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（广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院，广西 南宁 530023）
【摘 要】通过野外地质测绘、钻探及室内试验等手段，查明了广西百色市德保县扶平水库库区及坝址的工程地质条件，并针对建基面的选择、抗滑稳定、渗漏及开挖边坡稳定问题进行分析评价，为设计提供依据。
【关键词】坝址；坝基；工程地质条件；分析；评价
【中图分类号】TV221.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）06-0130-03
1 工程概况
扶平水库工程位于百色市德保县敬德镇扶平村扶平河上游6.5 km处，将扶平河河水经水库调蓄后通过输水管道向下游扶平、驮良等村屯供水，同时向沿河的扶平村和驮良村农田进行自流灌溉。拟建水库坝顶高程为930.5 m，最大坝高47 m，正常蓄水位为925 m。
2 区域地质概况
工程区属于云贵高原东南缘、桂西山地与桂西南岩溶低山的交界山区，属中低山地貌。出露的地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、下第三系和第四系。其中，三迭系在测区分布最广。工程位于广西“山”字形构造后缘西翼南段，也属于德保小“山”字形构造脊柱的南端，地质构造比较复杂。工程区的地震动峰值加速度为0.05 g，地震基本烈度为VI度，区域地质构造稳定性较好。
3 库区工程地质条件
3.1 水库渗漏评价
按正常蓄水位计算，水库回水线均低于库周地形。水库周边无单薄分水岭、低矮垭口及低邻谷分布，地形封闭条件良好。库区地层岩性主要为三迭系中统百逢组泥质粉砂岩、砂岩，隔水性能良好。库周地势均高于正常蓄水位，山体雄厚，无贯穿库外的构造破碎带、不整合面及层间挤压破碎带，不存在渗漏通道，成库条件良好。
3.2 库岸稳定性评价
库区大部分岩层走向与河流流向正交或斜交，岸坡多为混合边坡或土质岸坡，河流凹岸岸坡部分有基岩裸露，后缘自然边坡较陡，一般为40°～50°，凸岸岸坡前缘一般为土质岸坡，自然边坡为20°～35°。水库蓄水后，大部分岸坡是稳定的，不会形成大规模滑坡，局部表层土体可能出现小规模的崩塌，对水库及大坝建筑物安全无影响。
3.3 库区浸没
水库水位抬高后，地下水位相应壅高，但两岸不存在大面积的Ⅰ级阶地，蓄水后库水不出河槽。两岸基本为山地，坡度较陡，无民宅等其他建筑。按正常蓄水位计算，水库区蓄水后，不会产生大面积浸没问题。
3.4 水库诱发地震
工程区属于构造活动相对稳定的地区，地震活动微弱，地震动峰值加速度低。组成库盆的岩层为三迭系砂岩、泥质粉砂岩，属于弱～微透水地层，库底基岩坚硬；水库区断层不发育，无区域性的大断层从水库及周边通过，库水淹没河段短、水深不大。因此，库区不具备诱发较强地震的地质构造背景，水库蓄水后，不会发生较强的水库诱发地震。
4 坝址区工程地质概况
4.1 坝址工程地质条件
（1）地形地貌。坝址位于扶平～念归村级公路边，距离扶平村约6.5 km。河谷两岸属中低山地貌，植被茂盛。河谷呈“V”字形，两岸地形基本对称，左岸山顶高程为1 028.8 m，自然边坡18°～40°，右岸山顶高程为1 294.4 m，自然边坡15°～35°。坝址河床宽约30 m，自北向南方向流，河床底部高程为888.0 m，右岸局部见有基岩裸露。
（2）地层岩性。坝址区出露地层为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）泥质粉砂岩夹砂岩及第四系残坡积层（Qedl）含碎石黏土、冲积层（Qal）漂卵石。
