崔 瑞

(遼寧水利職業(yè)學院，沈陽110122)

1 工程概況

遼寧省葫蘆島市青山水庫工程由水庫樞紐工程及其輸水工程組成，是六股河干流上控制性骨干工程。

其中水庫樞紐工程包括主壩、副壩、溢洪道、輸水洞、壩下交通橋等;輸水工程包括輸水管線、隧洞、加壓泵站、穿越段等。水庫總庫容6.61 億m3，為大(2)型水庫，Ⅱ等工程。

青山水庫工程的主要任務(wù)是以供水、防洪為主，兼顧灌溉和改善生態(tài)環(huán)境等綜合利用水利工程。

2 壩址區(qū)地質(zhì)條件

壩址區(qū)地質(zhì)條件包括:地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)4個方面。

2.1 地形地貌

左岸為順河走向平臥的錐狀長條形山脊，巖石裸露，岸坡較陡，平均坡度35°，局部坡度達50° ～60°。山脊左側(cè)發(fā)育有約670 ～700 m長的沖溝，壩端對應的下部溝底高程為66 m，相對高差40 m。輸水洞和導流洞均布置在左岸這條山脊內(nèi)。

右岸為土質(zhì)邊坡，平均坡度為5° ～6°，呈階梯狀緩斜坡地形，壩端山頂平緩開闊，屬劣質(zhì)耕地，坡腳為凸岸堆積地形，漫灘較寬。從山頂向右至溢洪道左側(cè)約310 m，這之間山脊平緩開闊，山脊兩側(cè)發(fā)育南北走向的沖溝。

2.2 地層巖性

Ⅰ壩址區(qū)地層巖性比較單一，除第四系松散沉積層外，出露的巖石類型均為侵入巖，且以燕山早期第一階段侵入的二長花崗巖hg52(1)為主，是壩址區(qū)的主體巖性;還有少量玢巖(dn)巖脈和長英質(zhì)巖脈(gn)侵入巖脈。

第四系(Q4)在壩址區(qū)分布廣泛，按其成因可分為以下4 種類型:殘坡積層、重力堆積層、沖積與沖洪積層;巖性有黏土、粉質(zhì)黏土、砂礫石等。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

Ⅰ壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單。構(gòu)造類型主要表現(xiàn)為節(jié)理、裂隙及節(jié)理密集帶，在左岸岸邊壩線上、下游及右岸溢洪道等幾個沖溝中均有分布。根據(jù)壩址左岸節(jié)理裂隙統(tǒng)計結(jié)果，面積裂隙率為0.73% ～4%，直線裂隙率為3.9%左右。根據(jù)地質(zhì)測繪和鉆孔巖芯情況看，本區(qū)屬于節(jié)理較發(fā)育區(qū)。

2.4 水文地質(zhì)

Ⅰ壩址區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，根據(jù)地下水含水介質(zhì)及其性質(zhì)，可分為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水兩種類型。

Ⅰ壩址河水與地下水水質(zhì)較好，感觀上無色無味，透明，經(jīng)取樣化驗:地表河水及地下水均屬HCO3－SO4－Ca 型水。通過進行水質(zhì)分析，初步判定:六股河河水與地下水對混凝土無腐蝕性，對混凝土中鈉筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。

3 壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價

壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價包括左岸壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價和右岸壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價。

3.1 左岸壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價

左岸壩肩巖體為二長花崗巖，局部夾有玢巖及長英質(zhì)巖脈。全、強風化巖較厚，向岸坡逐漸變薄，巖石強度偏低;弱風化巖強度相對較高，屬中硬巖，巖體完整性較差;微風化巖強度相對較高，屬中硬巖，巖體較完整。

岸坡較陡，邊坡坡角35°左右，從整體看左壩肩工程地質(zhì)條件較好，無斷裂構(gòu)造，沒有地下水的影響，因此，左壩肩基本處于穩(wěn)定狀態(tài)［1－3］。

