花古水庫南、北副壩及輸水洞工程地質條件及評價

袁克光

（遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000）

花古水庫南、北副壩及輸水洞工程地質條件及評價

袁克光

（遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000）

提出了花古水庫壩壩體及南、北輸水洞存在的問題，對南、北副壩工程及南、北輸水洞工程地質條件進行了評價，旨在為相關工程提供參考。

南、北副壩；輸水洞；地質條件；評價

1 概述

花古水庫位于康平縣西部低山丘陵區，坐落在秀水河上。庫區地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和基巖裂隙水，枯水期地下水補給庫水，汛期受大氣降水和庫水補給。裂隙水主要賦存于強風化的凝灰質砂巖和安山巖中，第四系松散層孔隙水主要賦存于粉砂、細砂層中，略有承壓性。地下水穩定水位高程91.70m，地下水主要以水庫滲透補給，區域經流補給及大氣降水補給，排泄主要以人工開采的方式排泄。水庫庫存量受大氣降水的補給量影響較大。

水庫區地處低山丘陵區與遼河平原區交匯地帶，位于遼河水系秀水河上，地形相對高差30～50m，河流曲折，河谷開闊，谷底平坦。河床寬淺，河漫灘寬闊，兩岸山體低緩，植被不甚發育。按地貌成因及形態可分為低山丘陵，山麓斜坡堆積，河流侵蝕堆積地貌。低山丘陵：分布河谷兩側，河谷谷淺且寬闊，多呈“U”字形，脊頂多為渾圓形，樹枝狀水系，植被較發育。山麓斜坡堆積：呈不對稱帶狀分布于低山丘陵前部，為剝蝕堆積，呈緩坡臺地式向河谷傾斜，前緣與漫灘相接，后緣為近代堆積物，遠處為低山丘陵地形。河流侵蝕堆積分布于河流兩岸，由河床與漫灘組成。

2 存在問題

副壩壩體斷面較主壩小，北副壩壩體橫斷面比較規整、尺寸均勻。南副壩壩體橫斷面尺寸極不均勻，局部壩段壩頂平面在水平方向上存在一定傾斜角度，最嚴重處超過12°，在樁號0+065～0+135范圍內的壩段背水側遭受連續損壞或坍塌，最嚴重處坍塌深0．95m。

南、北輸水洞前淤積嚴重，放水困難。閘框風蝕水蝕嚴重，多處呈鋸齒狀，鋼筋裸露腐爛，兩側翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴重破損，海漫多處被毀，啟閉機設備老化陳舊，啟閉不靈活，閘門漏水嚴重。閘門均于大壩初建時期修建，運用期達到報廢期限，南閘洞體已出現不同程度的裂縫，混凝土表面鋼筋裸露，屬帶病服役。南北輸水洞混凝土凍融剝蝕較嚴重；洞身有滲漏點，存在安全隱患。故輸水洞存在嚴重質量問題。

3 南、北副壩工程地質條件及評價

3.1 南副壩

3.1.1 壩體工程地質特征及評價

根據現場勘察，南副壩頂寬1．2m，壩上無護坡砌石，局部已被雨水沖刷破損。壩體主要由0．0～0．5m碎石混合土和粉質黏土組成。

粉質黏土：灰褐色、黑褐色，稍濕～濕，可塑狀態，壩身土無成層規律，隨機性較大，局部有粗砂顆粒及少量碎石。

南副壩筑壩時，其土料來源壩上游，巖性主要為粉質黏土，其次為粉土。

從滲透性分析，筑體填筑土為粉質黏土屬于弱透水層，其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。類比主壩對密實度的分析，南副壩壩體同主壩相類似，密實度合格率60%～80%，壩體碾壓質量大部分合格。

綜上所述，南副壩筑壩時，其土樣就來源壩上游土料，其巖性主要為粉質黏土，次為粉土。從滲透性分析，筑體填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。從密實度分析，南副壩體壩體同主壩相類似，密實度合格率60%～80%，壩體碾壓質量大部分合格。

3.1.2 壩基工程地質條件及評價

根據區域地質資料，副壩壩基未見有較大斷層，其地層巖性主要為安山巖?；疑?，氣孔杏仁狀構造。節理裂隙發育，中等風化狀態，巖芯呈碎塊狀及短柱狀，裂隙充填膠結較好，根據同類巖性同等風化狀態的注水試驗資料，滲透性一般為弱透水性。

南副壩基壩為安山巖。中等風化狀態，根據工程地質類比法，安山巖滲透性為弱透水性。巖石承載力較高，能滿足土壩對地基的要求。

3.2 北副壩

3.2.1 壩體工程地質特征及評價

北副壩位于主壩北側與主壩相連，根據現場調查，北副壩頂寬2．5m，壩上無護坡砌石，上覆砂土混合物，厚0～0．5m，局部含有粗砂顆粒及少量碎石。

粉質黏土：灰褐色、黑褐色，稍濕～濕，可塑狀態，壩身土無成層規律，隨機性較大，局部有粗砂顆粒及少量碎石。北副壩筑壩時，其土料來源壩上游，其巖性主要為粉質黏土，其次為粉土。

從滲透性分析（如表1），筑體填筑土為粉質黏土屬于弱透水層。其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。類比主壩對密實度的分析，北副壩壩體同主壩相類似，密實度合格率達60%～80%。壩體碾壓質量大部分合格。

北副壩筑壩時，其土樣來源壩上游土料，其巖性主要為粉質黏土，其次為粉土。從滲透性分析，筑體填筑土屬于弱透水層，其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。從密實度分析，北副壩壩體同主壩相類似，密實度合格率60%～80%，壩體碾壓質量大部分合格。

