下岸水庫工程發電引水系統 的主要工程地質問題

李健民

（浙江省水利水電勘測設計院，浙江杭州 310002）

1 工程概況

下岸水庫工程位于浙江省靈江流域永安溪干流上，是一座以防洪、灌溉(供水)為主，結合發電等功能于一體的大型綜合性水利樞紐工程。壩址在臺州市仙居縣溪港鄉曹店村下游約680m處，離仙居縣城53.4km，控制集雨面積257km2，廠址距壩址直線距離約3.1km。樞紐主要建筑物包括大壩（混凝土拱壩）、發電引水系統、發電廠及升壓站等。混凝土拱壩最大壩高64m，水庫總庫容1.35億m3，電站裝機容量2×8MW，多年平均年發電量3329萬kW·h。

2 區域地質概況

2.1 地形地貌及物理地質現象

工程區位于浙東丘陵區和浙南山地區的分界處，山脈大致北東走向，山體雄厚，岸坡多為40°以上。區內沖溝發育，但崩塌較少，滑坡、泥石流等不良物理地質現象不發育，山體穩定性較好。

2.2 地層巖性

工程區主要分布侏羅系上統火山巖和白堊系下統河湖相沉積巖夾火山巖。此外還有小塊燕山晚期酸性、中酸性和中性侵入巖體，局部有輝綠巖脈侵入。

第四系沉積物主要有沖洪積砂礫卵石等、坡洪積砂泥礫石及殘坡積粉質粘土夾碎石。第四系覆蓋層厚度一般3～15m，主要分布于河谷、山麓。

2.3 地質構造與地震

按浙江省構造分區圖，測區地質構造單元屬華南褶皺系浙東南褶皺帶溫州-臨海拗陷黃巖-象山斷拗的西部，區內褶皺不發育，斷裂構造較為明顯，主要有下面幾種。

北東向構造：走向30°～70°，為壓性或壓扭性斷裂。

北西向構造：一般規模較小，延伸不長，多為張性斷裂。

南北向構造：走向0°～20°，為壓扭性斷裂。

本區新構造運動表現為緩慢上升，庫區和壩址區斷裂均未發現有新近活動現象，歷史上地震活動的強度和頻度均較低。本區地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應譜特征周期為0.25s。

2.4 水文地質條件

本區第四系覆蓋層面積較小，厚度不大。第四系孔隙潛水主要賦存于砂礫卵石層中，基巖一般不含水，局部含裂隙水，有時具承壓性。

3 發電引水系統的主要工程地質問題

發電引水系統位于左岸，由進水口、發電引水隧洞、調壓井、高壓隧洞、岔管等建筑物組成，全長約3131m。

3.1 發電洞進水口的主要工程地質問題

豎井式進水口主要由攔沙坎、攔污柵、喇叭口段、閘門段、漸變段和上部結構組成。

發電洞進水口樁號0-001.844～0+032.35，底高程171.5m。進水口山坡坡度約40°，洞臉開挖邊坡65°，基巖裸露，為侏羅系上統磨石山群西山頭組（J3x）青灰色～灰紫色流紋質晶屑玻屑熔結凝灰巖，塊狀，堅硬，未見斷層通過，節理不發育，上游側8m為弱風化帶，下游側均為微風化～新鮮基巖。進口18.5m為Ⅲ～Ⅱ類圍巖，其余為Ⅱ～Ⅰ類圍巖。

閘門井（中心樁號0+018.50）位置基巖裸露，未見斷層通過，節理不發育，高程198.00～204.50m為弱風化帶，屬Ⅲ～Ⅱ類圍巖，高程198.00m以下為微風化～新鮮基巖，屬Ⅱ類圍巖。發電洞進水口隧洞和閘門井均進行鋼筋混凝土襯砌，并作回填灌漿和固結灌漿處理，左右岸兩側及檢修平臺上部巖體較破碎，進行錨噴支護。

