賴子河水庫壩址區工程地質條件評價及其選擇分析

【摘要】本文以賴子河水庫建設為例，通過對其壩址區工程地質條件進行勘察，明確其地形地質條件、壩基巖土體、壩基抗滑穩定、壩基及壩肩滲漏等相關信息，就其地質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；地質條件；評價

1、引言

賴子河水庫壩址位于威寧縣爐山鎮溪街村新房子處的賴子河河段，地理位置為東經104°20′～104°30′，北緯26°45′～27°55′，距上游爐山鎮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劃報告》擬定正常水位，賴子河水庫修建后將對爐山鎮趙家院子、蔡家院子、灣子頭和查爾巖等村民組產生部分淹沒和影響。擬建的賴子河水庫是一座以灌溉、供水、防洪和發電為一體的綜合利用水利工程。

2、工程地質條件

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左右的凝灰巖。河床內為第四系沖積層，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的巖土層具體構成情況基本同下壩址區。具體構成情況如下：（1）二疊系上統峨眉山玄武巖組（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 地質構造

2.3.1 上壩

上壩址無斷裂地質構造發育通過；上壩址玄武巖中節理裂隙發育，發育密度較高，巖層無溶蝕現象，基本上同下壩址節理裂隙發育一致。主要有兩個方向發育，第一組節理裂隙產狀為走向165～170°，傾向255～260°，傾角為75～80°或近直立；第二組節理裂隙產狀為走向65～80°，傾向155～170°，傾角近直立。

2.3.2 下壩

下壩址無區域性斷裂地質構造發育通過，主要有兩個方向發育，第一組節理裂隙產狀為走向170°，傾向260°，傾角為70～80°或近直立；第二組節理裂隙產狀為走向65～80°，傾向155～170°，傾角近直立。節理裂隙向下延伸深度大，大部分節理裂隙內無充填物，呈閉合狀，向下延伸到微風化和新鮮基巖后，裂隙逐漸尖滅，少數節理裂隙內偶有充填物。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的孔隙水和基巖內的裂隙水，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，根據鉆孔壓水試驗，壩軸線中等透水帶以上（10lu

2.4.2 下壩

根據勘察，下壩址無巖溶發育。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，根據鉆孔壓水試驗，壩軸線中等透水帶以上（10lu

3、壩址工程地質條件評價

3.1 上壩址工程地質條件評價

3.1.1 壩基（肩）巖土體穩定性評價

（1）壩基穩定性。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。上壩址主要結構面為層面，傾向上游偏右岸，對壩基穩定有利，壩區無大的斷裂構造發育，壩基穩定條件較好。

（2）壩肩穩定性。上壩址主要結構面為層面，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，右岸壩肩穩定條件相對較好；左岸壩肩因層面傾向上游偏右岸，玄武巖風化較強且覆蓋層較厚，左岸壩肩穩定條件較差，施工時應注意對局部不穩定塊體進行支護。

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 下壩址工程地質條件評價

3.2.1 壩基（肩）穩定條件

（1）壩基穩定性。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。下壩址主要結構面為層面，傾向上游偏右岸，對壩基穩定有利，壩區無大的斷裂構造發育，壩基穩定條件較好。

（2）壩肩穩定性。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理裂隙發育影響，壩肩玄武巖巖體存在不利結構面組合，造成巖體完整性較差，易引起壩肩穩定問題，可采取適當工程措施進行處理，確保兩壩肩巖體總體上穩定。在壩址區范圍內無斷層破碎帶，無劇烈不良物理地質現象。區域構造對壩基、壩肩的穩定性影響較小。

3.2.2 壩基滲漏和壩肩繞滲條件

壩址區無不良地質構造破碎帶，無巖溶現象，水文地質條件簡單，出露玄武巖地層雖屬弱透水巖層，但強風化巖層中節理裂隙發育，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理裂隙及壩體與壩基接觸面向下游產生滲漏。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k建議取值為：2～3×10-4cm/s。

4、結語

上壩址與下壩址的水文地質和工程地質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，下壩址水文地質與工程地質條件總體優于上壩址；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較大淹沒損失。從本工程實際情況出發，綜合本工程經濟效益、社會效益等因素，本次可研階段根據地質條件推薦選定下壩址。

參考文獻：

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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與工程地質工作。