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1、瑪納斯縣旱卡子灘水庫大壩穩(wěn)定性分析 摘要從地形地貌、水庫滲漏、庫岸穩(wěn)定、地層巖性、濕陷性等方面概述了瑪納斯縣旱卡子灘水庫大壩的工作地質(zhì)情況,對大壩穩(wěn)定性等情況進行了綜合分析,為消除水庫現(xiàn)存病險情,恢復、提高水庫調(diào)蓄能力,確保水庫正常運行和下游灌溉提供參考。 關(guān)鍵詞旱卡子灘水庫大壩;工程地質(zhì);穩(wěn)定性分析;建議;新疆瑪納斯 瑪納斯縣旱卡子灘水庫于1995年開工建設(shè),1997年8月工程建成,水庫原設(shè)計總庫容108萬m3,設(shè)計控制灌溉面積1333.33hm2,是一座以灌溉為主的注入式小(1)型山區(qū)水庫。水庫樞紐由大壩和放水涵洞組成。壩
2、體為均質(zhì)土壩,壩高18m,壩長267.7m,頂寬5m。放水涵洞斷面型式為城門洞形,涵洞全長100m。由于大壩填筑質(zhì)量差,多年來一直未運行。近年通過大壩安全鑒定,確定旱卡子灘水庫屬三類病險庫,2010年將完成除險加固工程任務(wù)?！ ?工程地質(zhì)概況 1.1地形地貌 瑪納斯縣旱卡子灘水庫位于準噶爾盆地南緣凹陷區(qū)的前山丘陵地帶,庫區(qū)處于丘陵地區(qū)2條較大溝谷洼地交匯處,2條溝在水庫庫盤一帶交匯。壩址處在2條溝谷交匯處地形相對狹窄的溝谷段,谷底寬僅60m,上寬170m,兩岸山坡相對高程1362m,形成一個平面上呈簸箕狀的水庫地形。庫區(qū)范圍地質(zhì)構(gòu)造
3、簡單,主要是由第三系泥巖、砂巖組成的單斜構(gòu)造,巖體節(jié)理、裂隙不發(fā)育,未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造及新構(gòu)造活動的形跡。庫區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象不明顯,調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌和泥石流的形跡,地表有較厚牧草植被,侵蝕切割較弱。另庫盤內(nèi)有小沖溝發(fā)育,一般寬1.5~2.0m,深1.1~1.2m,兩側(cè)淤積物層理明顯可見,雜色,表面形成龜裂。水庫區(qū)水文地質(zhì)條件簡單,庫區(qū)未發(fā)現(xiàn)泉水出露,溝谷均為干谷,僅在雨季時有地表徑流,庫區(qū)地下水資源較貧乏。該區(qū)地震動峰值加速度為0.20g,地震基本烈度為Ⅷ度,區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差?！ ?.2水庫滲漏 水庫左岸存在1條近南北走向的洼地,
4、左岸基巖出露高程自左壩肩向上游庫岸緩慢抬升,一般為1340~1356m,低于水庫設(shè)計正常蓄水位高程?；鶐r上部大多被黃土所覆蓋,黃土厚度一般為6～15m,黃土層屬于中-高壓縮、強濕陷性土,遇水浸泡后將可能產(chǎn)生繞壩滲漏以致于潰壩的危險,尤其是自左壩肩起,沿岸坡向上游,在泥巖和黃土層之間存在碎石土層,層厚0.6～4.5m,屬中-強透水,水庫運行將可能發(fā)生鄰谷滲漏問題。由于庫底巖性均為第三系泥巖或砂巖,屬于弱透水層,水庫通過庫底的滲漏量較小,可不考慮庫底的滲漏?！ ?.3庫岸穩(wěn)定 右?guī)彀痘鶐r出露高程大于水庫正常蓄水位,基巖以第三系泥巖砂巖為主
5、,裂隙不發(fā)育,地表均為草皮覆蓋,調(diào)查未發(fā)現(xiàn)有坍塌或滑坡現(xiàn)象,庫岸較穩(wěn)定;調(diào)查發(fā)現(xiàn)左岸基巖出露高程一般小于水庫正常蓄水位,左庫岸有坍塌現(xiàn)象,特別是壩肩一帶,表層黃土厚度為7~17m,左壩肩和左庫岸均由黃土構(gòu)成,黃土層屬于中-高壓縮、中-強濕陷性土,具有垂直節(jié)理發(fā)育,遇水浸泡后將產(chǎn)生庫岸坍塌、繞壩滲漏以致于潰壩的危險,因此水庫蓄水后左壩肩和左庫岸有庫岸坍塌的可能?！ ?.4地層巖性3 一是左壩肩段。黃土層厚7~17m,位于第三系泥巖之上,屬低液限粉土,土黃色,干燥,稍密狀,干密度為1.27~1.64g/cm3,孔隙比為0.65~1.13,
6、屬高壓縮性土、強濕陷性土、弱透水層,含水量較低,上部干燥堅硬,1.5m以下稍濕。在水庫蓄水后,由于黃土層的強濕陷性,導致前壩坡變形下沉,防浪墻產(chǎn)生不均勻沉降。泥巖(N2):埋置于黃土層之下,草綠色,薄層狀,有時夾有薄層泥質(zhì)砂巖,強風化層厚度1.0~1.5m,上部5.0m透水率為0.66~2.04Lu,屬微弱透水層。二是主壩段(樁號0+100-0-025)。壩體填筑土:褐紅色,為強風化泥巖土填筑形成,根據(jù)勘探和試驗等工作查明壩體填筑質(zhì)量較差,且壩體填筑時清基不徹底,為水庫大壩正常運行埋下安全隱患。低液限粉土:層厚1.0～3.0m,局部包含
7、少量礫石,淺紅褐色,硬塑狀,干密度為1.69g/cm3,孔隙比為0.59,屬弱-微透水,具孔隙性、蟲孔和植物根孔。卵石混合土層主要出露在主壩段壩基,位于低液限粉土之下、第三系泥巖之上,該層卵石土厚度約為7m,卵石層呈土黃色,中密狀,一般粒徑為3～5cm,滲透系數(shù)為0.0035cm/s,屬中等透水,需進行防滲加固處理。泥巖(N2):草綠、褐紅色,基巖埋深7~27m,壩體中部埋深最大,兩側(cè)基巖面向上起伏,呈凹槽狀,屬弱透水。三是右壩肩段(樁號0-025-0-095)。黃土層:層厚3.0~9.0m,屬低液限粉土,干密度為1.14~1.60g/
8、cm3,孔隙比為0.659~1.400,屬強濕陷性土、中-弱透水層,蓄水將產(chǎn)生濕陷和滲透破壞,導至前壩坡下陷。含細粒土礫層位于黃土層之下,厚度為4.5~10.0m,呈灰色、黃色,稍密-中密狀,含泥量達13.
