西冶水电站坝址工程地质条件评价

郭向军

（晋城市水利勘测设计院，山西 晋城 048000）

西冶水电站坝址工程地质条件评价

郭向军

（晋城市水利勘测设计院，山西 晋城 048000）

介绍了西冶水电站工程概况及其地质条件，结合勘察结果，从坝基工程地质特性、坝基渗漏及渗透稳定、两坝肩土体稳定及绕坝渗漏方面阐述了坝址存在的工程地质问题，并提出了相应的处理建议。

地质条件；质量评价；坝基渗漏；稳定；绕坝渗漏；西冶水电站

1 工程概况

西冶水电站坝址位于阳城县蟒河镇石板村西南方向，该区地形山高坡陡、沟谷深切。工程包括拦河枢纽大坝、输水管道及电站。主要建筑物有主坝重力拱坝、副坝重力坝、输水管道、电站厂房、蓄水池及其附属建筑物。大坝于1976年12月动工兴建，完成了部分基础开挖、坝体砌筑（高度6m左右）和削坡工程，因资金不足停工。2007年，随着国民经济的发展，西冶河水资源开发利用愈显迫切，修建西冶水电站再次提上日程。

2 工程地质条件

西冶水电站坝基为奥陶系下统冶里组第三岩组中厚层状细晶白云岩，岩性坚硬，厚9～50m，强风化层厚2～3m。其下为冶里组第二岩组中厚层状细晶白云质灰岩，岩性坚硬，厚5～10m。再下为冶里组第一岩组中厚层状细晶白云岩，岩性坚硬，厚度大于30m。岩层倾向左岸偏下游，岩体中发育NE和NW向两组节理裂隙，软弱结构面不发育，岩体较完整。

两坝肩地层为奥陶系下统冶里组第三岩组，岩性为浅灰白色中厚层状白云岩，局部夹泥质白云岩，微—细晶结构，块状构造，岩性坚硬，局部发育小溶孔，方解石半充填，本层厚度大于50m。

右岸坝端下游5m岸坡发育一条贯通性长大裂隙，大裂隙下部端点在高出河水位1.2m处，裂缝表面宽0.5～0.8cm，局部有泥质充填，裂隙向里1.5cm尖灭，没有向河床延伸。岸坡中部观测到的裂隙产状为N33°W/NE∠87°，裂隙面较平直，外部宽10～20cm，向里2m后宽度变为0.5～2.0cm，部分呈闭合状态，局部有泥质充填。大裂隙延伸至右岸山梁近顶部，在陡壁近山顶部尖灭。从该尖灭点至岸边下端点，高差37.0m，斜长44.2m。追踪至山顶部没有发现有大裂隙，说明大裂隙没有向山顶及其南侧延伸发育。

坝址区地质构造简单，断裂构造不发育，未发现断层，为单斜岩层，岩层产状N60°～70°W/NE∠5°～11°，即倾向左岸稍偏下游。

3 地质问题分析

3.1 坝基土工程地质特性

依据钻孔RQD值、岩体纵波波速、钻孔压水试验和室内岩块试验等方面分析，坝基及坝肩冶里组第三岩组弱风化白云岩岩体较完整，为坚硬岩，渗透性弱—中等，岩体质量较好，工程地质特性基本满足重力拱坝技术要求。其下伏冶里组第二岩组和第三岩组白云质灰岩及白云岩，弱透水性，为坚硬岩，岩体质量较好。

3.2 已建坝体现状及质量评价

该工程于1976年进行了部分坝基开挖、坝体砌筑工作，现坝高6.0～8.5m，底宽23.0m，顶宽19.0m。大坝上游坝坡为浆砌石挡墙，近垂直，厚1.2m，下游坡为浆砌石斜坡，坡度约1∶0.8。坝体内部为不规则浆砌石，碎块石主要为浅灰色白云岩、白云质灰岩及泥质白云岩。

施工前对已建坝体进行了勘察，并对坝体块石及浆砌石进行了室内试验，表明已建坝体总体质量尚好，但局部胶结差，含蜂窝状孔洞，且浆砌石坝体修筑多年，受风化及洪水冲刷作用，坝体表面浆砌石多处损坏。

