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      威寧縣新民水庫(kù)工程滲漏與穩(wěn)定性分析

      2017-08-16 09:59:33
      黑龍江水利科技 2017年7期
      關(guān)鍵詞:庫(kù)岸新民白云巖

      宋 平

      (貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院貴陽(yáng)高新分院,貴陽(yáng) 550001)

      威寧縣新民水庫(kù)工程滲漏與穩(wěn)定性分析

      宋 平

      (貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院貴陽(yáng)高新分院,貴陽(yáng) 550001)

      文章通過分析威寧縣新民水庫(kù)工程地質(zhì)條件,論述了水庫(kù)蓄水后可能的滲漏情況分析,并通過岸坡穩(wěn)定代表性邊坡赤平投影圖,論述了該水庫(kù)的庫(kù)岸穩(wěn)定性,同時(shí)提出了相應(yīng)的工程處理措施。建議對(duì)壩址巖層分布規(guī)律、特性和巖體風(fēng)化、巖體透水性以及巖體質(zhì)量特征作進(jìn)一步的研究復(fù)核,分析對(duì)壩基肩穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定的影響。

      水庫(kù);工程地質(zhì)條件;滲漏;穩(wěn)定性分析

      1 工程概況

      新民水庫(kù)位于貴州省西部畢節(jié)地區(qū)威寧縣石門鄉(xiāng)新民村。新民小河發(fā)源于威寧縣石門鄉(xiāng)西南方向結(jié)衣一帶,往東北經(jīng)新民村、高坎子、河壩,在列都一帶匯入洛澤河。擬建新民水庫(kù)正常蓄水位1986.00m,死水位1964.00m,壩前抬高水頭61m,壩高約70m,擬建面板堆石壩或重力壩。水庫(kù)回水長(zhǎng)約1.1km,河床平均比降為5.7%;設(shè)計(jì)總庫(kù)容328萬(wàn)m3,主要解決威寧縣石門鄉(xiāng)集鎮(zhèn)供水及農(nóng)村人畜飲水和灌溉,屬小(1)型水利工程。

      2 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

      2.1 地形地貌

      庫(kù)區(qū)為侵蝕-溶蝕高中山峽谷地貌,位于新民小河中段,河谷深切,沿河可見狹長(zhǎng)階地發(fā)育。兩岸山頂海拔高程2100-2460m,相對(duì)高差120-360m;庫(kù)區(qū)兩岸地形坡度多>40°上游兩岸地形坡度多>30°,河谷多為不對(duì)稱的“V”型走向谷。

      2.2 地層巖性

      水庫(kù)區(qū)第四系殘坡積層分布較廣,基巖在地形陡峻處出露,庫(kù)區(qū)地層巖性由上至下依次為:第四系覆蓋層(Q)、威寧組(C2w)、擺佐組(C1b)、大塘組(C1d)、泥盆系上統(tǒng)(D3w)。

      2.3 地質(zhì)構(gòu)造

      庫(kù)區(qū)位于張家大地?cái)鄬訓(xùn)|翼,庫(kù)首巖層總體傾向右岸偏下游(SEE),傾角多為20°-28°。構(gòu)造形跡受張家大地?cái)鄬涌刂?,以北東向?yàn)橹鳎瑪嗔褬?gòu)造發(fā)育,主要為上述構(gòu)造的縱向斷裂,規(guī)模較大。在壩址左岸有張家大地?cái)鄬?,右岸兩天窩斷層、新華斷層發(fā)育。

      3 水庫(kù)滲漏分析

      3.1 庫(kù)盆滲漏分析

      據(jù)調(diào)查,地下水從下壩址強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化上部(壓水實(shí)驗(yàn)值>5Lu)沿卸荷裂隙帶滲漏,向河床下游排泄,因此建議帷幕灌漿河床部位亦考慮適當(dāng)深度。庫(kù)盆無(wú)溶洞、落水洞、明顯漏水點(diǎn)分布,溶洞高程多高于正常蓄水位,且向后山逐漸抬高。庫(kù)區(qū)兩岸均有泉水出露,泉水線型補(bǔ)給河谷,鉆孔均未擊穿泥盆系D3w1地層。結(jié)合左右兩岸水文孔ZK4的穩(wěn)定地下水位,河谷兩岸地下水穩(wěn)定水位均在D3w1弱風(fēng)化地層中,D3w1弱風(fēng)化地層隔水性能較好。綜上判斷,庫(kù)盆不會(huì)產(chǎn)生滲漏。

