北井水库工程地质条件分析

李琳琳

(辽宁省石佛寺水库管理局，辽宁 沈阳110166)

1 工程概述

北井水库位于大连市长兴岛临港工业区交流岛办事处的大山村，是一座集防洪、灌溉、养鱼为一体的小(2)型水库，北井水库始建于1977年10月，坝址以上积雨面积0.55 km2，最大库容12.60万 m3。坝长215 m，顶宽5 m，大坝迎水坡比为1:4.0，背水坡比为1:2.5，2008年6月份发现坝体渗水，决定进行除险加固。为此大连市长兴岛临港工业区交流岛办事处委托瓦房店市水文岩土工程有限公司承担北井水库除险加固坝体(渗水)勘察工作，勘察阶段为详细阶段。勘察中钻孔布设依据建设单位、设计单位提出的要求，共布设钻孔4个，钻孔间距50 m。本次勘察工作作业时间为2008年11月12日，野外勘察时间4 d，勘察施工使用 DDP100－3E型汽车钻机，钻探方式为冲击、回转钻进，共完成勘察钻孔4个。

2 区域地质概况

2.1 地形地貌

大连长兴岛临港工业区交流岛办事处北井水库位于大山村，地势高差起伏不大，地面高程在9.8～18.8 m，属丘陵地貌。

2.2 地层岩性

依据现场钻探揭露，场地地层自上而下依次为:粗砂含碎石、砂质性粉质粘土、强风化石英岩、微风化石英岩，共计4层，现将各岩土层的特点描述如下:

(1)粗砂含碎石(Qml4)。黄褐色，松散状态，主要成分为粗砂，碎石含量30%，成分为石英岩、板岩，砾径30～50 mm，该层顶板标高 18.7 ～18.9 m，底板标高 17.7～18.2 m，揭露厚度 0.5 ～1.1 m。

(2)砂质性粉质粘土(Qal4)。黄褐色，松散状态，以粗砂为主，粘粒含量较少，局部为粉质粘土，软塑状态，该层顶板标高 17.7～18.2 m，底板标高0.4 ～3.6 m，揭露厚度14.4 ～17.6 m。

(3)强风化石英岩(ε)。灰白色、肉红色，强风化状态，隐晶质结构，块状构造，岩石基本质量等级为Ⅴ级，该层顶板标高 0.4 ～3.6 m，底板标高 －0.8～2.1 m，揭露厚度 1.3 ～1.7 m。

(4)微风化石英岩(ε)。灰白色、肉红色，微风化状态，岩质新鲜，结构基本未变，仅节理面略有变色，有少量风化裂隙，岩石基本质量等级为Ⅴ级，该层顶板标高 －0.8～2.1 m，未见下限，揭露厚度 3.5～5.7 m。

寒武系为库区内最发育的岩层，其次为河谷中第四系地层，上部为冲、洪积堆积的沙质粘土、砂砾石。

2.3 地质构造

库区区域地质构造，位于胶辽古陆复州向斜之北翼，由寒武系、震旦系岩石组成，两翼岩层倾角10°～35°，岩石挤压破碎，其断层面有泥，两侧岩石褶曲发育。

2.4 水文地质

库区内的地下水类型为第四系松散岩孔隙潜水及基岩裂隙水。孔隙潜水含水层为冲～洪积砂砾石组成，透水性较强，径流条件较好，接受上游大气降水和局部基岩裂隙水补给。基岩裂隙水靠大气降水补给，岩石透水性较弱，径流条件不好，排泄于冲沟或沙砾石中。

2.5 地震烈度

库区处于缓慢上升阶段，自公元421年东北有地震记载以来本区未发生过大于4.3级地震，抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值0.15 g。

3 库区的工程地质条件

(1)渗漏。库区内岩性为石英岩、板岩，岩石透水性较弱，分水岭较高且宽，未发现单薄分水岭，故不会产生影响库区渗漏。

(2)坍岸。库区两岸由石英岩和板岩组成，岸坡均为缓坡，倾角较小，故水库岸边是稳定的。

(3)浸没。北井水库范围内即无工况企业、军事设施，也无重要城镇、众多人口，故浸没问题不存在。

(4)淤积。库区属丘陵型地貌，地形总的较平缓，坡度不大，库边稳定，植被发育，淤积物质虽有，但不会多。

4 土层承载力分析与确定

砂质性粉质粘土:依据现场 DPT测试的数理统计分析，结合地区工程经验确定该土层承载力特征值fak=160 kpa。详细数据见表1。

微风化石英岩:依据辽宁地质海上工程勘察院实验室提供的《大连长兴岛临港工业区北井水库工程勘察》岩石饱和抗压强度数理统计分析值，结合地区工程经验确定该岩层承载力特征值fa=2 000 kpa。分析的详细数据见表2。

表1 砂质性粉质粘土DPT数理统计分析

表2 微风化石英岩饱和抗压强度数理统计分析

5 结论与建议

5.1 结论

(1)承载力。砂质性粉质粘土:承载力特征值 fak=160 kpa;强风化石英岩:承载力特征值 fak=1 000 kpa;微风化石英岩:承载力特征值fa=2 000 kpa。(2)抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速值0.15 g。(3)勘察期间未见地下水。(4)未发现断裂、溶洞、滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、危岩和崩塌等不良地质作用。(5)坝体粘土心墙粘性不好，粗砂含量较多，特别是粘土心墙底部与岩石接触部位无粘土，是坝体渗水的主要原因。

5.2 建议

北井水库现在存在着坝体渗水，属于病险水库，急需进行除险加固，通过对水库库区工程地质勘查，查明了坝址地层、分析和提供了承载力特征值，分析出了渗水原因。并根据北井水库的特点、规模、渗水原因，建议采用土工防渗膜方案进行除险加固。

[1]水利水电勘察设计规范(GB50028－2002)[S].北京:中国计划出版社.2009.

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[3]岩土工程勘察规范(GB50021－2001)[S].北京:中国建筑工业出版社.2001.

[4]建筑地基基础设计规范(GB50007－2011)[S].北京:中国建筑工业出版社.2011.

[5]建筑抗震设计规范(GB50011－2010)[S].北京:中国建筑工业出版社.2010.

[6]岩土工程手册[S].北京:中国建筑工业出版社.2014.

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