摘要：本文通過對(duì)黃沖水庫工程地質(zhì)條件的分析和工程地質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià);對(duì)黃沖水庫除險(xiǎn)加固工程處理措施提出建議。

　　關(guān)建詞：黃沖水庫,水文地質(zhì),抗震性能,壩區(qū)工程地質(zhì)條件,建筑物工程地質(zhì)條件

　　1工程概況

　　黃沖水庫位于來安縣半塔鎮(zhèn)紅旗村境內(nèi)。該水庫屬淮河流域，白塔河水系，集水面積0.64km2。黃沖水庫是一座以灌溉、防洪及水面養(yǎng)殖等綜合利用為一體的小(2)型水庫。

　　大壩為均質(zhì)土壩，壩長255m，壩頂寬3～5m，最大壩高4.5m，壩頂高程42.61～43.01m(廢黃高程系，下同);溢洪道為開敞式寬頂堰，寬4.5m，堰頂高程41.86m;東西放水涵分別位于大壩樁號(hào)0+155、0+000處，東涵為φ400mm素砼圓涵，涵洞出口底高程39.09m;西涵為φ200mm素砼圓涵，涵洞出口底高程40.0m。

　　2水文地質(zhì)條件

　　根椐含水層的性質(zhì)和地下水類型;壩區(qū)地下水的動(dòng)態(tài)和埋藏條件，主要含水層為孔隙性含水層，屬潛水型，主要分布在壩體填土及第四系覆蓋層內(nèi)，受氣候、地形等因素影響，其補(bǔ)給來源主要是大氣降水及庫水。

　　2010年7月通過簡易水文觀測量得穩(wěn)定地下水位埋深為1.00～1.94m，其相應(yīng)高程為39.03～41.24m，主要為浸潤線以下的壩體水，主要賦存于松散的壩體填土和第四系覆蓋層中。勘探場地范圍內(nèi)地下水對(duì)混凝土無腐蝕性。

　　3抗震性能評(píng)價(jià)[1] [2]

　　根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，測區(qū)設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.40s。

　　4 壩區(qū)工程地質(zhì)條件

　　4.1壩身體工程地質(zhì)條件[3]

　　本次勘察揭示，壩體填土主要為①層素填土 (Qml)，棕褐色，軟塑～可塑，濕，質(zhì)地以重粉質(zhì)壤土為主,局部為粉質(zhì)粘土。層厚1.40～4.50m，層底分布高程38.33～41.21m。壩體填土與壩基結(jié)合部含有植物根莖等腐殖物，可見大壩施工時(shí)清基不徹底。

　　4.2壩體工程地質(zhì)評(píng)價(jià)[3]

　　勘探中在壩頂鉆孔取人工填土層的混和料進(jìn)行了擊實(shí)試驗(yàn)一組，試驗(yàn)結(jié)果：人工填土的最優(yōu)含水量20.59%，最大干密度1.67g/cm3。

　　經(jīng)野外原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn)資料綜合分析表明：壩體填土主要為①層素填土，質(zhì)地以重均值1.48g/cm3;標(biāo)準(zhǔn)貫入范圍值為4.0～6.2擊;液性指數(shù)均值0.79，塑性指數(shù)均值14.93;壓實(shí)度范圍值為86.8%～91.0%，均值88.6%，不滿足規(guī)范要求[5]。在大壩壩頂孔3#做注水試驗(yàn)[4]，成果表明滲透系數(shù)均值2.97×10-4 cm/s，屬中等透水性，說明該大壩碾壓不密實(shí)，防滲性能較差。直接快剪粘聚力小值平均值29.5kPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值平均值11.3о，Es=4.3Mpa。

　　綜上所述，大壩雖經(jīng)多年運(yùn)行，但土體自重壓密固結(jié)效果不明顯;由于填筑大壩時(shí)，嚴(yán)重存在著質(zhì)量控制不嚴(yán)，未經(jīng)碾壓或碾壓不實(shí)所致;①層素填土，質(zhì)地以重粉質(zhì)壤土為主,局部為粉質(zhì)粘土。土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、混雜，碾壓不密實(shí)，防滲能力較差;壩體填土與壩基結(jié)合部沒有處理好，其接觸面亦成為滲漏通道;壩體土填筑質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，致使下游壩腳多處出現(xiàn)散浸、滲漏出逸點(diǎn)和局部沼澤化現(xiàn)象[5]。

　　4.3壩基工程地質(zhì)條件

　　4.3.1壩基地層簡述[3]