（3）地质构造。坝址区无断层通过，在上游处有一背斜穿过左坝肩。左坝肩上部公路陡坎处岩层产状为N65°W，NE∠40°；右坝肩公路陡坎往下游26 m处岩层产状为N45°W，SW∠68°。受区域地質构造影响，坝址区两坝肩节理构造较为常见，以NW、NE为主，倾角较陡。总体来看，坝区构造单元较为简单，地质构造较稳定。
（4）水文地质条件。地下水主要为基岩裂隙水，含水量微弱，主要来源于大气降水，水位随季节变化而变化，地下水补给河水。由于枯水期大气降水减少，地下水补给来源减少，故两岸山体地下水位埋藏较深，岩体透水率5 Lu下限埋深在基岩以下12～26 m，左右岸基本对称，河床处埋深约10 m。地下水对混凝土的腐蚀性评价为无腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价为弱腐蚀。
4.2 坝址岩体物理力学参数建议值
根据室内试验成果和工程类比，坝址岩体物理力学参数建议值见表1。
5 拟建大坝主要建筑物工程地质条件及评价
5.1 坝段工程地质条件及评价
根据水工建筑物布置，拟建大坝主要建筑物由左、右岸非溢流坝及河床溢流坝组成。
左岸非溢流坝主要布置于坝址左岸斜坡地带，山体雄厚，岸坡坡度为28°～40°。覆盖层为残坡积层含碎石黏土，厚度为2～4 m；下伏基岩为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）的中厚层状泥质粉砂岩夹砂岩，强风化岩体下限埋深一般为3～10 m，岩体渗透系数为10-3、10-4级，属中等透水层；其弱风化下限埋深为10～23 m，岩体透水率一般为3～30 Lu，属弱～中等透水层，存在绕坝肩渗漏的可能。
河床溢流坝布置于坝轴线河床处，地面高程一般为888.0 m，覆盖层为漂卵石层，厚0～3 m，局部基岩裸露，岩体为弱风化，岩层倾向下游偏右岸，倾角一般为60°～65°，无大的构造及断层经过；其弱风化下限埋深约为6 m，岩体透水率一般<10 Lu，属弱透水层。
右岸非溢流坝主要布置于坝址右岸斜坡地带，岸坡坡度为38°～42°，覆盖层厚度为1～3 m，土质为含碎石黏土。下伏基岩岩体为强～弱风化，岩层倾向下游偏右岸，倾角为60°～65°，坝基无大的构造及断层经过。根据钻孔揭露，右岸坝基强风化岩体下限埋深一般为5～12 m；岩体渗透系数一般为10-5级，属弱透水层；弱风化下限埋深为12～35 m，岩体透水率一般为3～7.5 Lu，基本属弱透水层，局部裂隙发育段透水率偏大，属中等透水层，基本不存在绕坝肩渗漏的可能。 5.2 建基面选择
根据地形地质条件，坝址地基可修建中、小型混凝土重力坝，当坝高小于50 m时，可建在弱风化中部至上部基岩上。为加强坝基岩体的完整性，建议对坝基岩体进行固结灌浆处理，并对坝基进行防渗处理。
5.3 坝基岩体质量分类及坝块处理建议
坝基持力层岩性主要为泥质粉砂岩，根据坝区地质测绘、钻孔编录及声波测井成果，其强风化岩体较破碎，纵波速度（Vp）一般为1 800～2 400 m/s，岩体完整性系数Kv在0.15～0.35，RQD值一般小于10%，强风化岩体坝基岩体工程地质分类基本为V类；弱风化岩石属中硬岩，钻孔中岩芯一般为柱状杂碎块状，RQD值为10～20%，纵波速度（Vp）为2 000～3 500 m/s，岩体完整性系数Kv在0.15～0.35，属较破碎岩体，坝基岩体工程地质分类属BⅣ类；微风化岩石坚硬，钻孔中岩芯大部为柱状、长柱状，RQD值一般为30～70%，局部大于80%，纵波速度（Vp）为3 000～5 000 m/s，岩体完整性系数Kv在0.5～0.8，属较完整岩体，坝基岩体工程地质分类属BⅢ类。
