花园水库溢洪道(方案Ⅰ、Ⅱ)工程地质条件比较

王晓初，郑 佳

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 概况

根据设计方案，溢洪道分为方案Ⅰ和方案Ⅱ两种，方案Ⅰ溢洪道大部分位于河右岸山前台地区，局部位于漫滩区，其轴线走向为34°;方案Ⅱ溢洪道大部分位于左岸低山丘陵区，进出口部位位于漫滩区，其进口轴线走向为349°。

2 方案Ⅰ溢洪道工程地质条件

2.1 地质概况

溢洪道位于右岸山前台地地带，局部(进口处)位于漫滩区，地表高程256.00～258.00 m，地面平缓。基岩主要由二迭系下统高家窝棚组凝灰岩组成。

另外，通过物探资料分析，解释1条构造破碎带Ff1，位于距 XHY5钻孔向下游103.75 m附近，纵波波速为2 200 m/s，宽为10 m，倾向下游出口方向。

地下水为基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙中。地下水水化学类型为:HCO3－—Ca2+型。

2.2 岩(土)体特征

第四系更新统坡、洪积层(dl+plQp)，包括:低液限黏土:黄色，稍湿，可塑，黏性一般。分布于台地区，厚约1.30～2.70 m，顶面高程254.64～255.02 m。

碎石混合土:黄色，稍湿，可塑，黏性一般，碎石含量＞30%，棱角状。分布于台地区，厚约0.40～2.50 m，顶面高程252.82～254.24 m。

岩体可划分全风化、强风化、弱风化和微风化4个风化带。

全风化岩体钻探岩芯呈散体状，仅在进口处揭露，厚度约0.50 m，下限高程为250.78 m。纵波速度 Vp=630～750 m/s。

强风化岩体钻探岩芯多呈散体状，厚度1.40～2.50 m，下限高程为 249.28～252.84 m。纵波速度 Vp=630～750 m/s。

弱风化岩体钻探岩芯多呈短柱状，厚度8.00～17.70 m，下限高程为231.58～242.32 m岩石质量指标RQD=20% ～60%(常见值)。纵波速度Vp=2 100～2 400 m/s。

微风化岩体钻探岩芯多呈长柱状，岩石质量指标RQD=30% ～90%(常见值)。纵波速度Vp=3 600～4 300 m/s。

另外，在弱风化～微风化岩体内取了1组岩样进行室内物理力学试验，其成果见表1。

表1 岩石物理力学试验成果表

2.3 地基稳定性评价

该建筑物底板高程在245.50～254.50 m，进口段底板位于①层级配不良中砾中，其容许承载力［R］=300 KPa(建议值)，抗冲刷性能差，存在渗透稳定问题;闸室段底板座于弱风化凝灰岩岩体中，岩体稳定性较好。冲刷坑底板大部分座于强风化凝灰岩岩体中，冲刷系数经验值为K=0.9～1.2，局部座于③层碎石混合土，其容许承载力［R］=220 KPa(建议值)，抗冲刷性能差，存在渗透稳定问题，建议采取适当的工程处理措施。

岩体的抗剪断参数及岩体与混凝土间的抗剪断参数经验值见表2。

溢洪道处岩体需进行开挖，岩体的永久边坡比建议值见表3。

表2 岩体力学参数表

表3 岩土体的永久边坡比建议值一览表

溢洪道地基土上部为第四系松散层，岩性主要为级配良好中砾。级配良好中砾在动水压力作用下易产生渗透变形，渗透破坏类型为管涌型，建议设计中①层级配良好中砾允许水力比降取J允=0.15为宜。

