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      貴州省長(zhǎng)寨水電站壩址工程地質(zhì)分析

      2011-09-17 08:40:20景林珍
      山西水利科技 2011年3期
      關(guān)鍵詞:風(fēng)化層玄武壩址

      景林珍

      (山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 太原 030024)

      長(zhǎng)寨水電站建設(shè)工程位于貴州省六枝特區(qū)中寨鄉(xiāng)長(zhǎng)寨辦事處的月亮河下游河段,主要建筑物由混凝土重力壩、引水隧洞、壓力前池、壓力管道和電站廠房組成。電站為低壩引水式發(fā)電站,總裝機(jī)容量1.5萬kW,屬?。ㄒ唬┬退娬窘ㄔO(shè)工程。

      1 地質(zhì)概況

      攔河壩最大壩高32.6 m,水庫(kù)正常蓄水位低于壩高7.6 m,位于月亮河上,河谷寬約40 m,河流流向N70°W,斷面為基本對(duì)稱的“U”字型谷,兩岸岸坡陡立,地形條件較好。

      壩址區(qū)出露地層為第四系(Q4)松散堆積物和二疊系峨眉山玄武巖組(P2β)地層。松散堆積物組成為:沖洪積(Q4pal)卵(漂)石混合土、混合土卵(漂)石,厚約6.5~7.8 m,殘坡積(Q4edl)碎石混合土,厚0~10 m;基巖為峨眉山玄武巖組(P2β)玄武巖,厚度大于350 m。玄武巖具有分帶性,一般上下部為火山碎屑巖、火山凝灰?guī)r及沉積玄武質(zhì)火山碎屑巖,中部多為火山玄武質(zhì)熔巖,具氣孔杏仁和塊狀構(gòu)造,拉斑結(jié)構(gòu)。壩址區(qū)兩岸均為火山碎屑巖,壩基部為火山玄武質(zhì)凝灰?guī)r,強(qiáng)風(fēng)化層厚度3~5 m。

      該工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g,特征周期為0.40 s。壩址段巖層總體為單斜構(gòu)造,走向小角度斜切河段,傾角陡立,產(chǎn)狀為 N60°W·NE∠58°~∠72°。左岸岸坡上部發(fā)育F1斷層,從左岸半山腰通過,在壩址下游約 150 m 處斜切河道,產(chǎn)狀 N60°W·NE∠72°,為正斷層,斷距約15~30 m。巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育。

      區(qū)內(nèi)地下水類型主要為巖漿巖類裂隙水及松散巖類孔隙水。在壩址下游約650 m處有一伏流河道,為區(qū)內(nèi)地表水和地下水主要通道。

      2 工程地質(zhì)問題及評(píng)價(jià)

      2.1 壩基滲漏、滲透穩(wěn)定及抗滑穩(wěn)定

      據(jù)壩址地質(zhì)資料表明,Q4pal卵礫石覆蓋層厚6.5~7.8 m,滲水試驗(yàn)其滲透系數(shù)k=78.1~103.2 m/d,為強(qiáng)透水層。P2β玄武巖強(qiáng)風(fēng)化層3~5 m。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn),玄武巖弱風(fēng)化層透水性弱。壩基覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化層存在大的滲漏問題,還存在管涌、不均勻變形等問題,對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定也有不利影響,建議壩基礎(chǔ)置于P2β玄武質(zhì)凝灰?guī)r弱風(fēng)化層上,對(duì)覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化層予以清除。由于壩基巖性軟,建議進(jìn)行固結(jié)灌漿加固,玄武質(zhì)凝灰?guī)r與砼抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值:抗剪摩擦力f=0.55,c=0 MPa,抗剪斷摩擦力 f′=0.65,c′=0.3 MPa。

      2.2 繞壩滲漏

      兩壩肩為P2β巨厚層狀玄武巖,巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,有可能產(chǎn)生繞壩滲漏,建議進(jìn)行帷幕灌漿處理。