5.4 坝基渗漏问题评价
坝基岩性为泥质粉砂岩夹砂岩，虽然局部地段节理裂隙较发育，但多被泥质或岩屑充填，富水性较差，具有较好的隔水性能。根据钻孔压水资料，在拟建坝轴线上岩体的透水性随着深度的增加而减弱，其中强风化岩体多属中等透水性，局部属弱透水性；弱风化岩体多属弱透水性，局部属中等透水性；微风化岩体基本属弱透水性。由于枯水期大气降水减少，地下水补给来源减少，故两岸山体地下水位埋藏较深，一般均低于5 Lu下限界线。在拟建坝段地基岩体透水率5 Lu下限界线埋深起伏较大，其中左岸坝段5 Lu下限界线埋深一般为11～22 m，河床坝段约10 m，右岸坝段一般为12～28 m。建议对坝基进行防渗处理，防渗深度可置于5 Lu下限界线以下3～5 m，防渗帷幕向两岸坝肩延伸适当长度。
5.5 坝基抗滑稳定评价
根据野外地质测绘及钻孔揭露，有一背斜轴部从左坝肩中上部穿过，背斜轴部为缓倾角区，北翼岩层产状倾向上游偏左岸，南翼岩层产状倾向下游偏右岸，倾角约65°，基本对坝基稳定无影响。坝区节理发育主要有四组：①N9°E，SE∠75°，间距为30～60 cm，延伸长度为3～9 m，发育4条；②N80°W，NE∠50°，间距为20～30 cm，延伸长度约1 m，发育3条；③N87°E，SE∠4°，河床表面见一条，延伸长度顺河方向约2.5 m，垂直河流方向约5 m。④N20°E，NW∠21°，间距为25 cm，延伸长度小于1 m，发育2条。裂面均粗糙、稍起伏，微张～闭合状，延伸长度一般为1～3 m。随着埋深变化，节理裂隙宽度由上至下从张开逐步变化为闭合，上部裂隙面铁锰质渲染强烈，强风化带多夹泥。坝区节理相互间贯通性较差、延伸较短，不会与层面形成较大的楔体，不会对坝基抗滑稳定产生较大影响。
5.6 坝肩、坝基开挖边坡稳定问题评价
左坝肩坝顶930.5 m高程以上永久开挖边坡高26 m，右坝肩坝顶930.5 m高程以上永久开挖边坡高34 m，边坡属岩土质混合边坡，土层及强风化岩体力学性质较差，边坡稳定性差，建议进行防护处理。设计应根据地质提供的开挖边坡比进行开挖设计，坡高超过10 m时应设置一条2 m宽的马道，并在坡顶轮廓线外做好相应排水措施。施工开挖过程中，若遇到局部存在不利节理组合的边坡，可以增加随机锚喷支护。
6 结语
综上所述，工程区属构造活动相对稳定地区，区域构造稳定性好。水库地形地质条件封闭良好，不存在库水向周边渗漏问题，水库区蓄水后，库岸不会产生大面积浸没问题。近坝库岸无大的滑坡及塌方存在，库岸边坡基本稳定。拟建坝址场地稳定性较好，适宜修建混凝土重力坝。
本文分析了大坝主要建筑物的工程地质条件，对建基面的选择、坝基岩体质量分类、坝基渗漏、抗滑稳定及开挖边坡的稳定问题做出了评价。地勘成果已被设计部门采用，该工程已于2016年4月开工建设。
参 考 文 献
[1]广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院.广西德保县扶平水库初步设计阶段工程地质勘察报告[R].南宁：广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院2015.
[2]水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册[M].北京：水利电力出版社，1985.
[3]GB 50487—2008，水利水电工程地质勘察规范[S].
