長嶺崗水庫工程壩址選擇地質比較分析

姚東++肖群香++梁禮繪

摘 要：長嶺崗水庫工程位于云南省保山市，水庫所在區(qū)域水文地質條件復雜，存在巖溶區(qū)。在壩址選擇時，根據上、下游壩址的地形地貌條件和研究論證要求，開展了相應的勘探、試驗以及地質測繪等工作，通過巖溶影響、水庫滲漏、壩基滲漏和繞壩滲漏等問題的分析，考慮相應的防滲處理和邊坡穩(wěn)定加強措施的施工成本和實施難度，綜合比較推薦壩址位置。

關鍵詞：長嶺崗水庫 壩址選擇 地質 比較

中圖分類號：TV62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0080-02

1 工程概況

長嶺崗水庫工程位于云南省保山市隆陽區(qū)三太子河上，控制流域面積約16.3km2，是以農業(yè)灌溉為主、兼顧水庫下游農村人畜生活供水的綜合性水利工程。

長嶺崗水庫總庫容362.2萬m3，灌溉面積8115畝。工程規(guī)模為小（1）型，工程等別為Ⅳ等，樞紐主要建筑物包括攔河壩、溢洪道、輸水（兼導流）隧洞。攔河壩為粘土心墻堆石壩，最大壩高約79.5m。

2 區(qū)域地質概述

工程區(qū)地處滇西山地峽谷區(qū)之保山巖溶中山盆地亞區(qū)（Ⅱ6），屬高中山、中山地貌，分屬瀾滄江和怒江水系，全區(qū)地形切割劇烈，相對高差一般為300～500m，最大1400～1500m。

區(qū)內沉積構造出露較全，自古生界至新生界第四系均有分布。本區(qū)地層以海相碳酸鹽類為主，碎屑巖類次之。區(qū)內火成巖巖性以酸性侵入巖為主，其次是基性噴出巖，再次是酸性噴出和基性侵入巖。區(qū)內變質巖主要見于瀾滄群、勐統(tǒng)群及崇山群，巖性為變質砂巖、板巖、微晶片巖、片巖、變粒巖、片麻巖、大理巖，以區(qū)域變質為主，混合巖化僅局部出現，熱力變質較為普遍但不強烈，動力變質在各主要斷裂帶及各類巖石中均有不同程度的表現。

工程區(qū)處于青藏滇緬印尼巨型歹字型構造體系中段與經向構造體系相復合的部位，歹字型構造體系和經向構造體系占主導地位，零星的緯向構造體系在工程區(qū)亦有所表現。根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》（GB18306-2001），樞紐區(qū)50年超越概率10%的基巖場地地震動峰值加速度為0.20g，相應的基本地震烈度為Ⅷ度，地震動反應譜特征周期為0.45s，場區(qū)建筑物按Ⅷ度設防。

3 壩址比選

根據現場踏勘及初步勘探分析，初步選擇了兩個壩址，位于三太子河中上游，兩個壩址相距約2km。針對上、下壩址開展地質測繪、勘探等工作。綜合比較推薦壩址位置。

3.1 地形地貌

3.1.1 上壩址地形地貌

上壩址位于上游1號支溝溝口下游約750m的三太子河主河道上，壩段內河道較順直，總體自北西向南東流，勘察期間河水面寬1～3m，水深0.3～0.5m，河谷呈基本對稱的“V”型谷，兩岸地形坡度35°～45°，左右岸沖溝發(fā)育，左岸坡下部發(fā)育滑坡兩處，右岸坡中部、公路邊發(fā)育滑坡一處，均為淺表層滑坡。

3.1.2 下壩址地形地貌

下壩址位于下游2號支溝溝口下游約800m處的三太子河主河道上，壩址區(qū)河道呈“S”形，勘察期間河水面寬1～2m，水深0.3～0.5m，河谷呈“V”字型。左岸中下部地形坡度35°～45°，壩軸線上游約120m處發(fā)育28號沖溝，切割較深，溝底及岸坡下部地表裸露。左岸壩軸線下游側發(fā)育一滑坡（滑3），該滑坡體平面上呈長舌狀，坡面碎塊石、巨石堆積。右岸下部岸坡坡度70°～85°，局部近直立，坡面基巖裸露。

3.2 水庫區(qū)工程地質條件

3.2.1 上壩址水庫區(qū)

