張 鴻 王 東 侯立穎
(1.遼寧省水文水資源勘測局撫順分局 遼寧 撫順 113015;2.遼寧省水文水資源勘測局 遼寧 沈陽 110003;3.遼寧省葫蘆島市連山區(qū)水利局 遼寧 葫蘆島 125001)
遼寧省葫蘆島市青山水庫工程由青山水庫樞紐工程及輸水工程組成。青山水庫樞紐位于六股河干流中游,是《六股河流域規(guī)劃》中確定的六股河干流上控制性骨干工程,壩址位于葫蘆島市綏中縣西臺村,壩址以上控制面積1650km2,占全流域的54%。青山水庫總庫容6.61億m3,為大(2)型水庫,Ⅱ等工程。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇。工程的主要任務(wù)是以城市供水、防洪為主,兼顧改善流域下游農(nóng)業(yè)供水條件以及生態(tài)環(huán)境等綜合利用。青山水庫解決葫蘆島市城市工業(yè)與生活用水不足問題,水庫輸水工程線路總長為71.022km,其中,輸水管線長68.870km,無壓隧洞長2152m。輸水工程規(guī)模為17.1萬t/d(流量為1.979m3/s),日變化系數(shù)采用1.22,工程最大輸水能力為20.86萬t/d。同時,還能提高六股河中下游地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn),改善了六股河流域下游枯水期及葫蘆島市的生態(tài)環(huán)境。
青山水庫Ⅰ壩址區(qū)主要建筑包括攔河壩、輸水洞、溢洪道等,壩址位于六股河中游綏中縣西臺村河道轉(zhuǎn)彎處,河道寬220m左右,漫灘寬100m~140m,上游河谷開闊、平坦,并有支流交匯。左岸為順河走向平臥的錐狀長條形山脊,巖石裸露,岸坡較陡,平均坡度35°,局部坡度達50°~60°。坡腳為河流強沖刷的凹岸,河流由此而被折成小于90°的急流向下游。山脊左側(cè)發(fā)育有約670m~700m長的沖溝,壩端對應(yīng)的下部溝底高程為66m,相對高差40m,溝底比降6.3%~5.5%。輸水洞和導(dǎo)流洞均布置在左岸這條山脊內(nèi)。右岸為土質(zhì)邊坡,平均坡度為5°~6°,呈階梯狀緩斜坡地形,壩端山頂平緩開闊,屬劣質(zhì)耕地,坡腳為凸岸堆積地形,漫灘較寬。從山頂向右至溢洪道左側(cè)約310m,這之間山脊平緩開闊,山脊兩側(cè)發(fā)育南北走向的沖溝,上游沖溝窄而短,比降大,下游沖溝寬而長,比降相對較小。
壩址處河谷地形表現(xiàn)出明顯的不對稱性,左岸河流側(cè)向侵蝕嚴(yán)重,地形陡峭,右岸堆積平緩,發(fā)育一二級階地。按成因類型Ⅰ壩址區(qū)可分為四個不同地貌單元:剝蝕低山區(qū)、剝蝕低丘區(qū)、階地與漫灘區(qū)、河道淺灘區(qū)。
壩址區(qū)地層巖性比較單一,除第四系松散沉積層外,出露的巖石類型均為侵入巖,且以二長花崗巖為主,有少量侵入巖脈(玢巖、長英質(zhì)巖脈)。
Ⅰ壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單。根據(jù)壩址區(qū)地質(zhì)鉆探情況,結(jié)合壩址高密度測試資料分析,本區(qū)無大的斷裂構(gòu)造。構(gòu)造類型主要表現(xiàn)為節(jié)理、裂隙及節(jié)理密集帶,在左岸岸邊壩線上、下游及右岸溢洪道等幾個沖溝中均有分布。
Ⅰ壩址區(qū)河谷內(nèi)第四系松散層,以粉質(zhì)粘土和礫砂、圓礫等為主,河床部位覆蓋層厚2.0m~5.3m,壩基巖性主要為二長花崗巖。本區(qū)無規(guī)模較大的斷層通過,不會影響壩基的穩(wěn)定。壩基巖體風(fēng)化程度較弱,基本沒有強風(fēng)化巖,弱風(fēng)化巖層也較薄。壩基大部分巖體完整性較差~較完整。巖體強度一般為中硬巖,局部為較軟質(zhì)巖。壩基強風(fēng)化透水性較強,為弱~中等透水;弱風(fēng)化巖透水性一般為弱透水,局部為中等透水;微風(fēng)化巖透水性一般為微~弱透水,局部為中等透水。
