【文章內容簡介】 ，壩址地理坐標東經125186。53180。22＂；北緯43186。6180。45＂；水庫坐落于飲馬河二級支流西玻璃河中游。水庫控制流域面積36km２，原設計標準為30年一遇洪水設計，百年一遇洪水校核，水庫工程等級為Ⅳ等，主要建筑物為Ⅳ級，正常庫容 309萬m３。是一座以防洪為主，結合灌溉、養(yǎng)魚綜合利用多年調節(jié)的?。á瘢┬退畮臁Ｋ畮鞓屑~工程主要由土壩、泄洪輸水洞組成，土壩為砂礫石(風化料)壩殼粘性土肥心墻壩，壩長570m。，上游坡大理巖塊石護坡，坡比１：，下游坡網格狀塊碎石護坡，坡比1:。泄洪洞位于大壩中部樁號０＋437m。水庫始建于1965年．大壩運行40年,存在如下問題:1. 壩頂寬度不足,前后壩坡坡度較陡。2. 存在壩基滲漏問題，特別是壩基中左側滲漏較嚴重。3. 溢洪洞出口處水泥邊墻及底部已破壞，基礎底部存在滲漏問題。受磐石市水利局委托，我院承擔本次安全加固工程地質勘察工作。外業(yè)勘察于2004年2月13日開始，2月19日結束。完成鉆孔11個， m，探坑5個，總土方量180m3，標貫 2 次，觸探 5 m，取土樣35 組，水樣2組,室內土工試驗 31 組，水分析2組,。2005年6月1日至６月25日又進行了第二次補充勘察，完成鉆孔10個。鉆孔水位觀測10孔38次。探坑18個，總土方量90 m3，標貫2次，觸探3 m，注水試驗8次,壓水試驗5段次。取土樣70組（其中原狀樣40組，擾動樣30組），并做室內土工試驗70組。天然建筑材料調查（1：5萬）350km2。 區(qū)域地質 地形地貌本區(qū)屬于剝蝕低山丘陵區(qū)，在丘陵中的河流形成以沖積堆積為主的河谷堆積地貌，本區(qū)位于北西流向的飲馬河西側，西玻璃河以北東方向在甲黑西屯注入小黃河，小黃河北東流向，在田家屯進入飲馬河。河谷為不對稱“U”型，谷底較平坦，按成因及形態(tài)可分為丘陵及河谷侵蝕堆積地貌。丘陵：分布在河谷兩側，高程在355 m以上,主要為起伏較緩低丘陵，左岸坡度較陡,脊頂渾圓。河谷：主要由階地組成，階地主要發(fā)育一級、二級階地。除丘陵、河谷地貌外，還有小規(guī)模山麓堆積地貌分布在丘陵前緣。 地層巖性本區(qū)出露的地層巖性主要為燕山早期花崗巖，斜長花崗巖，大面積分布。第四系沖洪積堆積物為河床漫灘及階地堆積物，由砂礫石、砂壤土、粉質壤土組成。山麓坡殘積堆積主要由含土碎礫石組成。 地質構造本區(qū)大地構造單元為天山－興安地槽褶皺區(qū)吉黑褶皺系（Ⅲ）吉林優(yōu)地槽褶皺帶（Ⅲ2）吉林復向斜（Ⅲ22）雙陽－磐石褶皺束（Ⅲ221）。本區(qū)無較大斷裂構造通過，近期未發(fā)現活動斷裂，屬相對較穩(wěn)定地區(qū)。,相應地震基本烈度為Ⅵ度。 庫區(qū)工程地質條件及評價 庫區(qū)工程地質條件 地形地貌庫區(qū)地貌主要為河谷及丘陵。河谷中一級階地較發(fā)育、兩側二級階地發(fā)育不對稱。河床規(guī)模較小，一級階地階面較平坦，微向河床傾斜，寬度為200～300米，二級階地階面呈起伏及傾斜狀，傾向河床。二級階地后緣為丘陵，左側坡度較陡，右側較緩。 地層巖性第四系堆積物：全新統(tǒng)堆積的淤泥質壤土及砂、砂礫石，主要分布于河床漫灘及一級階地，淤泥質壤土及砂分布厚度小。呈松散狀態(tài)到稍密狀。砂礫石連續(xù)分布于河床及漫灘、一級階地下部。中上更新統(tǒng)堆積的黃土狀壤土、壤土、及砂礫石，主要分布于二級階地?；鶐r：主要由海西期花崗巖構成?；◢弾r（r4）：黃色—肉紅色，粗粒結構，塊狀構造，淺表部呈全風化砂粒狀，分布于河谷底部及丘陵山體部位。 水文地質地下水按其成因類型分為第四系孔隙水及基巖裂隙水。第四系孔隙水主要埋藏于河谷階地含水層中，含水層巖性以砂礫石為主，次為砂，頂部為淤泥質壤土及壤土等隔水層，水位埋深變化大，埋深13 m，鉆孔揭露在壩后坡腳處具承壓性質。接受大氣降水及基巖裂隙水補給。向河床排泄。基巖裂隙水分布于兩側基巖裂隙中，受大氣降水補給，向河谷方向排泄。 