侯作民

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

滕家溝水庫壩址位于坊城河下游，距大同縣城約15 km，其中大同縣至米莊有縣道通過，米莊至壩址有林間土路通過，交通便利。工程屬?。ㄒ唬┬退畮?，工程等別為Ⅳ等。大壩、溢洪道等主要建筑物為4級，次要建筑物及臨時(shí)建筑物為5級。設(shè)計(jì)初步考慮水庫大壩壩型為土壩，設(shè)計(jì)壩高約13 m，設(shè)計(jì)庫容153.00萬m3，正常蓄水位963.5 m。

1.1 水文條件

滕家溝水庫位于大同縣瓜園鄉(xiāng)滕家溝村西約1 km坊城河上，坊城河屬海河流域永定河水系桑干河二級支流，發(fā)源于采涼山南麓，干流長30 km，在馬家南坡注入桑干河，流域面積343 km2，壩址以上控制流域面積 98 km2，多年平均徑流量 1.09×107m3。

1.2 氣象條件

工程區(qū)屬溫帶大陸季風(fēng)氣候，年均降水量為391.5 mm，60%的降水量集中在夏季6—8月，年平均氣溫6.8℃，大同縣極端最高氣溫出現(xiàn)在7月，極端最低氣溫出現(xiàn)在2月，全年日照時(shí)數(shù)2 973 h，無霜期125 d左右。

1.3 地形地貌

庫區(qū)地貌類型為河流山谷地貌，河流兩岸山勢較陡，兩岸高程 996～1 003 m，河谷底高程 958～965 m，相對高差20～45 m，河谷呈開闊“U”形谷展布，寬154～277 m，河流總體流向S44°E，庫區(qū)內(nèi)兩岸屬堆積階地。

1.4 地層巖性

庫區(qū)內(nèi)出露地層均為第四系松散堆積物，主要有下更新統(tǒng)湖積物、上更新統(tǒng)沖積物及全新統(tǒng)洪沖積物。

下更新統(tǒng)湖積物以灰綠、灰白、灰褐色低液限黏土、含砂低液限黏土為主，局部有高液限黏土，水平層理發(fā)育明顯，結(jié)構(gòu)密實(shí)，夾黃色含礫級配不良砂、粉土質(zhì)砂層。主要分布于左岸岸坡及右岸中下部。厚度大于30 m。

上更新統(tǒng)洪積物主要以淺黃色低液限粉土為主，夾有中細(xì)粒級配不良砂及粉土質(zhì)砂，厚度10～25 m。主要分布于右岸坡上部，左岸岸坡頂部有零星分布。

全新統(tǒng)洪沖積物為級配不良（良好）砂、含細(xì)粒土砂層，結(jié)構(gòu)多呈松散—稍密，主要礦物成份為長石、石英、云母及一些暗色礦物。該層厚度0.5～3.8 m，分布于河床表層。

全新統(tǒng)湖積物灰黑色淤泥質(zhì)低液限黏土，含砂低液限黏土，厚度0～1.5 m，主要分布于原有庫區(qū)內(nèi)。

2 庫區(qū)工程地質(zhì)問題

2.1 庫區(qū)滲漏

水庫回水長度約1.5 km，壩前水位抬高約6 m。庫區(qū)坊城河為該區(qū)內(nèi)較低排泄點(diǎn)，地下水從兩岸向庫區(qū)及下游補(bǔ)給排泄，無相鄰低谷分布。庫區(qū)兩岸地層主要為第四系下更新統(tǒng)湖積低液限黏土、級配不良砂組成，低液限黏土為相對隔水層，級配不良砂為含水層。據(jù)調(diào)查，兩岸正常蓄水位高程附近有一層級配不良砂層，沿該層斷續(xù)有泉水出滲。據(jù)壩址鉆孔揭露，河床下部下更新統(tǒng)湖積級配不良砂含水層為承壓水。

