賴子河水庫壩址區(qū)工程地質(zhì)條件評價及其選擇分析

【摘要】本文以賴子河水庫建設為例，通過對其壩址區(qū)工程地質(zhì)條件進行勘察，明確其地形地質(zhì)條件、壩基巖土體、壩基抗滑穩(wěn)定、壩基及壩肩滲漏等相關信息，就其地質(zhì)情況進行了評價分析，從而選擇出最適宜的大壩建設壩址位置與方案。

【關鍵詞】水庫；壩址；地質(zhì)條件；評價

1、引言

賴子河水庫壩址位于威寧縣爐山鎮(zhèn)溪街村新房子處的賴子河河段，地理位置為東經(jīng)104°20′～104°30′，北緯26°45′～27°55′，距上游爐山鎮(zhèn)6km，距威寧縣城33km，爐山～水城公路從水庫壩址處通過，交通條件較好。壩址處河床高程1853.00m，按照《三岔河干流威寧二塘河流域綜合治理規(guī)劃報告》擬定正常水位，賴子河水庫修建后將對爐山鎮(zhèn)趙家院子、蔡家院子、灣子頭和查爾巖等村民組產(chǎn)生部分淹沒和影響。擬建的賴子河水庫是一座以灌溉、供水、防洪和發(fā)電為一體的綜合利用水利工程。

2、工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

2.1.1 上壩

上壩左岸在1900m高程以下地形坡度較陡，在公路以下坡角為42°；右岸在1895m高程以下地形坡度較陡，坡角為46°，上部地形稍緩，坡角為14～18°；河面高程1861.65m，河谷寬35m，壩址河谷在1895.7m高程的寬高比為3.3。左岸都折溝河谷較寬，溝谷坡降平緩，兩岸植被較差。

2.1.2 下壩

下壩兩岸坡山體地形坡度較陡，其中在1890m高程以下地形坡度較陡，基巖裸露；地形為淺切中山地形，河谷地形呈較寬緩的“V”形谷，河床沖積層厚度達8.8m。右岸坡在1889.5m高程修建有一條通鄉(xiāng)油路，寬9m左右。

兩岸地貌主要為侵蝕切割形成的尖棱狀山脊地貌，為侵蝕構(gòu)造類型。下壩址河面高程1858.60m，河面寬43m；壩線位置河谷地形在1894.5m高程時寬高比為3.0，下壩址河流位于二塘向斜北東翼，靠二塘向斜軸部發(fā)育。

2.2 地層巖性

上壩址出露地層為二疊系峨嵋山玄武巖組（P2β）地層，巖性為深灰、暗綠色細粒至細晶玄武巖，左岸夾有厚度為3.5m左右的凝灰?guī)r。河床內(nèi)為第四系沖積層，厚度達6.6～8.1m，沖積層成分為塊石、砂卵石層、粉細沙和淤泥等；兩岸坡在河床高程1861.65m至1910m高程之間覆蓋層很薄，大部基巖裸露，在1910m高程以上地段存在第四系殘坡積層，最大厚度為8m，一般3～5m，殘坡積層為粘土夾大量碎石。賴子河水庫上壩址區(qū)的巖土層具體構(gòu)成情況基本同下壩址區(qū)。具體構(gòu)成情況如下：（1）二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2β）：厚度10～1294m。（2）第四紀覆蓋層（Q4）：在河谷兩岸坡上為殘坡積層，成分為褐黃褐色的含碎石粘土。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

2.3.1 上壩

上壩址無斷裂地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育通過；上壩址玄武巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，發(fā)育密度較高，巖層無溶蝕現(xiàn)象，基本上同下壩址節(jié)理裂隙發(fā)育一致。主要有兩個方向發(fā)育，第一組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為走向165～170°，傾向255～260°，傾角為75～80°或近直立；第二組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為走向65～80°，傾向155～170°，傾角近直立。

2.3.2 下壩

下壩址無區(qū)域性斷裂地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育通過，主要有兩個方向發(fā)育，第一組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為走向170°，傾向260°，傾角為70～80°或近直立；第二組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為走向65～80°，傾向155～170°，傾角近直立。節(jié)理裂隙向下延伸深度大，大部分節(jié)理裂隙內(nèi)無充填物，呈閉合狀，向下延伸到微風化和新鮮基巖后，裂隙逐漸尖滅，少數(shù)節(jié)理裂隙內(nèi)偶有充填物。地表巖層呈強風化狀，巖體一般較破碎，多呈塊狀。