庫區(qū)工程地質評價水庫滲漏:水庫兩側為丘陵，遠處有低山，地下水分水嶺高程均位于水庫正常高水位以上，無鄰谷滲漏問題。水庫塌岸:庫區(qū)周圍坡度較緩，主要由二級階地粉質壤土及山前斜坡堆積物組成，表面多為旱田耕地，局部有基巖裸露，坡度較陡，但較穩(wěn)定，基本無塌岸問題。水庫浸沒:水庫正常高水位線30m范圍內耕地已進行賠償，30m以外為二級階地粉質壤土及巖體，厚度較大，弱透水，地下水位埋深較大，不具備產生浸沒條件，水庫運行以來未出現浸沒問題。 固體徑流及淤積:水庫周邊由粉質壤土、砂壤土等構成，多為旱田耕地，無植被，水土流失嚴重，是水庫固體徑流的主要來源。由于固體徑流量大，造成庫內淤積嚴重，淤積厚度最大可達2m左右。 壩址區(qū)工程地質條件及評價 地形地貌壩址區(qū)按成因類型可分為河谷一、二級階地、山前坡積地形及低山丘陵。(1) 一級階地(Ⅰ)分布于大壩中段，寬度300～400m，較低平,微向河床方向傾斜，～，主要由淤泥質壤土、黃色壤土、砂礫石等組成。(2) 二級階地(Ⅱ)分布于一級階地右側，前緣無明顯陡坎，呈起伏傾斜狀，坡度5～15176。，寬度較大，～，主要組成巖性為粉質壤土、壤土粗砂互層、砂礫石等。(3) 山前坡積地形(Ⅲ)分布于壩左側0+030～0+060一帶，發(fā)育寬度25～30m，傾斜狀，傾角10～20176。，高程350～354m。主要組成巖性為粉質粘土、中粗砂等。(4) 低山丘陵(Ⅳ)：分布于壩左端，山體坡度較陡30～50176。，多為人工破壞斜坡，高程在354m以上，組成巖性為海西期花崗巖。另外，大壩及溢洪道為人工堆積地形，主要組成巖性為粘性土、砂及碎塊石。 地層巖性由新到老分述如下： (1) 第四系全新統(tǒng)人工堆積物(Q4r)護坡碎塊石及碎石墊層(11)：黃色，灰白色，由花崗巖、大理巖等組成，塊徑15～30cm，棱角狀，不甚規(guī)則，巖石較新鮮堅硬，呈中等風化或微風化狀態(tài)。分布于大壩前坡，厚度20～40cm，底部局部有碎石墊層，大多部位直接與風化砂料接觸。壩殼風化料(12)：褐黃色，主要為花崗巖風化砂，以砂粒狀為主，含少量碎石、塊石及粘性土，稍濕，稍～中密，結構混雜，分布于壩體表層及護坡碎塊石下部，厚度不一，～。103cm/s，屬中透水層，不能作為擋水壩體的一部分。壩體粘性土①：黃色為主，次為灰色、灰黑色，可塑至軟可塑狀，成分以粉質壤土為主，次為砂、碎塊石及淤泥質成分，各成分縱橫向分布不均勻，結構較雜，稍濕～濕，稍～中密，分布于壩殼風化料以下，是壩體主要組成部分。(2) 第四系全新統(tǒng)沖積堆積物(Q4aL)淤泥質壤土②：灰黑色為主，局部灰綠色、黑色，以粉粒成份為主，次為粘粒，含少量淤泥質成份及砂粒，具腥味，很濕，稍密，軟可塑狀，分布于壩體土以下，～，層底高程347～348m，此外，壩左側一級階地后緣部位巖性為淤泥質壤土與砂互層（22），狀態(tài)差，松散～稍密結構。在壩體中部ZK1ZK3兩鉆孔揭露本層有一長約150m，厚2030ｃm的中粗砂夾層(21)，規(guī)模較小，局部與壩體土直接相接。黃色粉質壤土③：以粉粒成分為主，次為粘粒，很濕，軟可塑。稍密結構。局部分布于淤泥質壤土②層以下。砂礫石④：黃色，灰色，以礫卵石為主，次為砂，少量泥質成份，各成份橫縱向分布不均勻，局部有粗砂(41)、粉砂(42)透鏡體和淤泥質壤土透鏡體(43)夾層，規(guī)模一般較小。砂礫石處于水位以下，呈飽和狀態(tài)，稍～中密，結構混雜，礫卵石次棱角狀為主，少量棱角狀，底部顆粒較粗。原巖成份以花崗巖為主，巖質較堅硬，102cm/s。10組顆分及坡角試驗均值：%，%，%，%，%，坡角35176。，水下坡角32176。(3) 第四系全新統(tǒng)坡洪積堆積物(Q4dpL)(4) 第四系上更新統(tǒng)堆積物(Q3aLp)粉質壤土⑤：灰色，黃色，可塑狀，稍密結構，較均勻，濕，以粉粒為主，%，%，%，%，%，%。分布于樁號0+400右側壩體土之下，呈斜層狀，層底最低高程347m。