张峰水库输水工程末端调蓄水池工程地质评价

2017-04-10孙鹏

山西水利 2017年8期

关键词：液限砂质池底

孙鹏

（张峰水库建设管理局，山西沁水 048200）

张峰水库输水工程末端调蓄水池工程地质评价

孙鹏

（张峰水库建设管理局，山西沁水 048200）

根据张峰水库一干末端调蓄水池的工程地质勘察成果，对该区地质进行综合评价，得出该调蓄池存在的工程地质问题，并提出了相关处理建议。

张峰水库；调蓄池；坝基

1 工程概况

张峰水库一干末端调蓄水池位于阳城县演礼乡南坡庄东北约300m处一冲沟沟脑部位，为半挖半填四周围封型式，其中东坝主要为填方区，西坝为挖方区，北坝和南坝为半挖半填区。设计池底高程为700.0m，坝顶高程为711.5m，正常蓄水量为50×104m3。

2 地质条件简述

调蓄池位于西小河右岸一冲沟近沟脑处，冲沟走向为N87°E，沟底宽150～300m，长约450m。地形起伏不平，地势总体西北高东南低，地面高程为708.5～745.5。现冲沟上游已被弃土和弃渣回填，地形呈台阶状。

蓄水区及坝区发育地层主要为新生界第四系松散堆积（Q）及古生界石炭系上统山西组（C3s）碎屑岩等。其中现代人工堆积（QS）主要分布于调蓄池东部东坝、南坝和北坝坝址区；第四系全新统洪冲积（Q4pal）主要分布于调蓄池东坝区；第四系中更新统洪积（Q2pl）主要分布于该调蓄池冲沟两侧和沟脑处沟底部；石炭系上统山西组（C3s）主要分布于调蓄池和坝区底部。

3 调蓄池蓄水区工程地质条件分析及评价

该调蓄池为一半挖半填四周围封型式，池底地层岩性主要为现代人工堆积，岩性主要块碎石，砖块，杂填土及煤屑等，结构松散，土质不均，厚0～15m，具强透水性；第四系中更新统洪积浅红、棕红色低液限粘土，稍湿，坚硬-硬塑状，一般具弱透水性；石炭系上统山西组灰、深灰色砂质页岩、粉砂岩夹中细粒砂岩。建议对调蓄池蓄水区进行整平并挖除东南部人工填土。再者，池底存在不均匀变形问题，建议对挖除后池底进行碾压或夯实。

调蓄池池底开挖后，建基面地层岩性主要为中更新统洪积低液限粘土和山西组深灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩等。该低液限粘土层厚度较薄，且下伏基岩岩体中节理裂隙较发育，且受风化卸荷作用，节理裂隙均有一定张开，一般具中等透水性，构成渗漏通道。综上分析，调蓄池蓄水后，池底存在渗漏问题，建议对池底进行全面防渗处理。

4 坝基工程地质条件分析及评价

4.1 东坝坝基工程地质条件分析及评价

东坝坝基地形起伏不平，地面高程为705.0～713.7m。坝基为人工堆积块碎石，砖块，杂填土等，结构松散，土质不均，厚2.0～30.0m。其下为第四系全新统洪冲积卵石混合土，结构松散，厚0～2.3m。下部为第四系中更新统洪积低液限粘土，稍密，可塑～硬塑，厚度0～6.0m。下伏基岩为石炭系上统山西组砂质页岩、粉砂岩夹中细粒砂岩，岩性较硬，强风化层厚2～3m。

东坝段坝基为人工填土、卵石混合土和强风化基岩结构松散，局部有架空现象，而且承载力低，不能满足设计要求，建议全部清除，将坝基置于弱风化岩体和低液限粘土层上。坝基建基面岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩等，岩体中节理裂隙发育，岩体具中等透水性，为渗漏层位，坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗。建议坝基弱风化岩体承载力为250～350kPa，低液限粘土承载力为90～100kPa。

4.2 西坝坝基工程地质条件分析及评价

西坝坝基地形较为平缓，地面高程为710.9～717.0m。坝基局部分布有人工堆积块碎石，砖块，杂填土等，结构松散，土质不均，厚0～2.0m。其下为第四系中更新统洪积低液限粘土，稍密，可塑～硬塑，厚度0～5.0m。下伏基岩为石炭系上统山西组砂质页岩、粉砂岩夹中细粒砂岩，岩性较硬，强风化层厚2～3m。

西坝段坝基为人工填土和强风化基岩结构松散，局部有架空现象，而且承载力低，不能满足设计要求，建议全部清除，将坝基置于弱风化岩体和低液限粘土层上。坝基建基面岩性主要为低液限粘土及砂岩、砂质泥岩等，由于该低液限粘土层厚度较薄，且下伏砂岩、砂质泥岩岩体中节理裂隙较发育，且均有一定张开，岩体具中等透水性，为渗漏层位，坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗。建议坝基弱风化岩体承载力为250～350kPa，低液限粘土承载力为90～100kPa。

4.3 南坝坝基工程地质条件分析及评价

南坝坝基地形较为平缓，地面高程为712.3～713.4m。坝基上部为人工堆积块碎石，砖块，杂填土等，结构松散，土质不均，厚0～3.0m。其下为第四系中更新统洪积低液限粘土，稍密，可塑～硬塑，厚度0～3.5m。下伏基岩为石炭系上统山西组砂质页岩、粉砂岩夹中细粒砂岩，岩性较硬，强风化层厚2～3m。

南坝段坝基为人工填土和强风化基岩结构松散，局部有架空现象，而且承载力低，不能满足设计要求，建议全部清除，将坝基置于弱风化岩体和低液限粘土层上。坝基建基面岩性主要为低液限粘土和砂岩、砂质泥岩、泥岩等，低液限粘土层厚度较薄，且下伏砂岩、砂质泥岩岩体中节理裂隙较发育，且均有一定张开，岩体具中等透水性，为渗漏层位，坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗。建议坝基弱风化岩体承载力为250～350kPa，低液限粘土承载力为90～100kPa。

4.4 北坝坝基工程地质条件分析及评价

北坝坝基地形起伏不平，地面高程为699.4～720.0m。坝基为人工堆积块碎石，砖块，杂填土等，结构松散，土质不均，厚0～35.8m。其下为第四系全新统洪冲积卵石混合土，结构松散，厚0～5.0m。下部为第四系中更新统洪积低液限粘土，稍密，可塑～硬塑，厚度0～5.5m。下伏基岩为石炭系上统山西组砂质页岩、粉砂岩夹中细粒砂岩，岩性较硬，强风化层厚2～3m。

北坝段坝基为人工填土、卵石混合土和强风化基岩结构松散，局部有架空现象，而且承载力低，不能满足设计要求，建议全部清除，将坝基置于弱风化岩体和低液限粘土层上。坝基建基面岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩等，岩体中节理裂隙发育，岩体具中等透水性，为渗漏层位，坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗。建议坝基弱风化岩体承载力为250～350kPa，低液限粘土承载力为90～100kPa。