2.4 水文地質(zhì)條件

2.4.1 上壩

上壩址地下水類型為賦存于第四系堆積層內(nèi)的孔隙水和基巖內(nèi)的裂隙水，弱風化至微風化的玄武巖巖層具有很好的隔水性能。壩區(qū)強含（透）水層（帶）的洪沖積層厚度一般6.0～8.0m，第四系松散層主要為殘坡積含碎石粘土，透水性也較強。下伏基巖上部巖體透水強～中等，根據(jù)鉆孔壓水試驗，壩軸線中等透水帶以上（10lu

2.4.2 下壩

根據(jù)勘察，下壩址無巖溶發(fā)育。下壩址強含（透）水層（帶）的洪沖積層厚度一般6.0-8.0m，第四系松散層主要為殘坡積含碎石粘土，透水性也較強。下伏基巖上部巖體透水強～中等，根據(jù)鉆孔壓水試驗，壩軸線中等透水帶以上（10lu

3、壩址工程地質(zhì)條件評價

3.1 上壩址工程地質(zhì)條件評價

3.1.1 壩基（肩）巖土體穩(wěn)定性評價

（1）壩基穩(wěn)定性。上壩址大壩壩基持力層為玄武巖的微風化層，巖石堅硬致密，承載力較高，壩基沉陷變形將很小。上壩址主要結(jié)構(gòu)面為層面，傾向上游偏右岸，對壩基穩(wěn)定有利，壩區(qū)無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，壩基穩(wěn)定條件較好。

（2）壩肩穩(wěn)定性。上壩址主要結(jié)構(gòu)面為層面，傾向上游偏右岸且傾角較緩，有壩肩基巖出露，巖體完整性相對較好，右岸壩肩穩(wěn)定條件相對較好；左岸壩肩因?qū)用鎯A向上游偏右岸，玄武巖風化較強且覆蓋層較厚，左岸壩肩穩(wěn)定條件較差，施工時應注意對局部不穩(wěn)定塊體進行支護。

3.1.2 壩基滲漏和壩肩繞滲條件

上壩址壩基巖體上部風化較強，下伏基巖上部巖體透水強～中等，中等透水帶以上（10lu

3.2 下壩址工程地質(zhì)條件評價

3.2.1 壩基（肩）穩(wěn)定條件

（1）壩基穩(wěn)定性。下壩址大壩壩基持力層為玄武巖的微風化層，巖石堅硬致密，承載力較高，按設計高度修建大壩后，壩基沉陷變形將很小，能滿足壩基承載變形要求。下壩址主要結(jié)構(gòu)面為層面，傾向上游偏右岸，對壩基穩(wěn)定有利，壩區(qū)無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，壩基穩(wěn)定條件較好。

（2）壩肩穩(wěn)定性。修建拱壩后，兩壩肩巖體在大壩推（壓）力的作用下，通過兩壩肩平切圖分析，受巖層層面、軟弱夾層和巖石中節(jié)理裂隙發(fā)育影響，壩肩玄武巖巖體存在不利結(jié)構(gòu)面組合，造成巖體完整性較差，易引起壩肩穩(wěn)定問題，可采取適當工程措施進行處理，確保兩壩肩巖體總體上穩(wěn)定。在壩址區(qū)范圍內(nèi)無斷層破碎帶，無劇烈不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)域構(gòu)造對壩基、壩肩的穩(wěn)定性影響較小。

3.2.2 壩基滲漏和壩肩繞滲條件

壩址區(qū)無不良地質(zhì)構(gòu)造破碎帶，無巖溶現(xiàn)象，水文地質(zhì)條件簡單，出露玄武巖地層雖屬弱透水巖層，但強風化巖層中節(jié)理裂隙發(fā)育，透水性強，建壩時應予清除。設計中采用玄武巖的微風化層和新鮮巖層作為隔水層，該隔水層完整性較好，埋深較淺，不存在大的滲漏問題。由于玄武巖微風層中仍有少量節(jié)理裂隙存在，水庫蓄水后，庫水會沿壩基微風化層中的少量節(jié)理裂隙及壩體與壩基接觸面向下游產(chǎn)生滲漏。應加強壩基和壩肩的防滲工作。玄武巖微風化層的滲透系數(shù)k建議取值為：2～3×10-4cm/s。

4、結(jié)語

上壩址與下壩址的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件都可以滿足本次設計的建壩要求。上壩址的地形條件較下壩址的地形條件差，下壩址水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件總體優(yōu)于上壩址；并且上壩址在控制高程下庫容較小，工程建設中擋水壩體工程量較下壩址多，如增加庫容提高蓄水位將涉及爐山鎮(zhèn)較大淹沒損失。從本工程實際情況出發(fā)，綜合本工程經(jīng)濟效益、社會效益等因素，本次可研階段根據(jù)地質(zhì)條件推薦選定下壩址。

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作者簡介：陳俊武，男，（1974-），貴州省赫章縣人，本科，高級工程師，主要從事水利水電工程的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)工作。