工程地质条件对进水口位置选择的影响——以滩坑水库引水工程为例

张春光，卢浩明，吴文峰，王 猛

(中水珠江规划勘测设计有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310002)

因地势原因，丽水市存在供水水源单一、应急供水难以保障的问题；且近年来丽水市城区大规模的开发和建设，对现有供水水质保障产生了不利影响，供水安全性存在较大隐患[1]。利用滩坑水库的优质水源实施引水工程，可以形成多水源供水格局，实现水资源的优化配置，提高供水可靠性、安全性及应对突发性供水安全事件的能力。取水口对引水工程至关重要，对其工程地质条件研究具有重要意义[2-4]。查明进水口水下岩塞爆破位置的工程地质条件，包括边坡开挖石碴和坡积物的堆积厚度、基岩的风化分带、节理裂隙发育程度以及岩体的透水性等情况，可为岩塞爆破设计提供地质依据[5-8]。

1 工程概况

滩坑水库，又名千峡湖，位于瓯江流域小溪支流中段，上游集水面积3 330 km2，多年平均入库水量37.84亿m3，总库容41.90亿m3，正常蓄水位160 m，相应库容35.20亿m3，死水位120 m，相应库容13.94亿m3，调节库容21.26亿m3。库区横跨青田、景宁两县，坝址位于青田县滩坑村附近，距丽水市区107 km。工程于2004年开始施工，2009年下闸蓄水，是浙江省第二大水库。引水工程取自滩坑水库，取水口距景宁县城距离约62 km，出口调流加压泵站距丽水市区距离约17 km，输水线路全长约32 km，工程区交通便利。

可行性研究阶段选定西线输水线路的下塘取水口方案(方案一)。选定后的输水线路方案：取水口位于滩坑水库景宁县下塘村附近、紧邻青景庆公路，输水线路自取水口经过底坑、满头垒、沙坑、大丘、上垟、金村、乌阴坑，于胡村水库库尾接拟建的调流加压泵站。后期勘探过程中，发现方案一进水口地质条件较为复杂，因此在方案一进水口下游240 m处拟选另一进水口(方案二)，作为比选方案(见图1)。

图2 方案一、方案二位置图

2 工程地质条件

2.1 方案一

方案一进水口为可行性研究阶段推荐的进水口方案，进水口位于原下塘村附近，采用水下岩塞爆破法施工，岩塞直径为5.0 m，岩塞厚度为8.0 m，岩塞后设置集渣坑，集渣坑底高程为96.0 m，底宽4.8 m。竖井布置在进水口下游侧山体内部，启闭机室布置在青景庆公路拟开挖的交通洞内，交通洞长约110 m。

2.1.1 地形地貌

进水口位置原河谷底宽约45 m，谷底高程约90 m，河流从中间穿过，河床宽约15 m。公路以下山坡坡度约35°，公路以上山坡一般坡度45°～55°，部分地段为悬崖峭壁。滩坑水库正常蓄水位160 m，进水口岩塞位置设计高程为111～118 m。

2.1.2 地层岩性

进水口部分岩性地表露头情况(见图2—图5)。

2.1.3 地质构造

进水口无区域性断裂通过，但根据公路开挖和钻探揭露，查明到一些小的断裂构造：f1:N35°W，NE∠70°，破碎带宽约2～3 m，由糜棱岩、碎裂岩组成，地表出露于ZK106孔位左侧约42 m公路边坡，深部于钻孔ZK106孔深49～54 m处通过。f105：∠75°，破碎带宽约1.5 m，由断层泥、糜棱岩、碎裂岩组成，于钻孔ZK105孔深15～21.5 m处通过。f126：∠75°，破碎带宽30～40 cm，由碎裂岩组成，于钻孔ZK126孔深65～66.3 m处通过。

图2 凝灰质砂岩和沉凝灰岩互层

图3 凝灰质砂岩和沉凝灰岩互层

图4 玻屑凝灰岩

图5 晶屑玻屑熔结凝灰岩

进水口基岩节理构造较为发育，主要节理有两组：①N50°～60°W，NE∠70°～75°，节理面平直、延伸长，微张，节理面铁锰质渲染，节理间距10～30 cm不等。②N65°～75°E，SE∠60°～70°，节理面延伸较短，断续发育，微张，节理面铁锰质渲染，节理间距25～50 cm不等。

2.1.4 水文地质条件

分布在山坡表层的碎、块石层，结构松散、孔隙大，属强～极强透水性；下部含碎石粉质或砂质粘土为中等～强透水性。晶屑玻屑熔结凝灰岩的岩石质量指标RQD>75%，岩体完整性较好，一般透水率q=2Lu～7Lu，为弱透水性；玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、凝灰质砂岩与沉凝灰岩为晶屑玻屑熔结凝灰岩中夹层，由于层面、节理面等结构面发育，总体岩石的完整性差，岩石质量指标RQD=0%～40%，偶为53%～75%，一般透水率q=12Lu～50Lu，为中等透水性。

