浯溪水电站厂房岩溶地质基础处理措施

邓志林 王旭斌 曾晓阳

（浯溪水电站 祁阳县 426100）（湖南省水利水电勘设测计研究总院 长沙市 410007）

1 工程概况

浯溪水电站位于湘江干流中上游湖南省永州市祁阳县境内，上距永州市53 km，下距祁阳县城2.5 km。本工程是湘江干流流域规划11个梯级中的第五级，是一个以发电为主，兼有旅游、航运、灌溉、交通及城市开发建设等综合利用的水电工程。坝址控制流域面积23 380 km2，坝址多年平均流量697 m3/s。总库容2.757亿m3，正常蓄水位88.5 m，相应库容1.778亿m3，电站总装机容量为100 MW，设计水头9.7 m，为径流式低水头电站，年发电量3.955亿kW·h。枢纽工程由左岸土坝、厂房、溢流坝、船闸、右岸土坝等建筑物组成，坝顶全长910.2 m，呈一字型拦河布置。河床式电站厂房布置在河床左侧，安装4台灯泡贯流式水轮机发电机组。

2 厂房基础岩溶地质情况

厂房位于河床左侧及左岸Ⅰ级阶地上，河床左侧高程75.0 m，左岸Ⅰ级阶地阶面高程88.26 m，地形平坦。河床上部为砂卵砾石，粒径一般（3～8）cm，结构松散，含泥量少，强透水性；Ⅰ级阶地上部为灰黄色壤土、可塑，厚度8.0 m，中部为粉细砂，松散，厚度1.5 m，下部为砂卵砾石，中密，含少量泥质，中等透水性，厚度（8～11）m。基岩岩性：河床左侧及距河床左侧约75 m处为泥盆系上统佘田桥组：灰、深灰色厚至巨厚层状灰岩、白云质灰岩夹炭质灰岩、生物碎屑灰岩、含泥质灰岩。岩层产状：N30°～60°W·SW∠18°～28°，单斜状，倾向上游偏右岸。厂区内开挖揭 露 F9、F10 两条断层，F9 断层产状：N50°～70°W·NE∠60°～70°，破碎带宽（1～2.5）m，破碎带物质为角砾岩、碎裂岩，断层面上擦痕、阶步明显，沿断层附近发育溶洞；F10 断层产状：N65°～80°E·NW∠75°～85°，岩溶强发育。 主要节理裂隙有NW向及NE向两组，二者成“X”型展布，倾角分别为 30°～35°及 70°～80°。 岩溶发育的主要特征是：1.平面上随机分布，剖面上是上宽下窄，浅部（40 m高程以上）多而无或半充填，深部（20 m～40 m高程）少并充填砾石或粘土。2.受构造控制，如受F10断层控制的1＃机组一带溶洞底板高程在41.73 m充填很少，而到2＃、3＃机组处以串珠状展布，溶洞底板高程可达36.03 m，洞内充填砂砾石，含少量泥，结构松散，透水性较强；厂房区沿F100断层带形成一顺河向长近 70 m，宽（10～15）m，深度达（16～25）m的强岩溶带。3.受岩性控制，厂房区由于岩层可溶性存在一定差异，在强可溶层与相对弱可溶层之间，沿强可溶层形成一定规模的层间溶蚀带，在63.0 m高程以上充填砂、砂砾石，含泥很少，平面上、剖面上的连通性都比较好，63 m高程以下倒以半充填为主要特征，各向连通性相对较差。

3 厂房岩溶地质处理措施

3.1 基础渗漏水处理

（1）施工期厂房围堰基础防渗处理。

围堰基础采用帷幕灌浆和高喷灌浆，灌浆孔沿围堰轴线布置，在岸坡形成封闭。纵向围堰基础采用帷幕灌浆，孔距2.5 m，帷幕顶部与粘土心墙搭接1 m，底部按透水率q〈10 Lu、高程不低于53 m（厂房最低开挖高程54.9 m）控制，并对溶洞段进行双液灌浆，纵向围堰中段基础开挖较深部位进行加密布孔补强等灌浆处理。上、下游横向围堰及岸坡岩基以上粉细砂、砂卵砾石层采用高压摆喷灌浆，孔距按1.5 m布置，高喷上、下部分别与土层和基岩搭接0.5 m。

