夏杂的地质条件

中国三峡集团新闻中心 王 波

坝区区域地质构造。资料图片

向家坝水电站的前期勘察设计工作从1957年开始，历经数十年艰苦、细致、深入的地质勘察，从长达7.5公里坝段中的7个比较坝址中，选定目前的坝址，经过“坝址选择”、“预可研报告”、“可研报告”等阶段多次国家审查和专家评估咨询，向家坝水电站地质条件满足建坝条件。

但向家坝水电站坝址地质条件因具有诸多特殊性而显得十分复杂，主要反映在以下几个方面：

一是地形条件不利。坝址位于峡谷出口，河谷宽阔，河床普遍堆积厚度10至40米，最厚近80米的河流冲积的砂卵砾石层，而且该河段常年通航。这些条件极大地增加了勘探的难度，也就给了解掌握坝址地质条件增加很大难度。

二是坝址的岩石条件相当复杂。坝址分布的基岩是在两亿至两亿五千万年前形成的，沉积环境是河流、湖泊以及沼泽。随水流条件的变化，沉积物质的颗粒大小发生变化，形成了砂岩夹泥岩或者泥岩夹砂岩、二者交替分布的这样一种地层。突出特点就是软弱层多，岩层厚度不稳定，多数呈透镜状，这样的地层通常还含有煤层。向家坝坝址地层中不规则的煤线或鸡窝煤较普遍，其中T33岩组含7个薄煤层，并且当地老百姓在上世纪50年代末期乱采乱挖较严重，进一步增加了地质条件的复杂性。

三是坝址构造条件极端复杂。坝址处在穹窿状的糖房湾短轴背斜的东倾伏端，并且发育了一条北西向的立煤湾膝状挠曲带，使得背斜两翼地层不对称，右岸及河床右侧的岩层平缓、倾向右岸偏下游，左岸及河床左侧的岩层稍陡、倾向左岸偏下游，分布在河床的挠曲带核部岩层急剧陡倾。因而坝址岩层向三面倾斜，倾角变化从15度到90度，空间形态很不规则。岩层发生挠曲变形的同时，还伴生或派生出二到三组小型断层和节理裂隙，而且形成了较多的层间错动破碎带。这些派生的结构面的发育程度又与岩层产生挠曲变形的强烈程度密切相关，使本来已很复杂的地质条件更趋复杂。

四是坝址的水文地质条件比较复杂。坝址区有两层基岩地下水。上层水水量少，水位起伏大；下层水的排泄条件好，水位低缓，与河水联系紧密，二者基本同涨同落。而且浅部基岩、河床岩体的透水性较好。

坝址地质构造。制图/田宗伟

五是坝址岩石的风化、卸荷比较特殊。砂泥岩地层中不常见的囊状风化在向家坝坝址较多。卸荷裂隙也不完全随深度增加均匀地逐渐变少和变窄，常常是浅部较明显，中间一段不发育，之后又集中出现。

向家坝水电站复杂的地质条件使工程施工难度大大增加。

首先，由于河床覆盖层厚，层次结构复杂，不仅有砂卵砾石层、砂层，底部的砂卵砾石层中还含较多崩块石，形成局部架空结构，使得围堰的基础处理难度很大，如一期围堰防渗墙成槽时容易出现护壁泥浆漏失、塌孔等；沉井施工时容易产生流沙、出现偏斜，遇崩块石更可能出现被挟持、下沉速度慢等问题。

其次，由于泥质岩石含量多，岩石强度低，易风化崩解，遇水软化。边坡开挖后泥岩坡面很快风化成碎石状，产生剥落，坡脚形成碎石堆。下大雨时，容易被冲进排水沟，形成堵塞。

第三，乱采乱挖形成的煤洞采空区大多仅有30～50厘米高，并且有弃碴、有空洞，不仅给勘探调查带来很大困难，而且增加了回填处理难度。尽管在坝线选择和地下厂房的布置时尽力回避煤层采空区，但对两岸高边坡的影响是无法回避的，边坡揭露煤洞的回填加固成为了边坡工程的最大难题。

第四，由于岩层平缓、软弱夹层多，不仅对重力坝的抗滑稳定不利，也容易引起地下洞室的顶拱岩层的拉裂与塌方，坝基深层抗滑稳定和超大跨度地下厂房的开挖与支护方案，因此成为重点研究的技术课题。

第五，由于岩体透水性好，不仅使沉井降水和基坑排水的难度增加，而且大大增加了厂坝防渗帷幕和排水的工程量。