　　②層粉質(zhì)粘土 (Q4al)，棕褐色，可塑，濕;層厚0.80~4.30m，層頂分布高程38.33~39.25m，層底分布高程34.03~38.29m。

　　②1層重粉質(zhì)壤土 (Q4al)，棕褐色，軟塑，濕;層厚1.50m，層頂分布高程34.03~34.92m，層底分布高程32.53~33.42m。

　　③層粘土，棕褐夾灰、黃褐夾灰色，可塑~硬塑，濕;含有鐵錳結(jié)核。該層未揭穿，探及層厚4.95~08.05m，層頂分布高程32.53~41.21m，層底分布高程≤(27.47~32.34)m。

　　4.3.2壩基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)[3]

　　②層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀，壩體(除右壩坡)直接覆蓋在本層之上;該層為中等強(qiáng)度，中壓縮性;層厚不均,河槽段較厚。含水量范圍值25.27～28.19%、均值26.30%;液性指數(shù)均值0.55;塑性指數(shù)均值15.80;壓縮模量5.5MPa;直接快剪粘聚力小值均值34.5KPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值均值13.1°滲透系數(shù)為4.08×10-5cm/s，屬弱透水;fk=130kPa。

　　②1層重粉質(zhì)壤土，呈軟塑狀，呈透鏡體狀分布于河槽段;該層為軟弱強(qiáng)度，中～高壓縮性。含水量均值29.34%;液性指數(shù)均值0.80;塑性指數(shù)均值15.18;壓縮模量4.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值28KPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值均值11°滲透系數(shù)5.0×10-5cm/s，屬弱透水;fk=100kPa。

　　③層粘土，呈可塑~硬塑狀，右壩坡壩體直接覆蓋在本層之上;該層為中等強(qiáng)度，中壓縮性。含水量范圍值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指數(shù)均值0.18;塑性指數(shù)均值17.90;壓縮模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值均值18.9°滲透系數(shù)為3.0×10-6cm/s，屬微透水;fk=200kPa。

　　4.4土的滲透變形判別[3]

　　根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄中的規(guī)定，判斷土的滲透變形的類型(流土);根據(jù)公式Jcr=(Gs-1)(1-n)計(jì)算土層的臨界比降;再根據(jù)建筑物的重要性除以1.5～2.0安全系數(shù)，確定允許比降，具體建議值見表4.1所示。

　　5正常溢洪工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)[6]

　　溢洪道為開敞式寬頂堰，寬4.5m，堰頂高程41.86m。正常溢洪道為明渠結(jié)構(gòu)，根據(jù)鉆孔揭示，渠底為③層粘土，呈可塑~硬塑狀;該層為中等強(qiáng)度，中壓縮性。含水量范圍值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指數(shù)均值0.18;塑性指數(shù)均值17.90;壓縮模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值均值18.9°滲透系數(shù)建議值為3.0×10-6cm/s，屬微透水;fk =200kPa。承載力和壓縮模量均滿足設(shè)計(jì)要求;抗沖刷性能一般。

　　6 放水涵洞工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)[6]

　　根據(jù)鉆孔揭示，東西放水涵涵基持力層均為②層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀;該層為中等強(qiáng)度，中壓縮性;含水量范圍值25.27～28.19%、均值26.30%;液性指數(shù)均值0.55;塑性指數(shù)均值15.80;壓縮模量5.5MPa;直接快剪粘聚力小值均值34.5KPa，直接快剪內(nèi)摩擦角小值均值13.1°滲透系數(shù)為4.08×10-5cm/s，屬弱透水;fk =130kPa。承載力和壓縮模量均滿足設(shè)計(jì)要求;抗沖刷性能一般。

　　7 結(jié)論與建議

　　測區(qū)設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震基本烈度Ⅵ度。勘探場地范圍內(nèi)地下水對(duì)混凝土無腐蝕性。大壩壩體填土質(zhì)量較差;壩身與壩基結(jié)合部處理較差;建議對(duì)大壩進(jìn)行防滲加固處理。②1層重粉質(zhì)壤土，呈軟塑狀，建議對(duì)河槽段壩體穩(wěn)定分析。正常溢洪道為明渠結(jié)構(gòu)，渠底為③層粘土，呈可塑~硬塑狀;fk=200kPa。承載力和壓縮模量均滿足設(shè)計(jì)要求;抗沖刷性能一般。東西放水涵涵基持力層均為②層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀;屬弱透水;fk =130kPa。承載力和壓縮模量均滿足設(shè)計(jì)要求;抗沖刷性能一般。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2] GB50011-2010. 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010:179

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　　[4] SL345-2007《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)范》;北京:中國水利水電出版社,2007:8-9.

　　[5] SL189-96. 小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S]. 北京:中國水利水電出版社,1996:5-9

　　[6] 左啟東.水工建筑物[M]. 南京：河海大學(xué)出版社，2001:145-200.