胡文強（安徽省安慶市磐石巖土有限公司，安徽安慶 246000）

安慶市麻塘湖水庫大壩工程地質條件分析與評價

胡文強
（安徽省安慶市磐石巖土有限公司，安徽安慶 246000）

我國水庫數(shù)量居世界所有國家和地區(qū)之首，以小型土石壩為主，受當時經濟、技術因素限制，經多年運行后，約40%水庫存在著安全隱患，需進行除險加固處理；本文以安慶市麻塘湖水庫為例進行介紹，麻塘湖水庫為中型水庫，采用鉆探、野外注水和壓水試驗、室內試驗手段，查明水庫大壩工程地質條件，結合歷史險情，對大壩工程地質條件進行分析與評價。

麻塘湖水庫 大壩 工程地質條件 分析與評價

1 概述

根據(jù)第一次全國水利普查資料，截止至2011年12月31日，全國已建成水庫97246座，在建水庫756座，其中大（1）型水庫127座，大（2）型水庫629座，中型水庫3938座，?。?）型水庫17949座，小（2）型水庫75359座，大多建于上個世紀50年代～70年代，壩型以土石壩居多。由于先天不足，部分水庫（約占水庫總數(shù)的40%）存在標準偏低、水庫設施老化等問題，壩體滲水、壩身薄弱等現(xiàn)象嚴重，評定為三類或四類壩，需進行除險加固處理。

本文以安慶市麻塘湖水庫為例，采用鉆探、野外注水和壓水試驗、室內試驗手段，查明了水庫大壩工程地質條件，結合歷史險情，對大壩工程地質條件進行分析和評價，為水庫除險加固提供了詳細的地質資料，使水庫除險加固措施更加完善 達到標準，供同行參考！

2 水庫大壩工程地質條件

麻塘湖水庫壩址座落于安慶市懷寧縣石牌鎮(zhèn)西2km處的郭凌村境內，位于武昌湖流域泥塘溝河上游，集水面積98km2，總庫容4489萬m3，是一座以灌溉為主，結合防洪、水產養(yǎng)殖、城鎮(zhèn)供水等綜合利用的中型年調節(jié)水庫。

水庫大壩呈NW78°方向延伸，為均質土壩，壩頂長度848m，壩頂高程21.0～22.5m（吳淞高程系，下同），壩頂寬度11.5～13.0m，最大壩高8.8m，壩頂兼做公路，迎水坡坡比1：1.5～1：2.0，采用干砌石護坡至坡頂，背水坡坡比1：2.0～1：3.0，采用草皮護坡，壩腳設有24.6～28.3m寬平臺，平臺高程15.6m左右，平臺后為魚塘，塘底高程12.8～13.4m。

根據(jù)野外鉆探成果，水庫大壩左、右壩端建于低緩崗地上，中部建于泥塘溝河河道上，大壩工程地質縱剖面見圖1。

2.1 壩體工程性狀

麻塘湖水庫大壩為均質土壩，壩身填土成份主要以黃、灰色粉質粘土、重粉質壤土為主，局部夾有砂壤土、礫石等，土體中砂粒含量12%～74%，平均29.5%，粉粒含量12%～61%，平均43.4%，粘粒含量14%～39%，平均27.1%，土體一般呈可塑狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)一般6.8～16.1擊，平均10.2擊，室內滲透試驗垂直滲透系數(shù)為5.30 ×10-6～7.21×10-4cm/s，平均7.45×10-5cm/s，野外注水試驗滲透系數(shù)一般2.44×10-5～6.63×10-4cm/s，平均3.11×10-4cm/s，大壩壩身填土具有中等～弱透水性。

2.2 壩基巖土體工程性狀

麻塘湖水庫建庫前，泥塘溝河長年沖淤沉積，在壩基下形成了較厚的新近沉積的沖積層，壩基巖土體大致可分為五層：

主要分布于壩基下老河道以及壩下游，土體呈灰色，近地表局部呈灰褐色，軟可塑～可塑狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)4.1～6.2擊，野外注水試驗滲透系數(shù)1.22×10-5～4.98×10-5cm/s，厚度9.2～12.0m。

表1 歷次大壩滲透變形加固除險概況表

呈透鏡體狀分布于樁號0+040～0+140表層，土體呈灰色，濕～飽和，結構松散，厚度0.7～1.2m。

呈透鏡體狀分布于樁號0+000～0+100（左壩頭）、0+240～0+420段（壩基中段），土體呈灰色，中密～稍密狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)11.6～25.9擊，野外注水試驗滲透系數(shù)2.03×10-4～6.21×10-4cm/s，平均滲透系數(shù)3.49×10-4cm/s，厚度2.0～3.7m。

呈透鏡體狀分布于樁號0+390～0+497（壩基中段），土體呈灰色，軟塑～流塑狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)1.2～2.2擊，厚度2.0～3.3m。

主要分布于壩基下老河槽下部，土體呈灰色，中密～稍密狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)12.6～18.9擊，平均滲透系數(shù)3.49×10-4cm/s，厚度1.0～3.7m。

主要分布于壩基下老河槽下部，土體呈灰～灰白色，中密～密實狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)28.7擊左右，厚度0.9m左右。

主要分布于左、右壩端低緩崗地上部，土體呈黃紅、黃、灰白色，硬可塑～堅硬狀態(tài)，野外標準貫入擊數(shù)10.0～35.3擊，野外注水試驗滲透系數(shù)9.47×10-6～1.05×10-5cm/s，平均滲透系數(shù)1.01×10-5cm/s。

