鱼洞电站发电引水线路工程地质条件及评价

陈俊武(毕节市水利水电勘测设计研究院，贵州毕节551700)

鱼洞电站发电引水线路工程地质条件及评价

陈俊武
(毕节市水利水电勘测设计研究院，贵州毕节551700)

1　工程概况

鱼洞电站工程区位于中国二级梯形地带的贵州高原西北部，总体地势为西高东低;其中测绘区域内地势由南西、南东和北西3个方向共同向北东方向倾斜;最高山峰为锅底塘梁子，海拨高程1 793.0 m，最低点为二寺坡的大河边，海拨高程610.0 m左右，高差达1 183 m。区域内地形以中山地形为主，地形高差起伏较大，许多地方为悬崖峭壁，河谷深切，呈山高谷深之态。

鱼洞电站发电引水线路布置在层台河曾家垭口排洪隧洞左岸，从排洪隧洞内挡水低坝左侧进行取水，其主要由无压引水隧洞、引水明渠、压力前池和压力钢管等4部分组成。在本次设计工作中，该电站的发电引水线路设计了2个方案，其中推荐方案的无压引水隧洞长50 m，引水明渠长1 200 m，压力前池位于引水明渠末端，压力钢管线长约743 m;比较方案的无压引水隧洞长50 m，引水明渠长1 500 m，压力前池位于引水明渠末端，压力钢管线长约570 m。

2　工程地质条件

2.1无压引水隧洞工程地质条件及评价

无压引水隧洞位于排洪隧洞左岸，洞身距排洪隧洞左壁为2 m，所在山坡地形陡峭，为悬崖峭壁。长50 m的洞身处于三叠系下统茅草铺组第三段(T1m3)地层中，其岩性、地质构造、水文地质条件以及节理和岩石产状同挡水建筑物工程场地内的一样。隧洞出口段的坡面上基岩裸露，未发现有断裂构造穿越无压引水隧洞线。整个隧洞岩石呈弱至微风化状，岩石节理和层面裂隙发育，岩石完整性一般，按照岩体质量分类，围岩分类为Ⅲ类;按围岩稳定性，其坚固系数f建议取6～8，垂直山岩压力系数取0.0～0.17，岩石单位抗力系数K0取10 MPa/cm。整个无压引水隧洞线埋深全大于60 m，长度较短，所在位置的工程地质条件较好，成洞地质条件具备，对无压引水隧洞壁应采取防渗处理。2.2引水明渠工程地质条件及评价

引水明渠主要是利用原左支渠的灌溉渠道全面改造后进行引水发电，左支渠的灌溉渠道位于曾家垭口到马鬃岭之间的山坡中上部，渠道坡降比较小。其中下厂址的压力前池位于引水明渠(1 +200 m)处，上厂址的压力前池位于引水明渠(1 +500 m)处。发电引水线路的引水明渠(0 +050～0 +490 m)处于三叠系下统茅草铺组第三段(T1m3)和第四段(T1m4)地层中，第三段岩性为深灰、灰色中厚层夹薄层微至细晶灰岩、白云质灰岩;偶夹泥质灰岩及含泥质白云岩;第四段的岩性为灰、浅灰色厚层夹薄层含泥质及钙质白云岩，夹白云质灰岩。引水明渠(0 +490～1 +485 m)处于三叠系中统松子坎组(T2s)地层中，岩性分上下两段，下段为暗灰、黄灰色厚层至中厚层细粒含钙质白云岩，夹角砾状白云质灰岩、灰岩，底部为厚0.1～4.6 m“绿豆岩”;上段为灰、灰黑、灰绿、紫红色页岩、含钙质及白云质页岩与含钙质泥质白云岩及含泥质白云质灰岩互层。引水明渠(1 + 485～1 + 500 m)处于三叠系中统狮子山组下段(T2sh1)地层中，岩性为黄灰、灰色薄至中厚层灰岩、白云质灰岩;下部常夹泥质灰岩、(溶塌)角砾岩及钙质页岩。

整个引水明渠所利用的灌溉渠道的左侧壁为自然边坡，基本上基岩裸露;右侧为渠道侧墙砌体，由石灰泥浆砌块石组成，渠道侧墙高度一般为1.5～2 m;渠道内有厚0.5 m的冲积物，为粘土含碎石，主要由渠道修建时铺垫的防渗土体、洪水期间水流所携带土体以及渠道左侧自然边坡上第四系残坡积层掉到渠道内的土体颗粒等组成。整个引水明渠所利用的灌溉渠道左侧裸露岩石大部呈强风化状，但灰岩出露的地段岩石则呈弱风化状，强风化层厚3 m，下部弱风化层厚15 m;岩石产状为走向N15°～20°E，倾向NW，倾角51°，岩石中裂隙发育。引水明渠所利用的灌溉渠道线上无破坏性地质构造和不良物理地质现象;地下水埋深较大，不会对引水明渠工程有影响。

整个引水明渠工程地质条件较好。明渠修建时，渠道侧墙地基持力层都可以用强风化层基岩。在渠道基础的基坑开挖过程中，局部地段会出现较高边坡，建议在出现高边坡位置采用适当放坡方式进行开挖。由于引水明渠的地下水位较低，整个引水明渠需采取防渗处理。