3.2.2 壩基工程地質條件及評價

根據區域地質資料，副壩壩基未見有較大斷層，其地層巖性主要為安山巖。灰色，氣孔杏仁狀構造。巖石破碎，節理裂隙發育，強風化狀態，巖芯呈碎塊狀，多呈弱透水性。巖土層滲透性如表1。

表1 副壩壩基各巖土層滲透性

根據鉆孔資料及成果，強風化安山巖承載力特征值600kPa。

北副壩基壩為安山巖，強風化狀態，根據工程地質類比法，安山巖滲透性為中等～弱透水性，巖石承載力較高，能滿足土壩對地基的要求。

4 南、北輸水洞工程地質條件及評價

4.1 南輸水洞

南輸水洞距大壩北端1100m，為壩下方型涵洞，輸水洞全長24．2m。現水庫南閘門淤積嚴重，洞體已出現不同程度的裂隙，洞身有滲漏點，存在安全隱患。兩翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴重破損等。

組成南輸水洞的地層巖性自上而下依次是：粉土、粉砂、細砂，下伏基巖為安山巖。根據現場原位測試和室內土工試驗，其地基的承載力分別為粉土層110kPa、粉砂層140kPa、細砂層160kPa。根據主壩巖土層的滲透性，上述土層粉土呈弱透水性，粉砂呈中等透水性，細砂呈強透水性。地下水水化學類型為重碳酸鈣鎂水，對混凝土無腐蝕性。基礎底面與地基土摩擦系數：粉土0．30、粉砂0．40、細砂0．45。

綜上所述，南輸水洞基礎的地層巖性主要為粉土、粉砂、細砂等，其滲透性中等～強透水層，存在滲漏問題，建議進行防滲處理。鑒于洞體已出現不同程度的裂隙，且有滲漏點，兩翼墻傾斜斷裂、破損，建議重新修復。

4.2 北輸水洞

北輸水洞位于主壩樁號0+120m處，為壩下方型涵洞，輸水洞全長28m。輸水洞運行多年，因年久失修、老化，存在諸多問題。洞體已出現不同程度的裂隙，洞身有滲漏點，兩翼墻傾斜斷裂、破損等。

組成北輸水洞的地層巖性自上而下依次是：粉土、粉砂、細砂，下伏基巖為安山巖。根據現場原位測試和室內土工試驗，其地基的承載力分別為粉土層110kPa、粉砂層140kPa、細砂層160kPa。根據主壩巖土層的滲透性，上述土層粉土呈弱透水性，粉砂呈中等透水性，細砂呈強透水性。地下水水化學類型為重碳酸鈣鎂水，對混凝土無腐蝕性?；A底面與地基土摩擦系數：粉土0．30、粉砂0．40、細砂0．45。

綜上所述，北輸水洞基礎的地層巖性主要為粉土、粉砂、細砂等，其滲透性為中等～強透水層，存在滲漏問題，由于洞身開裂漏水，且兩翼墻傾斜斷裂、破損，建議重新修復。

5 結語

（1）南副壩壩體巖性主要為粉質黏土，其次為粉土。從滲透性分析，筑壩填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。從密實度分析，南副壩體壩體同主壩相類似，密實度合格率達60%～80%，壩體碾壓質量大部分合格。南副壩壩基為安山巖，中等風化狀態，巖石承載力較高，能滿足土壩對地基的要求。

（2）北副壩壩體巖性主要為粉質黏土，其次為粉土。根據同類土的試驗資料，筑體填筑土為屬于弱透水層，其防滲指標能達到均質土壩的防滲要求。且壩體碾量大部分合格。壩基巖性為安山巖，強風化狀態，巖石承載力能滿足土壩對地基的要求。

（3）南、北輸水洞工程地質條件類似，基礎的地層巖性主要為粉土、粉砂、細砂，地基的承載力滿足輸水洞的要求。兩洞身均有滲漏點，存在安全隱患。兩翼墻傾斜斷裂，出口消力池及翼墻嚴重破損，建議重新修復。

［1］劉大群．承德市橡膠壩工程地質條件評價［J］．水利技術監督，2010（1）．

［2］劉強．柏葉口水庫電站工程地質條件及評價［J］．山西水利，2011（2）．

［3］劉培峰，段景洪，周國學．新城水庫工程地質條件評價［J］．黑龍江水利科技，2003（3）．

［4］周啟軍．喀斯特地區盤山渠道工程地質條件的處理措施［J］．黑龍江水利科技，2013（1）．

［5］王弛．三灣水利樞紐及輸水工程地質條件評價分析［J］．黑龍江水利科技，2014（5）．

（責任編輯：王艷肖）

Engineering geological conditions and evaluation of the South and North auxiliary dam and water conveyance tunnel of Huagu Reservoir

YUAN Ke-guang
（Liaoning Tieling Hydrology Bureau，Tieling 112000，China）

This paper presents the problems of Huagu Reservoir dam and the South and North transportation tunnel.The South and North auxiliary dam project and the South and North transportation tunnel engineering geological conditions are evaluated.This paper provides a reference for related engineering.

South and North auxiliary dam；water conveyance tunnel；geological condition；evaluation

P641

：B

：1672-9900（2017）02-0011-03

2017-03-01

袁克光（1982-），男（滿族），遼寧本溪人，工程師，主要從事水文勘測、水資源評價等工作，（Tel）13704171965。