溢洪道基地基土的级配良好中砾为强透水含水层坑，基坑开挖会产生基坑涌水。

溢洪道基础位于地下水位以下，地下水会对溢洪道产生浮托力，设计时应进行抗浮稳定验算。

2.4 环境水对混凝土的腐蚀性评价

根据《水利水电工程地质勘察规范》(BG50487－2008)，对地表水与地下水对混凝土的腐蚀性进行判定，地下水和地表水对混凝土均无腐蚀。

3 方案Ⅱ溢洪道工程地质条件

3.1 地质概况

溢洪道大部分位于左岸低山丘陵区，进出口部位位于漫滩区，地面坡度5°～35°。基岩主要由二迭系下统高家窝棚组凝灰岩组成。

另外，在钻孔XHY12和XHY13处，岩心极破碎，大部分呈泥土状，判断可能存在断裂构造，通过物探资料分析，解释2条构造破碎带 Ef1、Ef2，分别位于距XHY11钻孔向下游373.69 m及741.69 m附近，纵波波速分别为1 300m/s及1 900m/s，宽均为5m，均倾向下游。

地下水为基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙中。地下水水化学类型为:HCO3－—Ca2+型。

3.2 岩(土)体特征

第四系全新统冲积层(alQ42)，低液限黏土:黄色，稍湿，可塑，黏性一般。分布于漫滩区，厚约3.00 m，顶面高程256.05～257.13 m，局部夹级配良好细砂薄层。局部上覆0.30 m有机质土。

粉土质细砂:黄色，稍湿，松散，含有大量黏、粉粒。分布于漫滩区(进口段)，厚约1.40 m，顶面高程258.22 m。局部上覆0.30 m有机质土。

第四系全新统冲积层(alQ41)，级配不良中砾:黄色，饱和，中密，粒径以10～20 mm居多，磨圆圆，余为中、粗砂等，分布于漫滩区，厚度2.20～7.00 m，局部未揭穿。

岩体可划分强风化、弱风化和微风化3个风化带。

强风化岩体钻探岩芯多呈散体状，厚度＞5.50 m，下限高程为233.00～273.00 m。纵波速度Vp=460～880 m/s。

弱风化岩体钻探岩芯多呈短柱状，厚度约为10.00 m，该风化带局部未揭穿，岩石质量指标RQD=18% ～40%(常见值)。纵波速度Vp=1 800～2 400 m/s。

微风化岩体钻探岩芯多呈长柱状，岩石质量指标RQD=30% ～90%(常见值)。纵波速度Vp=3 600～4 300 m/s。

3.3 地基稳定性评价

建议基础座于弱风化凝灰岩岩体中。冲刷系数经验值为 K=0.9～1.2。

岩体的抗剪断参数及岩体与混凝土间的抗剪断参数经验值见表4。

表4 岩体力学参数表

溢洪道处岩体需进行开挖，岩体的永久边坡比建议值见表5。

表5 岩土体的永久边坡比建议值一览表

3.4 环境水对混凝土的腐蚀性评价

根据《水利水电工程地质勘察规范》(BG50487－2008)，对地表水与地下水对混凝土的腐蚀性进行判定，地下水对混凝土一般酸性型和碳酸型弱腐蚀。

4 溢洪道工程地质条件比较

方案Ⅰ溢洪道大部分位于河右岸山前台地区，局部位于漫滩区，地势平缓，轴线较短，全、强风化带厚度1.40～3.00 m，且通过勘探资料分析，解释1条构造破碎带;方案Ⅱ溢洪道大部分位于左岸低山丘陵区，进出口部位位于漫滩区，地面坡度5°～35°，轴线较长，强风化厚度＞5.50 m，在钻孔XHY12和XHY13处，可能存在断裂构造，且通过勘探资料分析，解释2条构造破碎带。由此判断，方案Ⅰ溢洪道工程地质条件明显好于方案Ⅱ溢洪道。

［1］水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册［K］.北京:水利水电出版社，1985.

［2］王晓初.龙江县花园水库工程地质勘察报告.哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2011:44－50.

［3］中华人民共和国水利部.GB50487－2008水利水电工程地质勘察规范［S］.北京:中国计划出版社，2009.