庙东水库工程地质条件分析与评价

宫立刚

(瓦房店市水利勘测设计有限公司，辽宁 瓦房店 116300)



庙东水库工程地质条件分析与评价

宫立刚

(瓦房店市水利勘测设计有限公司，辽宁 瓦房店 116300)

庙东水库位于瓦房店市许屯镇山咀村庙东沟里沟，水库大坝鉴定为三类坝。文章对庙东水库的地形地貌、地层岩性、地质构造及库区的水文地质条件和坝址区的工程地质条件进行了分析，并对工程地质问题进行了评价。通过分析与评价可以得出：目前水库现状主要工程地质问题是渗漏问题，建议对水库进行除险加固，对右侧坝基及坝体进行防渗处理，确保水库安全运行。

水库；工程地质；水文地质；条件分析；防渗处理

1 工程概况

庙东水库位于瓦房店市许屯镇山咀村庙东沟里沟，即E122°04′35″，N39°59′31″，始建于1979年，是一座集防洪、灌溉为一体的小(2)型水库。坝址以上集雨面积0.94km2，最大库容19.78万m3。该水库可灌溉周边63.65hm2果树及葡萄和10hm2旱田，保护下游两个屯人口约740人的生命及财产安全。水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水洞三大建筑物构成。水库现状：现坝顶平均高程110.0m，坝长218m，最大坝高13.0m，坝顶宽3.5m，大坝迎水坡比为1∶2.5，块石护坡，背水坡比为1∶2.5，草皮护坡，背水坡无贴坡排水体。大坝防渗体为黏土心墙及迎水坡土工膜防渗。溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，堰型为宽顶堰，底高程为107.5m，净宽11.5m，一侧采用浆砌石衬砌，一侧为山体，局部滑坡。最大溢洪水深1.3m，下泄流量为25.23m3/s。输水洞位于大坝的左侧，型式为坝下埋管，洞径为Φ300，坝后阀门，洞进口底高程为100m，输水洞长59m。现输水洞放水阀门报废并堵死，但仍然渗漏严重。庙东水库属小(2)型水库，大坝防洪设计标准为10a一遇、校核标准为50a一遇。大坝现有防洪能力满足SL252-2000的要求；大坝坝体及坝基渗漏严重，右侧大坝绕坝渗漏严重，有多处渗漏点，并形成漏水通道，下游无排水体；溢洪道一侧有衬砌，一侧为山体，局部滑坡，达不到设计洪水下泄流量；输水洞放水阀门报废并堵死，但仍然渗漏严重；水库无管护设施，交通条件差。根据大坝安全分类标准，大坝鉴定为3类坝。应限期对大坝进行除险加固[1]。

2 工程地质

2.1 地形地貌

库区位于辽东半岛南部西侧，瓦房店市北部丘陵区，库区以丘陵及残丘及冲沟微地貌为特征。库区上游北东南三面环山，植被不发育，地势高差较大，高程约为90-250m，坝址高程97-110m左右，高差较大[2]。

2.2 地层岩性

库区地层岩性以震旦系及第四纪地层为主，震旦系以长石石英砂岩地层为主，第四纪分布在丘间冲积-坡洪积谷地或坡地上，以粉质黏土混砾石层为主。

2.3 地质构造

库区内地质构造不复杂，未发现有大的断裂构造发育，地表岩层可见小规模褶曲和节理裂隙密集带以及侵入岩脉，为印支-燕山期岩浆活动中的伴生构造，属新华夏构造体系的一部分[3]。

2.4 不良地质作用

库区内没有发现陡坎或危崖，没有滑塌及危石脱落现象，库区范围很小，沟谷较短，没有泥石流等不良地质作用的形成条件[4]。场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

2.5 抗震设防

按《水工建筑抗震设计规范》(DL5073—2000)，《中国地震动区划图》(GB18306—2001)规定，坝区所在地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组。

2.6 库区水文地质条件

区内地下水可分为2种类型：①河谷第四纪松散沉积层孔隙潜水；②基岩裂隙水，以风化裂隙水、构造孔隙水为主。

1)第四纪松散沉积层孔隙潜水。分布在库区谷地之内，第四纪含水层厚度一般在3-5m，含水层由第四纪冲洪积-坡洪积地层组成，主要地层为坡洪积碎石层，粉质黏土混碎石层，直接接受大气降水补给，形成潜水并与岩石裂隙水形成补给关系。库区坝前第四纪土层厚度不大，达到5.0m，库底单孔涌水量可达到50m3/d，水质矿化度一般<1g/L。

2)基岩裂隙水。分布在第四纪覆盖层以下，以基岩岩石地层为主，区内广泛分布震旦纪长石石英砂岩地层，风化裂隙发育为主，渗透性随深度增加而减弱，往往形成潜水，一般单井(孔)涌水量30-50m3/d，水质矿化度一般小于1g/L，构造裂隙水蕴藏在50-80m深度,一般单井(孔)涌水量50-100m3/d。