[责任编辑：陈泽琦]
【作者简介】高立辉，男，吉林梨树人，广西壮族自治区水利电力勘测設计研究院工程师，从事水利电力工程地质勘察工作。
【摘 要】通过野外地质测绘、钻探及室内试验等手段，查明了广西百色市德保县扶平水库库区及坝址的工程地质条件，并针对建基面的选择、抗滑稳定、渗漏及开挖边坡稳定问题进行分析评价，为设计提供依据。
【关键词】坝址；坝基；工程地质条件；分析；评价
【中图分类号】TV221.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）06-0130-03
1 工程概况
扶平水库工程位于百色市德保县敬德镇扶平村扶平河上游6.5 km处，将扶平河河水经水库调蓄后通过输水管道向下游扶平、驮良等村屯供水，同时向沿河的扶平村和驮良村农田进行自流灌溉。拟建水库坝顶高程为930.5 m，最大坝高47 m，正常蓄水位为925 m。
2 区域地质概况
工程区属于云贵高原东南缘、桂西山地与桂西南岩溶低山的交界山区，属中低山地貌。出露的地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、下第三系和第四系。其中，三迭系在测区分布最广。工程位于广西“山”字形构造后缘西翼南段，也属于德保小“山”字形构造脊柱的南端，地质构造比较复杂。工程区的地震动峰值加速度为0.05 g，地震基本烈度为VI度，区域地质构造稳定性较好。
3 库区工程地质条件
3.1 水库渗漏评价
按正常蓄水位计算，水库回水线均低于库周地形。水库周边无单薄分水岭、低矮垭口及低邻谷分布，地形封闭条件良好。库区地层岩性主要为三迭系中统百逢组泥质粉砂岩、砂岩，隔水性能良好。库周地势均高于正常蓄水位，山体雄厚，无贯穿库外的构造破碎带、不整合面及层间挤压破碎带，不存在渗漏通道，成库条件良好。
3.2 库岸稳定性评价
库区大部分岩层走向与河流流向正交或斜交，岸坡多为混合边坡或土质岸坡，河流凹岸岸坡部分有基岩裸露，后缘自然边坡较陡，一般为40°～50°，凸岸岸坡前缘一般为土质岸坡，自然边坡为20°～35°。水库蓄水后，大部分岸坡是稳定的，不会形成大规模滑坡，局部表层土体可能出现小规模的崩塌，对水库及大坝建筑物安全无影响。
3.3 库区浸没
水库水位抬高后，地下水位相应壅高，但两岸不存在大面积的Ⅰ级阶地，蓄水后库水不出河槽。两岸基本为山地，坡度较陡，无民宅等其他建筑。按正常蓄水位计算，水库区蓄水后，不会产生大面积浸没问题。
3.4 水库诱发地震
工程区属于构造活动相对稳定的地区，地震活动微弱，地震动峰值加速度低。组成库盆的岩层为三迭系砂岩、泥质粉砂岩，属于弱～微透水地层，库底基岩坚硬；水库区断层不发育，无区域性的大断层从水库及周边通过，库水淹没河段短、水深不大。因此，库区不具备诱发较强地震的地质构造背景，水库蓄水后，不会发生较强的水库诱发地震。
4 坝址区工程地质概况
4.1 坝址工程地质条件
（1）地形地貌。坝址位于扶平～念归村级公路边，距离扶平村约6.5 km。河谷两岸属中低山地貌，植被茂盛。河谷呈“V”字形，两岸地形基本对称，左岸山顶高程为1 028.8 m，自然边坡18°～40°，右岸山顶高程为1 294.4 m，自然边坡15°～35°。坝址河床宽约30 m，自北向南方向流，河床底部高程为888.0 m，右岸局部见有基岩裸露。
（2）地层岩性。坝址区出露地层为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）泥质粉砂岩夹砂岩及第四系残坡积层（Qedl）含碎石黏土、冲积层（Qal）漂卵石。
