耿旭 王國慶 李懷斌 劉辛 黨海霞 貴州新中水工程有限公司

任國兵 吳俊 安順市水利水電勘測設(shè)計院

1.概況

工程區(qū)位于北西向構(gòu)造地貌區(qū)，地形呈長條狀分布，山勢走向明顯反映出NW向長條狀緊密褶皺的特點。工程區(qū)位于揚子（Pt）準(zhǔn)地臺-黔北臺隆-六盤水?dāng)嘞?威寧北西向構(gòu)造變形區(qū)。構(gòu)造形跡生成順序是近東西向褶皺形成最早，其次是北西向，北東向和北西西向的斷層形成時期最晚，各構(gòu)造體系生成時期主要定型于燕山期。

褶皺：區(qū)內(nèi)北西向褶皺表現(xiàn)十分明顯和強烈，并控制了測區(qū)的構(gòu)造格架。主要褶皺有：⑴丁頭山背斜②郎岱向斜③三丈水背斜④六枝向斜。褶皺構(gòu)造呈向南東凸出的弧形，形態(tài)呈S形彎轉(zhuǎn)。擬建水庫位于測區(qū)中部郎岱向斜核部地區(qū)。

斷裂：斷裂主要發(fā)育在測區(qū)東部和東南部，而測區(qū)中西部斷裂構(gòu)造不發(fā)育。由于斷裂構(gòu)造遠離庫區(qū)，對水庫成庫無大的影響。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性好。

2.壩型選擇

壩址出露巖層主要為砂泥巖。壩基和左壩肩巖體力學(xué)指標(biāo)較低，強風(fēng)化巖體工程地質(zhì)綜合分類為CⅤ類巖體，弱風(fēng)化巖體工程地質(zhì)綜合分類為為C Ⅳ類巖體。右壩肩強風(fēng)化巖體工程地質(zhì)綜合分類為BⅤ類巖體，弱風(fēng)化巖體工程地質(zhì)綜合分類為為BⅣ1類巖體?？傮w上壩區(qū)弱風(fēng)化帶巖體為軟質(zhì)巖夾中硬巖，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，互層狀結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合較差，抗滑、抗變形能力差～一般。壩基巖體總體以C Ⅳ類巖體為主，兼BⅣ1類巖體，地基為柔性地基。根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件，結(jié)合建筑材料種類及分布情況，壩址對拱壩的適應(yīng)性差。因此選擇混凝土面板堆石壩和剛性重力壩兩種壩型進行比較。

地基適應(yīng)性：重力壩中壩基為砂泥巖柔性地基，對建重力壩等剛性壩的適應(yīng)性較差；面板堆石壩中壩基為柔性地基，混凝土面板堆石壩為柔性壩，對地基適應(yīng)能力強，與壩基配合較好；面板壩較優(yōu)。

壩基開挖：重力壩開挖斷面小但深度大。右壩肩開挖深度10 左右，河床開挖深度7～10m左右，左壩肩平均開挖深度7～8m。開挖量約4.4萬m3；面板壩開挖斷面大但開挖深度小。右壩肩平均開挖深度5左右m，河床開挖深度3～5m左右，左壩肩平均開挖深度3～4m，開挖量約3.5萬m3；面板壩較優(yōu)。

承載力及變形要求：重力壩對承載力和抗變形要求高，基礎(chǔ)需置于弱風(fēng)化巖體上，開挖量較大，壩基壩肩需作固結(jié)灌漿加固，固結(jié)工程量2620m。面板壩對承載力和抗變形要求較低，基礎(chǔ)置于強風(fēng)化層中上部即可，不需對基礎(chǔ)作固結(jié)處理。面板壩較優(yōu)。

邊坡開挖：重力壩左右壩肩需開挖至弱風(fēng)化層，壩體嵌入坡面較深，相應(yīng)邊坡開挖量較大；面板壩左右壩肩開挖至強風(fēng)化層即可，壩體嵌入坡面較淺，削坡開挖量較?。幻姘鍓屋^優(yōu)。

