安庆市麻塘湖水库大坝工程地质条件分析与评价

胡文强（安徽省安庆市磐石岩土有限公司，安徽安庆 246000）

安庆市麻塘湖水库大坝工程地质条件分析与评价

胡文强
（安徽省安庆市磐石岩土有限公司，安徽安庆 246000）

我国水库数量居世界所有国家和地区之首，以小型土石坝为主，受当时经济、技术因素限制，经多年运行后，约40%水库存在着安全隐患，需进行除险加固处理；本文以安庆市麻塘湖水库为例进行介绍，麻塘湖水库为中型水库，采用钻探、野外注水和压水试验、室内试验手段，查明水库大坝工程地质条件，结合历史险情，对大坝工程地质条件进行分析与评价。

麻塘湖水库 大坝 工程地质条件 分析与评价

1 概述

根据第一次全国水利普查资料，截止至2011年12月31日，全国已建成水库97246座，在建水库756座，其中大（1）型水库127座，大（2）型水库629座，中型水库3938座，小（1）型水库17949座，小（2）型水库75359座，大多建于上个世纪50年代～70年代，坝型以土石坝居多。由于先天不足，部分水库（约占水库总数的40%）存在标准偏低、水库设施老化等问题，坝体渗水、坝身薄弱等现象严重，评定为三类或四类坝，需进行除险加固处理。

本文以安庆市麻塘湖水库为例，采用钻探、野外注水和压水试验、室内试验手段，查明了水库大坝工程地质条件，结合历史险情，对大坝工程地质条件进行分析和评价，为水库除险加固提供了详细的地质资料，使水库除险加固措施更加完善 达到标准，供同行参考！

2 水库大坝工程地质条件

麻塘湖水库坝址座落于安庆市怀宁县石牌镇西2km处的郭凌村境内，位于武昌湖流域泥塘沟河上游，集水面积98km2，总库容4489万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、水产养殖、城镇供水等综合利用的中型年调节水库。

水库大坝呈NW78°方向延伸，为均质土坝，坝顶长度848m，坝顶高程21.0～22.5m（吴淞高程系，下同），坝顶宽度11.5～13.0m，最大坝高8.8m，坝顶兼做公路，迎水坡坡比1：1.5～1：2.0，采用干砌石护坡至坡顶，背水坡坡比1：2.0～1：3.0，采用草皮护坡，坝脚设有24.6～28.3m宽平台，平台高程15.6m左右，平台后为鱼塘，塘底高程12.8～13.4m。

根据野外钻探成果，水库大坝左、右坝端建于低缓岗地上，中部建于泥塘沟河河道上，大坝工程地质纵剖面见图1。

2.1 坝体工程性状

麻塘湖水库大坝为均质土坝，坝身填土成份主要以黄、灰色粉质粘土、重粉质壤土为主，局部夹有砂壤土、砾石等，土体中砂粒含量12%～74%，平均29.5%，粉粒含量12%～61%，平均43.4%，粘粒含量14%～39%，平均27.1%，土体一般呈可塑状态，野外标准贯入击数一般6.8～16.1击，平均10.2击，室内渗透试验垂直渗透系数为5.30 ×10-6～7.21×10-4cm/s，平均7.45×10-5cm/s，野外注水试验渗透系数一般2.44×10-5～6.63×10-4cm/s，平均3.11×10-4cm/s，大坝坝身填土具有中等～弱透水性。

2.2 坝基岩土体工程性状

麻塘湖水库建库前，泥塘沟河长年冲淤沉积，在坝基下形成了较厚的新近沉积的冲积层，坝基岩土体大致可分为五层：

主要分布于坝基下老河道以及坝下游，土体呈灰色，近地表局部呈灰褐色，软可塑～可塑状态，野外标准贯入击数4.1～6.2击，野外注水试验渗透系数1.22×10-5～4.98×10-5cm/s，厚度9.2～12.0m。

表1 历次大坝渗透变形加固除险概况表

呈透镜体状分布于桩号0+040～0+140表层，土体呈灰色，湿～饱和，结构松散，厚度0.7～1.2m。

呈透镜体状分布于桩号0+000～0+100（左坝头）、0+240～0+420段（坝基中段），土体呈灰色，中密～稍密状态，野外标准贯入击数11.6～25.9击，野外注水试验渗透系数2.03×10-4～6.21×10-4cm/s，平均渗透系数3.49×10-4cm/s，厚度2.0～3.7m。

呈透镜体状分布于桩号0+390～0+497（坝基中段），土体呈灰色，软塑～流塑状态，野外标准贯入击数1.2～2.2击，厚度2.0～3.3m。

主要分布于坝基下老河槽下部，土体呈灰色，中密～稍密状态，野外标准贯入击数12.6～18.9击，平均渗透系数3.49×10-4cm/s，厚度1.0～3.7m。

主要分布于坝基下老河槽下部，土体呈灰～灰白色，中密～密实状态，野外标准贯入击数28.7击左右，厚度0.9m左右。

主要分布于左、右坝端低缓岗地上部，土体呈黄红、黄、灰白色，硬可塑～坚硬状态，野外标准贯入击数10.0～35.3击，野外注水试验渗透系数9.47×10-6～1.05×10-5cm/s，平均渗透系数1.01×10-5cm/s。

