摘要：本文通过对黄冲水库工程地质条件的分析和工程地质进行综合评价;对黄冲水库除险加固工程处理措施提出建议。
关建词：黄冲水库,水文地质,抗震性能,坝区工程地质条件,建筑物工程地质条件
1工程概况
黄冲水库位于来安县半塔镇红旗村境内。该水库属淮河流域，白塔河水系，集水面积0.64km2。黄冲水库是一座以灌溉、防洪及水面养殖等综合利用为一体的小(2)型水库。
大坝为均质土坝，坝长255m，坝顶宽3～5m，最大坝高4.5m，坝顶高程42.61～43.01m(废黄高程系，下同);溢洪道为开敞式宽顶堰，宽4.5m，堰顶高程41.86m;东西放水涵分别位于大坝桩号0+155、0+000处，东涵为φ400mm素砼圆涵，涵洞出口底高程39.09m;西涵为φ200mm素砼圆涵，涵洞出口底高程40.0m。
2水文地质条件
根椐含水层的性质和地下水类型;坝区地下水的动态和埋藏条件，主要含水层为孔隙性含水层，属潜水型，主要分布在坝体填土及第四系覆盖层内，受气候、地形等因素影响，其补给来源主要是大气降水及库水。
2010年7月通过简易水文观测量得稳定地下水位埋深为1.00～1.94m，其相应高程为39.03～41.24m，主要为浸润线以下的坝体水，主要赋存于松散的坝体填土和第四系覆盖层中。勘探场地范围内地下水对混凝土无腐蚀性。
3抗震性能评价[1] [2]
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，测区设计地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，设计地震动反应谱特征周期值为0.40s。
4 坝区工程地质条件
4.1坝身体工程地质条件[3]
本次勘察揭示，坝体填土主要为①层素填土 (Qml)，棕褐色，软塑～可塑，湿，质地以重粉质壤土为主,局部为粉质粘土。层厚1.40～4.50m，层底分布高程38.33～41.21m。坝体填土与坝基结合部含有植物根茎等腐殖物，可见大坝施工时清基不彻底。
4.2坝体工程地质评价[3]
勘探中在坝顶钻孔取人工填土层的混和料进行了击实试验一组，试验结果：人工填土的最优含水量20.59%，最大干密度1.67g/cm3。
经野外原位测试及室内土工试验资料综合分析表明：坝体填土主要为①层素填土，质地以重均值1.48g/cm3;标准贯入范围值为4.0～6.2击;液性指数均值0.79，塑性指数均值14.93;压实度范围值为86.8%～91.0%，均值88.6%，不满足规范要求[5]。在大坝坝顶孔3#做注水试验[4]，成果表明渗透系数均值2.97×10-4 cm/s，属中等透水性，说明该大坝碾压不密实，防渗性能较差。直接快剪粘聚力小值平均值29.5kPa，直接快剪内摩擦角小值平均值11.3о，Es=4.3Mpa。
综上所述，大坝虽经多年运行，但土体自重压密固结效果不明显;由于填筑大坝时，严重存在着质量控制不严，未经碾压或碾压不实所致;①层素填土，质地以重粉质壤土为主,局部为粉质粘土。土质结构松散、混杂，碾压不密实，防渗能力较差;坝体填土与坝基结合部没有处理好，其接触面亦成为渗漏通道;坝体土填筑质量未能达到设计要求，致使下游坝脚多处出现散浸、渗漏出逸点和局部沼泽化现象[5]。
4.3坝基工程地质条件
4.3.1坝基地层简述[3]
②层粉质粘土 (Q4al)，棕褐色，可塑，湿;层厚0.80~4.30m，层顶分布高程38.33~39.25m，层底分布高程34.03~38.29m。
②1层重粉质壤土 (Q4al)，棕褐色，软塑，湿;层厚1.50m，层顶分布高程34.03~34.92m，层底分布高程32.53~33.42m。
③层粘土，棕褐夹灰、黄褐夹灰色，可塑~硬塑，湿;含有铁锰结核。该层未揭穿，探及层厚4.95~08.05m，层顶分布高程32.53~41.21m，层底分布高程≤(27.47~32.34)m。
4.3.2坝基工程地质评价[3]
②层粉质粘土，呈可塑状，坝体(除右坝坡)直接覆盖在本层之上;该层为中等强度，中压缩性;层厚不均,河槽段较厚。含水量范围值25.27～28.19%、均值26.30%;液性指数均值0.55;塑性指数均值15.80;压缩模量5.5MPa;直接快剪粘聚力小值均值34.5KPa，直接快剪内摩擦角小值均值13.1°渗透系数为4.08×10-5cm/s，属弱透水;fk=130kPa。
