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        辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程地質(zhì)勘察分析與評(píng)價(jià)

        2015-07-28 07:19:02陳夫鑫棗莊市水利綜合服務(wù)站山東棗莊277800
        山東水利 2015年7期
        關(guān)鍵詞:分析評(píng)價(jià)工程地質(zhì)勘察

        陳夫鑫(棗莊市水利綜合服務(wù)站,山東 棗莊 277800)

        辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程地質(zhì)勘察分析與評(píng)價(jià)

        陳夫鑫
        (棗莊市水利綜合服務(wù)站,山東 棗莊 277800)

        【摘要】結(jié)合山東省棗莊市辛莊水庫(kù)擴(kuò)建工程,闡述了水庫(kù)工程概況、工程區(qū)地質(zhì)條件以及水庫(kù)存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題,并依據(jù)勘察結(jié)果給出分析與評(píng)價(jià),提出相應(yīng)的處理建議。

        【關(guān)鍵詞】水庫(kù)擴(kuò)建工程;工程地質(zhì)勘察;分析評(píng)價(jià);壩基滲漏

        棗莊市辛莊水庫(kù)于1960年建成蓄水,屬淮河流域南四湖水系,壩址以上流域面積17.5 km2。辛莊水庫(kù)現(xiàn)狀為?。?)型水庫(kù),興利水位為195.3m,校核洪水位199.5m。擴(kuò)建辛莊水庫(kù)的主要任務(wù)是解決水庫(kù)灌區(qū)用水、保障附近農(nóng)村居民引水安全、提高區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)和改善流域內(nèi)河流生態(tài)環(huán)境。

        1 工程區(qū)域地質(zhì)勘察分析

        庫(kù)區(qū)屬泰沂山脈西南麓,地形復(fù)雜多樣,山地丘陵多,平原少,東部為海拔500 m以上的群山區(qū);西部為海拔100m以下的低山丘陵和山前傾斜平地。區(qū)域內(nèi)北、東部高,南及西部低,最低處海拔為80m,相對(duì)高差為540m。北部和南部多為丘陵區(qū),其走向多呈東西向;東西向山系之間的分布著長(zhǎng)條形單斜斷塊谷地,其走向與山脈走向基本一致,地勢(shì)東高西低,處于自然傾斜狀態(tài)。

        本區(qū)地處沂沭斷裂帶以西、白彥隆起的南翼,地層屬華北地層區(qū)、魯西地層分區(qū)、徐州-宿縣地層小區(qū),太古界的變質(zhì)巖系,元古界前震旦系,古生界的寒武、奧陶系和新生界第四系均有分布,侵入巖主要分布在該區(qū)的北部分布?;鶐r大面積出露,第四系分布在山間谷地及山間盆地低洼處。

        2 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

        2.1基本地質(zhì)條件

        水庫(kù)東、西側(cè)多為丘陵,西部丘陵海拔高度為318.20~337.60m,總體上呈西北、東南走向,由前震旦系碳酸鹽巖夾碎屑巖、火成巖構(gòu)成;東部丘陵海拔高度為318.00~360.00m。庫(kù)區(qū)內(nèi)地層主要為第四系地層及火成巖,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,以北西向斷裂、近東西向斷裂為主。

        2.2水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題

        1)庫(kù)區(qū)滲漏。庫(kù)區(qū)山體寬厚、庫(kù)周及庫(kù)底巖石透水性差、庫(kù)周地下水位高于擴(kuò)建后的正常蓄水位、沒(méi)有大規(guī)模導(dǎo)水性斷裂通向庫(kù)外,不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題。

        2)水庫(kù)浸沒(méi)。由于庫(kù)區(qū)組成庫(kù)岸的巖體多為透水性差的侵入巖體,地下水主要受大氣降水補(bǔ)給,地表水排泄暢通,庫(kù)區(qū)周邊山間相對(duì)低洼處,地形相對(duì)較高,地面高程一般高出水庫(kù)擴(kuò)容后的最高蓄水位,在興利水位條件下一般不存在浸沒(méi)問(wèn)題,僅在緊臨庫(kù)周附近可能存在浸沒(méi)問(wèn)題。

        3)庫(kù)岸穩(wěn)定。庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定性較好,擴(kuò)容后庫(kù)水位的抬高,可能會(huì)造成庫(kù)岸局部小規(guī)模坍塌,但不會(huì)產(chǎn)生較大規(guī)模的庫(kù)岸再造。

        4)固體徑流淤積。水庫(kù)固體徑流主要來(lái)源是庫(kù)區(qū)周?chē)L(fēng)化巖碎屑,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,分水嶺處出露基巖全風(fēng)化厚度為1.0~1.5m,并且山坡較陡,暴雨季節(jié)風(fēng)化的巖石顆粒及碎塊極易被地表徑流帶入庫(kù)內(nèi)。

