禹门口提水东扩工程西梁水库工程地质特征

郑海靖

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原030024）

1 工程概况

西梁水库作为禹门口提水东扩工程调蓄水库之一，位于黄河流域汾河二级支流浍河支流上，地处翼城县城南1 km处的西梁村，是一座以防洪、灌溉为主的小(一)型水库。水库始建于20世纪50年代。

水库枢纽主要由大坝、溢洪道、输水涵洞三部分组成。

大坝为均质土坝，最大坝高25.5 m，坝顶高程554.0 m，总库容376万m3。

溢洪道位于大坝右侧，为半封闭式，由单孔木板闸控制，采用手动螺杆启闭。早已废弃。

输水涵洞位于大坝右侧，断面1 m×1 m，为浆砌石无压洞，现均已废弃。

西梁水库作为禹门口提水东扩调蓄水库之一，为了使它能对东扩工程发挥更安全和更高的经济效益，需对水库进行除险加固、加高培厚。

2 坝址工程地质

坝址位于西梁村西浍河中上游处。左右岸均为土质岸坡，坡度 35～50°，且右岸较缓，河谷断面为“U”型。

2.1 工程地质条件

左坝肩地形平缓，与坝体接触处较陡，坝肩地层上部为上更新统洪冲积（）浅黄、棕黄色低液限黏土、低液限粉土；下部为中更新统洪积（）褐黄、棕红色低液限黏土，较密实。

坝基地面高程528.0～529.2 m。坝基地层为第四系全新统洪冲积（）低液限黏土和卵石混合土；其下为中更新统洪积（）低液限黏土，较密实。

坝前淤积层物理力学指标为：天然密度1.68～1.83 g/cm3；干密度 1.23～1.31 g/cm3；孔隙比 0.103～1.130，粘聚力（c）5～13 k Pa，内摩擦角（φ）为 5～9°，压缩系数（aV1-2）为 0.35～0.52，垂直渗透系数 1.50×10-5cm/s，水平渗透系数 1.80×10-5cm/s。

2.2 工程地质评价

（1）坝肩土体稳定及渗漏。左、右两坝肩分布地层主要为中更新统洪积低液限黏土、低液限粉土，坝体、坝肩土体稳定性较好。而且渗漏性弱，不存在绕坝渗漏问题。经水库多年运行观测，未发现左右坝肩渗漏。

（2）坝基渗漏及渗透稳定性分析。由于建库施工时未挖除河槽表层覆土，在坝基建基面以下5～6 m处揭露厚度近1 m的卵石混合土层，其中卵砾石含量约占45%，其次为砂和粉土，建坝时未采取防渗措施，构成坝基渗漏层位，坝基存在渗漏问题。坝基卵石混合土层渗透系数取K=10.0 m/d，经计算，坝基卵石混合土层渗漏量为47.83 m3/d。考虑坝基卵石混合土层之上有5～6 m的低液限黏土，而且目前坝前库区淤积物厚4 m左右，均可起到一定的阻渗、压渗作用，故坝基实际渗漏量较计算值小，再者，由于卵石混合土层之上分布有厚5～6 m的低液限黏土，且上、下游连续分布，对坝脚下游卵石混合土起一定压重作用，所以卵石混合土不会产生渗透破坏，处于渗流稳定状态。

2.3 坝体质量评价

经过调查了解，当时大坝施工时，没有严格按技术要求填筑、夯实，据施工人员回忆，当时施工时未挖除河槽表层覆土，坝体与坝基、岸坡连接处未做结合槽，只将两侧岸坡削成斜坡。施工用土由河槽两岸拉运，土料未进行勘察试验，也没有进行配料，运输方式以人抬肩挑为主。填筑方式以分层人工夯打为主，厚度一般为35～40 cm。当时的检测方法是：抽样检查，只要厚度达到要求即可，若局部有问题，再用人工夯打。坝体施工没有统一安排，各村轮流作业，无法保证作业面连续、均衡。

