圍灘水電站壅水壩工程地質(zhì)評價

徐艷飛

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

圍灘水電站工程位于晉城市澤州縣金村鎮(zhèn)石青村東北部的丹河上，地處晉東南的太行山和中條山地區(qū)。庫壩區(qū)距晉城市28km，距郭壁副壩9.3km，壩址至石陽村公路約8km，為盤山土石路，交通條件較差。

該樞紐設(shè)計壩型為漿砌石混凝土重力壩，壩高62.5m，壩頂高程480m，總庫容816萬m3，大壩底寬52.45m，壩頂溢流段位于主河槽，寬56m，施工導(dǎo)流洞位于右壩肩，斷面為城門洞型，洞徑2m，進口高程438.8m，出口高程438.35m，長300m，底板坡降1.5‰。水電站位于壩后右側(cè)，裝機3×500kW。

壅水壩位于郭壁副壩下游約1.5km處，壩型為漿砌石混凝土重力壩，壩高3.5m，壩頂高程505m。引水發(fā)電隧洞進口位于壅水壩右岸壩肩處，斷面為城門洞型，洞寬2.3mm，進口高程503.3m，出口高程501.08m，長2.13km，底板坡降1‰。

2 工程地質(zhì)現(xiàn)狀

2.1 工程地質(zhì)條件

擬建壅水壩壩址位于郭壁壅水壩下游約1.5km處，為漿砌石壩，設(shè)計壩高2m。壩址處丹河流向約為S20°E。主河床靠左岸，寬約30m，右岸形成河漫灘。左右岸岸坡較陡，坡度 40°～50°，相對高差 60～100m，河谷斷面為“U”型。發(fā)育地層主要有全新統(tǒng)洪沖積物，巖性為卵石混合土，夾級配不良砂、低液限粉土透鏡體，結(jié)構(gòu)松散，分選較差。卵石主要成分為灰?guī)r，磨圓度呈次棱角—次圓狀，粒徑30～40mm，細粒為中細砂，主要為巖屑，厚0～1m。其下為寒武系上統(tǒng)鳳山組灰色中厚層狀灰?guī)r，巖性堅硬，巖溶較發(fā)育，主要為溶隙、溶孔。厚度約25m，分布于谷底。奧陶系下統(tǒng)冶里組中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，巖性堅硬，厚度40～50m，分布于谷底及兩岸。壅水壩壩址地質(zhì)構(gòu)造簡單，未見斷裂構(gòu)造，主要為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀 N35°～45°E/NW∠8°，傾向上游。巖體中主要發(fā)育3組高角度的節(jié)理裂隙，發(fā)育程度屬于較發(fā)育—不發(fā)育，大多數(shù)延伸性差，主要由風化或卸荷形成，構(gòu)造節(jié)理較少。第1組：產(chǎn)狀N20°～30°E/NW∠70°～80°，節(jié)理間距一般約 1～1.5m，節(jié)理面無充填或少量鈣質(zhì)充填，寬度一般為0.2cm。第 2 組：產(chǎn)狀 N4°～7°W/SW∠70°～80°，節(jié)理間距一般1～1.5m，節(jié)理面多彎曲粗糙，無充填或少量鈣質(zhì)充填，寬度一般小于0.1cm。第3組：產(chǎn)狀N63°～70°E/NE∠78°～85°，節(jié)理間距一般 5～7m，節(jié)理面平直光滑，無充填或泥質(zhì)充填，寬度一般0.1～0.2cm。強風化層厚度：壩基0.5m，左右壩肩0.5～2m。壩址區(qū)地下水主要接受大氣降水補給，地下水類型為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖巖溶水，松散巖類孔隙水含水層為全新統(tǒng)洪沖積卵石混合土，富水性較好，埋藏淺。碳酸鹽巖巖溶水含水層為寒武系和奧陶系碳酸巖，地下水賦存于溶隙、溶孔，含水不均，富水性較好。壩址區(qū)兩岸地下水補給河水，為補給型河谷。

2.2 地質(zhì)問題

2.2.1 建基面選擇及壩基巖體質(zhì)量

壩基卵石混合土和強風化巖層結(jié)構(gòu)松散，承載力低。壩基巖體完整，巖性堅硬，軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，壩基巖體質(zhì)量較好。根據(jù)壩基灰?guī)r的物理力學(xué)指標，結(jié)合工程經(jīng)驗類比，漿砌石壩建筑物與灰?guī)r的抗剪強度為摩擦系數(shù)0.6～0.65。

2.2.2 壩基滲漏

壩基為寒武系上統(tǒng)鳳山組中厚層灰?guī)r，細晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖溶較發(fā)育，主要為溶孔、溶隙，而且受風化卸荷影響，壩基淺部巖體中的節(jié)理裂隙有一定程度張開，巖體具有一定的滲透性，壅水壩蓄水后壩基存在滲漏問題。

2.2.3 基坑涌水

壩基松散巖類孔隙水和巖溶水是統(tǒng)一的含水體系，且地下水埋深淺，壩基施工開挖存在涌水問題，應(yīng)該排水。

3 結(jié)語

綜上分析，壩基巖體穩(wěn)定性較好，不具備滑移的地質(zhì)條件，工程地質(zhì)條件較好。左右壩肩均為巖質(zhì)岸坡，山體宏厚，地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育，巖體穩(wěn)定性較好。建議清除壩基表層松散堆積物和強風化巖層，將壩基建于弱風化中厚層狀灰?guī)r巖體上。

壅水壩壩基滲漏主要包括覆蓋層滲漏和基巖滲漏，建議將基巖上覆卵石混合土全部挖除，并對卵石混合土下伏寒武系上統(tǒng)鳳山組弱風化灰?guī)r基巖巖體進行灌漿等防滲處理，以徹底解決壩基滲漏問題。

壅水壩左右壩肩存在繞壩滲漏問題，建議對左右壩肩存在的繞壩滲漏進行帷幕灌漿等工程處理。

壅水壩壩基存在基坑涌水，應(yīng)解決好壩基施工開挖過程中存在的涌水問題，及時排水。

壩基基巖上覆卵石混合土和卵石混合土下伏強風化基巖巖層結(jié)構(gòu)松散，承載力較低，在上部荷載作用下易產(chǎn)生不均勻變形，工程地質(zhì)特性較差，應(yīng)全部將其挖除，將漿砌石壩建于寒武系上統(tǒng)鳳山組弱風化灰?guī)r巖體上。

壩址區(qū)兩岸地下水補給河水，為補給型河谷，不存在向臨谷滲漏問題，其水文地質(zhì)條件適宜修建壅水壩。