（Ⅴ）基巖（J3w2）

壩基巖體為侏羅系汪公廟組上段石英砂巖夾泥巖，弱、微風化巖體為中厚層狀，呈灰綠色、棕紅色，巖塊細密，巖心為短柱狀，一般長度10～15cm，裂隙呈網紋狀，充填方解石，裂面彎曲、粗糙。巖體抗風化能力較弱，一般風化較深，基巖表層多呈全風化狀態(tài)，石英砂巖風化后多呈灰色細砂夾礫石狀，泥巖風化后多呈磚紅色、青灰色粉質粘土狀。

3 水庫大壩工程地質條件分析與評價

麻塘湖水庫于1957年11月開工建設，由懷寧縣水電局、望江縣水電局負責施工，至1958年4月全部完工。工程原設計標準低，施工質量差，壩身斷面低矮、單薄，后經不斷加高培厚，并拓寬溢洪道。在水庫運行過程中，大壩一直存在壩身滲水、壩基管涌、散浸等險情（詳見表1），歷經1968年、1984年、1987年、2000年和2004年除險加固，才達到現(xiàn)狀規(guī)模。

麻塘湖水庫大壩為均質土壩，填筑土料主要基本上以粉質粘土和重粉質壤土為主，主要來源于水庫周邊的丘陵崗地，屬第四系上更新統(tǒng)粉質粘土（Q），土料質量符合均質土壩填筑要求；壩體表層多為瀝青路面及碎石，填土料局部不均勻，混填有砂壤土、細砂或粉質粘土夾礫石等，如ZK8孔處高程19.9～15.1m間為粉質粘土夾礫石，ZK14孔處高程19.6～16.6m間為粉質粘土夾礫石、高程16.6～13.7m間為細砂、ZK15孔處高程16.2～14.5m間為砂礫石。

水庫施工時由受益區(qū)群眾土法施工，且經過多次的加高培厚，碾壓質量控制不嚴，存在施工界溝和碾壓不實等問題，從物理力學指標和野外標準貫入試驗看，壩身填土的平均干密度1.46g/cm3，最小干密度僅1.36g/cm3，野外標準貫入擊數(shù)3.7～17.2擊，多數(shù)集中在5擊左右；從室內滲透試驗和野外注水試驗成果看，大壩填土滲透系數(shù)一般為2.44×10-5～6.63×10-4cm/s，平均3.11×10-4cm/s，不滿足均質土壩填筑材料滲透系數(shù)小于1×10-4cm/s的要求，說明大壩密實度不夠，填筑質量不好。

水庫大壩右壩段200m長左右壩基為低緩崗地，左壩段600m長左右壩基為老河道、老河溝，施工時清基不徹底，左壩端老河槽處（樁號0+040～0+140段）壩基殘留有一層厚度0.5～1.0m的砂壤土未清除，筑壩后壩腳常年散浸和滲漏；從野外注水試驗成果看，壩體與壩基接觸帶注水試驗滲透系數(shù)在2.40×10-5～1.55×10-4cm/s，具有弱～中等透水性。

左壩端老河槽處（樁號0+000～0+100段）分布有一層厚度2.0～3.7m的中細砂層，該砂層貫穿大壩上下游，具有中等透水性，成為大壩的滲漏通道，在1984年、1987年、2000年均對該段進行了加固處理，但收效甚微；大壩中段（樁號0+240～0+420段）壩基下分布有一層厚度1.8～2.8m的中細砂層，表層弱透水覆蓋層厚度薄，易產生滲透破壞險情。

由于壩體及壩基接觸帶部位均呈弱～中等透水性，致使麻塘湖水庫自建庫以來滲漏問題尤其突出，并且在較低水頭下出現(xiàn)散浸、滲水險情，與現(xiàn)場檢查結果基本一致。

經現(xiàn)場檢查，大壩下游壩腳平臺樁號0+020～0+070段壩腳歷年在高水位時出險，平臺坡面散浸嚴重，土壤軟化、滲水逸出、表土鼓起；樁號0+340～0+480段在庫水位17.5m時軟化滲水；樁號0+500～0+600在庫水位17.2m時軟化滲水；樁號0+600～0+700常年滲水，庫水位以下在16.2m時略有好轉。

壩基巖體為侏羅系汪公廟組上段石英砂巖夾泥巖，全風化巖體滲透系數(shù)1.12×10-5～2.71×10-4cm/s，具中等～弱透水性，壩基強風化巖體透水率8.0～17.5Lu，平均12.8Lu，具有弱～中等透水性，弱風化巖體透水率0.2～1.9Lu，平均0.8Lu，具有弱～微透水性，但巖體埋藏較深，對大壩滲流影響不大。

4 結語

麻塘湖水庫大壩為均勻土壩，壩身填土填筑質量較差，填土料局部不均勻，大壩滲漏較為明顯，需進行防滲處理，可采用混凝土防滲墻、多頭小直徑攪拌樁等防滲措施，通過技術、經濟等多方面因素比較，擬定采用多頭小直徑攪拌樁方案。目前，水庫除險加固初步設計已通過上級主管部門組織的審查，即將組織施工。預期達到的目標是：希望通過有關部門采取有力措施后，使水庫水質達到標準、壩體滲水、壩身薄弱等現(xiàn)象逐年減少，達到國家標準的壩的標準。

胡文強（1975—），男，安徽安慶人，主要從事工程地質勘察與檢測工作。