旁多壩基深厚覆蓋層厚度誤判剖析

許蘊(yùn)寶，王寶文，李 凱

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

西藏旁多水利樞紐前期勘察工作自1999年項(xiàng)目建議書(shū)階段開(kāi)始，至2009年初步設(shè)計(jì)階段結(jié)束，有關(guān)大壩基礎(chǔ)覆蓋層地勘成果結(jié)論：壩基覆蓋層為二元結(jié)構(gòu)，最大厚度為150 m左右。但隨著旁多水利樞紐工程的開(kāi)工建設(shè)，壩基防滲墻槽孔施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)壩基覆蓋層厚度與初設(shè)地勘成果相比差距較大，部分壩段基巖面有較大幅度降低，覆蓋層厚度增大。為此，2010年2—4月對(duì)壩基覆蓋層進(jìn)行了補(bǔ)充勘察工作，補(bǔ)充勘察成果和防滲墻施工表明：壩軸線樁號(hào)號(hào)0+170 m～0+670 m（左岸河漫灘及部分階地）寬度約500 m的范圍內(nèi)，覆蓋層厚度大于150 m，最大深度達(dá)420 m左右，其它部位的覆蓋層厚度與前期地勘成果基本吻合。

如此巨大的誤差，糾其產(chǎn)生的原因，可歸結(jié)為以下3個(gè)方面：

1 區(qū)域地質(zhì)研究程度很低復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境認(rèn)識(shí)不足

區(qū)域地質(zhì)研究是水利水電勘察的基礎(chǔ)工作之一。旁多水利樞紐前期勘察中所能搜集的區(qū)域地質(zhì)資料為1979年6月出版的《中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（1/1 000 000）.拉薩幅》（地質(zhì)部分），收集時(shí)間為1999年。該區(qū)調(diào)報(bào)告鑒于西藏獨(dú)特的地質(zhì)地理?xiàng)l件和當(dāng)時(shí)人員設(shè)備不足的情況，對(duì)拉薩幅地質(zhì)研究程度很低，野外僅搜集了極為有限的勘踏資料。對(duì)第四系的研究程度更是低，且無(wú)系統(tǒng)資料，大部分為推測(cè)，對(duì)冰水堆積無(wú)明確闡述。

旁多下游的直孔電站為拉薩河上已建成的電站，成勘院也未查清河床覆蓋層的厚度，推測(cè)最大厚度為150 m左右，旁多水利樞紐前期勘察中也參考了該電站的地質(zhì)資料。

旁多壩址地處青藏高原腹地，拉薩地塊中部，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過(guò)程。第四紀(jì)以來(lái)，斷裂活動(dòng)頻繁，旁多山地的快速隆升，河流侵蝕與風(fēng)化剝蝕加劇，經(jīng)歷數(shù)次冰期與間冰期，氣候冷暖交替，形成現(xiàn)今深切的拉薩河谷及巨厚的松散堆積物，地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)條件極其復(fù)雜。如廠房圍堰補(bǔ)充勘察中所策劃鉆孔距初設(shè)勘察廠房鉆孔僅60余米，但基巖面確下降了37 m，這也說(shuō)明了旁多壩址地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性。正是我們沒(méi)清楚地認(rèn)識(shí)到工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，更是沒(méi)有認(rèn)識(shí)和估計(jì)到冰水堆積物中存在如此巨大冰漂礫（長(zhǎng)軸達(dá)11 m），還照搬內(nèi)地的地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用常規(guī)工作方法，工程地質(zhì)勘察工作大綱所策劃鉆孔入巖深度僅10 m，造成ZK14，ZK15孔基巖的誤判，把冰漂礫誤認(rèn)為基巖，以致把旁多壩址區(qū)覆蓋層最大厚度確定為150 m。如果能搜集到精度更高的區(qū)域地質(zhì)資料，對(duì)工作區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)條件進(jìn)行深入的研究，充分估計(jì)到其復(fù)雜性和特殊性，不照搬內(nèi)地的地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)和方法，鉆孔入巖深度策劃得更大一些，或許能鉆穿冰漂礫，不至于造成基巖的誤判。

2 受物探資料的影響

物探是水利水電工程勘察中應(yīng)用較廣的手段之一，是指導(dǎo)、布置其他勘察工作布置的重要依據(jù)，在深厚覆蓋層勘察中尤為重要。旁多水利樞紐項(xiàng)目建議書(shū)階段在左岸漫灘及階地部位僅布置2個(gè)鉆孔和若干地震反射剖面，鉆孔數(shù)量少，且間距大（686 m）。物探結(jié)論：壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。本階段壩基覆蓋層厚度及基巖的埋深主要依據(jù)物探資料確定，壩軸線地質(zhì)剖面也依據(jù)物探成果繪制。

可研、初設(shè)階段壩軸線左岸漫灘及階地部共布置9個(gè)鉆孔，鉆孔深度80～150 m，策劃的依據(jù)便是前期地勘成果資料，主要是物探成果。鉆探工作僅在2005年完成1個(gè)鉆孔，絕大部分工作于2006年完成。

可研、初設(shè)階段左岸漫灘及階地部位布置7 km地震反射剖面，并于2005年11月完成，本階段物探結(jié)論與項(xiàng)目建議書(shū)階段基本一致，即壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。該結(jié)論影響了2006年重新策劃的初設(shè)階段工程地質(zhì)勘察工作大綱中鉆孔深度的設(shè)計(jì)，鉆孔深度并未加深，甚至減小至80 m。

