小浪底大坝坝基工程地质特性及问题

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1、VO1．16NO．3第16卷第3期2002年9月Sep．2002小浪底大坝坝基工程地质特性及问题梁会圃葛勇2(1．河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队，河南新乡453002；2．黄河水利委员会勘测规划设计研究院，河南郑州450003)摘要由于坝基存在工程地质问题，为防止坝建成蓄水后可能出现失稳状况，本文着重论述坝基工程地质特征及主要工程地质问题，对坝基处理设计及大坝稳定安全运行有重大意义。关键S词河床覆盖层；地震液化；泥化夹层；Fl断层o中图法分类号：P642文献标识码：B文章编号：1004—3152(2002)0

2、3—0037—04土g小浪底水利枢纽为带内铺盖的斜心墙堆石坝，石层，厚度30～45m，夹砂层分布在上部砂砾石层工盯坝高154dm，坝顶长1667m，顶宽15m，坝体填筑工中间，厚度一般为1．0～lOm；底砂层在河床深槽内程量基5185万m0。坝址区属峡谷型河道，河谷宽500呈条带状分布，厚度20～25m；底部砂砾石层分布～700础m，耐两岸基岩坡度30～40。，相对高差150～在深槽最底部，厚5～lOm。200m，河岸两侧发育有三级阶地。河床底宽300～(2)坡积、洪积层500mm，高程126～129m，发育深厚河床覆盖层，

3、厚①右岸岸边坡积层：厚度10～23m，上部4～度一般30～40m，并存在河床深槽，最深处达70～lOm为壤土，中部为土夹块石层，底部为块石层；②80m。河床深槽右侧发育有高45m的基岩陡坎，陡东坡洪积扇分布于坝线以下右岸原东坡村前，顺河坎坡度1：0．5～1：0．6。上述深厚的河床覆盖层及长约230m，宽90m。上部为冲积砂壤土和坡积、冲河床深槽右侧的基岩陡坎等条件是影响坝址选择和积壤土夹块石层。下部为洪积堆积物和岸边塌滑基础处理方案选择的主导因素。物，厚度8～12m。位于洪积扇前沿的冲一洪积带，宽约50m，顺河向呈带状分布，

4、以冲积砂卵石层中1坝基深厚覆盖层的工程地质特征及夹有洪积层或混杂有较多的洪积物为特征，厚度2工程地质问题～7m；③左岸岸边坡积层：分布于主坝轴线附近及其下游岸边，在坝轴线附近最大宽度100m，坡积物1．1坝基深厚覆盖层的物质组成及分布特征成份主要为中壤土夹碎石块，厚4～14m。坝轴线河床覆盖层是上更新统(Q)以来形成的，除河下游一般宽20m左右，厚3～5m。坡积碎石土以下床冲积砂砾层、砂层外，还分布有岸边坡积层、沟口为冲积砂砾石层，局部为坡积碎石土与砂卵石混合洪积层以及冲——洪积交互层。上更新统(Q)与堆积；④左岸岸边冲积一

5、坡积交互层及高含砂率区：全新统(Q)堆积物的分界高程大致为130m，河槽分布于岸边坡积层以外，该区砂卵石中含砂率普遍部位受洪水期揭底影响，可降至125m左右，Q3堆较高，一部分在50％以上，其中泥质(粉粒和粘粒)积物经受过土和砂砾石荷重长期压密作用。含量一般在10％～15％，最高达30％以上。(1)河床冲积砂砾石层1．2物理力学性质及渗透性分布于河床中部，主要成份为砂砾石，其次为砂(1)地层密度：一般是含砂量高或洪积物成份多层。地层结构上，在坝基部位自上而下依次为表部的层位密度低，反之密度高，见表1所示。砂层、上部砂砾石层、

6、夹砂层、底砂层及其底部砂砾相对密度：上部砂卵石层的相对密度。当含砂率石层。表部砂层厚3～7m，疏松一中密；上部砂砾小于30％时为0．77～0．796，呈密实状态；当含砂率·收稿日期：2002—04—1338土工基础2002大于30％时为0．60-0．63，呈中等密实状态。d左右，而局部洪积物含泥量很高时，渗透系数在1．(2)压缩性：河床冲积砂卵石层的压缩系数为0m／d左右，此外，还存在低含砂率的“架空”层，属1．7-4．1×10一Spa～．上部砂卵石层的夹砂层压缩极强透水层，其渗透系数可高达200m／d以上，上部系数为1．4

7、x10Pa～。均属低压缩性地层。砂卵石层平均渗透系数为50m／d。(3)渗透性：上部砂卵石层因受洪积物夹层及含(4)抗剪强度：根据试验资料，结合坝基覆盖层沙率变化影响，渗透性极不均一，这种不均一性主要各层位的颗粒级配、层位结构、天然密度并参考其它表现在河床中部冲一洪积分布区。抽水试验资料表工程经验，其建议值指标见表1。明，当含砂率大于30％时，渗透系数一般在10．0m／表1坝基覆盖层抗剪强度建议指标表1．3坝基覆盖层的工程地质问题以流土为主，坝基其它部位及坝体以外属管涌破坏。(1)坝基沉陷变形根据室内试验研究，坝基砂卵石层的

8、允许坡降建议坝基覆盖层的压缩性取决于物质成份特征及密值为0．1～0．2。由于砂卵石层允许渗透比降较小，度大小，并受河床古地形条件控制。表部砂层、岸边且存在局部架空集中渗漏问题，为减少渗漏防止渗坡洪积层、河床两侧高含砂率层及河床中部冲一洪透破坏及接触冲刷，贯穿覆盖层的防渗处理问题非积夹层、透