凤冈县响滩子水库坝址工程地质勘察分析

2014-04-02郑松

黑龙江水利科技 2014年4期

关键词：风化层坝址坝基

郑松

(遵义水利水电勘测设计研究院，贵州遵义563002)

0 引言

响滩子水库工程的主要任务是农田灌溉兼顾集镇及农村人畜饮水。

农田灌溉面积2 433 hm2(田460 hm2，土1 973 hm2);解决镇及农村人畜饮水问题，解决天桥集镇及灌区内共计1.379万人的饮水问题。

为了工程建设的合理性，必须加强对其地质勘查工作，选择合理的坝址、坝线以及坝型。

1 水库概况

响滩子水库工程位于凤冈县南部的天桥乡龙凤村境内，地处乌江水系浑塘河右岸一级支流—车米河，地理位置 E 107°47'14″、N 27°36'47″，距凤冈县城65 km、距遵义市中心城区约141 km、距余庆县松烟镇36 km，现有琊川至天桥的县道从水库左岸通过、距坝址2 km。

响滩子水库正常蓄水位916.00 m，死水位902.00 m，校核洪水位918.30 m(P=0.5%);正常蓄水位库容247万m3，兴利库容177万 m3，死库容69.5万 m3，水库总库容303万 m3，属小(1)型水库。

枢纽建筑物大坝、溢洪道及取(放)水口、放空冲沙孔等主要水工建筑物按4级建筑物设计，设计洪水标准为30 a一遇，校核洪水标准为200 a一遇。

挡水大坝(砌石拱坝)、泄水建筑物(坝顶表孔)洪水标准:设计洪水重现期30 a，校核洪水重现期200 a。

挡水建筑物(面板堆石坝)、泄水建筑物的洪水标准为设计洪水重现期50 a，校核洪水重现期500 a。取(放)水口及放空兼冲沙洞进口洪水标准与大坝相同。

响滩子水库灌区灌溉面积2 433 hm2，灌区规模为小(1)型。

灌区内渠道及渠系建筑物灌溉过(引)水流量＜5.0 m3/s，均按5级建筑物设计，洪水标准采用10 a一遇设计。

2 勘察方法及手段

库区地质调查在搜集已有资料的基础上作重点查明构造及岩溶发育地段、可疑渗漏带和库岸稳定情况。

具体的勘察手段有以下3种:

1)坝址区以地表工程地质测绘为主并辅以钻探等勘察手段。

2)灌区及渠系地质工作则主要以地表地质调查和工程地质测绘为主，辅以局部坑探等山地工作。

3)岩(土)水试验作了现场取样、钻孔取样，进行室内常规及其他试验等[1]。

3 坝址地质条件分析和选择

3.1 坝址工程地质条件

坝址河流似波浪状整体以S 76°W方向流向下游。枯水期水面宽3～5 m，水深0.3～1.2 m，无大的冲坑跌坎分布。

左岸山顶高程1 000 m以上，两岸山顶高程1 100 m以上。左、右岸为一连续斜坡地形，冲沟发育。

坝址区河谷较窄，呈基本对称的“V”型河谷，以近横向河谷为主。

河床基岩多裸露，两岸坡及沟谷带多覆盖第四系残坡积物，厚约0.5～6 m。坝段出露为奥陶系上统堡塔组(O2b)至志留系上统韩家店组(S2h)灰岩、泥灰岩、砂质页岩，岸坡基岩强风化深度5～7 m，河床基岩强风化深度3～4 m。

坝基基岩为中厚层泥灰岩，为增加坝基抗滑稳定性建议基础置于弱风化之上。

边坡总体稳定。坝址区无大的构造通过，构造以裂隙为主。

受其影响坝址区岩体风化深度大，强风化层岩体破碎。坝基肩岩体一定范围内存在裂隙性渗漏问题，需进行防渗处理[2]。

由于坝基(肩)岩体主要为泥灰岩夹页岩。两者强度、变形模量有显著的差异，另外局部软弱夹层、裂隙，强度不高，易软化等，使地基内的应力分布具有明显的各向异性特征，存在压缩变形问题等。

因此，需要对坝基采取相应的结构处理措施和固结灌浆处理。

3.2 坝址选择

可研阶段在规划坝段内选择了2个坝址进行地质勘察工作比较。

两坝址以1#、2#冲沟之间为界，1#冲沟及以上为上坝址，2#冲沟及以下为下坝址，两坝址相距约400 m。

响滩子水库规划坝址位于凤冈县天桥乡境内的车米河长林子(小地名)河段内，根据现场勘测，结合水库规模及枢纽布置要求，在该河段内选择了上、下2个坝址，分别从地形地质条件、工程布置、施工条件、工程投资及效益等方面进行了比选。

经综合分析比较，得出2点结论:

1)上、下坝址在规模及效益相同的条件下，地形及工程地质条件基本相当，枢纽布置、坝型方案相近。

2)下坝址水文地质条件极差，防渗难度大。故本阶段推荐上坝址为响滩子水库枢纽工程的建设场址。

4 坝线工程地质条件分析及坝线选择

受坝址区地形地质条件限制，为了充分利用上下游侧冲沟、地形缺口等对枢纽布置带来的有利条件，结合水工枢纽总体布置要求，本工程坝址可选坝线上下移动的余地不大，可选择坝线位置单一，即位于勘探线附近，该坝线区地形对称较好，出露地层以中硬岩为主，岩体较完整，经处理后有建重力拱坝、混凝土面板堆石坝的地形地质条件，设计拟定了砌石重力拱坝和混凝土面板堆石坝两种坝型枢纽布置方案进行比较[3－4]。

下面结合水工坝型枢纽方案布置，对两坝线分别进行论述。

4.1 重力拱坝线

受地形地质条件的制约，坝轴线上下移动余地不大。选定坝轴线在河谷相对较窄、地形较对称，勘探线上游侧、拱冠基面位于Zk11附近。坝线河两岸边未见阶地发育。

两岸坡大部分地段基岩裸露。坝线岸坡中下部多被第四系残坡积层(Qedl)块石、砂质土分布，厚约1.5～3 m。

左岸914 m、右岸912 m高程以上段为石牛栏组第四段(S1sh4)灰色灰绿色页岩夹瘤状灰岩、薄至中厚层瘤状灰岩，以下至河床段为石牛栏组第一至三段(S1sh1－3)灰至深灰色薄至中厚层泥灰岩、灰岩，据沿坝线两岸和河床勘探钻孔及坑槽探等开挖揭露资料，左岸坡岩体强风化层厚:一般厚6～7.5 m，弱风化层厚11～13 m。

右岸坡岩体强风化层厚:一般厚6～8 m，弱风化层厚12～15 m。河床岩体强风化层厚3～4 m，弱风化层厚8～10 m。据实地调查，该坝线左岸905 m高程以上陡岩因受顺河向和近顺河向裂隙切割，有的产生卸荷，局部有小规模不稳定岩体。890～880 m高程缓坡地带在暴雨季节或坡脚切挖存地浅层滑塌[5]。

结合钻孔压水资料显示，结论有3点:

1)该坝线河谷两岸及河床强、弱风化带岩体透水率较大。

2)两岸865 m高程以上岩体透水量较大，一般为5～20 Lu，865 m高程以下岩体透水量小，一般为1～5 Lu。

3)河床852 m高程以上岩体透水量较大，一般为5～20 Lu，852 m高程以下岩体透水量小，一般为1～4 Lu。