２０１７年第５期　西部探矿工程　１１　洪河水库工程地质问题分析与评价　王树奎　（河南省水利勘测有限公司，河南郑州４５０００３）　摘要：洪河水库是一座防洪、灌溉等综合利用的小型水库，为浆砌石面板堆石坝。坝体存在裂缝、　坝体渗漏、淤积等问题，针对坝基渗漏等问题进行分析、评价，对水库除险加固处理的设计、施工具有　指导意义。　关键词：水库；地质问题；分析与评价　中图分类号：Ｐ６４文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２０１７）０５—００１卜０３　ｌ工程概况　洪河水库位于黄河流域伊洛河支流后寺河上，是　一座以防洪、灌溉、乡镇供水为主，兼有养殖、旅游等综　合利用的小（１）型水库。坝址在巩义市涉村镇洪河村，　坝址以上流域面积１３．２ｋｍ　。　洪河水库大坝为浆砌石斜墙堆石坝，现状坝高　３９．６４ｍ，总库容２７８ｚ１０　ｍ。。坝顶高程为６７７．５０ｍ，防浪　墙顶高程为６７８．５０ｍ。　溢洪道：有新老两处，形式为宽顶堰，堰顶长共　４０ｍ，最大泄洪量５９２ｍ。／ｓ。　输水洞：起闭方式为人工启动，输水洞由平卧管和斜　卧管组成。平卧管平面形状设计为ｓ形，座落在基岩上，　洞长８７ｍ，最大输水流量ｌｍ。／ｓ，为明埋无压浆砌石洞。　２地质概况　２．１地形地貌　洪河水库库区属低山丘陵区，水库为后寺河两支　流交汇处拦坝而成，宽１５０ｍ左右，水库两岸岸坡陡峻；　河底高程６５５ｍ左右，两岸高程６８０￣６９０ｍ左右。　２．２地层岩性　坝址区地层除坝体人工填土外，河床上有Ｑ４的卵　石、库内有淤积土；山体局部覆盖有坡积成因的重粉质　壤土；其余为上元古界震旦系基岩，主要有石英片麻岩　和绢云母片岩组成。　２．２．１人工堆积（Ｑ　）　主要为填筑大坝块石，岩性为灰岩。　２．２．２第四系全新统（Ｑ　）　冲积、坡积成因，主要分布于河床及两岸局部山坡　上，岩性主要为淤积土、卵石和重粉质壤土。　淤积土：褐灰色，软一流塑状，含少量砾石，为水库　建库以来新近淤积层。　重粉质壤土（Ｑｄ　）：褐黄色，可塑一硬塑状，土质不　均，杂有小砾石，局部粘粒含量较低，分布于山坡坡脚。　卵石（Ｑ　）：岩性主要为片麻岩，石英岩、灰岩等，　灰绿色，次圆一次棱角状，粒径一般５￣２０ｃｍ，个别更　大，含量一般５０％￣６０％左右，泥砂质充填，未胶结。　２．２－３上元古界震旦系（Ｐｔ　）　变质岩，岩性主要为绢云母片麻岩及石英片麻岩。　石英片麻岩（Ｐｔ　）：出露在上游左岸岸坡及河道交　汇处上游山体，钻孔未揭露，该岩性为浅灰色，条带状　结构，片麻状构造，主要矿物成分为长石、石英、黑云母　等，浅色长石和少量黑云母带互相交错，弱风化，质地　较绢云母片麻岩更致密坚硬，锤击声脆，岩层产状走向　ＥＳ。受构造影响较大，裂隙发育，在左岸岸坡可见有一　平卧褶皱和Ｆ　、Ｆ：两个断层。　绢云母片岩（Ｐｃ３）：灰绿色，条带状结构，片麻状构　造，主要矿物成分为长石、石英、绢云母等，浅色长石和　深绿色绢云母带互相交错，弱风化，质地致密坚硬，裂　隙发育，岩芯多呈柱状，局部受构造影响呈碎块状，岩　芯取芯率平均在８０％左右，ＲＱＤ值平均６５％左右。　２．３地质构造与地震　２．３．１地质构造　工程区位于华北准地台黄淮海坳陷西南部，新构造　分区位于豫皖隆起一坳陷区的南部五指岭复背斜中。　区域构造线的方向以北西向为主，次为北东向。工程区　收稿日期：２０１６—０９—１９　作者简介：王树奎（１９８０一），男（汉族），河南太康人，工程师，现从事水利工程、岩土工程勘察、施工及基础处理工作。