      2.3 壩肩穩(wěn)定性

      左右壩肩均為巨厚的玄武巖體,巖層產(chǎn)狀(6)N60°W·NE∠58°~72°,巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,主要有 3 組,(1)N77°W·NE∠45°~47°,(2)N41°W·SW∠66°~78°,(3)N51°E·SE∠70°~83°。壩址巖體主要受四組結(jié)構(gòu)面(一組層面、三組裂隙)控制,圖1為壩址區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面赤平投影圖,從圖1上看,左壩肩坡面坡向(4)N65°W·NE∠35°~62°,與第②組裂隙面傾向相反,與第③組裂隙面傾向斜交,但第②組裂隙面傾角大于坡角,與層面及第①組裂隙面傾向相同,對(duì)抗滑穩(wěn)定有不利影響,但由于玄武巖體呈巨厚層狀,且裂隙面延伸長(zhǎng)度不大,不具貫通性,故沿層面整體滑動(dòng)的可能性不大。右壩肩坡面(5)N60°W·SW∠40°~56°與層面及第①組裂隙面傾向相反,與第③組裂隙面斜交,但第③組裂隙面傾角大于坡角,與第②組裂隙面傾向相同,對(duì)抗滑穩(wěn)定有不利影響,但由于層面傾向與坡向不相同,故整體滑動(dòng)的可能性不大。

      總體看,左右壩肩整體穩(wěn)定性較好。但表層一般有3~5 m厚的強(qiáng)風(fēng)化層,巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,存在卸荷裂隙切割巖層現(xiàn)象,可能導(dǎo)致坍塌和危石墜落。建議清除強(qiáng)風(fēng)化層并采取護(hù)坡處理,必要時(shí)考慮固結(jié)灌漿。

      圖1 壩址區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面赤平投影圖

      2.4 基坑涌水及臨時(shí)開挖邊坡穩(wěn)定性

      壩基基坑開挖存在涌水問題,從勘察資料可知,覆蓋層厚6.5~7.8 m,地面寬38 m,覆蓋層底面寬22~25 m,斷面呈梯形,巖性以卵礫石層為主,處于河床河心灘部位,經(jīng)滲透試驗(yàn),其滲透系數(shù)k=78.1~103.2 m/d,為強(qiáng)透水性。其基巖為P2β玄武巖,強(qiáng)風(fēng)化層經(jīng)壓水試驗(yàn)透水率q=1~3 Lu,為弱透水性,其下為玄武巖隔水層。覆蓋層基坑開挖長(zhǎng)度25~38 m,透水層厚7.8 m,用其滲透系數(shù),在基坑開挖覆蓋層未采取防滲處理時(shí),利用裘布依潛水完整井的水流穩(wěn)定流量計(jì)算公式:

      式中:Q—基坑排水量,m3/d;

      k—滲透系數(shù),78.1~103.2 m/d;

      H—含水層厚度,7.8 m;

      S—穩(wěn)定的水位深度,7.8 m;

      r—大管井半徑,17.4 m。

      估算基坑涌水量55~70 L/s,總涌水量4 800~6 100 m3/d。建議在開挖過程中應(yīng)采取排水措施。覆蓋層邊坡在水下自穩(wěn)能力差,建議基坑開挖邊坡呈階梯式,臨時(shí)開挖邊坡1:1,并噴漿預(yù)防滲水或在基坑上下游進(jìn)行帷幕灌漿預(yù)防滲漏。

      3 結(jié)論及建議

      工程區(qū)為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤水?dāng)嘞萃幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)。工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g,特征周期為0.40 s。天然壩基表層為河流沖洪積(Q4pa)l卵(漂)石混合土、混合土卵(漂)石,厚約6.5~7.8 m;其下為火山玄武質(zhì)凝灰?guī)r,強(qiáng)風(fēng)化層厚度3~5 m。壩基覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化層存在大的滲漏問題,還存在管涌、不均勻變形等問題,對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定也有不利影響,建議壩基礎(chǔ)置于P2β玄武質(zhì)凝灰?guī)r弱風(fēng)化層上,對(duì)覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化層予以清除。兩壩肩巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,有可能產(chǎn)生繞壩滲漏,建議進(jìn)行帷幕灌漿處理。壩基基坑開挖存在涌水問題,建議在開挖過程中應(yīng)采取排水措施。覆蓋層邊坡在水下自穩(wěn)能力差,建議基坑開挖邊坡呈階梯式,臨時(shí)開挖邊坡1:1,并噴漿預(yù)防滲水或在基坑上下游進(jìn)行帷幕灌漿預(yù)防滲漏。

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