老窖溪水库大坝河床段心墙地基工程地质条件探析

景随心

（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆 400020）

水库存在坝体填筑质量差，坝基处理不彻底，大坝心墙防渗体及坝基存在渗漏等工程地质问题，需对大坝进行防渗加固处理确保水库安全，这就需要全面掌握水库坝基的地址状况，确保加固工作可以取得良好效果[1]。本文针对老窖溪水库大坝河床段心墙地基工程地质条件进行分析及评价。

1 工程概况

黔江老窖溪水库位于重庆市黔江区石会镇境内石会河上游，是以场镇供水和农业灌溉为主，兼顾农村人蓄用水等综合利用的中型水利工程，工程初步设计从2012年10开始，2013年9月枢纽工程开始动工，2014年11月完成大坝心墙基槽开挖，2015年10月完成大坝主体施工。设计坝型为心墙石渣坝，设计最大坝高68.2 m，坝顶高程542.2 m；水库设计正常蓄水位541.0 m，水库总库容约1047万m3。

2 地质情况

坝基原始地形为河床相对较宽阔、两岸为突出较单薄山脊之中低山峡谷地形。按设计要求开挖后，基坑平面形态呈深11.0 m～22.0 m、底宽6 m～15 m的倒梯形沟槽，其剖面形态为右较陡、左较缓不对称“梯形”型。

坝址区主要地层为志留系下统龙马溪组（S1ln）：为黄绿色、深灰色水云母质页岩、砂质、炭质页岩夹泥质粉砂岩、石英粉砂岩，粉砂泥质结构，页理构造，局部交错层理发育；含砂质团块，局部岩相变化较频繁。坝址构造上位于N40°E的郁山背斜南东翼、桑柘坪（八面山）向斜北西翼，工程区断裂不发育。

当大坝开挖中坝基岩体基本全部揭露时，对心墙及两侧边坡进行地质编录，确认河床段岩石与左右两岸岩体正常连接，坝区上游河床岩层近较平缓，检查钻孔揭示下部岩体岩层产状趋于平缓，都是属于正常基岩。坝址位于次级小背斜核部及两翼，大致以0+80为背斜轴，南东翼较陡、北西翼较缓的不对称小背斜，岩层产状。

在右岸基槽见宽0.2 m的f1小断层外，河床与左岸基槽未见断层；f1断层破碎带宽0.2 m，为靡棱岩，泥质半胶结，断距较小，影响也很小；基坑发育4组节理，河床裂隙发育，节理间距一般0.3 m～0.6 m，局部密集，岩体完整性属较差～较完整。

河床段岩层产状变化较大，从近水平状到近直立均有出露，揉皱、层间剪切错动破碎带较多，层间多夹有团块状、眼状，直径在10 cm～20 cm之间的近椭圆破碎体，岩体挤压破碎严重，为碎块状，破碎带物质为糜棱岩、碎裂岩、碎块夹泥，未胶结，多呈散体状，部分层面见擦痕。

3 地质构造分析

根据坝区揭露的地质构造现象进行地质应力分析，小背斜轴线方向大致为N50°E，与区域构造发育方向基本一致，背斜倾伏端岩体中多产生大量的扇状张裂隙，说明倾伏端有应力集中区[2]。

在坝址区软硬相间的页岩岩组中，其倾伏端应力消失，是以层间错动或者层间挤压大方式破坏岩体，并完成力的消失，这说明坝区破碎的岩体不是下游滑坡岩体，而是由此小背斜构造引起的；背斜构造两翼岩层的滑动方向是上层相对下层向背形的转折端滑动，层间夹有少量软弱层，由于层间滑动可在其中形成层间的不对称层间劈理破碎带，在河床坝基岩层中顺层面产生的大量破碎带夹层由此小背斜而产生。

坝址区含砂质岩层属于较脆岩体，在强硬层的弯曲褶皱转折端易形成鞍状虚脱空间，被破碎带物质糜棱岩、碎裂岩、碎块夹泥等充填。坝区岩体主要是以N50°E为轴线的构造，应力方向从两岸NW与SE向河床方向挤压，从而形成了f1断层与小背斜构造。

4 坝基评价

根据各阶段试样强度试验结果分析，河床基槽弱风化岩石干抗压强度23.8 MPa～25.4 MPa，平均值24.8 MPa，饱和抗压强度范围值16.9 MPa～19.8 MPa，平均值17.7 MPa，软化系数0.71，对应承载力 1.2 MPa～1.4 MPa。

河床声波孔测试成果显示河床高程475.5 m以上纵波速度 2400 m/s～2800 m/s，完整性系数 0.42～0.52，属较破碎；高程475.5 m以下纵波速度2700 m/s～3500 m/s，完整性系数0.48～0.81，属较破碎～完整。基槽岩体结构右岸0+000 m～0+075 m、河床0+075 m～0+117.0 m为中厚层状夹薄层状结构，河床0+117.0 m～0+126.2 m为薄层状夹碎裂结构，左岸0+126.2 m～0+211 m为中厚层结构。工程地质分类右岸河床为CⅣ，左岸为CⅣ～Ⅲ。心墙地基岩体工程地质条件与前期勘察资料基本一致，岩体抗滑、抗变形性能较差，对CⅣ岩体经采取适当工程加固措施处理后满足设计要求[3]。

在河床段开挖施工中，采取分层逐次开挖至480.5 m高程，发现该段心墙地基地质条件较好，能满足设计要求。由原高程474 m抬高至477.5 m～478.5 m，除局部破碎带外，地基为弱风化中上部较完整页岩，质量基本满足设计要求；经对地基采取清除松动碎块、对破碎带采取清挖、混凝土置换处理，并对整个地基采取加强固结灌浆处理后建基。沥青混凝土心墙轴线剖面图见图1。

图1 沥青混凝土心墙轴线剖面图

5 结论及建议

结合文中老窖溪水库坝基评价结果，对坝基处理工程提出建设性建议。

（1）对地基局部存在的小断层f1、挤压破碎带、节理裂隙密集带、泥化夹层采取刻槽、砼置换处理。

（2）对河床与右岸心墙地基应进行固结灌浆处理，灌浆深度为基面下8 m。

（3）对基坑地下水采取引排、混凝土封堵处理。

综上所述，在对水库工程建设及除险加固过程中，应加强对水库坝址地基的勘察，全面掌握水库地质情况，为水库的安全性提供可靠性依据。