根據(jù)壓水試驗結(jié)果，結(jié)合鉆探資料分析，左岸山脊90 m高程以上巖體透水率＞80 Lu，70 ～90 m高程巖體透水率為5 ～50 Lu，70 m高程以下巖體透水率＜5 Lu。山脊中心75 m高程點至河岸邊以上巖體透水率均＞10 Lu，屬中等透水區(qū)，其下巖體基本屬于弱透水和微透水區(qū)，滲漏量很小。

從巖體的滲透性來看，左岸壩端二長花崗巖體垂直岸坡深度30 m范圍巖體滲透性較大。另外從地表地貌形態(tài)來看，山脊左側(cè)發(fā)育有約670 ～700 m長的沖溝，壩端對應的下部溝底高程為66 m，相對高差40 m，水庫蓄水后有可能從左壩端上游發(fā)生滲漏。建議沿山脊向上游進行防滲，長度為150 m。

3.2 右岸壩肩主要工程地質(zhì)問題及評價

右岸壩肩表層絕大部分地區(qū)被第四系松散沉積物或堆積物覆蓋，厚度不均(2 ～5 m)，平均坡度為5° ～6°，呈階梯狀緩斜坡地形，壩端山頂平緩開闊，基巖出露很少，壩端地段高程在90 ～97 m。基巖為二長花崗巖，巖體風化強烈，B2 孔右側(cè)全風化巖較厚，下限埋深5 ～12 m，左側(cè)全風化很薄。

右岸強風化巖下限埋深一般4.5 ～22.5 m。弱風化巖下限埋深一般10.0 ～36.1 m。該段壩基巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育，局部較發(fā)育。從自然歷史和現(xiàn)狀邊坡分析，右岸邊坡基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)右岸壓水試驗成果:右岸C8 至C12 孔埋深20.0 m以上大部分巖體透水率＞5 Lu，局部＞12 Lu，屬于弱～中等透水區(qū)［4－5］;20 m以下大部分巖體透水率＜5 Lu，屬于弱透水和微透水區(qū)。右壩端C12孔埋深20.0 m以下巖體透水率都＜5 Lu，屬弱透水，滲漏量少。

因此，本段基巖上部壓水段透水率較大，不能滿足防滲要求，建議對該段進行防滲處理。

4 黏土心墻砂礫石壩工程地質(zhì)條件評價

黏土心墻砂礫石壩工程地質(zhì)條件評價主要包括3個方面:

4.1 左岸坡段

本段長55 m，邊坡坡角35°左右，屬陡坡，地表巖石裸露，巖性為二長花崗巖，局部夾有玢巖及長英質(zhì)巖脈。無斷裂構(gòu)造，節(jié)理局部較發(fā)育，沒有地下水的影響。

巖體抗風化能力較弱，全、強風化巖較厚，向岸坡逐漸變薄，巖石強度偏低;弱風化巖強度相對較高，屬中硬巖，巖體完整性較差;微風化巖強度相對較高，屬中硬巖，巖體較完整，底部巖體完整。建議清除表層松動巖塊，壩基礎(chǔ)座在強風化巖中?？紤]下部全、強風化巖透水性強，建議采取防滲措施［6］。

4.2 河床段

本段長225 m，地形較平坦，表層第四系松散地層為單層結(jié)構(gòu)，主要為全新統(tǒng)沖積礫砂及圓礫，層厚為2.00 ～5.30 m，滲透系數(shù)較大，K =1.98 ×10－1c m/s，中密至密實，重力觸探擊數(shù)一般為5.0 ～18.2，砂礫石層承載力建議值取380 kPa。

覆蓋層下部基巖為二長花崗巖，無大的斷層通過，節(jié)理裂隙較發(fā)育，以高角度原生節(jié)理為主，不會影響壩基的穩(wěn)定。

壩基巖體風化較弱，河床左段基本沒有強風化巖，弱風化巖層也較薄。局部C7 孔表層部分巖體屬強風化，層厚1.0 m，下部弱風化巖厚8.5 m，大部分弱風化巖體完整性較差～較完整。

建議壩基置于砂礫層上，但宜清除表層約0.5 m厚松散礫砂及圓礫，以滿足壩體穩(wěn)定要求。礫砂及圓礫層透水性強，強風化巖透水性較強，建議采取防滲措施［7－8］。