上壩址水庫區(qū)大部分為新生界第四系（Q）覆蓋，局部岸坡見基巖出露，主要地層為：（1）古生界寒武系上統(tǒng)核桃坪組淺灰、灰綠色板巖。（2）沙河廠組下段地層：下部一號巖組（∈3s1-1），以灰綠色、灰色粉砂質、灰質板狀頁巖為主，其間常夾灰?guī)r、泥質條帶灰?guī)r，薄-中厚層狀；上部二號巖組（∈3s1-2），以灰色鮞狀灰?guī)r為主，夾泥質條帶灰?guī)r和泥質灰?guī)r。

庫區(qū)主要發(fā)育Fg1斷層，區(qū)內總體產狀為30°N到40°W，NE∠70°～75°，主要沿河谷向下游延伸發(fā)育，貫穿庫區(qū)及壩址，斷層破碎帶寬6～8m，由糜棱巖、碎裂巖、構造角礫巖等組成，膠結差，該斷裂為壓扭性右旋斷裂，后期具張性特征，延伸長度約5km，斷裂兩側拖曳褶曲及次一級旁側構造發(fā)育，巖層產狀變化較大。

上壩址水庫區(qū)水文地質條件較簡單，根據分析判斷，三太子河為本區(qū)最低排泄基準面，兩岸地下水補給河水。

水庫兩岸地形條件較好，向兩岸滲漏的可能性小。但受斷層Fg1構造的影響，庫水沿斷層帶及其影響帶向下游滲漏可能性大，應采取適當的防滲處理措施，此為上壩址水庫區(qū)的主要工程地質問題。

3.2.2 下壩址水庫區(qū)

下壩址水庫區(qū)地表大部分為新生界第四系覆蓋，主要分布地層為：（1）寒武系上統(tǒng)沙河廠組下段，巖性分布同上壩址。（2）奧陶系施甸組（O2s）：灰綠、灰、黃綠色粉砂巖、頁巖為主間夾少量薄層狀泥灰?guī)r，薄-中厚層狀。

工程區(qū)發(fā)育一條近東西向的區(qū)域性壓扭性斷裂龍家灣斷裂（F6），為工程區(qū)控制性斷裂，區(qū)內總體產狀為70°N到80°W，NE∠75°～90°，斷層破碎帶寬15～30m，由碎裂巖、糜棱巖、碎塊巖、斷層角礫巖、斷層泥及構造透鏡體等組成，膠結較差，區(qū)域上延伸長度約13km。該斷層在下壩址壩軸線上游約350m處被一條后期發(fā)育的北西向次級Fg1斷裂錯斷，錯斷距離約200m，其南東段沿三太子河河谷經下壩址后向下游延伸，北西段沿右岸2號支溝的右岸岸坡上部向NWW向延伸出工程區(qū)。

右岸鉆孔的地下水位比河中孔的地下水位高約55m，比左岸鉆孔的地下水位高約40m，右岸地下水位線較陡，而左岸地下水位線低平。河床地下水深埋于河床之下，垂直埋深約60m。下壩址水庫區(qū)的地表水及地下水的總體補排關系為：大氣降水一部分直接補給地下水，一部分以地表徑流的形式補給河水，河水經構造帶及其影響帶中的導水通道向左岸可溶巖區(qū)補給，樞紐區(qū)右岸非可溶巖區(qū)的地下水直接向左岸巖溶區(qū)補給，可溶巖區(qū)地下水沿可溶巖深部或構造沿線的規(guī)模較大的溶蝕裂隙及管道向下游排泄，形成地下暗河，最終由龍王塘出水點流出地面。endprint

下壩址水庫區(qū)存在向水庫下游滲漏問題，其滲漏類型主要有兩個：一是以巖溶裂隙、管道為主要滲漏通道的溶隙—管道型滲漏；二是以構造破碎帶及構造裂隙為滲漏通道的裂隙型滲漏。