3.2 發電引水隧洞工程地質條件

進水口漸變段后為縱坡i =0.3% 的引水隧洞，總體走向NE20°左右。隧洞軸線在上覆厚度較小的黃泥山處設一轉點。隧洞總長2957.65m，開挖洞徑5.5m，圓形斷面，最大引水流量33.4m3/s。全洞共設置施工支洞2條，分別位于樁號1+532.00、2+967.00處。隧洞內共設二個集石坑，第一個布置在1＃支洞下游側，樁號1+646.50～1+657.50；第二個布置在2＃支洞襯砌段前，樁號1+646.50～1+657.50，集石坑尺寸為寬4.5m，深1.0m。

樁號0+032.35～0+726.00隧洞圍巖為侏羅系上統磨石山群西山頭組（J3x）青灰色～灰紫色流紋質晶屑玻屑熔結凝灰巖、流紋質含角礫晶屑玻屑熔結凝灰巖等，巖性致密堅硬。

樁號0+726.00～1+890.00m隧洞圍巖為侏羅系上統磨石山群茶灣組（J3c）深灰色～紫紅色晶屑玻屑熔結凝灰巖、含角礫晶屑玻屑熔結凝灰巖、角礫凝灰巖、凝灰巖、灰色～紫紅色凝灰質粉砂巖、黑色頁巖等，局部夾安山巖團塊，巖層產狀：80°～120°，NW或SW∠20°～35°。凝灰質粉砂巖、頁巖等巖性相對軟弱，安山巖遇水和空氣易風化、軟化。

樁號1+890.00～2+990.00隧洞圍巖為侏羅系上統磨石山群九里坪組（J3j）青灰色～紫紅色角礫凝灰巖、晶屑凝灰巖、晶屑玻屑凝灰巖、晶屑玻屑熔結凝灰巖等，局部夾安山巖團塊，巖性致密堅硬，安山巖遇水和空氣易風化、軟化。

隧洞沿線還分布有輝綠巖脈等。

隧洞沿線分布有斷層84條，絕大部分斷層與洞軸線夾角大于60°，斷層帶的組成物質以斷層泥、糜棱巖和斷層角礫巖等為主，斷層寬度大多小于10cm。

圍巖節理裂隙發育～較發育，節理一般與洞軸線斜交～正交，大部分節理為鈣質充填。

隧洞圍巖大部分為整體性較好的塊狀火山碎屑巖，部分為沉積巖，巖層基本不透水，在斷層、節理發育處，局部見有滴水或滲水。在隧洞施工過程中未發生大量涌水現象。

隧洞上覆山體厚度一般大于100m，最厚達300m，黃泥山一帶洞頂上覆山體厚度僅32～50m。

根據地質鑒定，發電引水隧洞圍巖分類：Ⅰ～Ⅱ類圍巖23段共1058.65m，Ⅱ類圍巖20段671m，Ⅱ～Ⅲ類圍巖20段417m，Ⅲ類圍巖9段234m，Ⅲ～Ⅳ類圍巖12段561m，Ⅳ～Ⅴ類圍巖1段16m。

基于隧洞地形、地質條件和結構設計需要，襯砌設計時隧洞圍巖按工程地質條件進行分類：其中13段（主要為Ⅲ～Ⅳ、Ⅳ～Ⅴ類圍巖）共645m采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.5m，襯后洞徑4.5m；14段（主要為Ⅲ、Ⅱ～Ⅲ類圍巖）共339m采用掛鋼筋網噴混凝土襯護，噴混凝土厚度0.12m，襯后洞徑5.26m；29段（主要為Ⅱ～Ⅲ、Ⅱ類圍巖）共683.65m采用噴（錨）混凝土襯砌，襯砌厚度0.12m，襯后洞徑5.26m；其余段（主要為Ⅰ～Ⅱ、Ⅱ類圍巖）總長1290m為不襯砌隧洞，采用素混凝土抹底，厚0.5m。鋼筋混凝土襯砌段固結灌漿處理，洞頂回填灌漿。