（3）地质构造。坝址区无断层通过，在上游处有一背斜穿过左坝肩。左坝肩上部公路陡坎处岩层产状为N65°W，NE∠40°；右坝肩公路陡坎往下游26 m处岩层产状为N45°W，SW∠68°。受区域地質构造影响，坝址区两坝肩节理构造较为常见，以NW、NE为主，倾角较陡。总体来看，坝区构造单元较为简单，地质构造较稳定。
（4）水文地质条件。地下水主要为基岩裂隙水，含水量微弱，主要来源于大气降水，水位随季节变化而变化，地下水补给河水。由于枯水期大气降水减少，地下水补给来源减少，故两岸山体地下水位埋藏较深，岩体透水率5 Lu下限埋深在基岩以下12～26 m，左右岸基本对称，河床处埋深约10 m。地下水对混凝土的腐蚀性评价为无腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价为弱腐蚀。
4.2 坝址岩体物理力学参数建议值
根据室内试验成果和工程类比，坝址岩体物理力学参数建议值见表1。
5 拟建大坝主要建筑物工程地质条件及评价
5.1 坝段工程地质条件及评价
根据水工建筑物布置，拟建大坝主要建筑物由左、右岸非溢流坝及河床溢流坝组成。
左岸非溢流坝主要布置于坝址左岸斜坡地带，山体雄厚，岸坡坡度为28°～40°。覆盖层为残坡积层含碎石黏土，厚度为2～4 m；下伏基岩为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）的中厚层状泥质粉砂岩夹砂岩，强风化岩体下限埋深一般为3～10 m，岩体渗透系数为10-3、10-4级，属中等透水层；其弱风化下限埋深为10～23 m，岩体透水率一般为3～30 Lu，属弱～中等透水层，存在绕坝肩渗漏的可能。
河床溢流坝布置于坝轴线河床处，地面高程一般为888.0 m，覆盖层为漂卵石层，厚0～3 m，局部基岩裸露，岩体为弱风化，岩层倾向下游偏右岸，倾角一般为60°～65°，无大的构造及断层经过；其弱风化下限埋深约为6 m，岩体透水率一般<10 Lu，属弱透水层。
右岸非溢流坝主要布置于坝址右岸斜坡地带，岸坡坡度为38°～42°，覆盖层厚度为1～3 m，土质为含碎石黏土。下伏基岩岩体为强～弱风化，岩层倾向下游偏右岸，倾角为60°～65°，坝基无大的构造及断层经过。根据钻孔揭露，右岸坝基强风化岩体下限埋深一般为5～12 m；岩体渗透系数一般为10-5级，属弱透水层；弱风化下限埋深为12～35 m，岩体透水率一般为3～7.5 Lu，基本属弱透水层，局部裂隙发育段透水率偏大，属中等透水层，基本不存在绕坝肩渗漏的可能。 5.2 建基面选择
根据地形地质条件，坝址地基可修建中、小型混凝土重力坝，当坝高小于50 m时，可建在弱风化中部至上部基岩上。为加强坝基岩体的完整性，建议对坝基岩体进行固结灌浆处理，并对坝基进行防渗处理。
5.3 坝基岩体质量分类及坝块处理建议
坝基持力层岩性主要为泥质粉砂岩，根据坝区地质测绘、钻孔编录及声波测井成果，其强风化岩体较破碎，纵波速度（Vp）一般为1 800～2 400 m/s，岩体完整性系数Kv在0.15～0.35，RQD值一般小于10%，强风化岩体坝基岩体工程地质分类基本为V类；弱风化岩石属中硬岩，钻孔中岩芯一般为柱状杂碎块状，RQD值为10～20%，纵波速度（Vp）为2 000～3 500 m/s，岩体完整性系数Kv在0.15～0.35，属较破碎岩体，坝基岩体工程地质分类属BⅣ类；微风化岩石坚硬，钻孔中岩芯大部为柱状、长柱状，RQD值一般为30～70%，局部大于80%，纵波速度（Vp）为3 000～5 000 m/s，岩体完整性系数Kv在0.5～0.8，属较完整岩体，坝基岩体工程地质分类属BⅢ类。