②1层重粉质壤土，呈软塑状，呈透镜体状分布于河槽段;该层为软弱强度，中～高压缩性。含水量均值29.34%;液性指数均值0.80;塑性指数均值15.18;压缩模量4.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值28KPa，直接快剪内摩擦角小值均值11°渗透系数5.0×10-5cm/s，属弱透水;fk=100kPa。
③层粘土，呈可塑~硬塑状，右坝坡坝体直接覆盖在本层之上;该层为中等强度，中压缩性。含水量范围值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指数均值0.18;塑性指数均值17.90;压缩模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪内摩擦角小值均值18.9°渗透系数为3.0×10-6cm/s，属微透水;fk=200kPa。
4.4土的渗透变形判别[3]
根据《水利水电工程地质勘察规范》附录中的规定，判断土的渗透变形的类型(流土);根据公式Jcr=(Gs-1)(1-n)计算土层的临界比降;再根据建筑物的重要性除以1.5～2.0安全系数，确定允许比降，具体建议值见表4.1所示。
5正常溢洪工程地质条件评价[6]
溢洪道为开敞式宽顶堰，宽4.5m，堰顶高程41.86m。正常溢洪道为明渠结构，根据钻孔揭示，渠底为③层粘土，呈可塑~硬塑状;该层为中等强度，中压缩性。含水量范围值22.75～24.58%、均值23.73%;液性指数均值0.18;塑性指数均值17.90;压缩模量10.0MPa;直接快剪粘聚力小值均值58.8KPa，直接快剪内摩擦角小值均值18.9°渗透系数建议值为3.0×10-6cm/s，属微透水;fk =200kPa。承载力和压缩模量均满足设计要求;抗冲刷性能一般。
6 放水涵洞工程地质条件评价[6]
根据钻孔揭示，东西放水涵涵基持力层均为②层粉质粘土，呈可塑状;该层为中等强度，中压缩性;含水量范围值25.27～28.19%、均值26.30%;液性指数均值0.55;塑性指数均值15.80;压缩模量5.5MPa;直接快剪粘聚力小值均值34.5KPa，直接快剪内摩擦角小值均值13.1°渗透系数为4.08×10-5cm/s，属弱透水;fk =130kPa。承载力和压缩模量均满足设计要求;抗冲刷性能一般。
7 结论与建议
测区设计地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度Ⅵ度。勘探场地范围内地下水对混凝土无腐蚀性。大坝坝体填土质量较差;坝身与坝基结合部处理较差;建议对大坝进行防渗加固处理。②1层重粉质壤土，呈软塑状，建议对河槽段坝体稳定分析。正常溢洪道为明渠结构，渠底为③层粘土，呈可塑~硬塑状;fk=200kPa。承载力和压缩模量均满足设计要求;抗冲刷性能一般。东西放水涵涵基持力层均为②层粉质粘土，呈可塑状;属弱透水;fk =130kPa。承载力和压缩模量均满足设计要求;抗冲刷性能一般。
参考文献
[1] GB18306-2001. 中国地震动参数区划图[S]. 北京:中国水利水电出版社,2001:1-2
[2] GB50011-2010. 《建筑抗震设计规范》.北京:中国建筑工业出版社,2010:179
[3] GB50487-2008. 水利水电工程地质勘察规范[S].北京:中国计划出版社,2008:45-55，109-132，
[4] SL345-2007《水利水电工程注水试验规范》;北京:中国水利水电出版社,2007:8-9.
[5] SL189-96. 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则[S]. 北京:中国水利水电出版社,1996:5-9
[6] 左启东.水工建筑物[M]. 南京：河海大学出版社，2001:145-200.