3.3 調壓井工程地質條件

調壓井布置在樁號2+995.0處，采用阻抗式，開挖直徑10.0m，襯后直徑8.5m，采用C20鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.75～1.0m，調壓室高度52.5m，底高程173m，頂高程225.5m，阻抗孔襯后直徑4.5m，襯砌厚0.5m，高5.6m。調壓井圍巖作固結灌漿處理。

調壓井井口及井身圍巖為侏羅系上統磨石山群九里坪組（J3j）紫紅色晶屑玻屑凝灰巖。巖性致密堅硬。發育斷層F23：45°，SE∠76°，寬1～4m，糜棱巖等組成，圍巖蝕變強烈。受F23影響，井身上部19m巖體較破碎。調壓井井身在施工過程中未發生大量涌水現象。

調壓井高程225～206m為Ⅳ～Ⅲ類圍巖，高程206m以下為Ⅰ～Ⅱ類圍巖。調壓井井口受斷層F23影響，高程225～235m邊坡錨噴處理，高程235m以上邊坡噴混凝土處理，處理后邊坡整體穩定。

3.4 高壓隧洞工程地質條件

調壓井后（樁號3+000）至出口（樁號3+129.386）為高壓隧洞，高壓隧洞由上平洞、斜洞、下平洞和岔管及支管組成。圍巖為侏羅系上統磨石山群九里坪組（J3j）青灰色～紫紅色角礫凝灰巖、晶屑玻屑凝灰巖、晶屑玻屑熔結凝灰巖等，巖性致密堅硬。

高壓隧洞沿線未見斷層通過，節理較發育，以閉合為主。樁號3+000～3+049.07為Ⅰ～Ⅱ類圍巖，樁號3+049.07～3+129.386為Ⅱ～Ⅲ類圍巖。

上平洞長10m，采用鋼筋混凝土襯砌，襯后洞徑由4.5m漸變至3.6m，襯砌厚度0.5～0.6m；斜洞長50.2m，傾角48°，采用混凝土和鋼板聯合襯砌，襯后洞徑3.6m，襯砌厚度0.6m，鋼板厚度16mm；下平洞長69.186m，縱坡0.2%，采用混凝土和鋼板聯合襯砌，襯后洞徑3.6m，襯砌厚度0.6m，鋼板厚度16～22mm；下平洞出口為明岔管，岔管及支管均埋入地下，并回填混凝土保護。高壓隧洞圍巖作固結灌漿處理，洞頂回填灌漿，鋼板襯砌作接觸灌漿處理。

3.5 廠房區工程地質條件

廠房區基巖為侏羅系上統磨石山群九里坪組（J3j）紫紅色流紋質晶屑玻屑熔結凝灰巖、流紋質晶屑玻屑凝灰巖。新鮮巖石致密堅硬，強度高。廠房區建基面均為微風化～新鮮基巖。

廠房區發育一條小斷層f1，蝕變巖屑、硅質等充填。節理較發育，閉合～微張，一般為石英、巖屑等充填。

廠房區建基面基巖較完整，屬Ⅰ～Ⅱ級巖體，廠房區的工程地質條件良好。主廠房后邊坡節理發育，已錨噴處理，整體穩定。

4 結 語

下岸水庫工程于1999年11月30日正式開工，2003年3月下閘封孔蓄水，2003年5月電站并網發電，2008年7月通過竣工驗收。經過多年運行，歷經2004年8月14號臺風“云娜”和2005年臺風“海棠”、“麥莎”正面襲擊考驗，經放空檢查，發電引水系統進水口、發電引水隧洞、調壓井、高壓隧洞及電站廠房均運行良好，實踐證明地質建議參數及處理措施合理有效。

[1] 浙江省仙居下岸水庫工程初步設計報告.浙江省水利水電勘測設計院.1998