5.4 坝基渗漏问题评价
坝基岩性为泥质粉砂岩夹砂岩，虽然局部地段节理裂隙较发育，但多被泥质或岩屑充填，富水性较差，具有较好的隔水性能。根据钻孔压水资料，在拟建坝轴线上岩体的透水性随着深度的增加而减弱，其中强风化岩体多属中等透水性，局部属弱透水性；弱风化岩体多属弱透水性，局部属中等透水性；微风化岩体基本属弱透水性。由于枯水期大气降水减少，地下水补给来源减少，故两岸山体地下水位埋藏较深，一般均低于5 Lu下限界线。在拟建坝段地基岩体透水率5 Lu下限界线埋深起伏较大，其中左岸坝段5 Lu下限界线埋深一般为11～22 m，河床坝段约10 m，右岸坝段一般为12～28 m。建议对坝基进行防渗处理，防渗深度可置于5 Lu下限界线以下3～5 m，防渗帷幕向两岸坝肩延伸适当长度。
5.5 坝基抗滑稳定评价
根据野外地质测绘及钻孔揭露，有一背斜轴部从左坝肩中上部穿过，背斜轴部为缓倾角区，北翼岩层产状倾向上游偏左岸，南翼岩层产状倾向下游偏右岸，倾角约65°，基本对坝基稳定无影响。坝区节理发育主要有四组：①N9°E，SE∠75°，间距为30～60 cm，延伸长度为3～9 m，发育4条；②N80°W，NE∠50°，间距为20～30 cm，延伸长度约1 m，发育3条；③N87°E，SE∠4°，河床表面见一条，延伸长度顺河方向约2.5 m，垂直河流方向约5 m。④N20°E，NW∠21°，间距为25 cm，延伸长度小于1 m，发育2条。裂面均粗糙、稍起伏，微张～闭合状，延伸长度一般为1～3 m。随着埋深变化，节理裂隙宽度由上至下从张开逐步变化为闭合，上部裂隙面铁锰质渲染强烈，强风化带多夹泥。坝区节理相互间贯通性较差、延伸较短，不会与层面形成较大的楔体，不会对坝基抗滑稳定产生较大影响。
5.6 坝肩、坝基开挖边坡稳定问题评价
左坝肩坝顶930.5 m高程以上永久开挖边坡高26 m，右坝肩坝顶930.5 m高程以上永久开挖边坡高34 m，边坡属岩土质混合边坡，土层及强风化岩体力学性质较差，边坡稳定性差，建议进行防护处理。设计应根据地质提供的开挖边坡比进行开挖设计，坡高超过10 m时应设置一条2 m宽的马道，并在坡顶轮廓线外做好相应排水措施。施工开挖过程中，若遇到局部存在不利节理组合的边坡，可以增加随机锚喷支护。
6 结语
综上所述，工程区属构造活动相对稳定地区，区域构造稳定性好。水库地形地质条件封闭良好，不存在库水向周边渗漏问题，水库区蓄水后，库岸不会产生大面积浸没问题。近坝库岸无大的滑坡及塌方存在，库岸边坡基本稳定。拟建坝址场地稳定性较好，适宜修建混凝土重力坝。
本文分析了大坝主要建筑物的工程地质条件，对建基面的选择、坝基岩体质量分类、坝基渗漏、抗滑稳定及开挖边坡的稳定问题做出了评价。地勘成果已被设计部门采用，该工程已于2016年4月开工建设。
参 考 文 献
[1]广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院.广西德保县扶平水库初步设计阶段工程地质勘察报告[R].南宁：广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院2015.
[2]水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册[M].北京：水利电力出版社，1985.
[3]GB 50487—2008，水利水电工程地质勘察规范[S].
[责任编辑：陈泽琦]
【作者简介】高立辉，男，吉林梨树人，广西壮族自治区水利电力勘测設计研究院工程师，从事水利电力工程地质勘察工作。