李修選

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

胡城水庫(kù)位于臨汾市大寧縣境內(nèi)的昕水河支流牧溝渠上，牧溝渠下游段擬設(shè)兩個(gè)比選壩址，兩壩址間距約150m，下壩址壩軸線距溝口G209國(guó)道約350m。牧溝渠上游段擬設(shè)上壩址，距溝口G209國(guó)道約2.3 km。

2 工程地質(zhì)條件及存在問(wèn)題

2.1 下壩址工程地質(zhì)條件及存在問(wèn)題

2.1.1 工程地質(zhì)條件

下壩址處溝谷斷面呈“V”字型，谷底寬15～30m，溝谷與兩岸山頂相對(duì)高差80～130m，屬中低山區(qū)。兩岸岸坡多為基巖岸坡，自然坡角35°～45°，岸坡上部為黃土覆蓋。設(shè)計(jì)正常蓄水位處河谷寬約105m左右。

壩基覆蓋層為全新統(tǒng)洪沖積晚期淤積低液限黏土，厚度2～9m。壩基基巖為三疊系下統(tǒng)和尚溝組及中統(tǒng)二馬營(yíng)組砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖。巖層產(chǎn)狀N20°～30°E/NW∠5°～8°，傾向上游偏向右岸。巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙。

兩岸岸坡坡度35°～45°，岸坡上部為土質(zhì)岸坡，下部為基巖岸坡。壩肩處主要為基巖岸坡，沿岸坡表層堆積有少量坡洪積碎石混合土。基巖為二馬營(yíng)組黃綠、灰綠色厚層、巨厚層砂巖夾薄層狀、似層狀、透鏡狀砂質(zhì)泥巖及泥礫巖層。

2.1.2 工程地質(zhì)問(wèn)題

壩基淤積低液限黏土結(jié)構(gòu)松散，固結(jié)強(qiáng)度低，變形程度高，遇水強(qiáng)度速降，不宜作為面板堆石壩壩基，建議清除，將壩基置于強(qiáng)風(fēng)化基巖上。壩基基巖中等透水帶存在滲漏問(wèn)題，滲漏量83.3m3/d。

左壩肩巖層傾向與坡向相同，岸坡坡角35°～45°，大于巖層傾角，左壩肩具備臨空條件。但左壩肩沒(méi)有連續(xù)泥巖層滑面，且?guī)r層傾角角度不大，因此左壩肩巖體向臨空面產(chǎn)生變形和滑動(dòng)的可能性不大。

右壩肩巖層傾向與坡向相反，為逆向岸坡，坡角大于傾角，對(duì)岸坡穩(wěn)定有利。但由于岸坡較陡，基巖風(fēng)化程度較強(qiáng)，邊坡中存在卸荷帶，可能沿裂隙面產(chǎn)生小規(guī)模崩塌。

左右壩肩基巖巖性多為砂巖，存在繞壩滲漏問(wèn)題。經(jīng)估算，左岸繞壩滲漏量為75.1m3/d，右岸繞壩滲漏量為112.1m3/d。

2.2 中壩址工程地質(zhì)條件及存在問(wèn)題

2.2.1 工程地質(zhì)條件

中壩址處溝谷斷面呈“V”字型，谷底寬15～30m，溝谷與兩岸山頂相對(duì)高差100～135m，屬中低山區(qū)。兩岸多為基巖岸坡，自然坡角30°～50°，岸坡上部為黃土覆蓋。設(shè)計(jì)正常蓄水位處河谷寬約130m左右。

壩基覆蓋層為全新統(tǒng)洪沖積晚期淤積低液限黏土，厚度1～3m。壩基基巖為三疊系下統(tǒng)和尚溝組及中統(tǒng)二馬營(yíng)組砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖。巖層產(chǎn)狀N20°～30°E/NW∠5°～8°，傾向與左岸坡向相同，傾向上游。兩岸巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙。

兩岸岸坡坡度30°～50°，岸坡上部為土質(zhì)岸坡，下部為基巖岸坡。壩肩處主要為基巖岸坡，沿岸坡表層堆積有少量坡洪積碎石混合土?；鶐r為二馬營(yíng)組黃綠、灰綠色厚層、巨厚層砂巖夾薄層狀、似層狀、透鏡狀砂質(zhì)泥巖及泥礫巖層。

2.2.2 工程地質(zhì)問(wèn)題

壩基淤積低液限黏土結(jié)構(gòu)松散，固結(jié)強(qiáng)度低，變形程度高，遇水強(qiáng)度速降，不宜作為壩基，建議清除?；鶐r上部強(qiáng)風(fēng)化層較破碎，部分地段風(fēng)化程度較強(qiáng)，存在不均勻變形問(wèn)題，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，加之全強(qiáng)風(fēng)化帶滲透性較強(qiáng)，存在基巖滲透變形的可能性。建議將壩基置于弱風(fēng)化基巖中上部。壩基基巖中等透水帶存在滲漏問(wèn)題，滲漏量346.1m3/d。

左壩肩巖層傾向與坡向相同，岸坡坡角35°～45°，大于巖層傾角，左壩肩具備臨空條件。但左壩肩沒(méi)有連續(xù)泥巖層滑面，且?guī)r層傾角的角度不大，因此左壩肩巖體向臨空面產(chǎn)生變形和滑動(dòng)的可能性不大。

右壩肩巖層傾向與坡向相反，為逆向岸坡，坡角大于傾角，對(duì)岸坡穩(wěn)定有利。但岸坡較陡，基巖風(fēng)化程度較強(qiáng)，邊坡中存在卸荷帶，有可能沿裂隙面產(chǎn)生小規(guī)模崩塌。