      3.2 水庫(kù)鄰谷及庫(kù)首滲漏評(píng)價(jià)

      3.2.1 左岸鄰谷與斷層滲漏評(píng)價(jià)

      水庫(kù)左岸地層巖性主要為D3w1白云巖,滴稀鹽酸基本不起泡,為弱巖溶巖石,C1dj砂頁(yè)巖位于較高處,與D3w1白云巖斷層接觸,據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查左岸巖溶弱發(fā)育。庫(kù)尾部分蓄水區(qū)域與上司段C1ds白云巖接觸,C1ds白云巖泉水出露高,C1ds白云巖向山體較高處延伸,庫(kù)水通過C1ds白云巖滲向下游的可能性極小,左岸帷幕接C1dj砂頁(yè)巖隔水層,防滲邊界可靠。

      左岸張家大地?cái)鄬优c水庫(kù)下壩址河床相距最遠(yuǎn)約380m,斷層帶見小泉水出露,但斷層破碎帶為透水層,據(jù)地表觀測(cè)推斷,斷層破碎帶寬10m左右,帷幕宜伸入C1dj砂頁(yè)巖一定深度以解決斷層破碎帶滲漏問題。

      綜上所述,水庫(kù)左岸無(wú)低鄰谷,巖溶弱發(fā)育,帷幕接可靠隔水層,水庫(kù)左岸不存在鄰谷滲漏問題。

      3.2.2 右岸鄰谷及斷層滲漏評(píng)價(jià)

      1)右岸鄰谷滲漏評(píng)價(jià):

      水庫(kù)河谷與右岸鄰谷之間分水嶺較為寬厚,地層巖性為泥盆系上統(tǒng)碳酸鹽巖,右岸庫(kù)盆主要為D3w1弱巖溶白云巖、灰質(zhì)白云巖,D3c黏土巖為相對(duì)隔水層,但黏土巖厚度較薄,為10-20m。D3w2與D3d中強(qiáng)巖溶的灰?guī)r分布在較高處,鉆孔ZK4地下水位高于河床,水力坡度約13%,右岸沖溝較高處有泉水出露,溝底沖刷痕跡明顯,雨水多沿地表滲流,向河床排泄,右岸地表水、地下水補(bǔ)給河水。據(jù)地質(zhì)測(cè)繪,庫(kù)區(qū)與鄰谷之間無(wú)導(dǎo)水構(gòu)造相連,右岸地下分水嶺高程高于水庫(kù)正常蓄水位,鉆孔揭露D3w1地層中深層巖溶弱發(fā)育。綜上判斷,水庫(kù)蓄水后向右岸鄰谷滲漏的可能性小[1]。

      2)右岸斷層滲漏評(píng)價(jià):

      據(jù)地質(zhì)測(cè)繪,右岸兩天窩斷層未發(fā)現(xiàn)泉水出露,斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造,將庫(kù)盆右岸岸坡與庫(kù)盆下游低矮河谷相連;結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷,右岸岸坡地下水位與斷層交匯處低于水庫(kù)正常蓄水位[2]。

      綜上判斷,水庫(kù)蓄水后,庫(kù)水可能存在沿兩天窩斷層破碎帶滲漏的問題,可通過帷幕防滲工程處理。

      右岸新華斷層與水庫(kù)下壩址河床相距最近約250m,該斷層未發(fā)現(xiàn)泉水出露,斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造,由于D3c的黏土巖厚度較薄,庫(kù)盆右岸岸坡與庫(kù)盆下游低矮河谷可能存在相連通道;結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷,右岸岸坡地下水位與斷層交匯處低于水庫(kù)正常蓄水位。綜上判斷,水庫(kù)蓄水后,庫(kù)水可能存在沿新華斷層破碎帶滲漏的問題,可通過帷幕防滲工程處理。

      右岸黑土河斷層與水庫(kù)下壩址河床最近相距約1150m,屬于壓扭性斷層。黑土河斷層所處位置高,斷層沿線未發(fā)現(xiàn)泉水出露,斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造,結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷,右岸岸坡地下水位與斷層交匯處遠(yuǎn)高于水庫(kù)正常蓄水位。綜上判斷,水庫(kù)蓄水后沿黑土河斷層滲漏到庫(kù)外的可能性小。

      3.2.3 庫(kù)首滲漏評(píng)價(jià)

