摘要：本文通過對黃沖水庫工程地質條件的分析和工程地質進行綜合評價;對黃沖水庫除險加固工程處理措施提出建議。

　　關建詞：黃沖水庫,水文地質,抗震性能,壩區工程地質條件,建筑物工程地質條件

　　1工程概況

　　黃沖水庫位于來安縣半塔鎮紅旗村境內。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、防洪及水面養殖等綜合利用為一體的小(2)型水庫。

　　大壩為均質土壩，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水文地質條件

　　根椐含水層的性質和地下水類型;壩區地下水的動態和埋藏條件，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，受氣候、地形等因素影響，其補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定地下水位埋深為1.00～1.94m，其相應高程為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。勘探場地范圍內地下水對混凝土無腐蝕性。

　　3抗震性能評價[1] [2]

　　根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001)，測區設計地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為Ⅵ度，設計地震動反應譜特征周期值為0.40s。

　　4 壩區工程地質條件

　　4.1壩身體工程地質條件[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，質地以重粉質壤土為主,局部為粉質粘土。層厚1.40～4.50m，層底分布高程38.33～41.21m。壩體填土與壩基結合部含有植物根莖等腐殖物，可見大壩施工時清基不徹底。

　　4.2壩體工程地質評價[3]

　　勘探中在壩頂鉆孔取人工填土層的混和料進行了擊實試驗一組，試驗結果：人工填土的最優含水量20.59%，最大干密度1.67g/cm3。

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

　　綜上所述，大壩雖經多年運行，但土體自重壓密固結效果不明顯;由于填筑大壩時，嚴重存在著質量控制不嚴，未經碾壓或碾壓不實所致;①層素填土，質地以重粉質壤土為主,局部為粉質粘土。土質結構松散、混雜，碾壓不密實，防滲能力較差;壩體填土與壩基結合部沒有處理好，其接觸面亦成為滲漏通道;壩體土填筑質量未能達到設計要求，致使下游壩腳多處出現散浸、滲漏出逸點和局部沼澤化現象[5]。

　　4.3壩基工程地質條件

　　4.3.1壩基地層簡述[3]

　　②層粉質粘土 (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壩基工程地質評價[3]

　　②層粉質粘土，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%;液性指數均值0.55;塑性指數均值15.80;壓縮模量5.5MPa;直接快剪粘聚力小值均值34.5KPa，直接快剪內摩擦角小值均值13.1°滲透系數為4.08×10-5cm/s，屬弱透水;fk=130kPa。

　　②1層重粉質壤土，呈軟塑狀，呈透鏡體狀分布于河槽段;該層為軟弱強度，中～高壓縮性。含水量均值29.34%;液性指數均值0.80;塑性指數均值15.18;壓縮模量4.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值28KPa，直接快剪內摩擦角小值均值11°滲透系數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;該層為中等強度，中壓縮性。含水量范圍值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指數均值0.18;塑性指數均值17.90;壓縮模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪內摩擦角小值均值18.9°滲透系數為3.0×10-6cm/s，屬微透水;fk=200kPa。

　　4.4土的滲透變形判別[3]

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

　　5正常溢洪工程地質條件評價[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構，根據鉆孔揭示，渠底為③層粘土，呈可塑~硬塑狀;該層為中等強度，中壓縮性。含水量范圍值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指數均值0.18;塑性指數均值17.90;壓縮模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪內摩擦角小值均值18.9°滲透系數建議值為3.0×10-6cm/s，屬微透水;fk =200kPa。承載力和壓縮模量均滿足設計要求;抗沖刷性能一般。

　　6 放水涵洞工程地質條件評價[6]

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

　　7 結論與建議

　　測區設計地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度Ⅵ度。勘探場地范圍內地下水對混凝土無腐蝕性。大壩壩體填土質量較差;壩身與壩基結合部處理較差;建議對大壩進行防滲加固處理。②1層重粉質壤土，呈軟塑狀，建議對河槽段壩體穩定分析。正常溢洪道為明渠結構，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計要求;抗沖刷性能一般。東西放水涵涵基持力層均為②層粉質粘土，呈可塑狀;屬弱透水;fk =130kPa。承載力和壓縮模量均滿足設計要求;抗沖刷性能一般。

　　參考文獻

　　[1] GB18306-2001. 中國地震動參數區劃圖[S]. 北京:中國水利水電出版社,2001:1-2

　　[2] GB50011-2010. 《建筑抗震設計規范》.北京:中國建筑工業出版社,2010:179

　　[3] GB50487-2008. 水利水電工程地質勘察規范[S].北京:中國計劃出版社,2008:45-55，109-132，

　　[4] SL345-2007《水利水電工程注水試驗規范》;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計導則[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：河海大學出版社，2001:145-200.