据勘察钻孔、竖井取样分析，坝体填筑土主要由淡黄、棕红色低液限黏土组成，属中～高压缩性土，其差异性大，坝体土填筑不均匀。

在前后坝坡均种植好多树木，树根穿插深度不一，前后坝坡表层土全部破坏，据坝后坡探井取样分析，在井深4 m处仍有湿陷，干密度为1.42 g/cm3，说明表层土体质量较差，会影响坝体稳定。建议对坝体表层植物根系土全部剥离，表层以下土层一定厚度进行翻夯处理，消除湿陷。在坝后坡脚也未发现砌石及滤层，为防止坝后坡脚出溢点较高，影响坝坡土体稳定，建议做贴坡或棱体排水，以确保坝后坡脚处坝体土处于渗流稳定状态。

另外，目前坝高坝厚不满足设计蓄水要求，建议对坝体进行加高培厚，以满足水库正常运行要求。

3 溢洪道工程地质

3.1 工程地质条件

溢洪道位于大坝右侧，为半封闭式，进口底高程547.9 m，断面净宽5 m，由单孔木板闸控制，采用手动螺杆启闭。早已废弃，现大多已被破坏填埋。

溢洪道所处地形为一缓坡，向下游倾斜，地面高程542.0～554.3 m，分布地层为上更新统洪冲积（Q）浅黄、棕黄色低液限黏土、低液限粉土；中更新统洪积（l）褐黄、棕红色低液限黏土，较密实。

3.2 工程地质评价

（1）引渠及控制段。引渠及控制段长85 m，设计底高程546.0～552.0 m，地形高程 546.0～552.0 m，地形不平整。

基础持力层为低液限黏土、低液限粉土，具湿陷性，属非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性场地，需进行湿陷性处理；另外，地基及边坡为低液限黏土、低液限粉土，需进行防渗及抗冲刷处理。

基础开挖深度2.0～3.5 m，临时开挖边坡1：0.5,永久开挖边坡1：0.75；天然边坡稳定，输水后存在边坡稳定问题，需进行护坡处理。

进口段手动螺旋启闭设施也因多年未运行而老化失修，需修善设施。

（2）泄槽段。泄槽段长255.0 m，设计底高程533.0～552.0 m，地形高程542.0～552.0 m，地形高程不一。

基础持力层为低液限黏土、低液限粉土，具湿陷性，属非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性场地，需进行湿陷性处理；另外，地基及边坡为低液限黏土、低液限粉土，抗冲刷能力低，必须进行防护。

基础开挖深度1.0～9.0 m，临时开挖边坡1：0.5,永久开挖边坡1：0.75；天然边坡稳定，输水后存在边坡稳定问题，需进行护坡处理。

（3）出口段。出口段长20 m，设计底高程534.0 m，地形高程538.0 m，地形平坦。

基础持力层为低液限黏土、低液限粉土，具湿陷性，属非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性场地，需进行湿陷性处理；另外，地基及边坡为低液限黏土、低液限粉土，抗冲刷能力低，应设消能设施，并进行防护处理，防止溢洪道出口段冲刷。

基础开挖深度4.0 m左右，临时开挖边坡1：0.5,永久开挖边坡1：0.75；天然边坡稳定，输水后存在边坡稳定问题，需进行护坡处理。

4 输水涵洞工程地质条件

输水涵洞位于大坝右侧坝体底部，断面1 m×1 m，为浆砌石无压洞。

据调查了解已废弃多年，建议根据大坝输水情况进行加固和修复处理，以满足设计要求。

5 结论及建议

1）坝基存在渗漏问题，建议采用高喷灌浆或其他方式进行防渗处理。

2）坝体填筑质量较差，建议对已筑坝体进行加密处理；坝高坝厚不满足设计蓄水要求，建议对坝体进行加高加固、加厚。

3）溢洪道早已废弃，大多已被破坏填埋，建议尽快将其修复，完善。

4）输水涵洞已废弃多年，建议根据大坝输水情况进行加固和修复处理。