　１２　西部探矿工程　２０１７年第５期　附近的主要断裂为：封门口一五指岭断裂、偃师断裂等。　２－３．２地震　该水库位于封门口一五指岭断裂影响带上，由于　经过多次构造运动，岩石节理裂隙发育，褶皱强烈，背　斜、向斜、断裂较多，岩石呈叠面条带状，在溢洪道处为　一平卧褶皱，受东西向、北西向和北东向三组节理切割　和层间滑动影响，岩石较为破碎，稳定性差，同时，在两　溢洪道出口处，有断层通过，在施工时应采用相应的防　渗措施加以处理。　勘察区位于华北平原地震带，区域上地震活动强　度小、频度低。根据《中国地震动参数区划图》　（ＧＢ１８３０６—２００１）１：４００万，工程区地震动峰值加速度　为０．１０ｇ，相当于地震基本烈度Ⅶ度。　２．３＿３场地土类型及建筑物场地类别　对Ｂ２孑Ｌ、Ｂ４孔进行了波速钡４试工作，测试成果见　表１。　①Ｂ２钻孔：０～３ｍ，纵波波速为ｌ７００～１７５０ｍ／ｓ，推　表１波速测试成果表　断基岩裂隙发育，强风化；３．０～３４．２ｍ，（其中６．６～　８．４ｍ，纵波波速２４５０ｍ／ｓ，推断基岩裂隙发育）纵波波速　高，纵波波速为３５００￣５７００ｍ／ｓ推断基岩完整，弱风　化。②Ｂ４钻孔：０～１．０ｍ，纵波波速为２４５０￣２５００ｍ／ｓ　左右，推断基岩裂隙发育，强风化；１．０～３４．Ｏｍ，纵波波　速相高，纵波波速为３７００～５６。０ｍ／ｓ，推断基岩完整，弱　风化。　２．４水文地质条件　场区库水位高程在６６１ｍ左右，坝体上钻孑Ｌ水位为　６５４．７６ｍ，低于库水位６ｍ左右。对岩体上段较破碎段　作了现场注水试验，对下段岩体做了现场压水试验。　试验成果见表２。　表２土岩渗透试验成果统计表　

从成果表中可以看出，上段绢云母片麻岩注水试　验范围值为（４．９～ｌ３．５）ｘｌＯ～ｃｍ／ｓ，基本为弱透水性，下　段绢云母片麻岩压水试验范围值为２．５～５．１Ｉ　ｕ，属弱透　水性。　３主要的工程地质问题　工程区存在的主要工程地质问题有：坝体填筑质量　问题，坝基渗漏问题、溢洪道边坡稳定问题等。　３．１坝体填筑质量问题　洪河大坝坝型为堆石坝，最大坝高４１．５ｍ，坝体后　堆石充填相对不密实，多处为架空结构，堆积密度为　１．８０－－１．９５ｇ／ｃｍ。，存在填筑质量问题。　３．２坝体渗漏问题　对岩石上部较破碎段做了现场注水试验，对下部　较完整岩石做了现场压水试验。试验成果：上段绢云　母片岩注水试验范围值为（４．９～１３．５）ｘｌＯ　ｃｍ／ｓ，属弱　透水，下段绢云母片岩压水试验范围值为２．５～５．１Ｌｕ，　属弱透水性。１９９８年３月发现大坝迎水坡，从坝基到　坝顶有２条不规则的裂缝，致使坝体沿缝渗漏，渗漏量　达０．０３ｍ　／ｓ。　３．３溢洪道边坡稳定问题　受东西向、北西向和北东向三组节理切割和层问　滑动影响，坝址区岩石较为破碎，稳定性差；表层岩石　为强风化，局部为全风化，风化作用使岩石强度减弱，　裂隙增多，不利于岩体的稳定；据岩石试验可知，该区　岩石为较软岩，溢洪道开挖时，建议开挖边坡（１：０．７５）～　（１：１．０）。　溢洪道运行中受洪水冲刷严重，绢云母片岩易风　化，建议对溢洪道加固处理，如喷护或衬砌。　３．４河底冲届０问题　１９７５年８月过大水后，底部冲刷严重，Ｆ｝１于底部冲　刷致使坝基产生不均匀沉降，在大坝上游坝面出现裂　缝，建议对上游河床进行铺垫处理。１９８４年、１９８５年大　坝背水坡西侧２次出现严重滑坡，１９９１年坝面又出现　沉陷和位移；建议对大坝加固处理。

　２０１７年第５期　西部探矿工程　１３　３．５水库淤积问题　建库以来，水库淤积问题较为严重，目前坝前已淤　积厚度约１８ｍ的淤积土。　４工程地质评价　坝体后堆石充填相对不密实，多处为架空结构，堆　积密度为１．８Ｏ～１．９５ｇ／ｃｍ。，建议对坝体堆石在坝体灌　浆，在坝后增加压重；坝基及溢洪道岩石为强一弱风化　绢云母片岩，属较软岩。溢洪道处为强风化绢云母片　岩，抗风化及冲刷能力差，建议对对溢洪道喷护或衬砌　处理。　岩体基本属弱透水性，库水沿裂缝渗漏，建议对坝　体裂缝进行灌浆处理。　放水管位于岩石基础上，地基强度满足要求，但放　水管年久失修，建议更换放水管。　