可研階段壩軸線地質(zhì)剖面圖依據(jù)物探成果及鉆孔資料繪制。

因此說(shuō)前期勘察鉆孔深度和地勘成果受物探資料的影響，如果物探工作事先有正確的指導(dǎo)，很可能避免壩基覆蓋層厚度的誤判問(wèn)題。

3 鉆探目的堅(jiān)持不夠遷就鉆探能力

鉆探是水利水電工程勘察最有效、最直觀的重要手段，對(duì)于查清旁多壩址深厚覆蓋層厚度可以說(shuō)是唯一的手段。旁多水利樞紐項(xiàng)目建議書(shū)及可研前期勘察，壩基覆蓋層鉆探使用的方法是小口徑常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及20.32 cm管護(hù)壁沖擊鉆進(jìn)。深厚覆蓋層使用小口徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆探效率低，取芯效果差，不能很好滿足地質(zhì)分層編錄的要求，勘探深度一般不超過(guò)100 m。20.32 cm管護(hù)壁沖擊鉆進(jìn)，雖然取芯效果好，但勘探深度一般不超過(guò)30 m。

1999年施工的ZK01鉆孔歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)多月100余天，覆蓋層取芯效果很差，不能很好地滿足地質(zhì)分層編錄的要求。即使是2010年進(jìn)行的壩基復(fù)勘，聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)鉆探實(shí)力最強(qiáng)的隊(duì)伍及原國(guó)電公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院鉆探技師，該隊(duì)伍曾參與冶勒水電站和瀑布溝水電站深厚覆蓋層勘探工作，使用Y-4鉆機(jī)（千米鉆），采用SM膠護(hù)壁爆破跟管金剛石鉆進(jìn)方法，最大勘探深度也不過(guò)314.5 m，距覆蓋層最大深度420 m相差甚遠(yuǎn)，況且是在防滲墻槽孔進(jìn)行的（150 m以上是空的）。

2005年9月有關(guān)鉆探專家建議鉆探單位在旁多后繼勘察中使用泥漿護(hù)壁大口徑?jīng)_擊鉆進(jìn)的方法，即烏喀斯泥漿護(hù)壁沖擊鉆進(jìn)，該種鉆進(jìn)方法是從前蘇聯(lián)傳來(lái)的，常用于大口徑樁基的施工，一般施工深度淺于100 m，最大施工深度150 m左右，經(jīng)常發(fā)生卡鉆、埋鉆及塌孔等事故，該鉆進(jìn)方法在水利水電工程勘察中首次使用。

旁多可研、初設(shè)壩基覆蓋層勘察共有11個(gè)鉆孔使泥漿護(hù)壁大口徑?jīng)_擊鉆進(jìn)的方法，最大施工深度140 m。施工中多次發(fā)生卡鉆、埋鉆及塌孔等孔內(nèi)事故，并數(shù)次挪動(dòng)鉆孔孔位。

ZK13號(hào)鉆孔孔深至140 m時(shí)，未到基巖，發(fā)生孔內(nèi)埋鉆事故，處理無(wú)效，終孔；ZK15號(hào)鉆孔埋鉆頭2個(gè)，移動(dòng)孔位2次，第3個(gè)孔位中途沖擊鉆進(jìn)困難，改為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，仍未到基巖，此時(shí)已下3套套管護(hù)壁，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工相當(dāng)困難，終孔；ZK16號(hào)鉆孔埋鉆頭1個(gè)，移動(dòng)孔位1次，至孔深130 m時(shí)沖擊鉆進(jìn)困難，改用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，孔深155.20 m終孔；ZK17號(hào)鉆孔鉆至孔深127 m時(shí)仍未到基巖，沖擊鉆進(jìn)困難，終孔；ZK18號(hào)鉆孔孔深70 m時(shí)，發(fā)生孔內(nèi)埋鉆事故，處理無(wú)效，在冰水堆積層內(nèi)進(jìn)行抽水試驗(yàn)后終孔。

由上述可知：壩基深覆蓋層部位的鉆孔多發(fā)生孔內(nèi)事故，多非正常終孔，當(dāng)時(shí)所使用鉆探設(shè)備的極限勘探深度140～150 m左右，地質(zhì)專業(yè)很大程度遷就了鉆探能力，對(duì)鉆探目的堅(jiān)持不夠，限制了更大深度的探查。如果堅(jiān)持打下去，或許能打到200 m，甚至更深，即使仍未見(jiàn)基巖，但地質(zhì)的結(jié)論可以是壩基覆蓋層厚度大于200 m的。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，對(duì)造成旁多壩基深覆蓋層厚度誤判的原因有了深該的認(rèn)識(shí),對(duì)于西藏地區(qū)深厚覆蓋層勘察可以總結(jié)出這樣的經(jīng)驗(yàn)：盡量搜集精度更高的區(qū)域地質(zhì)資料，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境要有足夠的認(rèn)識(shí)，不能照搬內(nèi)地的地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)工作方法；采用精度更高、方法更先進(jìn)的物探手段（如大地電磁法等）；使用功率更大的鉆機(jī)（如Y-4鉆機(jī)），采用SM膠泥漿護(hù)壁的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。只這樣才能確保深厚覆蓋層勘察精度的提高。