（Ⅴ）基岩（J3w2）

坝基岩体为侏罗系汪公庙组上段石英砂岩夹泥岩，弱、微风化岩体为中厚层状，呈灰绿色、棕红色，岩块细密，岩心为短柱状，一般长度10～15cm，裂隙呈网纹状，充填方解石，裂面弯曲、粗糙。岩体抗风化能力较弱，一般风化较深，基岩表层多呈全风化状态，石英砂岩风化后多呈灰色细砂夹砾石状，泥岩风化后多呈砖红色、青灰色粉质粘土状。

3 水库大坝工程地质条件分析与评价

麻塘湖水库于1957年11月开工建设，由怀宁县水电局、望江县水电局负责施工，至1958年4月全部完工。工程原设计标准低，施工质量差，坝身断面低矮、单薄，后经不断加高培厚，并拓宽溢洪道。在水库运行过程中，大坝一直存在坝身渗水、坝基管涌、散浸等险情（详见表1），历经1968年、1984年、1987年、2000年和2004年除险加固，才达到现状规模。

麻塘湖水库大坝为均质土坝，填筑土料主要基本上以粉质粘土和重粉质壤土为主，主要来源于水库周边的丘陵岗地，属第四系上更新统粉质粘土（Q），土料质量符合均质土坝填筑要求；坝体表层多为沥青路面及碎石，填土料局部不均匀，混填有砂壤土、细砂或粉质粘土夹砾石等，如ZK8孔处高程19.9～15.1m间为粉质粘土夹砾石，ZK14孔处高程19.6～16.6m间为粉质粘土夹砾石、高程16.6～13.7m间为细砂、ZK15孔处高程16.2～14.5m间为砂砾石。

水库施工时由受益区群众土法施工，且经过多次的加高培厚，碾压质量控制不严，存在施工界沟和碾压不实等问题，从物理力学指标和野外标准贯入试验看，坝身填土的平均干密度1.46g/cm3，最小干密度仅1.36g/cm3，野外标准贯入击数3.7～17.2击，多数集中在5击左右；从室内渗透试验和野外注水试验成果看，大坝填土渗透系数一般为2.44×10-5～6.63×10-4cm/s，平均3.11×10-4cm/s，不满足均质土坝填筑材料渗透系数小于1×10-4cm/s的要求，说明大坝密实度不够，填筑质量不好。

水库大坝右坝段200m长左右坝基为低缓岗地，左坝段600m长左右坝基为老河道、老河沟，施工时清基不彻底，左坝端老河槽处（桩号0+040～0+140段）坝基残留有一层厚度0.5～1.0m的砂壤土未清除，筑坝后坝脚常年散浸和渗漏；从野外注水试验成果看，坝体与坝基接触带注水试验渗透系数在2.40×10-5～1.55×10-4cm/s，具有弱～中等透水性。

左坝端老河槽处（桩号0+000～0+100段）分布有一层厚度2.0～3.7m的中细砂层，该砂层贯穿大坝上下游，具有中等透水性，成为大坝的渗漏通道，在1984年、1987年、2000年均对该段进行了加固处理，但收效甚微；大坝中段（桩号0+240～0+420段）坝基下分布有一层厚度1.8～2.8m的中细砂层，表层弱透水覆盖层厚度薄，易产生渗透破坏险情。

由于坝体及坝基接触带部位均呈弱～中等透水性，致使麻塘湖水库自建库以来渗漏问题尤其突出，并且在较低水头下出现散浸、渗水险情，与现场检查结果基本一致。

经现场检查，大坝下游坝脚平台桩号0+020～0+070段坝脚历年在高水位时出险，平台坡面散浸严重，土壤软化、渗水逸出、表土鼓起；桩号0+340～0+480段在库水位17.5m时软化渗水；桩号0+500～0+600在库水位17.2m时软化渗水；桩号0+600～0+700常年渗水，库水位以下在16.2m时略有好转。

坝基岩体为侏罗系汪公庙组上段石英砂岩夹泥岩，全风化岩体渗透系数1.12×10-5～2.71×10-4cm/s，具中等～弱透水性，坝基强风化岩体透水率8.0～17.5Lu，平均12.8Lu，具有弱～中等透水性，弱风化岩体透水率0.2～1.9Lu，平均0.8Lu，具有弱～微透水性，但岩体埋藏较深，对大坝渗流影响不大。

4 结语

麻塘湖水库大坝为均匀土坝，坝身填土填筑质量较差，填土料局部不均匀，大坝渗漏较为明显，需进行防渗处理，可采用混凝土防渗墙、多头小直径搅拌桩等防渗措施，通过技术、经济等多方面因素比较，拟定采用多头小直径搅拌桩方案。目前，水库除险加固初步设计已通过上级主管部门组织的审查，即将组织施工。预期达到的目标是：希望通过有关部门采取有力措施后，使水库水质达到标准、坝体渗水、坝身薄弱等现象逐年减少，达到国家标准的坝的标准。

胡文强（1975—），男，安徽安庆人，主要从事工程地质勘察与检测工作。