計(jì)慶寶

1 工程概況

山西省屯絳水庫位于濁漳河南源支流絳河上，地處屯留縣河神廟鄉(xiāng)店上村西，于1958年1月動(dòng)工興建，當(dāng)年8月建成蓄水。水庫1963年進(jìn)行了樞紐工程改造，重建了灌溉泄洪洞，增設(shè)了右岸溢洪道(1958年所建左岸土基上溢洪道作為非常溢洪道)，改建了壩下放水洞。1989年對大壩、溢洪道進(jìn)行了除險(xiǎn)加固改造(溢洪道加設(shè)閘門、大壩加高培厚)。壩址以上流域面積405.3 km2，總庫容3770萬m3，是一座以防洪為主，兼灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、工業(yè)供水等綜合利用的中型水庫。水庫現(xiàn)狀運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇設(shè)計(jì)，1000年一遇校核。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

區(qū)內(nèi)山峰高程1120 m，河谷高程952 m。絳河為濁漳河南源的一條最大支流，發(fā)源于屯留、安澤交界處太岳山脈，由西向東橫貫屯留縣全境，最后注入濁漳南源的漳澤水庫，河流長81.2 km，總流域面積887.4 km2，水庫控制流域面積405.3 km2，占總流域面積的45.6%。絳河屬于常年性流水河流，多年平均流量5220萬m3。水庫區(qū)地貌特征為剝蝕侵蝕中低山區(qū)與梁狀黃土陵。壩址區(qū)地貌為河谷和二級(jí)階地。

2.2 地層巖性

大壩段河床高程約950 m，覆蓋層上部為第四系全新統(tǒng)沖洪積淺黃色含礫低液限粘土層夾粉土質(zhì)砂層，厚1 m～5 m。下部為第四系上更新統(tǒng)洪積灰黑、棕黃色低液限粘土，厚5 m～20 m。壩基含礫低液限粘土層夾粉土質(zhì)砂層，礫石成分為砂巖、泥巖，粒徑一般3 mm～55 mm，含量約30%～40%，粉土質(zhì)砂層呈薄層狀和透鏡體狀。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)位于呂梁太行斷塊沁水塊坳的沾尚～武鄉(xiāng)～陽城北北東向褶帶的中部，西部與郭道～安澤近南北向褶帶相連，東部與娘子關(guān)坪頭坳緣翹起帶和長治新裂陷接壤。區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架受北北東向褶帶控制，由次級(jí)軸向近南北向?qū)捑彽谋承毕蛐苯M成，軸長度一般3 km～15 km，褶曲兩翼巖層傾角4°～18°，呈平緩褶皺或開闊褶皺。區(qū)內(nèi)地震受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)制約。從新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)分區(qū)看，庫區(qū)處于平緩隆起拱形構(gòu)造區(qū)，即晉東南拱形構(gòu)造帶內(nèi)。東部與長治新裂陷區(qū)相鄰，直線距離約40 km。水庫周邊地震歷史記載，長治新裂陷區(qū)4級(jí)以上地震有2次，即屯留縣城南4.75級(jí)(1497年2月17日)，潞城4級(jí)(1965年9月4日)。在平緩隆起拱形構(gòu)造區(qū)，武鄉(xiāng)縣城北5級(jí)(1890年)一次。庫區(qū)內(nèi)沒有地震記載資料，地震活動(dòng)較平靜。本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.05，地震基本烈度為6度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45 s。區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

2.4 地下水

根據(jù)地下水的賦存條件，區(qū)內(nèi)地下水可分為碎屑巖類裂隙水和松散巖類孔隙水。碎屑巖類裂隙水含水巖組為中生界三疊系下統(tǒng)劉家溝組()、和尚溝組()紫紅色中厚層細(xì)粒長石砂巖、粉砂巖。相對隔水層為粉砂質(zhì)泥巖及泥巖層。碎屑巖類裂隙水以泉水側(cè)向補(bǔ)給河水形式排泄。松散巖類孔隙水主要賦存于河床、河漫灘及山坡第四系洪沖積細(xì)粒、粗粒類土層中。地下水由兩岸向河谷、由上游向下游排泄。地下水的補(bǔ)給來源主要接受大氣降水和河谷兩側(cè)碎屑巖類裂隙水補(bǔ)給。

