基于地質構造的水庫選址研究

楊晨 秦鳳艷 陳輝 張訓利 徐志遠

摘要：不同的地質構造、地質特征將會對水庫修建產生不同的影響。本文以佛子嶺水庫為例，分析地形地貌、地層巖性對水庫建造的影響，重點探討水文地址條件對壩址的選擇的影響。針對各種地質條件綜合論述，分析適合建造水庫的地形條件，并對水庫不同地質條件下可能形成的滑坡進行分析，探索合理的工程防護措施。

關鍵詞：地質構造;地質地貌;水庫壩址;滑坡

Abstract：?Different?geological?structures?and?geological?characteristics?will?have?different?effects.?This?paper?analyzes?how?to?construct?different?landforms，?the?influence?of?lithology?on?reservoir?construction，?and?the?effect?of?hydrological?location?on?dam?site?selection.?We?will?comprehensively?discuss?the?above?conditions，?analyze?the?terrain?conditions?most?suitable?for?the?construction?of?the?reservoir，?and?analyze?the?different?geological?types?of?landslide?mass?of?the?reservoir，?so?as?to?find?out?the?reasonable?protection?measures.

Key?words：?Geological?structure; Reservoir?dam?sit; Geological?landformse; Landslide

0 引言

佛子嶺水庫始建設于二十世紀五十年代。水庫興建于1952年1月，1954年11月竣工，歷時2年10個月，集水面積1840 平方公里，總庫容4.96億立方米，相應洪水位 130 米，汛 期興利庫容 1.2 億立方米。水庫位于淠河上游，在虎山縣城西南方17公里處。白霞洞處，經橫排頭正陽關進入淮河。工程區構造活動相對穩定，地震活動弱，庫區沒有誘發較強地震的地質構造背景[1]。佛子嶺水庫儲存大量水資源于淠河內，既起到了防洪標準，也存儲的主流淠河的水資源。在淠河流域灌溉發展迅速，沿河大量的灌溉項目已建成。

1水庫工程地質條件

1.1地質構造

大別山地區的地質構造為一種斷裂構造，區域內斷裂構造及發育規模都比較大，區域主體構造程北西西走向。山地中陡坡較多，地形復雜，由于不斷的斷層運動，坡的方向經常發生改變。大別山地勢高，南北水系比較發達，各自注入長江和準河，故在山地的南北側建造了很多水庫。

1.2地層巖性

水庫壩址主要地層為三疊系第四系，局部巖體存在鈣化現象，巖體的結構不夠完整，抗滑、抗變形性能力受結構面和巖塊間嵌合力控制。三疊系主要為薄層粉砂質泥巖。在河左側，壩基河床覆蓋層由粉砂礫和漂礫組成。第四系（Q4）松散覆蓋層主要為河流沉積和人工沉積。河流沉積層厚0～5米，由礫石和塊石組成。局部河床可見基巖，不密實，分布于壩址以上岸坡寬緩地帶。[2][3]

1.3水文地質條件

大壩地區的地下水主要是孔隙水和裂縫水，這個流域的水位遠遠高于正常水位。根據鉆孔觀測，該區域的水位比通常的蓄水位置高約20米。經過對于水質分析，該處水和淺層地下水不會腐蝕混凝土，對結構有一定的影響。通過注水和水壓測試，強、弱的風化的巖體的滲透性中等，弱的風化的巖體弱以微小透水為主。總的來說，巖體的滲透性隨著深度的增加而降低。壩址右岸巖體風化較深，滲透性強，下游側發育一條小沖溝，因此可能存在繞壩滲漏問題。

2地質條件對水庫的建造的影響

2.1壩基地質條件分析

水庫壩址右岸覆蓋層較厚，邊坡為下坡。邊坡坡度與巖層大致相同，基坑邊坡高，結構中存在邊坡穩定性問題。軟弱結構面在壩基右壩肩上發育，延伸至壩基。壩址左岸山脊較薄，壩體周圍有滲漏。壩址右岸巖體風化較深，透水性較好。下游有一個小沖溝，大壩周圍有滲漏。下壩址有兩層薄砂巖和粉砂質泥巖互層，巖體強度較低。右壩肩是軟弱的結構面，壩址左岸為凸脊，順層滲漏。

2.2潛在滑坡體的邊界條件

水庫溢洪道右岸可能發生滑坡，斷層把滑坡分成兩部分，滑塌體前緣可分為南北兩部分。

北段前緣位于溢洪道右翼墻頂部。通過數據分析，翼墻無移動趨勢，南段前緣位于溢洪道進口平臺東坡坡腳，滑坡后緣為陡坡。根據調查資料，滑坡滑動面為弱強風化安山巖斑巖，為淺層滑動。

