示，該處上部巖體為強(qiáng)風(fēng)化帶，巖石破碎，厚度約2.0 m，下部揭露為中等風(fēng)化狀完整巖石。

綜合分析認(rèn)為，該處上部巖石風(fēng)化劇烈，巖石破碎，下部為中等風(fēng)化狀，巖石完整。

根據(jù)壩體壤土與基巖接觸帶注水試驗(yàn)資料，樁號(hào)0+520～0+558段滲透系數(shù)為3.34×10-4cm/s，為中等透水性，存在壩基滲漏問題，應(yīng)采取工程處理措施。

根據(jù)壓水試驗(yàn)資料，基巖全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、中等風(fēng)化帶一般具弱透水性。樁號(hào)0+040～0+ 470段壩基巖石透水率為1.73～9.01 Lu，具弱透水性，大壩樁號(hào)0+470～0+520段基巖上部巖石角破碎，透水率為14.39 Lu，存在壩基滲漏問題。

綜合以上評(píng)價(jià)，建議對(duì)0+470～0+558壩段采取截滲等工程處理措施。

3 地震液化評(píng)價(jià)

下株梧水庫處于地震基本烈度8度區(qū)，按8度區(qū)地震對(duì)壩基砂進(jìn)行地震液化判斷。

3.1 初判

1）根據(jù)地層時(shí)代判別。河床段壩基為第四系全系統(tǒng)沖積細(xì)礫，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB50287-99），存在地震液化的可能性。

2）根據(jù)顆分資料判別。經(jīng)過對(duì)該層探抗取樣分析，其粒徑大于5 mm的顆粒含量的質(zhì)量百分率小于70%，且粒徑小于0.005 mm的顆粒含量小于18%，存在地震液化的可能。

綜合上述初判結(jié)果，判定壩基①層細(xì)礫存在液化可能。

3.2 復(fù)判

壩基砂相對(duì)密度為0.31～0.545，因此，壩基砂在8度地震情況下，有發(fā)生液化的可能，經(jīng)對(duì)壩基細(xì)礫進(jìn)行液化判別，壩基砂為液化土。

此外，下游壩坡進(jìn)行了多次幫坡，巖性為碎石土，沒有經(jīng)過輾壓，結(jié)構(gòu)為松散狀態(tài)，在地震情況下，存在發(fā)生震陷的隱患。

4 滲透變形

對(duì)壩基分布的第四系松散堆積層滲透變形分析如下：

4.1 滲透變形類型確定

依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50287-99附錄M，土的滲透變形形式判別。

經(jīng)計(jì)算判別，③層壤土夾碎石的滲透變形類型為流土。根據(jù)顆粒分析資料，判定①層細(xì)礫的滲透變形類型均為管涌。

4.2 允許水力比降計(jì)算

依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50287-99附錄M，管涌型的臨界水力比降公式計(jì)算，安全系數(shù)取1.5，根據(jù)計(jì)算結(jié)果及工程類比，建議①層細(xì)礫允許水力比降采用0.14，③層壤土夾碎石允許水力比降采用0.50。

（責(zé)任編輯 趙其芬）

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1009-6159（2014）-10-0040-02

2014-08-12

江寧寧（1979—），女，工程師