3.3 坝基渗漏

坝基建基面为奥陶系下统冶里组第三岩组浅灰白色中厚层状白云岩及第二岩组白云质灰岩，节理裂隙较发育，岩溶主要为溶隙，局部发育小溶孔，根据钻流交角40°，与坝轴线交角50°，对坝肩稳定影响较小，对坝基稳定无影响。综合分析，尽管右坝肩为顺向岸坡，但坝肩岩体中软弱结构面不发育，而且主要为硬质岩，因此右坝肩岩体稳定性尚好。

受风化和卸荷作用，坝肩岩体中节理裂隙有一定张开，且右坝端下游坝肩处发育有贯通性裂隙，为库水渗漏通道，具一定渗透性，右坝肩存在绕坝渗漏问题。

4 结论

第一，已建坝体浆砌石局部胶结差，含蜂窝状孔洞，总体质量尚好。但受风化及洪水冲刷作用，现坝体表面浆砌石多处损坏，施工时应将已建坝体表面0.5～1.5m范围的浆砌石拆除重新砌筑。

第二，西冶水电站于1976年砌筑部分浆砌石坝体，但因当时施工条件有限，施工时清基不彻底，局部未将强风化岩层全部清除，致使坝体建于强风化白云岩岩体上，其工程地质特性差，应对坝基岩体进行固结灌浆，深度为建基面以下5m。另外，坝基岩体受谷底卸荷影响浅部岩体中节理裂隙、溶隙均有一定张开，具中等透水性，存在坝基渗漏问题，应对坝基岩体进行帷幕灌浆，深度为建基面以下30～35m。

第三，左右坝肩及副坝段岩体稳定性较好，存在绕坝渗漏问题。应清除覆盖层和强风化岩体，将建基面置于弱风化岩体上，并对左右坝肩岩体进行帷幕灌浆，左岸长度120m，右岸长度50m，深度25～30m。

第四，对右岸坝端下游大裂隙进行挖槽回填混凝土封闭处理。孔压水试验资料，在坝基高程700m以上岩体渗透系数为7×10-5～14.5×10-5cm/s，具弱—中等透水性，平均值为1.01×10-4cm/s，为中等透水性。主要受谷底卸荷影响使岩体中节理裂隙均不同程度张开，岩体具一定的透水性，在坝基高程700m以下岩体具弱透水性。水库蓄水后坝基存在渗漏问题。

3.4 左坝肩及副坝岩体稳定性及绕坝渗漏

因坝址左岸较缓，左岸坝肩以上为副坝段，副坝长58.2m。左坝肩及副坝主要为基岩岸坡，坡度30°左右。覆盖层为全新统坡洪积低液限黏土、碎石混合土，结构松散，厚0～13.7m，靠近山里地形逐渐增高，覆盖层变薄。下伏基岩为奥陶系下统冶里组第三岩组，岩性为浅灰色中厚层状白云岩，岩性坚硬，岩溶发育较弱，主要为溶隙，局部为小溶孔。强风化层厚1～3m。左岸断裂构造不发育，未发现断层，为单斜岩层，岩层倾向左岸稍偏向下游，倾角5°～11°，为逆向岸坡。岸坡岩体中主要发育北东和北西两组陡倾角节理裂隙，间距2.0m左右。综合分析，左坝肩岩体稳定较好。

左岸山梁较单薄，可能产生一定的渗漏问题。受风化卸荷影响，在坝肩岩体中的节理裂隙有一定张开，为库水渗漏通道，具一定渗透性，故左坝肩存在绕坝渗漏问题。

3.5 右坝肩岩体稳定性及绕坝渗漏

右坝肩为基岩岸坡，坡度50°～60°。前期施工时已进行部分削坡开挖。基岩为奥陶系下统冶里组第三岩组，岩性为浅灰色中厚层状白云岩，岩性坚硬。强风化层厚0.5～2.0m，无覆盖层。右坝肩断裂构造不发育，未发现断层，为单斜岩层。通过现场查看，右坝端下游大裂隙的规模不大，既未穿过河谷坝下，形成贯通河床的裂隙，也未延伸至山顶南侧。大裂隙发育方向与河

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］1004-7042（2016）07-0047-02

郭向军（1979-），男，2013年毕业于河南理工大学地质工程专业，工程师。

2016-05-07；

2016-06-14