        5)誘發(fā)地震情況。水庫(kù)地處構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定地塊,無(wú)深大斷裂穿過(guò)壩址,勘察區(qū)地層穩(wěn)定,巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于60 MPa,強(qiáng)度完全能夠承載水庫(kù)蓄水后產(chǎn)生的水壓力;庫(kù)區(qū)地下也沒(méi)有吸水礦物存在,不存在地下水深部循環(huán)的地質(zhì)條件,地下應(yīng)力場(chǎng)改變輕微。從以上分析,水庫(kù)產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性較小。

        3 水庫(kù)工程地質(zhì)條件分析

        3.1壩體工程地質(zhì)條件

        1)勘察結(jié)果對(duì)均質(zhì)壩土料質(zhì)量評(píng)價(jià)如表1。

        2)大壩壩前上游壩坡干砌石護(hù)坡質(zhì)量較好。大壩后坡壩面及壩腳均設(shè)置護(hù)坡,并設(shè)置橫向排水溝,符合要求。

        表1黏粒含量、塑性指數(shù)、滲透系數(shù)評(píng)價(jià)

        表2壓實(shí)度評(píng)價(jià)

        表3壩基地層巖性評(píng)價(jià)

        3)大壩壩體土的滲透變形的判斷,根據(jù)土工試驗(yàn)壩體土滲透變形的形式為流土,壩體土的允許水力比降0.50。

        3.2壩基地質(zhì)條件

        1)地層巖性。根據(jù)地質(zhì)勘探揭露的結(jié)果,辛莊水庫(kù)壩基由古元古界(Pt1)全風(fēng)化~微風(fēng)化花崗巖組成,其特征描述如表3。

        2)大壩壩基的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。樁號(hào)0+262~0+387段分布著一層厚0.3~0.5m的淤泥質(zhì)壤土,屬軟弱土層,對(duì)壩體抗滑穩(wěn)定不利,建議采取蓋重或壩后排水等工程措施處理。壩基下伏③-1淤泥質(zhì)壤土、③-2黏土、④-1層全風(fēng)化花崗巖、④-2層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、④-3層中風(fēng)化花崗巖,各巖層透水性如表3所示。水庫(kù)壩基土層部分均為弱透水層,滲漏量較小。根據(jù)上述分析結(jié)果,壩基主要為淤泥質(zhì)壤土、黏土和花崗巖,淤泥壤土和黏土具弱~極弱透水性,花崗巖全、強(qiáng)風(fēng)化層具中等透水性,中等風(fēng)化層具弱透水性,淤泥質(zhì)壤土主要分布在樁號(hào)0+262~0+387范圍且貫通上下游。上游水位采用按擴(kuò)容后興利水位200.60m時(shí),下游水位采用壩后地面平均高程181.00m,水頭差為19.60m。計(jì)算得到大壩興利庫(kù)容為642.6萬(wàn)m3,大壩壩基年滲漏量約19.63萬(wàn)m3,占興利庫(kù)容的3.05%。由于④-1層全風(fēng)化花崗巖的透水率為32.80Lu,④-2層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖透水率為58.3Lu,均具中等透水性,建議對(duì)壩基進(jìn)行帷幕灌漿,灌漿深度進(jìn)行入中風(fēng)化花崗5.0m。

        總之,通過(guò)以上分析可知,水庫(kù)區(qū)基本不存在水庫(kù)滲漏、浸沒(méi)、庫(kù)岸失穩(wěn)和水庫(kù)誘發(fā)地震等工程地質(zhì)問(wèn)題。庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件良好,雖部分區(qū)域地質(zhì)條件有問(wèn)題,但影響程度較小,對(duì)水庫(kù)擴(kuò)建工程施工設(shè)計(jì)基本沒(méi)有影響?,F(xiàn)狀壩體為壤土均質(zhì)土壩,滲透系數(shù)在3.72×10-5~9.19×10-6cm/s之間,具弱透水性;壓縮系數(shù)在0.257~0.514之間,大部具中等壓縮性;壓實(shí)度平均0.93,不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;壩頂分布厚0.8~2.0 m厚貫通上下游的中砂,存在滲漏問(wèn)題。

        壩基主要為淤泥質(zhì)壤土、粘土和花崗巖,淤泥壤土和黏土具弱~極弱透水性,花崗巖全、強(qiáng)風(fēng)化層具中等透水性,中等風(fēng)化層具弱透水性,淤泥質(zhì)壤土主要分布在樁號(hào)0+262~0+387范圍且貫通上下游。

        (責(zé)任編輯趙其芬)

        【中圖分類(lèi)號(hào)】TV697

        【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

        【文章編號(hào)】1009-6159(2015)-07-0043-02

        收稿日期:2015-02-24

        作者簡(jiǎn)介:陳夫鑫(1978—),男,工程師

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