4.3 右岸坡段

本段較緩，呈階梯狀緩斜坡地形，壩端山頂平緩開闊，表層絕大部分地區(qū)被第四系松散沉積物或堆積物覆蓋，厚度不均，以礫質(zhì)土為主，結(jié)構(gòu)松散，承載力建議值為150 kPa，承載力較低?；鶐r出露很少，壩基巖體主要巖性為二長花崗巖。巖體風化強烈，全、強風化巖強度較低，有一定的承載力。

強風化巖埋深較厚。弱風化完整性差，屬中硬巖。該段壩基巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育，局部較發(fā)育。無大構(gòu)造通過。表層松散坡積物承載力建議值為150 kPa，較低，建議清除;壩基座在全風化巖上。由于全強風化巖透水性較強，建議壩基采取防滲措施。

5 右岸端至溢洪道段分水嶺工程地質(zhì)條件評價

水庫正常高庫水位均處在全風化巖段內(nèi)，全風化巖體破碎且透水率一般很小，≤5 Lu，屬弱透水區(qū);下部強風化巖及弱風化巖厚度較薄，巖體完整性差～較完整，透水率一般＜5 Lu，局部＞5 Lu，屬中等透水區(qū)。微風化巖透水率＜1 Lu，屬微透水區(qū)。

分析推測，該段分水嶺不會產(chǎn)生嚴重滲漏問題，但對局部(B8 孔附近32 m深度以上)透水率較大區(qū)域需進行防滲處理，防滲深度10 ～35 m。

6 副壩址區(qū)工程地質(zhì)條件評價

副壩址壩軸線位于分水嶺最低處，地形相對較開闊，山坡較緩，迎水坡與背水坡坡降較小。壩基巖體全、強風化巖較厚，并有兩條較寬斷層通過，巖體完整性差，局部破碎，鉆孔壓水試驗結(jié)果表明全、強風化巖過渡帶存在一個10 m厚的中等透水帶，其它地區(qū)巖體透水性微弱。

壩基通過的兩條斷層規(guī)模較小，不屬于區(qū)域性斷裂，且不是活斷層，斷層性質(zhì)為壓扭性，并充填有大量泥物質(zhì)，屬阻水斷層。

綜合分析，副壩壩基巖體風化十分嚴重，巖石強度極低，建議清除表層松散坡積物，壩基座在全風化巖中，對全、強風化巖做防滲處理［9］。

7 溢洪道工程地質(zhì)條件與評價

溢洪道地區(qū)巖體工程地質(zhì)條件較差，巖體風化強烈，巖石強度低，表層大部分巖石呈全風化狀，結(jié)構(gòu)松散，抗沖刷能力低。

溢洪道沿線沒有大規(guī)模斷裂構(gòu)造，但有壓紐性節(jié)理組，與沖溝走向近一致。溢流堰區(qū)沖溝底部全風化巖層相對較薄，兩側(cè)邊坡及以上地區(qū)全風化巖較厚。

下部強風化巖巖石強度相對提高，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性差～較完整。由于溢洪道位置全、強風化巖較厚，而強風化巖中節(jié)理裂隙較少，巖石強度雖然較低，但考慮溢洪道堰體規(guī)模及荷載并不大。

因此，建議堰體建基面選在弱風化巖中，對堰基進行固結(jié)灌漿處理，并對堰基下游一定長度沖刷段進行防護。

8 輸水洞工程地質(zhì)條件與評價

輸水洞工程位置無斷層通過，節(jié)理裂隙局部較發(fā)育，大部分地區(qū)不發(fā)育，節(jié)理走向與洞軸線斜交。除進出口部分洞段以外，洞體均在弱風化巖及微風化巖中穿過，成洞條件較好。

9 結(jié) 論

從青山水庫壩址區(qū)域工程地質(zhì)概況、工程地質(zhì)條件及各建筑物工程地質(zhì)條件的分析評價來看，青山水庫壩址區(qū)工程地質(zhì)條件較好，適宜修建水庫。

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