老窖溪水庫大壩河床段心墻地基工程地質(zhì)條件探析

景隨心

（重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，重慶 400020）

水庫存在壩體填筑質(zhì)量差，壩基處理不徹底，大壩心墻防滲體及壩基存在滲漏等工程地質(zhì)問題，需對(duì)大壩進(jìn)行防滲加固處理確保水庫安全，這就需要全面掌握水庫壩基的地址狀況，確保加固工作可以取得良好效果[1]。本文針對(duì)老窖溪水庫大壩河床段心墻地基工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析及評(píng)價(jià)。

1 工程概況

黔江老窖溪水庫位于重慶市黔江區(qū)石會(huì)鎮(zhèn)境內(nèi)石會(huì)河上游，是以場(chǎng)鎮(zhèn)供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧農(nóng)村人蓄用水等綜合利用的中型水利工程，工程初步設(shè)計(jì)從2012年10開始，2013年9月樞紐工程開始動(dòng)工，2014年11月完成大壩心墻基槽開挖，2015年10月完成大壩主體施工。設(shè)計(jì)壩型為心墻石渣壩，設(shè)計(jì)最大壩高68.2 m，壩頂高程542.2 m；水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位541.0 m，水庫總庫容約1047萬m3。

2 地質(zhì)情況

壩基原始地形為河床相對(duì)較寬闊、兩岸為突出較單薄山脊之中低山峽谷地形。按設(shè)計(jì)要求開挖后，基坑平面形態(tài)呈深11.0 m～22.0 m、底寬6 m～15 m的倒梯形溝槽，其剖面形態(tài)為右較陡、左較緩不對(duì)稱“梯形”型。

壩址區(qū)主要地層為志留系下統(tǒng)龍馬溪組（S1ln）：為黃綠色、深灰色水云母質(zhì)頁巖、砂質(zhì)、炭質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)粉砂巖、石英粉砂巖，粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，局部交錯(cuò)層理發(fā)育；含砂質(zhì)團(tuán)塊，局部巖相變化較頻繁。壩址構(gòu)造上位于N40°E的郁山背斜南東翼、桑柘坪（八面山）向斜北西翼，工程區(qū)斷裂不發(fā)育。

當(dāng)大壩開挖中壩基巖體基本全部揭露時(shí)，對(duì)心墻及兩側(cè)邊坡進(jìn)行地質(zhì)編錄，確認(rèn)河床段巖石與左右兩岸巖體正常連接，壩區(qū)上游河床巖層近較平緩，檢查鉆孔揭示下部巖體巖層產(chǎn)狀趨于平緩，都是屬于正常基巖。壩址位于次級(jí)小背斜核部及兩翼，大致以0+80為背斜軸，南東翼較陡、北西翼較緩的不對(duì)稱小背斜，巖層產(chǎn)狀。

在右岸基槽見寬0.2 m的f1小斷層外，河床與左岸基槽未見斷層；f1斷層破碎帶寬0.2 m，為靡棱巖，泥質(zhì)半膠結(jié)，斷距較小，影響也很小；基坑發(fā)育4組節(jié)理，河床裂隙發(fā)育，節(jié)理間距一般0.3 m～0.6 m，局部密集，巖體完整性屬較差～較完整。

河床段巖層產(chǎn)狀變化較大，從近水平狀到近直立均有出露，揉皺、層間剪切錯(cuò)動(dòng)破碎帶較多，層間多夾有團(tuán)塊狀、眼狀，直徑在10 cm～20 cm之間的近橢圓破碎體，巖體擠壓破碎嚴(yán)重，為碎塊狀，破碎帶物質(zhì)為糜棱巖、碎裂巖、碎塊夾泥，未膠結(jié)，多呈散體狀，部分層面見擦痕。

3 地質(zhì)構(gòu)造分析

根據(jù)壩區(qū)揭露的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象進(jìn)行地質(zhì)應(yīng)力分析，小背斜軸線方向大致為N50°E，與區(qū)域構(gòu)造發(fā)育方向基本一致，背斜傾伏端巖體中多產(chǎn)生大量的扇狀張裂隙，說明傾伏端有應(yīng)力集中區(qū)[2]。