左右壩肩基巖巖性多為砂巖，存在繞壩滲漏問(wèn)題。經(jīng)估算，左岸繞壩滲漏量為159.6m3/d，右岸繞壩滲漏量為177.9m3/d。

2.3 上壩址工程地質(zhì)條件及存在問(wèn)題

2.3.1 工程地質(zhì)條件

上壩址處溝谷斷面呈“V”字型，谷底寬15～45m，溝谷與兩岸山頂相對(duì)高差125～145m，屬中低山區(qū)。兩岸山體寬厚，溝谷兩岸岸坡底部為基巖岸坡，自然坡角30°～50°，岸坡中上部為黃土覆蓋。設(shè)計(jì)正常蓄水位處河谷寬約144m左右。

壩基覆蓋層為原土壩上游水土流失形成的淤積物，巖性以黃、灰黃、灰褐色低液限黏土為主，含粉土質(zhì)砂，結(jié)構(gòu)松散，含植物根系、腐殖質(zhì)，很濕，可塑，土質(zhì)不均勻，本層厚0～5.0m。壩基基巖為三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組灰綠、灰褐色厚層中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖與暗紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖互層，其中砂巖層厚3～10m，泥巖層厚2～7m。傾向與左岸坡向相同，傾向上游。兩岸巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙。

兩岸岸坡坡度35°～55°，岸坡底部為基巖岸坡?；鶐r岸坡高約7～10m，由二馬營(yíng)組泥巖、砂巖組成。中下部的巖性為上第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組紫紅色黏土夾成層鈣質(zhì)結(jié)核條帶，底部與基巖接觸面處夾有砂礫石層，其厚度不大，約1.0m左右。上部巖性為第四系中更新統(tǒng)洪積淺紅色低液限黏土夾淺黃色低液限粉土，含鈣質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)菌絲，并夾多層古土壤層，古土壤層呈褐紅、棕紅色。

2.3.2 工程地質(zhì)問(wèn)題

壩基淤積低液限黏土結(jié)構(gòu)松散，為近期沉積堆積物，固結(jié)強(qiáng)度低，變形程度高，遇水強(qiáng)度速降，不宜作為土壩壩基，建議清除，將壩基置于強(qiáng)風(fēng)化基巖上。壩軸線處下部基巖主要為三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組泥巖地層，泥巖層厚2～7m，泥巖滲透性為弱透水。壩基基巖存在滲漏問(wèn)題，滲透量不大。

水庫(kù)蓄水后，兩岸土質(zhì)岸坡在庫(kù)水波浪淘蝕作用下易發(fā)生坍岸。土質(zhì)岸坡底部與基巖接觸面處往往夾有砂礫石層，其厚度不大，約1.0m左右。砂礫石層透水性較強(qiáng)，沿砂礫石層產(chǎn)生滲漏，存在滲透變形和滲漏問(wèn)題。

3 壩型比選

下壩址擬選堆石面板壩、中壩址擬選堆石混凝土重力壩、上壩址擬選土壩進(jìn)行比較。

第一，下壩址面板堆石壩型對(duì)地基要求較低，壩基基巖風(fēng)化層可作為大壩壩基，開(kāi)挖工程量較小。主要存在壩基覆蓋層和基巖滲漏、繞壩滲漏，滲漏問(wèn)題可通過(guò)面板及基巖帷幕灌漿防滲加以處理。所需的20萬(wàn)m3砂巖塊石料可在庫(kù)區(qū)開(kāi)采，距壩址較近約200m，且在庫(kù)區(qū)開(kāi)采砂巖塊石料，可增加部分庫(kù)容。

第二，中壩址重力壩型對(duì)地基的要求較高，壩基置于弱風(fēng)化層中上部，需開(kāi)挖的深度較大，開(kāi)挖工程量較大。主要存在壩基基巖滲漏、繞壩滲漏、壩基抗滑穩(wěn)定問(wèn)題，滲漏問(wèn)題可通過(guò)帷幕防滲加以處理?；炷林亓屋^堆石面板壩對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定性要求較高，壩基砂巖層中夾透鏡狀薄層砂質(zhì)泥巖、泥巖，對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定性不利。所需的10萬(wàn)m3灰?guī)r塊石料工程區(qū)需外購(gòu)，初選隰縣下李鄉(xiāng)均莊村恒源石料場(chǎng)距壩址約50 km，運(yùn)距較遠(yuǎn)。

第三，上壩址土壩型對(duì)地基要求較低，壩基基巖風(fēng)化層可作為大壩壩基，開(kāi)挖工程量較小。主要存在庫(kù)區(qū)坍岸、淤積、壩基滲透變形、壩肩穩(wěn)定、繞壩滲漏等問(wèn)題，滲漏問(wèn)題可通過(guò)帷幕灌漿防滲加以處理。但庫(kù)區(qū)坍岸造成的固體物質(zhì)使水庫(kù)產(chǎn)生大量淤積而侵占庫(kù)容，削坡、護(hù)坡處理，工程量大。所需的20萬(wàn)m3土料可就地取材，當(dāng)?shù)赝亮鲜重S富，開(kāi)采容易，所需的10萬(wàn)m3砂巖塊石料可在下壩址處現(xiàn)有石料場(chǎng)開(kāi)采，運(yùn)距較近。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合分析，上壩址土壩存在較嚴(yán)重的庫(kù)岸坍塌問(wèn)題，坍塌固體物質(zhì)使水庫(kù)產(chǎn)生大量淤積而侵占庫(kù)容，雖可采取削坡、護(hù)坡處理，但工程量大。通過(guò)對(duì)三個(gè)壩型綜合比較，中下壩址的地質(zhì)條件相近，而堆石料較豐富，運(yùn)距近且可增加庫(kù)容，故從地質(zhì)角度分析建議下壩采用面板堆石壩。