（2）厂房基础开挖过程中遇到溶洞渗、冒水处理：在溶洞渗、冒水较小的部位，用铁管将水引出工作面并在管的出水口安装闸阀，待基面混凝土浇筑完毕后再将闸阀关闭；在溶洞冒水较大的部位，先采用回填碎石，将冒水流速降下来，然后在冒水点集中位置安装铁箱，用铁管从铁箱中将水引出工作面并在管的出水口安装闸阀，待基面混凝土浇筑完毕后再将闸阀关闭，最后对厂房基础全部作回填灌浆处理，回填灌浆孔孔距为1.5 m，孔深（5～10）m，灌浆压力采用 0.6 MPa。

3.2 厂房基础处理

（1）一般地质条件处理措施。

对溶沟、溶槽较小部位进行刻槽深挖回填混凝土塞处理，并在回填混凝土中加入适量的水玻璃和膨胀剂，加快混凝土凝结时间，提高混凝土密实度。

（2）特殊地质条件处理措施。

a.厂房1＃机基础F10断层处理：F10断层沿上游的右侧向下游偏左方向贯穿 1＃机基础，破碎带宽（1～1.8）m，沿断层带形成的强岩溶区宽度（6～8.9）m，岩溶发育深度在高程▽36 m左右，断层内充填粘土夹少量砾石，结构松散，沿裂隙透水强烈。为保证厂房结构的安全稳定，沿断层破碎带先采用刻槽深挖、底部压块石至水面、再回填C15混凝土的处理措施，然后针对断层不同部位的地质条件采用如下处理措施：

甲 1 块 （B0+380.3～B0+397.8、L0-45.86～L0-24.25）基础，沿断层带发育的溶沟、溶槽分布相对分散，宽度不大，基础清理好以后，先浇筑1.0 m厚C15混凝土垫层，在垫层上布置钢筋网，主筋采用Ф32@200 mm（左右向），分布筋采用Ф25@200 mm，再浇筑C20混凝土至设计开挖高程。

乙 1 块 （B0+380.3～B0+397.8、L0-24.25～L0-08.35）基础，沿断层带发育的溶沟、溶槽分布相对集中，宽度大，在C15垫层混凝土浇筑至高程53.9 m后，左右向布置3根C25混凝土基础梁（12 m×1 m×1 m、长×宽×高），间距 3.975 m，主筋采用5Ф32，待梁浇筑好后，周边回填C20混凝土至设计开挖高程。

丁 1 块（B0+380.3～B0+397.8、L0-08.35～L0+022.91）基础，沿断层带发育的溶槽宽度达8m左右，深度较深，溶槽左右两侧边坡较陡（65°左右），且较规则平整，适合作混凝土拱的基础处理措施，溶槽内清基至高程51 m后，压块石至高程54.5 m，以上做C20混凝土拱至设计开挖高程，拱顶高程为56 m，混凝土拱主筋采用Ф32@200 mm（左右向），分布筋采用Ф25@200 mm。

b.厂房4#机组段F9断层处理：F9断层从厂房4#机组段上游的右侧向下游偏左进入厂房底部基础，该部位在开挖过程中出现较大渗水，为防止围堰基础发生管涌，先将该部位的渗漏水引出，快速进行混凝土覆盖至设计开挖高程，再在覆盖混凝土的表面加铺一层Ф28@200钢筋网，纵横向钢筋两端均要求伸出断层影响带以外（1.5～2.0）m。

目前，浯溪水电站已蓄水发电，根据厂房内部观测数据分析，满足规范和设计要求，厂房基础未出现异常情况，从而证实了前期地质工作的扎实性和处理措施的合理性与实用性，也给强岩溶地基处理拓宽了思路。