2.3压力前池和压力钢管工程地质条件及评价

(1)上厂址压力前池和压力钢管线工程地质条件及评价

上厂址压力前池所在位置地形比较平坦，为山坡的平缓台地，坡度很缓。压力钢管线所经山坡的总体坡度为35°。上厂址压力前池和压力钢管线(0 +000～0 +130 m)出露地层为三叠系中统狮子山组下段(T2sh1)，岩性为黄灰、灰色薄至中厚层灰岩、白云质灰岩;下部常夹泥质灰岩、(溶塌)角砾岩及钙质页岩。压力钢管线(0 + 130～0 + 220 m)出露地层为三叠系中统狮子山组上段(T2sh2)，岩性为灰、灰黄色泥质白云岩、白云质灰岩及泥灰岩。压力钢管线(0 +220～0 +235 m)出露地层为三叠系上统二桥组下段(T3e1)，岩性为黄灰、黑色粉砂质页岩夹薄层砂岩及炭质页岩。压力钢管线(0 +235～0 +527 m)出露地层为三叠系上统二桥组上段(T3e2)，岩性为灰白、灰黄色厚层中细粒石英砂岩、长石石英砂岩，夹泥页岩;砂岩中含黄铁矿包裹体及铁质结核。压力前池下部山坡上存在第四系残坡积层，成分为可塑状粘土含少量碎石，厚2 m左右;往下至山坡中部基本上基岩裸露，第四系残坡积层较薄或不存在;从山坡中部到压力钢管线尾部(即厂房位置)为垮塌堆积形成的第四系残坡积层，成分为块石含大量碎石和极少量粘土颗粒，厚10～20 m。上厂址压力前池和压力钢管线位置的裸露岩石大部呈强风化状，但灰岩出露的地段岩石则呈弱风化状，强风化层厚3 m，下部弱风化层厚15 m;岩石产状为走向N20° E，倾向NW，倾角51°，岩石中裂隙发育。上厂址压力前池和压力钢管线位置无破坏性地质构造和严重不良物理地质现象;地下水埋深较大，不会对上厂址压力前池和压力钢管线工程有影响。

整个上厂址压力前池和压力钢管线的工程地质条件较差，所在山坡为顺向坡，基岩稳定性较差，特别是压力钢管线(0 + 290～0 + 527 m)段的垮塌堆积体较厚。其中，上厂址压力前池基础和压力钢管线(0 + 000～0 + 290 m)段的支墩基础可建在基岩上;压力钢管线(0 +290～0 +527 m)段的支墩基础只可建在垮塌堆积体上。

(2)下厂址压力前池和压力钢管线工程地质条件及评价

此方案一般作为推荐项目使用，下厂址压力前池所在位置地形也比较平坦，也为山坡的平缓台地，坡度也很缓。压力钢管线所经山坡的总体坡度为25°，靠近发电厂房位置为高6～10 m的岩石陡坎。下厂址压力前池和压力钢管线出露地层为三叠系中统松子坎组上段(T2s2)，岩性为灰、灰黑、灰绿、紫红色页岩、含钙质及白云质页岩与含钙质泥质白云岩及含泥质白云质灰岩互层。压力前池和靠近发电厂房位置的陡坎基岩裸露，仅局部存在较薄的第四系残坡积层;下厂址压力前池和压力钢管线其他地段的山坡上都存在第四系残坡积层，成分为可塑状粘土含少量碎石，厚3～4 m左右。下厂址压力前池和压力钢管线位置的裸露岩石大部呈强风化状，但含泥质白云质灰岩出露的地段岩石则呈弱风化状，强风化层厚3 m左右，下部弱风化层厚15 m;岩石产状为走向N20°E，倾向NW，倾角51°，岩石中裂隙发育。下厂址压力前池和压力钢管线位置无破坏性地质构造和严重不良物理地质现象;地下水埋深较大，不会对下厂址压力前池和压力钢管线工程有影响。

整个下厂址压力前池和压力钢管线的工程地质条件较好，所在山坡为横向坡，基岩稳定，下厂址压力前池基础和压力钢管线的支墩基础可建在基岩上。

3　结语

鱼洞电站属小型工程，电站建成后，将提高电网末端供电质量及可靠性。丰水期充分利用水能资源发季节性电能，供应区内工农业及生活用电，以节省煤耗和油耗，富余电能通过区内己建成的电力网络送向国家电网;枯水期水源不足，发电量减少，可由电网维持必要的正常供电。该工程条件较优越，区域地质构造稳定性良好，天然材料储量丰富，且不存在淹没，不涉及人口拆迁，工程占地小，对于当地技术以及经济的发展都有着一定的推动作用。

参考文献:

［1］周慧蓉．围滩水电站引水发电系统工程地质评价［J］．山西水利，2014(3) : 25_26

［2］李新善，马军卫．龙泉水库引水线路及库区工程地质评价［J］．科学之友，2012(1) : 147_148．

［3］王刚．大洼沟水库引水线路及库区工程地质评价［J］．科学之友旬刊，2012(2) : 142_143．

责任编辑吴昊

作者简介:陈俊武(1974－)，男，高级工程师，主要从事水文地质与工程地质研究工作。

收稿日期:2015－10－13