□郝深志（河南省水利勘测有限公司）



禹寨水库工程地质评价

□郝深志（河南省水利勘测有限公司）

禹寨水库位于新密市西南部，是一座防洪、灌溉等综合利用的小型水库，主要建筑物包括大坝、溢洪道、输水洞等，坝型为粘土心墙坝。坝址区有三条断层穿过，渗漏严重，文章针对大坝填土质量、坝基渗漏等问题进行分析、评价，对水库加固处理设计、施工具有指导作用。

水库；地质问题；评价

1　工程概况

禹寨水库位于新密市西南部，主要建筑物包括大坝、溢洪道、输水洞等，坝型为粘土心墙坝，坝顶长度145 m，坝顶宽3.50 m，坝顶高程274.50 m，最大坝高31.90 m；溢洪道堰顶高程268.60 m，长100 m，最大泄量164 m3/s；输水洞洞身结构为浆砌石污工涵洞。

2　工程水文地质条件

2.1地形地貌

禹寨水库位于新密市西南部平陌镇与超化镇交界处，平陌镇禹寨村，属低山丘陵区。水库区为低山区河谷地貌，河谷两岸多为缓坡，天然坡度一般25°～30°。

2.2地层岩性

除坝体为人工填土外，主要为第四系全新统冲积成因的混合土卵石、上更新统冲洪积成因黄土状低液限粘土，震旦系石英砂岩和泥岩。工程区地层根据时代、成因、岩性及其物理力学性特征，共划分为6个岩土体单元。

2.2.1人工堆积

为筑坝土，岩性以低液限粘土为主。第①层素填土（低液限粘土）（QS）：浅黄色、灰黄、浅棕黄色，可塑状，局部可见黑色铁锰质斑点，偶含钙质结核，土质不均一，以低液限粘土为主，局部杂小砾石、碎石等。该层以河床中心最厚，层底高程234.40～264.80 m。大坝下游坡脚处为块石砌筑的排水棱体，顶面宽1.50 m左右，平行于坝轴线延伸至两岸。

2.2.2第四系全新统

冲积成因，主要分布于坝下游河床段，岩性为混合土卵石。第②层混合土卵石（Qal4）：卵石成分为紫红色石英砂岩、灰黄色泥岩，粒径一般2～8 cm，个别为10 cm左右，次棱角状，混合土卵石中卵石含量55%左右，泥砂质含量45%左右，厚度4.20～10.50 m；岩性不均一，局部表层及下部有厚度不大的低液限粉土。该层主要分布于坝下游河床内。

2.2.3第四系上更新统

坡积或冲洪积成因，岩性为碎石土和低液限粘土。第③层碎石土（Qdl3）：碎石成分主要为紫红色石英砂岩、少量灰黄色泥岩，粒径一般2～8 cm，个别＞10 cm，次棱角状，碎石含量60%左右，泥砾含量40%左右，厚度3.90～6.20 m。该层主要分布于溢洪道处。第④层低液限粘土（Qalpl3）：棕黄色，可塑状，具针状孔结构，局部为大孔隙，垂直节理较发育，偶含钙质小结核，可见有黑色铁锰质条纹，主要分布于大坝下游河床两侧。该层主要作为坝体填筑土料。

2.2.4震旦系

岩性为石英砂岩和泥岩。第⑤层石英砂英（Z）：紫红色，中细粒结构，薄～中厚层状构造，铁硅质胶结，岩石致密坚硬，抗风化能力强，多为弱～微风化，岩芯多呈10～30 cm的柱状，局部少量破碎呈块状，近垂直和高倾角裂隙较发育，裂隙面较平展。岩层产状为：倾向210°～215°，左岸倾角较陡，为40°～70°，局部近直立，右岸倾角较缓，为12°～14°。该层在坝址区两侧均出露地表。第⑥层泥岩（Z）：灰黄色、黄绿色，泥质结构，薄～中厚层状构造，钙质胶结，岩石较坚硬，抗风化能力较强，多为弱～微风化，岩芯多呈18～35 cm柱状，局部少量破碎呈块状，近垂直和高倾角裂隙较发育。倾向210°～240°，倾角为24°～40°。该层在大坝上下游均有出露地表。

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～坳陷区的中部，区域构造线方向主要为北西向和北东向，次为近东西向。坝址区发现3个断层，现分述如下：F1断层：走向145°，倾向南西，倾角约50°，破碎带宽1～2 m，位于左坝肩溢洪道处。F2断层：走向109°，倾向南西，近直立，破碎带宽2～3 m，断层面见有烧痕。该断层位于F1断层下游约30 m处。F3断层：走向106度，与坝轴线近平行，倾向南西，倾角约45°，断层面见有光亮擦痕。该断层位大坝右坝肩处。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）：该场区地震动峰值加速度为0.10g，相当于地震基本烈度Ⅶ度区。

3　工程水文地质问题及评价

3.1问题

通过勘察，禹寨水库坝址区主要存在大坝填土质量局部较差、坝基渗漏等问题。

3.2地址评价

3.2.1坝体填土质量评价

水库大坝填土根据击实试验成果，最大干密度1.66 g/cm3，将干密度1.61 g/cm3作为填筑土质量评定依据，≥1.61 g/cm3的定为填筑质量较好。填土天然干密度 ρd范围值 1.37～1.75 g/cm3，其中ρd≥1.61 g/cm3者共12组，占48.0%，ρd＜1.61 g/cm3者占58.0%。大坝填土整体填筑质量较差，但填土不均，整体评价为填筑质量差。

3.2.2坝基渗漏问题

大坝坝基为石英砂岩和泥岩，基岩面下5～6 m范围内，岩体多为弱风化，裂隙较发育，钻进过程中常不回水，漏水现象较严重，其下部岩体多为微风化，岩体较为完整且较坚硬，渗透漏水量很小。本次勘察中，针对坝基岩体渗漏问题作了压水试验，试验成果见表1。基岩面下5～6 m范围内，石英砂岩透水率为15.30～31 Lu，泥岩透水率为19.50～2.10 Lu，具中等透水性；基岩面6 m以下范围内，石英砂岩透水率为8～9.70 Lu，泥岩透水率为7 Lu，具中弱透水性。因此，坝基基岩裂隙及风化带为坝址区渗漏途径之一。因而防渗处理措施应针对坝基岩体渗漏而考虑。

表1　各土、岩体单元渗透试验统计成果表

4　结论与建议

禹寨水库大坝坝址区主要存在大坝填土质量、坝基基岩渗漏等问题。建议对大坝坝体进行粘土灌浆处理，坝基基岩进行帷幕灌浆处理；对溢洪道区断层带破碎岩体进行锚喷支护处理；修建消能设施，消力池基础座于第②层混合土卵石中；修建交通桥，交通桥基础采用墩基础，建基面应置于弱风化石英砂岩中，交通桥基础亦可采用桩基础，桩端应嵌入微风化石英砂岩中；对输水洞进行修补或更换。

［1］张帆等.燕山水库坝基渗漏及其渗透变形问题分析［J］.西部探矿工程，2009（3），133-136.

［2］郝深志等.长岭水库工程地质问题及评价［J］.河南水利与南水北调，2013（16），114-115.

（责任编辑：刘长垠韦诗佳）

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1673-8853（2016）06-0138-02

郝深志，男，工程师，从事水利水电工程、岩土工程地质勘察和基础处理施工工作。

2016-03-23