５结论　洪河水库坝体为人工堆石，基岩为上元古界震　旦系绢云母片岩、石英片麻岩等，上覆第四系坡积成　因的重粉质壤土，河床覆盖第四系全新统卵石。坝　址区主要存在大坝堆石质量较差、库水渗漏、库内淤　积等问题；溢洪道边坡稳定问题及河底冲刷引起的　不均匀沉降等问题。建议对坝体裂缝进行灌浆处　理；对坝下游松散堆石增加压重；对溢洪道开挖时采　用（１：０．７５）～（１：１．０）的边坡，同时采取喷护或衬砌　处理；建议对库区内进行清淤；更换放水管。　参考文献：　［１］ＧＢ５０４８７—２００８水利水电工程地质勘察规范【ｓ］．北京：中国　计划出版社，２００９．　【２］孙战争，葛仁涛．荥阳市唐岗水库工程地质问题及评价［Ｊ】＿河　南水利与南水北调，２０１６（５）．　［３］　张帆，陈平货，乔新颖．燕山水库坝基渗漏及其变形问题分　析［Ｊ］．西部探矿工程，２００９（３）．　（上接第１０页）　场区地下水埋深０．５～１．５ｍ，地下水位高程　１０３．０３～１０３．８１ｍ，基坑开挖最大深度约１５ｍ，地下水位　以下挖深约１４ｍ，因此存在基坑排水问题，建议采用降　水排水措施。　５建筑物工程地质评价　５．１进口渐变段（含检修闸）　该段地面高程１０３．４￣１０４．９ｍ，设计建基面高程　９８．４８５￣９４．５８５ｍ，进口渐变段挡土墙和检修闸基底平　均压应力最大值分别为２４３ｋＰａ、１６０ｋＰａ，该段建基面均　位于第③层重粉质壤土中，其承载力标准值为１２０ｋＰａ，　需对地基进行处理。施工开挖边坡高６～９ｍ，其中水　下边坡５～８ｍ，为粘性土均一结构。存在施工边坡稳　定和基坑排水问题。建议边坡高宽比采用（１：１．２５）～　（１：１．５０），施工时注意基坑排水问题。　５．２倒虹吸管身段　该段全长２２０ｍ，包括进、出口斜管段和水平管　段。设计水平管段底板高程９０．６ｍ，建基面高程　８９．３ｍ，管身段基底平均压应力最大值为２２２ｋＰａ，该段　水平管基础位于第⑤层重粉质壤土中，其承载力标准　值为１５０ｋＰａ，斜管段基础主要位于第③层重粉质壤土、　第④层中粉质壤土及第⑤层重粉质壤土中，各层承载　力标准值分别为１２０ｋＰａ、１４０ｋＰａ、１５０ｋＰａ。　本段基坑挖深最大约１５ｍ，其中地下水位以下约　１４ｍ，主要为粘性土均一结构，部分为粘、砾多层结构，　且①、②、③层土质较软，卵石层具强透水性，存在施工　边坡稳定及基坑排水问题。建议采用复式边坡，边坡　高宽比采用（１：１．５）～（１：２．０），并采用适当的排水措　施。另外施工开挖时对第②层轻粉质壤土的液化问　题，建议设计部门按抗震设计规范考虑处理。　５．３出口渐变段（含节制闸）　该段全长７２ｍ，其中节制闸长２２ｍ，出口渐变段长　５０ｍ。该段位于左岸，地面高程１０３．６￣１０４．３ｍ，设计建　基面高程９８．６２５￣９６．６２５ｍ，出口渐变段挡土墙和节制　闸基底平均压应力最大值分别为２３２ｋＰａ、１６７ｋＰａ，该段　位于③层重粉质壤土中，其承载力标准值为１２０ｋＰａ，不　能满足设计要求，需对地基进行处理。该段存在的工　程地质问题及建议与进口渐变段相同。　６结语　工程场区位于山前冲洪积倾斜平原，为河谷地貌　形态。工程场区主要存在饱和少粘性土地震液化、施　工边坡稳定及施工排水等问题。建议设计部门按抗震　设计规范考虑处理液化土层；建议采用复式边坡，边坡　高宽比采用（１：１．５）～（１：２．０）；地下水位高于基槽开挖　面，地下水量较丰富，应采取降排水措施。　参考文献：　【１］ＧＢ５０４８７—２００８水利水电工程地质勘察规范［ｓ】．北京：中国　计划出版社，１９９９．　［２］陈平货．南水北调供水配套工程上街输水管线工程地质条　件及评价　河南水利与南水北调，２０１１（１３）．　［３】司涛．南水北调受水区新乡老道井输水管道工程地质评价　［Ｊ】．西部探矿工程，２ｏ１６（７）．