火神庙水库工程地质条件及评价

王新永

（永城市水利局，河南 商丘 476600）

1 工程概况

火神庙水库位于河南省荥阳市城关镇石板沟村，该水库为汜河支流上的一座小（Ⅰ）型水库，现水库内无水。水库主体工程建成于1957年，控制流域面积5.27 km2，按50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核，设计总库容为380万m3。水库主要建筑物包括大坝、泄洪洞等，大坝坝顶高程240.50 m，坝长205 m，最大坝高33 m，坝顶宽10 m。

2 工程水文地质条件

2.1 坝址区地层岩性及其结构特征

2.1.1 人工堆积

第①层素填土（低液限粘土）（QS）：浅棕红色杂少量黄色，见有少量钙质结核，土质不均，可见碾压层面。该层以河床中心最厚，其层底高程约210.10 m。

2.1.2 第四系全新统（Q4al）

第②层低液限粘土：浅黄～灰褐色，可塑状，可见钙质小结核，土质较杂。该层主要为河床淤积层，上游厚5.6 m左右，下游厚约1m，层底高程209.45～214.70 m。第③层砾质土：灰黄-褐黄色，可塑状，结构较疏松，含小砾石，粒径一般2～4 cm，含量30%～40%，偶见螺壳碎片。

第④层黄土状低液限粘土：浅黄色，可塑状，可见针状孔隙及钙质网纹，发育有竖向裂隙，含钙质结核，粒径一般约2cm。该层主要分布于沟两岸上部。

2.2 土体物理力学性质

第①层素填土（低液限粘土）：液性指数范围值-0.07～0.12，平均值0.04，为硬～可塑状；压缩系数范围值0.15～0.22MPa-1，平均值0.18MPa-1，具中等压缩性。第②层低液限粘土：液性指数范围值0.23～0.30，平均值0.27；压缩系数范围值0.497～0.499 MPa-1，平均值0.498 MPa-1，属中等压缩性。第④层黄土状低液限粘土：液性指数范围值-0.29～0.12，平均值-0.04；压缩系数范围值0.217～0.473 MPa-1，平均值0.335 MPa-1，属中等压缩性土；湿陷系数范围值0.02～0.07，全部≥0.02，但不具自重湿陷性，为轻微～强湿陷性土。第⑤层低液限粘土：液性指数范围值-0.16～-0.06，平均值-0.12；压缩系数范围值0.16～0.27MPa-1，平均值0.20MPa-1，属中等压缩性土。

2.3 地质构造与地震

工程区位于华北准地台黄淮海坳陷西南部。新构造分区位于豫皖隆起～拗陷区的中部，区域构造线方向主要为北西向和北东向，次为近东西向。场区没有发现大的断裂或褶皱构造。根据《中国地震动参数区划图》该场区地震动峰值加速度为0.10 g，相当于地震基本烈度Ⅶ度。

2.4 各土体单元的渗透性

对工程区各黏性土层取原状工作室内渗透性试验，并对河床段坝基下部Qal4砾质土作了现场钻孔注水试验，各土体单元的渗透系数统计成果见表1。

表1 土体单元渗透性试验统计成果表

3 工程水文地质评价

各岩、土体单元物理、力学性指标及渗透性指标建议值见表2、表3。

表3 各层土、岩体的力学性及渗透性指标建议值表

3.1 主要工程水文地质问题及评价

3.1.1坝体填土质量评价

填土天然干密度范围值1.56～1.70 g/cm3，其中Pd≥1.65 g/cm3者占60%，Pd＜1.65g/cm3者占40%。大坝填土总体评价填筑质量尚好，但由于碾压不均，局部填筑质量较差。

3.1.2 坝基渗漏问题

河床段坝基为第③层砾质土，渗透系数8.4 10-4cm/s，具中等透水性。主要为筑坝时清基未净的河床冲积层，因此存在库水通过第③层砾质土的渗漏问题。坝体下部河床两岸坡分布的第④层低液限粘土渗透系数5.6 10-5～2.3 10-4cm/s，具弱～中等透水性，存在库水通过第④层低液限粘土渗漏问题。

4 结论

场区地层除坝体人工填土外，主要为第四系全新统冲积成因的低液限粘土、砾质土、上更新统冲积成因及中更新统坡洪积成因的低液限粘土。坝址区主要存在大坝填土整体填筑质量较差、坝基渗漏问题，建议对大坝河床段进行坝基防渗处理。