3 下游壩坡表面滑脫原因分析

3.1 壩體土的組成與性狀

3.2 壩體填土物理力學(xué)性質(zhì)

3.3 下游壩坡表面滑脫原因分析

1993年8月，暴雨過后主壩下游壩坡出現(xiàn)4處面積約100 m2的表層滑脫現(xiàn)象，滑脫深度大約0.2 m～1.2 m。2007年7月暴雨后，主副壩下游壩面再次出現(xiàn)表層滑脫現(xiàn)象，受損面積超過4000 m2。根據(jù)鉆孔和豎井勘探資料，對壩坡滑脫原因分析如下:

1)壩體浸潤線變化原因。壩體浸潤水位曲線隨庫水位整體變化大。以2008年4月8日庫水位973 m時(shí)樁號(hào)0+270 m處橫剖面為例進(jìn)行說明，大壩上游高程約977 m處浸潤線水位為970.26 m，大壩中軸線部位浸潤線水位為967.4 m，大壩下游高程974.23 m處浸潤線水位為966.23 m，高程966.58 m處浸潤線水位為958.29 m，高程961.74 m處浸潤線水位為950.64 m?？傮w來看，壩體浸潤線分布在新舊壩體接觸面附近。然而，大壩下游壩坡分布的豎井SJ08-2，SJ08-3中，在開挖深度3 m范圍時(shí)均可見后續(xù)培厚填筑土層中較欠密實(shí)填土層內(nèi)有水滴滲出，土體含水率大，井底有積水現(xiàn)象。其出水高程與浸潤線水位高程大約有8 m的高差，由此說明新壩體土局部部位浸潤水位紊亂，或者說浸潤水位在新壩體中存在沿壩體欠密實(shí)土層水平方向滲流的勢態(tài)，導(dǎo)致后續(xù)培厚填筑較欠密實(shí)土層含水率高，在局部容易形成飽和土體帶。2)下游壩坡后續(xù)培厚填筑土層土體均勻性差。分析原因是1989年對大壩進(jìn)行加高培厚過程中填筑土層過厚而碾壓力度不夠造成的。從而形成了后續(xù)填筑土層中出現(xiàn)致密土層和較松散土層呈互層狀現(xiàn)象，再加上壩坡表面邊坡處欠壓實(shí)土層清除力度不足，壩坡土層表層較松軟，又無防水護(hù)坡處理，當(dāng)?shù)乇硭荒芗皶r(shí)排泄時(shí)便形成了局部壩體土表層的飽和現(xiàn)象。另外，下游壩坡表層用碎石和卵石鋪蓋，并由所插塊石將整個(gè)壩坡分隔成為“×”形小區(qū)塊，對壩坡上水流的下泄有一定的阻隔作用，因壩坡排水不暢，使水流在馬道上部匯集，也容易在下游壩坡形成局部飽和土體帶。3)壩坡坡度較陡。壩坡從壩頂至第一級(jí)馬道呈上陡下緩的趨勢，當(dāng)壩坡下部局部土層飽和后，支撐力不足，上部土體沿飽和土層軟弱帶剪切產(chǎn)生重力滑脫現(xiàn)象。在汛期，遇到暴雨時(shí)，由于降雨量大，降雨時(shí)間集中，壩坡排水不暢，降水入滲，形成軟弱帶，上部土體在重力作用下沿軟弱帶易發(fā)生表層滑脫現(xiàn)象。1993年8月和2007年7月曾降過兩次暴雨，這兩次暴雨強(qiáng)度大，2 h降水量分別達(dá)到70 mm和90 mm，暴雨過后大壩下游壩坡出現(xiàn)多處表層滑脫現(xiàn)象，壩坡滑脫厚度最大不超過1.2 m。

4 結(jié)語

造成下游壩坡表面脫落的原因主要就是壩體浸潤線變化、下游壩坡后續(xù)培厚填筑土層土體均勻性差和壩坡坡度較陡。建議對壩體進(jìn)行必要的工程處理，對壩坡進(jìn)行護(hù)坡整治，清除“×”形分布插石，設(shè)置防滲措施，進(jìn)行壩坡排水設(shè)施整治，以防止降水入滲進(jìn)入大壩土體，保證壩體土的穩(wěn)定性。