在壩址區(qū)軟硬相間的頁巖巖組中，其傾伏端應(yīng)力消失，是以層間錯(cuò)動(dòng)或者層間擠壓大方式破壞巖體，并完成力的消失，這說明壩區(qū)破碎的巖體不是下游滑坡巖體，而是由此小背斜構(gòu)造引起的；背斜構(gòu)造兩翼巖層的滑動(dòng)方向是上層相對(duì)下層向背形的轉(zhuǎn)折端滑動(dòng)，層間夾有少量軟弱層，由于層間滑動(dòng)可在其中形成層間的不對(duì)稱層間劈理破碎帶，在河床壩基巖層中順層面產(chǎn)生的大量破碎帶夾層由此小背斜而產(chǎn)生。

壩址區(qū)含砂質(zhì)巖層屬于較脆巖體，在強(qiáng)硬層的彎曲褶皺轉(zhuǎn)折端易形成鞍狀虛脫空間，被破碎帶物質(zhì)糜棱巖、碎裂巖、碎塊夾泥等充填。壩區(qū)巖體主要是以N50°E為軸線的構(gòu)造，應(yīng)力方向從兩岸NW與SE向河床方向擠壓，從而形成了f1斷層與小背斜構(gòu)造。

4 壩基評(píng)價(jià)

根據(jù)各階段試樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析，河床基槽弱風(fēng)化巖石干抗壓強(qiáng)度23.8 MPa～25.4 MPa，平均值24.8 MPa，飽和抗壓強(qiáng)度范圍值16.9 MPa～19.8 MPa，平均值17.7 MPa，軟化系數(shù)0.71，對(duì)應(yīng)承載力 1.2 MPa～1.4 MPa。

河床聲波孔測(cè)試成果顯示河床高程475.5 m以上縱波速度 2400 m/s～2800 m/s，完整性系數(shù) 0.42～0.52，屬較破碎；高程475.5 m以下縱波速度2700 m/s～3500 m/s，完整性系數(shù)0.48～0.81，屬較破碎～完整。基槽巖體結(jié)構(gòu)右岸0+000 m～0+075 m、河床0+075 m～0+117.0 m為中厚層狀?yuàn)A薄層狀結(jié)構(gòu)，河床0+117.0 m～0+126.2 m為薄層狀?yuàn)A碎裂結(jié)構(gòu)，左岸0+126.2 m～0+211 m為中厚層結(jié)構(gòu)。工程地質(zhì)分類右岸河床為CⅣ，左岸為CⅣ～Ⅲ。心墻地基巖體工程地質(zhì)條件與前期勘察資料基本一致，巖體抗滑、抗變形性能較差，對(duì)CⅣ巖體經(jīng)采取適當(dāng)工程加固措施處理后滿足設(shè)計(jì)要求[3]。

在河床段開挖施工中，采取分層逐次開挖至480.5 m高程，發(fā)現(xiàn)該段心墻地基地質(zhì)條件較好，能滿足設(shè)計(jì)要求。由原高程474 m抬高至477.5 m～478.5 m，除局部破碎帶外，地基為弱風(fēng)化中上部較完整頁巖，質(zhì)量基本滿足設(shè)計(jì)要求；經(jīng)對(duì)地基采取清除松動(dòng)碎塊、對(duì)破碎帶采取清挖、混凝土置換處理，并對(duì)整個(gè)地基采取加強(qiáng)固結(jié)灌漿處理后建基。瀝青混凝土心墻軸線剖面圖見圖1。

圖1 瀝青混凝土心墻軸線剖面圖

5 結(jié)論及建議

結(jié)合文中老窖溪水庫壩基評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)壩基處理工程提出建設(shè)性建議。

（1）對(duì)地基局部存在的小斷層f1、擠壓破碎帶、節(jié)理裂隙密集帶、泥化夾層采取刻槽、砼置換處理。

（2）對(duì)河床與右岸心墻地基應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，灌漿深度為基面下8 m。

（3）對(duì)基坑地下水采取引排、混凝土封堵處理。

綜上所述，在對(duì)水庫工程建設(shè)及除險(xiǎn)加固過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水庫壩址地基的勘察，全面掌握水庫地質(zhì)情況，為水庫的安全性提供可靠性依據(jù)。