泄洪設(shè)施：重力壩壩頂溢流挑流消能，建筑物布置緊湊，溢洪道為壩體組成部份。工程量較小，占地少，與下游河道連接平順，對消力池基礎(chǔ)防沖消能要求較高；面板壩壩頂溢流，溢洪道座落在堆石體上，溢洪道長，工程量大。壩體沉降變形對溢洪道影響大，對溢洪道的結(jié)構(gòu)要求高。需設(shè)護堤導(dǎo)流設(shè)施，消力池防沖消能要求低于重力壩；重力壩較優(yōu)。

施工導(dǎo)流施工圍堰：重力壩右岸導(dǎo)流洞，上下游設(shè)圍堰；面板壩右岸導(dǎo)流洞兼泄水隧洞，上下游設(shè)圍堰；二者相同。

大壩防滲：重力壩防滲主要為壩基、左壩肩、右壩肩和左右岸防滲，壩基沿壩軸線布置。帷幕線長440m，防滲面積1.41萬m2，灌漿進尺7630m，投資較小；面板壩由面板、趾板和左右岸坡防滲構(gòu)成。左右岸防滲線同重力壩，趾板防滲線沿趾板線布置。帷幕線長460m，防滲面積1.52 萬m2，灌漿進尺8200m；重力壩較優(yōu)。

泄水建筑：重力壩在右壩段設(shè)泄水設(shè)施，需封堵導(dǎo)流洞；面板壩利用導(dǎo)流洞作泄水隧洞；面板壩較優(yōu)。

壩體：重力壩砼壩體單價高，砼填筑量3.08萬m3，總造價較高。對施工工藝要求高，施工復(fù)雜，施工速度較慢；面板壩堆石體工程量大但單價低，堆石量8.72萬m3，總造價較低。施工工藝相對簡單，施工速度快；面板壩較優(yōu)。

施工占地：重力壩施工占地少；面板壩除壩體占地大外，臨時施工占地也大；重力壩較優(yōu)。

建筑質(zhì)量：重力壩粗細骨料要篩分，質(zhì)量要求高；面板壩對堆石質(zhì)量要求較低，石料為毛石即可；面板壩較優(yōu)。

建材數(shù)量：重力壩砼壩建材用量較??；堆石壩用量大；重力壩較優(yōu)。

地質(zhì)條件，地基適應(yīng)性，壩基開挖，承載力及變形要求，邊坡開挖，泄洪設(shè)施，施工導(dǎo)流、施工圍堰，大壩防滲，泄水建筑，壩體方量，施工占地，建筑質(zhì)量，建材數(shù)量等因素綜合分析得出混凝土面板堆石壩比混凝土重力壩較為優(yōu)選。

3.溢洪道工程地質(zhì)條件及布置

進口段和溢流段布置在堆石壩體上，為壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題。消力池位于河谷中央。壩址河谷較寬，地勢平緩，無深槽、跌坎、沖蝕溝及深厚覆蓋層，適宜布置消力池。

消力池河谷覆蓋層厚3～4m，下覆基巖為（J 2 l n 1-5）棕紅色泥巖、鈣質(zhì)泥巖，產(chǎn)狀215°∠70°，巖層陡傾，無斷層發(fā)育，巖層完整，基礎(chǔ)穩(wěn)定。強風(fēng)化層厚6m左右，導(dǎo)墻基礎(chǔ)和消力池底板可置于強風(fēng)化層中上部，承載力0.4～0.5MPa，可滿足要求。巖體親水性較強，開挖后長時間暴露易風(fēng)化開裂，抗沖性能較差，需做防護處理。建議強風(fēng)化基巖抗沖系數(shù)為0.5～0.6，弱風(fēng)化基巖為0.8～1.0。開挖邊坡建議值為：巖質(zhì)邊坡坡比1：0.35，覆蓋層坡比1：1.0。

兩種方案從地質(zhì)角度都可行。岸邊式溢洪道較長，開挖工程量較大，存在邊坡穩(wěn)定和支護問題，對壩體施工影響較大。壩頂溢流方式主要是消力池工程地質(zhì)問題，工程量小，建筑物布置簡單，對壩體施工影響小。