辛庄水库扩建工程地质勘察分析与评价

陈夫鑫（枣庄市水利综合服务站，山东 枣庄 277800）

辛庄水库扩建工程地质勘察分析与评价

陈夫鑫
（枣庄市水利综合服务站，山东 枣庄 277800）

【摘要】结合山东省枣庄市辛庄水库扩建工程，阐述了水库工程概况、工程区地质条件以及水库存在的主要工程地质问题，并依据勘察结果给出分析与评价，提出相应的处理建议。

【关键词】水库扩建工程；工程地质勘察；分析评价；坝基渗漏

枣庄市辛庄水库于1960年建成蓄水，属淮河流域南四湖水系，坝址以上流域面积17.5 km2。辛庄水库现状为小（1）型水库，兴利水位为195.3m，校核洪水位199.5m。扩建辛庄水库的主要任务是解决水库灌区用水、保障附近农村居民引水安全、提高区域防洪标准和改善流域内河流生态环境。

1　工程区域地质勘察分析

库区属泰沂山脉西南麓，地形复杂多样，山地丘陵多，平原少，东部为海拔500 m以上的群山区；西部为海拔100m以下的低山丘陵和山前倾斜平地。区域内北、东部高，南及西部低，最低处海拔为80m，相对高差为540m。北部和南部多为丘陵区，其走向多呈东西向；东西向山系之间的分布着长条形单斜断块谷地，其走向与山脉走向基本一致，地势东高西低，处于自然倾斜状态。

本区地处沂沭断裂带以西、白彦隆起的南翼，地层属华北地层区、鲁西地层分区、徐州-宿县地层小区，太古界的变质岩系，元古界前震旦系，古生界的寒武、奥陶系和新生界第四系均有分布，侵入岩主要分布在该区的北部分布。基岩大面积出露，第四系分布在山间谷地及山间盆地低洼处。

2　库区工程地质条件

2.1基本地质条件

水库东、西侧多为丘陵，西部丘陵海拔高度为318.20～337.60m，总体上呈西北、东南走向，由前震旦系碳酸盐岩夹碎屑岩、火成岩构成；东部丘陵海拔高度为318.00～360.00m。库区内地层主要为第四系地层及火成岩，区内断裂构造发育，以北西向断裂、近东西向断裂为主。

2.2水库工程地质问题

1）库区渗漏。库区山体宽厚、库周及库底岩石透水性差、库周地下水位高于扩建后的正常蓄水位、没有大规模导水性断裂通向库外，不会产生库区渗漏问题。

2）水库浸没。由于库区组成库岸的岩体多为透水性差的侵入岩体，地下水主要受大气降水补给，地表水排泄畅通，库区周边山间相对低洼处，地形相对较高，地面高程一般高出水库扩容后的最高蓄水位，在兴利水位条件下一般不存在浸没问题，仅在紧临库周附近可能存在浸没问题。

3）库岸稳定。库岸边坡稳定性较好，扩容后库水位的抬高，可能会造成库岸局部小规模坍塌，但不会产生较大规模的库岸再造。

4）固体径流淤积。水库固体径流主要来源是库区周围风化岩碎屑，经现场踏勘，分水岭处出露基岩全风化厚度为1.0～1.5m，并且山坡较陡，暴雨季节风化的岩石颗粒及碎块极易被地表径流带入库内。

5）诱发地震情况。水库地处构造相对稳定地块，无深大断裂穿过坝址，勘察区地层稳定，岩石饱和单轴抗压强度大于60 MPa，强度完全能够承载水库蓄水后产生的水压力；库区地下也没有吸水矿物存在，不存在地下水深部循环的地质条件，地下应力场改变轻微。从以上分析，水库产生诱发地震的可能性较小。

3　水库工程地质条件分析

3.1坝体工程地质条件

1）勘察结果对均质坝土料质量评价如表1。

2）大坝坝前上游坝坡干砌石护坡质量较好。大坝后坡坝面及坝脚均设置护坡，并设置横向排水沟，符合要求。

表1黏粒含量、塑性指数、渗透系数评价

表2压实度评价

表3坝基地层岩性评价

3）大坝坝体土的渗透变形的判断，根据土工试验坝体土渗透变形的形式为流土，坝体土的允许水力比降0.50。

3.2坝基地质条件

1）地层岩性。根据地质勘探揭露的结果，辛庄水库坝基由古元古界（Pt1）全风化~微风化花岗岩组成，其特征描述如表3。

2）大坝坝基的工程地质评价。桩号0+262～0+387段分布着一层厚0.3～0.5m的淤泥质壤土，属软弱土层，对坝体抗滑稳定不利，建议采取盖重或坝后排水等工程措施处理。坝基下伏③-1淤泥质壤土、③-2黏土、④-1层全风化花岗岩、④-2层强风化花岗岩、④-3层中风化花岗岩，各岩层透水性如表3所示。水库坝基土层部分均为弱透水层，渗漏量较小。根据上述分析结果，坝基主要为淤泥质壤土、黏土和花岗岩，淤泥壤土和黏土具弱～极弱透水性，花岗岩全、强风化层具中等透水性，中等风化层具弱透水性，淤泥质壤土主要分布在桩号0+262～0+387范围且贯通上下游。上游水位采用按扩容后兴利水位200.60m时，下游水位采用坝后地面平均高程181.00m，水头差为19.60m。计算得到大坝兴利库容为642.6万m3，大坝坝基年渗漏量约19.63万m3，占兴利库容的3.05%。由于④-1层全风化花岗岩的透水率为32.80Lu，④-2层强风化花岗岩透水率为58.3Lu，均具中等透水性，建议对坝基进行帷幕灌浆，灌浆深度进行入中风化花岗5.0m。

总之，通过以上分析可知，水库区基本不存在水库渗漏、浸没、库岸失稳和水库诱发地震等工程地质问题。库区工程地质条件良好，虽部分区域地质条件有问题，但影响程度较小，对水库扩建工程施工设计基本没有影响。现状坝体为壤土均质土坝，渗透系数在3.72×10-5～9.19×10-6cm/s之间，具弱透水性；压缩系数在0.257～0.514之间，大部具中等压缩性；压实度平均0.93，不满足设计要求；坝顶分布厚0.8～2.0 m厚贯通上下游的中砂，存在渗漏问题。

坝基主要为淤泥质壤土、粘土和花岗岩，淤泥壤土和黏土具弱～极弱透水性，花岗岩全、强风化层具中等透水性，中等风化层具弱透水性，淤泥质壤土主要分布在桩号0+262～0+387范围且贯通上下游。

（责任编辑赵其芬）

【中图分类号】TV697

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-07-0043-02

收稿日期：2015-02-24

作者简介：陈夫鑫（1978—），男，工程师