遼寧省石湖水庫下壩址下壩線巖體工程地質勘察分析

石捷夫

（遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110006）

石湖水庫位于哨子河中下游，壩址在岫巖縣紅旗營子鄉，距上游黃花甸鎮約21 km，距下游匯合口約14 km。擬建某水庫為大型水庫，庫容7億m3左右，最大壩高50 m左右，壩頂高程100 m，正常高水位（待定）。水庫任務是以城市供水為主，兼顧灌溉的大型綜合利用水利樞紐工程。工程的場地內存在較厚層的雜填土，成分復雜，性狀不一。場地內現有人工填土層邊坡處于穩定狀態，但在地震或洪水沖刷情況下，可能發生失穩。施工期應開展地質勘探工作，根據實際揭露的地質情況采取相應的工程措施[1]。

1 勘察方法及工作布置

1.1 勘察方法

結合石湖水庫庫區特征，本次勘察采用多種勘察方法。其中：地質測繪采用地質定點描述（包括照相、取樣、描述等），利用自然露頭點對各種地質現象進行分析；鉆探采用雙動回轉取芯鉆機對下壩址及溢洪道進行地質鉆探，以了解地層巖性、地質構造等的地下展布情況；物探采用單孔法聲波法對下壩址巖體完整性進行測試[2]。

1.2 勘察工作布置

下壩址進行1∶2000壩址區地質測繪。四條壩線共布置10個鉆孔，每個壩線2～4個鉆孔，在壩基無軟弱夾層和傾向下游的不利結構面的情況下，孔深要求達到透水率（q）小于5 Lu連續長度10 m（2段），可終孔。附屬建筑根據現場測繪后在上壩址溢洪道布置1個鉆孔。結構致密，質地堅硬；巖屑凝灰巖，結構致密，質地中硬。全風化帶，黃褐色，多呈砂狀，由于巖石體為白堊紀形成，成巖年代較晚，風化層薄，多未達到全風化，僅于SHXZ4孔見厚約2.5 m的全風化層；強風化帶，灰綠色～灰褐色，多呈碎塊狀，厚度不均，一般厚度2.0 m左右，風化差異明顯，河谷區較薄，兩岸則較厚；弱風化帶，灰綠色，多呈短柱～柱狀，厚度不均，一般厚度6.0 m左右，河床兩側節理裂隙發育，弱風化帶厚度達到9.8 m；微風化帶，灰綠色，多呈長柱狀，本次勘察未穿透此層，最大揭露厚度52.8 m。各鉆孔巖體風化情況詳見表1。

表1 鉆孔風化帶統計表

2 巖土體工程地質特征

2.1 巖體風化特征

壩址區基巖主要為火山角礫巖、巖屑凝灰巖。火山角礫巖，

2.2 巖體完整性

巖體的完整性一般與巖體的風化程度、構造發育程度有關，全、強風化巖體強度低，風化嚴重，取獲率低，本次勘察采用鉆孔巖體波速測試和巖芯完整率（RQD）統計的方法對弱～微風化巖體進行完整性綜合分析與統計。巖體完整性的分級標準詳見表2，巖體完整性統計結果詳見表3。

表2 巖體完整性分級標準

表3 巖體完整性統計表

2.3 巖體透水性

巖體采用鉆孔壓水試驗的方法進行透水性測試，試驗成果按風化狀態進行統計，全、強風化巖體，根據鉆探情況可視為強透水層。弱風化巖體，根據鉆孔壓水試驗成果，平均透水率21.7 Lu。局部因節理裂隙發育，透水率可達51.3 Lu。微風化巖體，平均透水率9.3 Lu。隨風化程度及節理發育的減弱，透水性具有明顯降低的規律性。總的來看，基巖埋深30m以下，透水率小于10.0 Lu，呈弱透水性。

3 壩基主要工程地質問題及評價

3.1 壩基各巖土層適宜性評價

砂卵礫石，厚度2.0 m～4.0 m，厚度不大，土質不均，分布不連續，無論是否存在不均勻變形，作為混凝土重力壩壩基本身就不適宜。坡積碎石土，層厚一般在1.0 m～2.0 m，植物根系發育，土中夾有碎石，土質不均勻，不適合作為壩基，建議清除。強風化巖體，厚度一般2.0 m左右，巖石強度低，巖體破碎，巖塊間夾泥，呈散體結構，巖體整體強度低，不適宜作為混凝土重力壩壩基，建議清除。弱風化巖體，厚度2.0 m～5.0 m，強度較高，節理裂隙較發育～發育，巖體完整性主要為完整性差～較完整，經適當處理可作為混凝土重力壩壩基。

3.2 壩基滲漏

根據地質測繪和鉆孔壓水試驗成果，弱風化巖透水率在10.3 Lu～51.3 Lu之間，中等透水，存在滲漏問題，建議對該層進行防滲處理。混凝土重力壩方案建議以弱風化巖為壩基。

3.3 壩基邊坡開挖問題

混凝土重力壩方案壩基開挖巖性從上至下依次為：2.0 m～4.0 m厚砂卵礫石；1.0 m～3.0 m厚碎石土；4.0 m～6.0 m厚強風化火山角礫巖；1.0 m厚左右的弱風化火山角礫巖。地下水埋深1.0 m左右，在采取適當的降水措施條件下，壩基各巖土層開挖邊坡坡度建議值見表4。

表4 各巖土層開挖邊坡坡比建議值

3.4 壩肩岸坡穩定性評價

左壩肩植被發育，坡角在30°～40°之間，山頂高程約為250 m，靠近壩端部位有溝谷，溝內坡積物碎石夾粘性土層，現狀邊坡基本穩定，作為壩肩，建議清除表層坡積物及破碎巖體；右壩肩植被發育，坡角在30°左右，山頂高程約為170 m，壩肩基巖裸露，但表層風化較重，現狀邊坡基本穩定，作為壩肩，建議清除表層破碎巖體。兩側壩肩巖體整體穩定性均較好。

4 結論及建議

（1）壩址區基巖主要為火山角礫巖，結構致密，質地堅硬；巖屑凝灰巖，結構致密，質地中硬。

（2）壩基各巖土層巖體完整性主要為完整性差～較完整。

（3）基巖埋深30 m以下，透水率小于10.0 Lu，呈弱透水性。

結合此次勘察結果，石湖水庫下壩址下壩線巖體作為混凝土重力壩壩基應經適當處理，并應對其進行防滲處理；地下水埋深1.0 m左右采取適當的降水措施；左壩肩現狀邊坡基本穩定，作為壩肩，建議清除表層坡積物及破碎巖體；右壩肩作為壩肩，建議清除表層破碎巖體，兩側壩肩巖體整體穩定性均較好。