從地形、地層及水文地質(zhì)條件來看，庫區(qū)不存在永久滲漏條件。

2.2 庫岸穩(wěn)定

庫區(qū)兩岸岸坡陡立，為土質(zhì)岸坡，右岸多由上更新統(tǒng)沖積低液限粉土構(gòu)成，左岸多由下更新統(tǒng)湖積低液限黏土層構(gòu)成。水庫蓄水后，在庫水和風(fēng)浪淘蝕作用下可能會產(chǎn)生局部坍塌現(xiàn)象。

在庫區(qū)范圍內(nèi)選取5條典型剖面進(jìn)行坍岸預(yù)測，并取原狀土樣進(jìn)行了室內(nèi)土工試驗(yàn)。據(jù)取樣試驗(yàn)資料，上更新統(tǒng)沖擊物黃褐色低液限粉土天然含水率5.4%～11.2%，平均值 9.2%，天然密度 1.58～1.78 g/cm3，平均密度 1.66 g/cm3，干密度 1.47～1.60 g/cm3，平均值1.52 g/cm3，孔隙比 0.680～0.826，平均值 0.768，飽和抗剪凝聚力10.7～23.8 kPa，平均值18.2 kPa，內(nèi)摩擦角19.0°～24.0°，平均值 22.3°。 下更新統(tǒng)湖積物灰白色、藍(lán)灰色低液限黏（粉）土天然含水率3.2%～15.9%，平均值10.2%，天然密度 1.67～1.90 g/cm3，平均密度 1.80 g/cm3，干密度1.59～1.67 g/cm3，平均值1.64 g/cm3，孔隙比0.624～0.724，平均值0.663，飽和抗剪凝聚力11.8～29.0 kPa，平均值 17.3 kPa，內(nèi)摩擦角 23.5°～25.0°，平均值 24.1°。

庫區(qū)內(nèi)土質(zhì)岸坡巖性右岸多由上更新統(tǒng)沖積低液限粉土構(gòu)成，左岸多由下更新統(tǒng)湖積低液限黏土層構(gòu)成，故近似按均質(zhì)岸坡考慮。各剖面中引用公式計(jì)算參數(shù)取值及計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 代表性地質(zhì)剖面參數(shù)取值及長期預(yù)測坍岸寬度計(jì)算結(jié)果

庫區(qū)長期預(yù)測坍岸方量估算見表2。

表2 長期預(yù)測庫區(qū)坍岸方量估算結(jié)果表

由表2可知，當(dāng)水庫正常蓄水位為963.5 m時(shí)，庫區(qū)最終坍岸總方量為7.7萬m3，其中水上坍岸方量7.1萬m3，水下坍岸方量0.6萬m3。

從上述可以看出，庫區(qū)土質(zhì)岸坡坍塌量不大，對庫容及大壩安全威脅較小。

2.3 淹沒與浸沒

由于庫區(qū)兩岸岸坡較陡，當(dāng)水庫蓄水至正常蓄水位時(shí)，在庫區(qū)正常高水位以下沒有農(nóng)田、房屋及經(jīng)濟(jì)樹林，因此水庫蓄水后不會造成淹沒和浸沒問題。

3 結(jié)論

本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，地震基本烈度為7度。

庫區(qū)兩岸土體較雄厚，巖性多為第四系下更新統(tǒng)湖積低液限黏土、級配不良砂層，兩岸地下水位補(bǔ)給河水，不存在永久性滲漏問題，但存在局部坍岸問題。

河床級配不良砂層存在滲漏及滲透變形、地震液化等問題，建議清除，將壩基置于下更新統(tǒng)湖積物低液限黏土層上。兩壩肩高程961.0～966.1 m范圍存在級配不良砂層，沿該層存在繞壩滲漏及滲透變形問題，建議采取相應(yīng)的防滲措施。左岸土質(zhì)邊坡存在坍塌問題，建議采取削坡措施。