3.3 樞紐工程地質條件

3.3.1 上壩址樞紐工程地質條件

壩址左岸為寒武系核桃坪組板巖，右岸壩肩以下為寒武系上統(tǒng)沙河廠組下段下部板狀頁巖，下段上部鮞狀灰?guī)r段分布于壩頂以上，以中等傾角斜插向山內。

壩址區(qū)地質構造較發(fā)育，有Ⅱ級結構面Fg1經河床部位，順河道向上下游延伸，壩址區(qū)破碎帶寬6～8m，由構造角礫巖、糜棱巖、碎裂巖等組成，膠結較差，具有一定透水性。樞紐區(qū)次級結構面及小褶皺較發(fā)育，主要為Ⅲ級結構面。Ⅳ級結構面次發(fā)育，主要為層間小擠壓面，Ⅴ級結構面主要為層面、節(jié)理。樞紐區(qū)巖體破碎，地層產狀變化較大。壩址區(qū)物理地質現象主要表現為風化、滑坡、泥石流和巖體卸荷。

上壩址水文地質條件較簡單，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，樞紐區(qū)基巖透水性亦較強，強、弱風化帶以中等透水性為主。根據鉆探揭露，樞紐區(qū)地下水位總體較低平，存在沿河谷向下游滲漏及壩基滲漏問題。

3.3.2 下壩址樞紐工程地質條件

左岸為寒武系上統(tǒng)沙河廠組下段上部鮞狀灰?guī)r夾板狀頁巖，右岸為奧陶系中統(tǒng)施甸組粉砂巖、頁巖。

下壩址樞紐區(qū)地質構造發(fā)育，有區(qū)域性斷裂F6經河床部位，順河道向上下游延伸。Fg1經右壩肩上部通過，壩址區(qū)次級構造及節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎。水庫區(qū)物理地質現象主要表現為風化、滑坡、泥石流和巖體卸荷。

河水經構造帶及其影響帶中的導水通道向左岸可溶巖區(qū)補給，樞紐區(qū)右岸非可溶巖區(qū)的地下水直接向左岸巖溶區(qū)補給，沿可溶巖深部或構造沿線的規(guī)模較大的溶蝕裂隙及管道向下游排泄，存在嚴重的巖溶滲漏問題。受斷層帶影響，也存在沿河谷斷層及其影響帶向下游滲漏問題，同時右岸也存在壩基滲漏和繞壩滲漏問題。防滲治理難度很大，投資很高，工程風險大。

3.4 壩址比選

根據以上分析，對兩個壩址地質比較結論如下。

（1）上壩址庫盆和樞紐區(qū)巖性以板巖、板狀頁巖為主，相對隔水性較好，有順河向斷裂Fg1通過壩址河床部位，受斷層影響，上壩址基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，存在壩基滲漏和繞壩滲漏問題，只能采用懸掛帷幕灌漿，灌漿深度較大，工程造價較高。下壩址庫盆及樞紐區(qū)左岸為鮞狀灰?guī)r地層，受順河向及右壩肩部位區(qū)域性構造影響，兩岸巖體破碎，且左岸巖溶發(fā)育。經地質調查初步判定，下壩址存在水庫區(qū)及樞紐區(qū)巖溶滲漏問題，其巖溶管道發(fā)育復雜，且位置難以確定，處理難度極大。此外，右岸還存在壩基滲漏及繞壩滲漏問題。

（2）上壩址地下水位低平，但總體為地下水向河流方向補給，相對易于做壩基防滲處理。下壩址地下水位深埋于河床之下，致使該段地表河流成為懸河，難以處理。

（3）雖然有Fg1斷層通過上壩址壩基河床部位，可能存在一定的斷層帶物質進行掏挖置換問題，但斷層破碎帶寬度有限，壩基開挖和置換深度有限，相對易于處理，且不存在明顯的壩基抗滑穩(wěn)定問題。下壩址壩基部位發(fā)育寬約30m的F6斷層破碎帶，難以全部挖除，處理難度相對較大。此外，右壩基部位Fg1斷層發(fā)育較寬，且旁側發(fā)育有分支斷裂，致使壩肩部位巖體完整性較差。

從工程地質條件相關因素分析，上壩址優(yōu)于下壩址。

4 結語

長嶺崗水庫工程區(qū)地質條件復雜，存在可溶巖，庫區(qū)成庫條件、水庫滲漏與壩址防滲處理措施、效果及成本對壩址選擇起著至關重要的作用，因此，本工程針對兩個壩址的地形地質條件進行了充分分析比較，推薦采用上壩址，做到盡量避開灰?guī)r區(qū)等不利于水庫建設的不利地質因素。

參考文獻

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