此外，右壩端0+600右側為粉質壤土粗砂互層(５1)，厚度大。砂礫石⑥：黃色，褐黃色，顆分較均勻，以礫石為主，%，%,少量中細砂及卵石，中密結構，濕～飽和狀態(tài)，卵礫石次棱角狀為主，原巖成份以花崗巖為主，該層分布于壩右側粉質壤土⑤層以下,呈斜層狀。(5) 基巖燕山早期花崗巖⑦： 肉紅色，砂粒狀，碎塊狀，塊狀，淺表部為全風化巖，下部為強、中等風化狀態(tài)，左側低山丘陵巖石裸露于地表，呈全風化狀態(tài)，壩基及右側分布于第四系之下，呈全風化、強風化狀態(tài)，壩基部位巖面高程345～346m。 水文地質條件本區(qū)地下水分為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，第四系孔隙潛水分布于砂及砂礫石含水層中，富水性較強。地下水位埋藏較淺，～，接受大氣降水及庫水補給，排泄于下游?；鶐r裂隙水埋藏于基巖裂隙中，富水性較差，接受大氣降水及第四系孔隙水補給，向下游排泄。 壩址區(qū)工程地質評價　 壩體質量評價土壩為砂礫石（風化料）壩殼粘性土肥心墻壩．粘性土心墻８組篩分均值為：％，％，％，粘粒占21％，按篩分定名為粉質壤土，屬低液限，中等壓縮性土，其物理力學指標見表41，按171。水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程187。防滲體土料質量技術要求評價，見表42。 防滲體土料質量評價表　　 表４２項目標準試驗值評價粘粒含量１５～４０%為宜２１％合格塑性指數１０～２０合格滲透系數碾壓后＜１＊１０－５cm/s１＊１０－５cm/s合格有機質含量＜２％－－水溶巖含量＜３％－－天然含水率與最優(yōu)含水率或塑限接近合格PH值＞７－－緊密密度宜大于天然密度合格利民山水庫壩體土物理力學指標試驗成果匯總表 表41巖性項目含水量容重孔隙比比 重液限塑限塑性指數液性指數滲透系數壓縮系數抗剪強度顆粒組成允許滲透比降J濕干卵石礫砂 粒粉粒粘粒粗中細～＜WγγdeGWLWPIPILKa12cΦ6060～２2～～～％g/cmg/cm3%%cm/sMPa1KPa度%%%%%%%壩體粘性土①最大值*10560▲38▲最小值32*1068▲6▲平均值*105▲▲大均值*105小均值23*106▲▲組數242424202019191918112099191919191919建議值394*10515143壩殼風化料12最大值*102最小值*102平均值*102032大均值13*102小均值*102組數555355555建議值5*102030。28注:帶”▲”號者為飽固快抗剪試驗。從表42中可以看出，壩體防滲墻土料的各項試驗指標基本符合防滲土料質量技術要求。從12組試驗值看，粉質壤土心墻干容重均值rd=，小均值rd=，按原設計要求干容重rd=，合格率為83%，但填筑土中局部有砂、碎塊石等。從鉆孔水位觀測及土體含水量分析，壩體內局部形成浸潤曲線，但浸潤面較低。不存在滲穩(wěn)問題。壩殼風化料為花崗巖全風化碎屑,其物理力學特性見表41，其質量評價見下表43。壩殼填筑砂礫料質量評價表 表43項目標準試驗值評價礫石含量5mm至相當190。填筑層厚度的顆粒在2080%范圍內%合格緊密密度2g/cm3 g/cm3合格含泥量≤8%5%合格內摩擦角30176。31176。合格滲透系數碾壓后1*103cm/s*102cm/s合格壩殼填筑材料符合質量技術要求。壩前坡干砌石護坡巖性為大理巖。坡面較平整，塊石質量較好，但塊石下部無碎礫石過渡墊層。 壩基工程地質評價壩基持力層主要為一級階地淤泥質壤土②，其間局部夾中粗砂（21），淤泥質土與砂互層(22)等透鏡體及二級階地粉質壤土⑤．各土層物理力學性質指標見表44。 a）　承載力壩體規(guī)模較小，壩基各持力層承載力滿足壩體荷載要求。b）　沉陷及滑動穩(wěn)定壩基淤泥質壤土②為中等壓縮性土，經40年固結沉降已趨于穩(wěn)定，但抗剪強度偏低，建議設計進行抗滑穩(wěn)定復核。c）