2.3潛在滑坡體的現狀分析

水庫潛在滑坡體位于溢洪道右側，安山巖斑巖風化嚴重，地質條件復雜，地質災害風險大，導致破壞程度大，目前部分塌方情況已基本穩定，但在連續降雨的情況下，可能發生塌方等地質災害，嚴重時將阻止塌方溢洪道等溢洪道的影響，威脅水庫安全運行。

2.4防護措施

安徽省在地質環境監管與測量方面積記錄了大量數據，特別是安徽省淮北平原地下水動態監測始于1983年，時至今日約已記錄了上百萬組的地下水動態監測的數據、3000多個地質災害隱患點調查資料等，由于這些數據分散在全省各單位的多個職能部門中，職責管理較為混亂，并且職能機構缺少聯合機制，造成數據無序分散，難以發揮出其在山體防護等自然災害防護中的借鑒、預防的使用價值。[5]

根據對以往滑坡地質災害的分析，70%左右的滑坡災害是由地表水過多所引起的。在處理地表水的過程中，合理的攔截、引導地表水是十分必要的。根據滑坡處附近地質情況和水的流動方向來阻攔地表水，以免水體再次流入，又造成滑坡。建截水盲溝，可以封堵滑坡區周圍的地下水。另外，通過設置盲溝，可以將地下水從滑坡區域分離出來。建造堅固的擋土墻工程?；聟^陡坡坡腳宜設置抗滑樁和抗滑擋土墻。施工應遵循防滑結構的施工要求，規范施工，減輕斜坡的重量。觀察滑坡區邊坡情況，通過改善邊坡形狀，降低缺乏抗滑性能的邊坡重心，提高邊坡穩定性。[4]

滑坡的厚度不同。在工程處理過程中，可在溢洪道右墻上搭設平臺，清除塌方泥沙。它能切割斷層上盤基巖，減輕荷載，清理危巖體，整平邊坡，保護邊坡不受水侵蝕。潛在滑坡下伏巖體主要為弱風化安山巖斑巖巖體。通過設置擋土墻，來防止潛在的滑坡滑動。為了達到一定的生態和經濟效益，可以巧妙地將將高邊坡滑坡防治與坡面柔性防護有機結合在一起，既達到防治邊坡滑動的目的，又可美化環境，同時可抵抗邊坡體的外力變形和構件破壞。對邊坡體表層巖土起框箍作用，科學有效地避免潛在的滑坡危害。[6]

3結論

通過對選取水庫的壩址工程地質條件的分析，可以看出壩基工程地質條件良好，兩側河流寬闊，河床表層土層和岸坡不厚，風化巖體不深。軟弱圍巖作為壩基的承重層，可以滿足設計荷載要求。壩址的主要優點是渠道順直，巖石強度高。其缺點是右岸壩周滲漏，巖體風化深，地下水位線較深，巖體滲透能力強，邊坡向下，施工開挖量大，軟弱結構面發育，抗滑穩定潛力大。下壩址的優點是覆蓋層薄，巖石風化弱，地下水位淺，巖石滲透性弱。其缺點是河道彎曲，壩體周圍有滲漏，右岸下坡，工程量大，結構面薄弱，存在抗滑穩定問題。

參考文獻

[1]陳凱.某水庫壩址區工程地質條件分析與壩址[J].廣西水利水電，2020，（4）：17-19，23

[2]熊燦娟，唐瑤，陶先智.某水庫工程地質條件評價[J].科技經濟導刊，2019，（25）：103，102.

[3]唐瑤， 熊燦娟， 陳麗，等. 董柏材某水庫壩址區工程地質條件及評價[J].河南科技，2020，（19）：67-69

[4]水利水電工程地質勘察規范[S].GB50487-2008

[5]蔣金柱 ，蔣艷嬌. 安徽省地質環境信息化建設探討[J].安徽地質，2020，30（3）：230-232

[6]吳偉民.水庫近壩庫岸滑坡段治理工程設計與優化[J].小水電，2020，（6）：38-41

作者簡介：楊晨，1999.10，女，漢族，安徽阜陽，在讀本科學士，皖西學院建筑與土木工程學院，研究方向：工程地質問題及地質災害分析，安徽省六安市月亮島皖西學院.

項目基金：省級創新訓練項目（S202010376028）;省級課程思政示范課程（2020szsfkc0953）;省級重大教研項目2020jyxm2153）;省級教學團隊（2018jxtd140，2020jyxm2153，2020kcszjxtd83）;省級重點教研項目（2020jyxm2144）;安徽高校自然科學研究項目（KJ2018A0412，KJ2019A0623）.

（皖西學院 建筑與土木工程學院 安徽 六安 237000）