      庫(kù)首地層巖性主要為D3w1弱巖溶白云巖,滴稀鹽酸基本不起泡,巖溶弱發(fā)育,下壩址zk3鉆孔水位低于河床約15m左右,長(zhǎng)期水位不能恢復(fù)上來(lái),說(shuō)明地下排泄通暢,分析原因主要為右岸卸荷裂隙帶由構(gòu)造引起,卸荷裂隙發(fā)育較深,加之河床比降陡,巖層傾向右岸偏下游,地表水易沿裂隙及層面向下游排泄。下游發(fā)育沖溝切割較淺,對(duì)庫(kù)首滲漏影響小。

      綜上所述,D3w1白云巖中深層巖溶不發(fā)育,下游發(fā)育沖溝切割較淺,壩址不存在大范圍的庫(kù)首滲漏問題,水庫(kù)蓄水后會(huì)產(chǎn)生壩基(肩)及近壩庫(kù)岸的繞壩滲漏,可通過帷幕灌漿予以解決。

      4 庫(kù)岸穩(wěn)定分析和評(píng)價(jià)

      水庫(kù)為深切峽谷型,庫(kù)盆以D3w1白云巖為主,巖質(zhì)較堅(jiān)硬、抗風(fēng)化能力較強(qiáng),邊坡類型為層狀、厚層狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡,受巖性控制裂隙發(fā)育以陡傾短小裂隙為主,大型不利結(jié)構(gòu)面組合較少;左岸為順向-斜向坡,地形坡度相對(duì)較緩,一般25°-40°,邊坡穩(wěn)定性較好,局部較陡地段,受淺表發(fā)育軟弱夾層影響,可能產(chǎn)生局部淺層滑塌,對(duì)水庫(kù)不會(huì)產(chǎn)生大的影響。右岸為逆向-斜向坡,地形坡度相對(duì)較陡,部分地段卸荷崩塌形成硬巖陡崖,整體穩(wěn)定性較好。岸坡穩(wěn)定代表性邊坡赤平投影圖如圖1和圖2所示:

      圖1 左岸邊坡赤平投影圖

      圖2 右岸邊坡赤平投影圖

      右岸河床岸邊及斜坡上的崩塌堆積體,主要成分為孤石(最大直徑達(dá)2-4.0m)、碎塊石夾黏土。該崩塌堆積體自從高處墜落于覆蓋層及風(fēng)化巖石墊層上,墊層受沖擊,接觸帶軟弱面連續(xù)分布的可能性小。巖石崩塌撞擊擠壓后,大部分堆積較密實(shí),局部見膠結(jié)現(xiàn)象,推測(cè)最大厚度10m以下,整體穩(wěn)定性好,水庫(kù)蓄水后,受水位變幅影響發(fā)生滑塌的可能性小。

      據(jù)調(diào)查庫(kù)岸人類開墾活動(dòng)少,未發(fā)現(xiàn)泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面沉降現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害,不良物理地質(zhì)現(xiàn)象總體弱發(fā)育,庫(kù)岸整體邊坡穩(wěn)定,邊坡穩(wěn)定性較好,水庫(kù)蓄水后除局部岸坡可能發(fā)生小范圍的坍塌、淺層滑坡外,不會(huì)發(fā)生大的庫(kù)岸邊坡滑動(dòng)失穩(wěn)問題。

      5 結(jié) 語(yǔ)

      擬建新民水庫(kù)正常蓄水位1986.00m,壩前抬高水頭61m,回水長(zhǎng)1.1km,地形封閉良好;水庫(kù)位于張家大地背斜東翼靠近核部一帶,巖層呈弓狀展布,庫(kù)盆巖性主要為泥盆系望城坡組D3w1、石炭系大塘組舊司段C1dj、上司段C1ds組成,庫(kù)盆巖溶化程度相對(duì)較低,無(wú)低鄰谷滲漏問題,水庫(kù)具備蓄水條件。水庫(kù)蓄水后無(wú)浸沒問題。建議對(duì)壩址巖層分布規(guī)律、特性和巖體風(fēng)化、巖體透水性以及巖體質(zhì)量特征作進(jìn)一步的研究復(fù)核,分析對(duì)壩基肩穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定的影響。

      [1]游煥波,肖文俊.淺談小型水庫(kù)滲漏、庫(kù)岸穩(wěn)定分析與工程處理措施[J].江西水利科技,2014(03):189-194.

      [2]賈東彥,余莉,蘇廣錄.阿勒泰地區(qū)中小型水庫(kù)滲漏原因及治理措施[J].中國(guó)建筑防水,2013(06):30-34.

      1007-7596(2017)07-0102-02

      2017-06-20

      宋平(1984-),男,貴州大方人,工程師,從事工程地質(zhì)專業(yè)工作。

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