2.2 方案二

方案二进水口高程为111.00 m，进水口位于方案一进水口下游240 m。竖井及启闭机室设在青景庆公路内侧。

2.2.1地形地貌

进水口位置位于原小顺坑右岸老公路上，小顺坑河谷底宽约50 m，谷底高程85 m，河床靠左侧，宽约20 m。老公路以下山坡坡度35°～65°，老公路以上山坡一般坡度40°～45°，部分地段为悬崖峭壁。

2.2.2 地层岩性

2.2.3 地质构造

进水口未发现区域性断裂通过，地质构造以节理为主，沿公路地表主要发育的节理有：①N25°E，SE∠85°，节理面平直、延伸长，微张，节理面铁锰质渲染，节理间距1～2 m；②N40°E，NW∠75°，节理面略有扭曲、延伸长，微张，节理面铁锰质渲染，节理间距2～3 m。进水口山坡主要节理为N50°W，NE∠60°～75°，节理延伸长，一般微张，节理面铁锰质渲染，节理间距1～2 m，部分节理地表张开1～2 cm，泥质、岩屑充填。上层进水口山坡主要发育的节理有：①SN，E∠85°～90°，节理面平直、延伸长，微张～闭合，节理面铁锰质渲染，节理间距10～30 cm；②N80°W，SW∠60°，平行发育两条，间距1.5 m，微张～闭合，延伸长，在坡面上形成一较深的沟槽。

2.2.4 水文地质条件

进水口山坡地表分布少量碎、块石层，结构松散、孔隙大，属强～极强透水性；下部基岩节理发育、破碎程度不一，RQD值大多为20%～90%，透水率一般q=10Lu～26Lu，为中等透水性。

3 工程地质条件对比分析

方案一进水口位置山坡坡度35°，地表覆盖层上部为碎、块石，厚度4～5 m，下部为含碎石粉质或砂质粘土，厚度1～3 m，覆盖层总厚度大，且其结构松散，岩塞爆破时易发生坍滑，尤其会对山坡上部大量堆石牵引下滑进入集渣坑或隧洞，建议施工前对进水口以上山坡的松散堆积层进行加固或清除。进水口和集渣坑基岩岩性以凝灰质砂岩与沉凝灰岩为主，夹薄层蚀变玻屑凝灰岩，其强度普遍较低。根据钻探资料反映岩塞段处于全～强风化带内，集渣坑大多处于弱风化岩石中。由于本段岩石风化破碎，岩体完整性极差，钻探过程岩芯采取率、岩石质量指标值均很低，RQD值大多为0%，少数为13%～30%。经现场钻孔水文地质试验透水率q=27Lu～50Lu，呈中等透水性，表明节理裂隙、岩层层面等结构面相互切割、贯通性良好。岩塞及集渣坑段工程地质条件差，加上水库水位高，渗透压力大等不利因素，建议在岩塞设计时注意隧洞坍塌和库水透水等工程地质问题，施工中须加强观测隧洞的涌水、掉块、坍塌等现象，及时做好防渗、防塌处理，必要时做好超前地质预报、超前支护、超前灌浆等处理措施，确保施工安全。

方案二进水口全风化带厚0.6～2.2 m，强风化带厚0.4～1.0 m，弱风化带厚10.0～10.5 m，进水口基本处于弱风化岩带内，集渣坑处于微风化岩带内。该部位构造节理裂隙较发育，岩体完整性较差，呈中等透水性，其工程地质条件一般，具备岩塞爆破的地质条件。考虑到水库水位高，渗透压力大等不利因素，洞口岩塞爆破施工时需引起重视，及时做好超前支护、超前灌浆等处理措施，确保施工安全。

4 进水口方案比较选择

从地形特征、地层岩性、地质构造、水文地质等条件对进水口方案一和方案二进行比较(见表1)。

表1 进水口方案工程地质条件比较表

经上述工程地质条件综合比较，取水口方案二明显优于方案一，因此本阶段地质推荐方案二。方案二具备岩塞爆破的地质条件，但考虑到水库水位高，渗透压力大等不利因素，需引起重视，建议设计会同有岩塞爆破经验的施工人员进行编制专题施工方案，确保工程施工安全。

5 结 论

通过对方案一、方案二地形特征、地层岩性、地质构造、水文地质等进行分析，经地质条件综合比较，进水口方案二明显优于方案一，因此地质推荐方案二。方案二进水口具备水下岩塞爆破的地质条件。