結合白市水電站工程地質條件淺析壩址比選

姜湘蘭，唐志政，陳安心（中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南長沙410014）

結合白市水電站工程地質條件淺析壩址比選

姜湘蘭，唐志政，陳安心（中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南長沙410014）

貴州白市水電站位于揚子準地臺的江南臺隆次級構造單元，構造體系屬華夏系，隸屬雪峰-武陵復式背斜。在分析區域地質背景、壩址區工程地質條件的基礎上，結合壩址區壩基穩定、水工布置及交通條件等，進行了壩址比選，最終確定在上壩址位置修建大壩的方案。

水庫；工程地質；壩址比選

1 工程概況

白市水電站位于貴州省黔東南苗族侗族自治州天柱縣境內，處于沅水干流上游河段清水江的下游，下距天柱縣白市鎮約2.8km，上距掛治梯級56.3km，下距托口梯級56.2km。大壩為混凝土重力壩，最大壩高68m，裝機容量420MW，正常蓄水位300.00m，相應庫容6.14億m3。白市水電站屬Ⅱ等大（2）型工程。

圖1 白市水電站交通示意圖

2 區域地質背景

2.1 地形地貌

該區位于清水江流域，為苗嶺山脈與雪峰山西南余脈組成的中低山、低山地形，以低山丘陵壟脊寬谷地貌、中低山臺地峽谷地貌為主；區內發育3級夷平面和多級階地。河谷多為“U”型谷，河道蜿蜒曲折，河床礁灘密布。

2.2 地層巖性

區域內出露地層為第四系、第三系、白堊系、二疊系、震旦系、前震旦系，以前震旦系上板溪群最為發育，分布范圍最大。

2.3 地質構造

清水江流域大地構造單元屬揚子準地臺，白市水庫及壩址位于江南臺隆次級構造單元上，位于雪峰山褶皺隆起帶西南端，隸屬雪峰～武陵復式背斜，主干構造為華夏式NE向構造。

清水江流域內斷裂構造發育，主要形成于加里東期，部分屬燕山期，斷層大都具有多期性，可分為NE組、NWW組，以NE組為主。

2.4 新構造運動

區內新構造運動表現為間歇性上升，以第四紀初期上升幅度最大，自中更新世以來其上升幅度已減小。挽近期所發生的地殼運動，主要表現為大面積間歇上升。

3 建壩段位置

壩段位于清水江中下游白市鎮坪內村長約2.7km的河段，下距白市鎮1～3.7km。壩段大致以蘭溪口為界，以上為上壩址，以下為下壩址。

4 壩址區工程地質條件及壩址比選

4.1 壩址區工程地質條件

4.1.1 地形地貌

壩址區位于蘭溪口上游的坪內村河段，河谷為“U”型，河道順直；兩岸為低山丘陵區。河谷岸坡高度一般為60～110m，自然邊坡坡度25～40°。兩岸沖溝發育，地形較零亂。山脊和沖溝相間出現，大致沿巖層走向展布。

4.1.2 地層巖性

壩址區分布的地層為前震旦系：

圖2 壩址區地質圖

上板溪群拉攬組第三段（Ptbn2L3）、第四段（Ptbn2L4）的區域淺變質的淺海相碎屑巖和第四系松散堆積物。拉攬組第三段（Ptbn2L3）巖性以灰色條帶狀細砂質板巖、粉砂質板巖為主；拉攬組第四段（Ptbn2L4）為淺變質長石石英砂巖、砂巖夾少量粉砂質板巖、細砂巖。第四系松散堆積物由殘坡積物（Q4edl）、Ⅱ級階地堆積物（Q4al-1）、Ⅰ級階地堆積物（Q4al-2）和河流沖積物（Q4al-

3）組成。

4.1.3 地質構造

壩址處于興隆向斜的NW翼，NE向褶皺、NW向斷裂為壩址的主要構造形跡。

（1）褶皺：壩址河谷為橫向谷，壩址區分布有坪內傾伏背斜，背斜軸線于壩址中部與河流流向大角度相交斜穿兩岸，軸向N50°～90°E，向NE傾伏，兩側發育次級柔皺現象。

（2）斷層

壩址區發現的斷層有19條，以NW向斷裂為主，按其走向主要有3組：NW組、NWW組、NNW組。

（3）節理

壩址區受NW向主干斷裂構造及河流岸坡卸荷作用的影響，巖體中北西向橫張結構面較發育，主要為順河向節理。壩址節理以中、陡傾角為主。

圖3 壩址節理等密圖（1608條節理）

4.1.4 水文地質

壩址區的地下水主要類型為基巖裂隙水，勘探未發現承壓水。壩址屬低山丘陵貧水區，岸坡上部地下水埋藏較深，受季節性影響較大。

4.1.5 物理地質現象

壩址河谷不斷下切，岸坡表部巖體主要沿順河向陡傾結構面產生卸荷、松動；大部分岸坡卸荷作用并不強烈。

壩址區崩塌、滑坡等物理地質現象不發育。

4.2 壩址比選

上壩址位于蘭溪口上游的坪內村河段，代表壩線位于⑤號沖溝上游側的山坡，地形較對稱。下壩址位于蘭溪口下游側的高坡村，壩線位于15○、16○號沖溝的下游側。上、下壩址工程地質條件比較見表1。

經充分比較上、下壩線的工程地質條件，認為上、下壩線兩岸地形基本一致，均可滿足建混凝土壩的要求，而上壩線河谷地形相對緊閉，巖層產狀對壩基抗滑穩定有利，巖體風化較淺，完整性較好；下壩線與進場公路接線相對較短，距選定的高坡混凝土人工骨料料源較近，但下壩線河谷相對較寬，右岸存在風化深槽，巖層產狀對壩基抗滑穩定不利。經綜合比較，認為上壩線優勢較明顯，故確定上壩線作為可行性研究階段的代表壩線。

5 結論

在分析區域地質背景、壩址區工程地質條件的基礎上，結合壩址區壩基穩定、水工布置及交通條件等，進行了壩址比選，認為上壩線河谷地形相對緊閉，巖層產狀對壩基抗滑穩定有利，巖體風化較淺，完整性較好，綜合比較后最終確定在上壩址位置修建大壩的方案。

表1 上、下壩線工程地質水文地質條件一覽表

目前白市水電站已投產運行，通過壩址區已揭露的工程地質條件分析，與前期勘察成果基本一致，取得了較好的經濟效益。

[1]貴州省地質礦產局.貴州省區域地質志[M].北京：地質出版社，1987.

[2]貴州省地礦局第二水文地質大隊.1∶50萬貴州省工程地質圖及說明書[K].1984.

[3]馬秉務.雞鳩水庫工程地質條件及壩址比選[J].水科學與工程技術，2015，01：76～78.

[4]李紅英，譚躍虎，李二兵.四川卡拉水電站壩址方案優選研究[J].地質與勘探，2012，05：1023～1028.

唐志政，男，助理工程師。

陳安心，男，教授級高級工程師。

TV223

A

2095-2066（2016）33-0104-02

2016-10-28

姜湘蘭，女，高級工程師。