2.7 坝基工程地质条件

2.7.1 坝体结构及其透水性评价

1)砂壳：黄褐色-紫褐色，粗砂混碎石，长石石英砂岩质碎石，次磨圆状，稍密-中密状态，稍湿。位于坝顶0-3.5m，厚度3.5m。

2)黏土心墙：黄褐色-灰褐色，黏土局部含碎石，为心墙物质。3.5-5.5m呈黄褐色,可塑状态；5.5-8.5m呈灰褐色，黏土呈饱和,软可塑-软塑状态；8.5-13.6m黄褐色黏土夹黑褐色粉质黏土，软塑，饱和,钻孔揭露最大厚度15.0m。坝体黏土层物理力学性质见土样室内试验成果[5]。黏土心墙黏土饱和，软塑，说明黏土质量或碾压质量不好，存在透水问题。应采用上游设防渗体或其他防渗措施处理[6]。

2.7.2 坝基地层及其透水性评价

坝基岩石以长石石英砂岩为主，黄-黄褐色，中厚层长石石英砂岩，倾角一般在30°-40°，多为强风化、微风化岩。

1)强风化：岩心破碎，裂隙发育，裂隙张开性强，层厚一般在1.5-5.5m,是水库坝基主要渗漏部位。

2)微风化：岩心呈短柱及长柱状，裂隙少及岩块较新鲜，裂隙不发育或闭合性强，揭露厚度2.5m。1号孔及2号孔揭露右坝基强风化厚度5-6m。该部位坝基渗漏。

2.7.3 坝肩岩土地层及其透水性评价

左坝溢洪道以长石石英砂岩为主，堰底可见灰绿岩岩脉，与围岩角度不整合接触，挤压性接触。

灰绿岩岩脉：仅在溢洪道堰底处见，岩性为灰-灰绿色，厚层，块状结构，裂隙不发育，坚硬，密实，透水性差，隔水性强，与围岩角度不整合接触，挤压性接触接触带透水性不强[7]。

右坝肩以长石石英砂岩主，分水岭低矮，坝基强风化岩厚度大，可达5m以上，倾角陡，透水性强。右坝下游渗漏及西部山沟泉水溢流说明该部位坝基存在严重绕坝渗漏问题。右坝段及坝肩应加大基岩防渗深度。勘察中2号孔强风化岩段及弱风化岩段进行压水试验，强风化岩中强度透水[8]。试验结果见表1。

表1 注水试验成果表

2.7.4 岩土层物理力学性质

库区岩土各层物理力学性质，结合地区经验确定坝基岩土承载力容许值[R]如下：

强风化长石石英砂岩：[R]=300kPa

微风化长石石英砂岩：[R]=1000kPa

坝体黏土心墙取土进行室内试验结果，坝体黏土平均含水量为16.4%，平均干密度为1.61g/km3，平均压实度0.9，渗透系数为4.7×10-5，平均内摩擦角23.5°。

3 结论与建议

通过本次勘察，查明了坝基岩土工程地质特征，达到了水库除险加固设计阶段勘察的精度要求。水库现状主要工程地质问题是渗漏问题，坝体防渗墙防渗不好，右坝基强风化基岩透水，应进行坝基(体)防渗加固处理。黏土心墙黏土饱和，软塑，说明黏土质量或碾压质量不好，存在坝体透水问题。应采用上游设防渗体或其他防渗措施处理。1号孔及2号孔揭露右坝基强风化厚度5m。该部位坝基渗漏。左坝肩溢洪道以长石石英砂岩为主，堰底可见灰绿岩岩脉，与围岩角度不整合接触，挤压性接触。透水性不强。右坝肩以长石石英砂岩，右坝头分水岭低矮，隔水能力差，坝基原开挖不到位，坝基强风化岩厚度大，可达5m以上，倾角陡，透水性强。右坝下游渗漏及西部山沟泉水溢流说明该部位坝基存在严重的绕坝渗漏问题[9]。右坝基的强风化岩厚度大，裂隙发育，透水强及坝体防渗墙黏土质量差，该部位是水库主要渗漏原因，存在透水隐患应进行防渗安全处理。建议处理对右侧坝基及坝体进行防渗处理。

[1]韦利珠.南流江水环境质量状况研究及生态保护修复探讨[J].水利规划与设计，2014(11):17-20.

[2]刘爱春.祁家店水库除险加固工程水利建设监理投资控制措施探究[J].水利水电建设，2014(20):64-66.

[3]袁剑军.土石坝防渗墙黏土混凝土材料的工程应用初探[J].水利建设与管理,2013(02):33-35.

[4]苏艳宇.瓦房店市小岭水库除险加固工程建设探究[J].黑龙江水利科技，2015(01)：127-129.

[5]任妍儒.瓦房店市东沟水库除险加固工程分析[J].水利规划与设计，2016(04):35-37.

[6]章皖东.浅谈监理工程师对水利工程项目投资的控制[J].水利科技，2012(04):117-118.

[7]夏建军.胶结材料筑坝技术在白土岭水电站的应用[J].中国水能及电气化，2014(11)：14-16.

[8]刘仲池.水利工程监理中的“三控制”研究[J].河南水利与南水北调，2015(06):43-44.

[9]徐飞.沈阳地区水资源短缺原因分析及对策研究[J].水资源开发与管理，2015(01)：24-26.

1007-7596(2017)03-0075-03

2017-02-24

宫立刚(1975-)，男，辽宁大连人，工程师，从事水利工程设计、测量等工作。

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