辽宁省石湖水库下坝址下坝线岩体工程地质勘察分析

石捷夫

（辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110006）

石湖水库位于哨子河中下游，坝址在岫岩县红旗营子乡，距上游黄花甸镇约21 km，距下游汇合口约14 km。拟建某水库为大型水库，库容7亿m3左右，最大坝高50 m左右，坝顶高程100 m，正常高水位（待定）。水库任务是以城市供水为主，兼顾灌溉的大型综合利用水利枢纽工程。工程的场地内存在较厚层的杂填土，成分复杂，性状不一。场地内现有人工填土层边坡处于稳定状态，但在地震或洪水冲刷情况下，可能发生失稳。施工期应开展地质勘探工作，根据实际揭露的地质情况采取相应的工程措施[1]。

1 勘察方法及工作布置

1.1 勘察方法

结合石湖水库库区特征，本次勘察采用多种勘察方法。其中：地质测绘采用地质定点描述（包括照相、取样、描述等），利用自然露头点对各种地质现象进行分析；钻探采用双动回转取芯钻机对下坝址及溢洪道进行地质钻探，以了解地层岩性、地质构造等的地下展布情况；物探采用单孔法声波法对下坝址岩体完整性进行测试[2]。

1.2 勘察工作布置

下坝址进行1∶2000坝址区地质测绘。四条坝线共布置10个钻孔，每个坝线2～4个钻孔，在坝基无软弱夹层和倾向下游的不利结构面的情况下，孔深要求达到透水率（q）小于5 Lu连续长度10 m（2段），可终孔。附属建筑根据现场测绘后在上坝址溢洪道布置1个钻孔。结构致密，质地坚硬；岩屑凝灰岩，结构致密，质地中硬。全风化带，黄褐色，多呈砂状，由于岩石体为白垩纪形成，成岩年代较晚，风化层薄，多未达到全风化，仅于SHXZ4孔见厚约2.5 m的全风化层；强风化带，灰绿色～灰褐色，多呈碎块状，厚度不均，一般厚度2.0 m左右，风化差异明显，河谷区较薄，两岸则较厚；弱风化带，灰绿色，多呈短柱～柱状，厚度不均，一般厚度6.0 m左右，河床两侧节理裂隙发育，弱风化带厚度达到9.8 m；微风化带，灰绿色，多呈长柱状，本次勘察未穿透此层，最大揭露厚度52.8 m。各钻孔岩体风化情况详见表1。

表1 钻孔风化带统计表

2 岩土体工程地质特征

2.1 岩体风化特征

坝址区基岩主要为火山角砾岩、岩屑凝灰岩。火山角砾岩，

2.2 岩体完整性

岩体的完整性一般与岩体的风化程度、构造发育程度有关，全、强风化岩体强度低，风化严重，取获率低，本次勘察采用钻孔岩体波速测试和岩芯完整率（RQD）统计的方法对弱～微风化岩体进行完整性综合分析与统计。岩体完整性的分级标准详见表2，岩体完整性统计结果详见表3。

表2 岩体完整性分级标准

表3 岩体完整性统计表

2.3 岩体透水性

岩体采用钻孔压水试验的方法进行透水性测试，试验成果按风化状态进行统计，全、强风化岩体，根据钻探情况可视为强透水层。弱风化岩体，根据钻孔压水试验成果，平均透水率21.7 Lu。局部因节理裂隙发育，透水率可达51.3 Lu。微风化岩体，平均透水率9.3 Lu。随风化程度及节理发育的减弱，透水性具有明显降低的规律性。总的来看，基岩埋深30m以下，透水率小于10.0 Lu，呈弱透水性。

3 坝基主要工程地质问题及评价

3.1 坝基各岩土层适宜性评价

砂卵砾石，厚度2.0 m～4.0 m，厚度不大，土质不均，分布不连续，无论是否存在不均匀变形，作为混凝土重力坝坝基本身就不适宜。坡积碎石土，层厚一般在1.0 m～2.0 m，植物根系发育，土中夹有碎石，土质不均匀，不适合作为坝基，建议清除。强风化岩体，厚度一般2.0 m左右，岩石强度低，岩体破碎，岩块间夹泥，呈散体结构，岩体整体强度低，不适宜作为混凝土重力坝坝基，建议清除。弱风化岩体，厚度2.0 m～5.0 m，强度较高，节理裂隙较发育～发育，岩体完整性主要为完整性差～较完整，经适当处理可作为混凝土重力坝坝基。

3.2 坝基渗漏

根据地质测绘和钻孔压水试验成果，弱风化岩透水率在10.3 Lu～51.3 Lu之间，中等透水，存在渗漏问题，建议对该层进行防渗处理。混凝土重力坝方案建议以弱风化岩为坝基。

3.3 坝基边坡开挖问题

混凝土重力坝方案坝基开挖岩性从上至下依次为：2.0 m～4.0 m厚砂卵砾石；1.0 m～3.0 m厚碎石土；4.0 m～6.0 m厚强风化火山角砾岩；1.0 m厚左右的弱风化火山角砾岩。地下水埋深1.0 m左右，在采取适当的降水措施条件下，坝基各岩土层开挖边坡坡度建议值见表4。

表4 各岩土层开挖边坡坡比建议值

3.4 坝肩岸坡稳定性评价

左坝肩植被发育，坡角在30°～40°之间，山顶高程约为250 m，靠近坝端部位有沟谷，沟内坡积物碎石夹粘性土层，现状边坡基本稳定，作为坝肩，建议清除表层坡积物及破碎岩体；右坝肩植被发育，坡角在30°左右，山顶高程约为170 m，坝肩基岩裸露，但表层风化较重，现状边坡基本稳定，作为坝肩，建议清除表层破碎岩体。两侧坝肩岩体整体稳定性均较好。

4 结论及建议

（1）坝址区基岩主要为火山角砾岩，结构致密，质地坚硬；岩屑凝灰岩，结构致密，质地中硬。

（2）坝基各岩土层岩体完整性主要为完整性差～较完整。

（3）基岩埋深30 m以下，透水率小于10.0 Lu，呈弱透水性。

结合此次勘察结果，石湖水库下坝址下坝线岩体作为混凝土重力坝坝基应经适当处理，并应对其进行防渗处理；地下水埋深1.0 m左右采取适当的降水措施；左坝肩现状边坡基本稳定，作为坝肩，建议清除表层坡积物及破碎岩体；右坝肩作为坝肩，建议清除表层破碎岩体，两侧坝肩岩体整体稳定性均较好。