左、右岸巖體風(fēng)化程度較強烈,其中右岸巖體風(fēng)化帶厚度和深度都比左岸大,強風(fēng)化巖與弱風(fēng)化巖透水性相對較強,微風(fēng)化巖透水性較弱,左、右壩端基巖局部滲透性較大。
河水和地下水水質(zhì)良好,對混凝土均無腐蝕性,對砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。
溢洪道所在位置山脊鞍部高程較低,埡口較寬。溢洪道右側(cè)由低矮平緩開闊的丘陵過渡為陡峭的低山地形。
5.1.1 左壩肩穩(wěn)定性
邊坡坡角35°左右,屬陡坡,地表巖石裸露,巖性為二長花崗巖,局部夾有玢巖及長英質(zhì)巖脈。全風(fēng)化巖與坡殘積物界線難以分清,全、強風(fēng)化巖較厚,向岸坡逐漸變薄,巖石強度偏低;弱風(fēng)化巖強度相對較高,屬中硬巖,巖體完整性較差;微風(fēng)化巖強度相對較高,屬中硬巖,巖體較完整。整體看左壩肩工程地質(zhì)條件較好,無斷裂構(gòu)造,沒有地下水的影響,因此,左壩肩基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
5.1.2 繞壩滲漏
左岸山脊90m高程以上巖體透水率大于80Lu,70m~90m 高 程 巖 體 透 水 率 為5Lu~50Lu,70m高程以下巖體透水率小于5Lu。從剖面上看,山脊中心75m高程點至河岸邊以上巖體透水率均大于10Lu,屬中等透水區(qū),其下巖體基本屬于弱透水和微透水區(qū),滲漏量很小。
從巖體的滲透性來看,上述資料證實,左岸壩端二長花崗巖體垂直岸坡深度30m范圍巖體滲透性較大。另外從地表地貌形態(tài)來看,山脊左側(cè)發(fā)育有約670m~700m長的沖溝,壩端對應(yīng)的下部溝底高程為66m,相對高差40m。水庫蓄水后有可能從左壩端上游發(fā)生滲漏。建議沿山脊向上游進行防滲,長度不應(yīng)小于150m。
5.2.1 壩基穩(wěn)定性
表層第四系松散地層,主要為全新統(tǒng)沖積礫砂及圓礫,層厚為2.0m~5.30m,滲透系數(shù)較大,結(jié)構(gòu)中密至密實,重力觸探擊數(shù)一般為5.0擊~18.2擊,下部基巖為二長花崗巖,無大的斷層通過,壩基穩(wěn)定。壩基巖體風(fēng)化較弱,河谷左段(C7鉆孔左側(cè))基本沒有強風(fēng)化巖,弱風(fēng)化巖層也較薄。右半段(C7鉆孔右側(cè))表層部分巖體屬強風(fēng)化,一般層厚約1.0m,下部弱風(fēng)化巖厚度約8.5m,大部分巖體完整性較差~較完整,基本滿足穩(wěn)定要求。
5.2.2 壩基滲透穩(wěn)定及滲漏
(1)松散層滲透穩(wěn)定。壩址區(qū)第四系松散砂礫層主要為礫砂及圓礫。根據(jù)砂礫石顆粒組成、含量、級配情況分析有滲透變形的可能,砂礫石層為強透水性。砂礫石的滲透破壞類形為管涌,允許滲透坡降為0.16。
(2)壩基滲漏。根據(jù)鉆孔壓水試驗,C6鉆孔左側(cè)大部分巖體透水性較弱,微風(fēng)化巖透水率一般為0.6Lu~8.0Lu,屬弱透水~微透水,局部B1孔個別壓水段透水率較大,分別為13.6Lu、10.0Lu屬中等透水。C6鉆孔右側(cè)下部巖體透水率一般<5Lu,屬弱透水~微透水,上部巖體透水率一般為24.0Lu,屬中等透水。不能滿足壩基防滲要求,建議進行防滲處理。
5.3.1 穩(wěn)定性評價
該段表層絕大部分地區(qū)被第四系松散沉積物或堆積物覆蓋,厚度不均(2m~5m),平均坡度為5°~6°,呈階梯狀緩斜坡地形,壩端山頂平緩開闊,基巖出露很少,壩端地段高程在90m~97m之間?;鶐r為二長花崗巖,巖體風(fēng)化強烈,B2孔右側(cè)強風(fēng)化巖下限埋深一般4.5m~22.5m;弱風(fēng)化巖下限埋深一般10.0m~36.1m。該段壩基巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育,局部較發(fā)育。從自然歷史和現(xiàn)狀邊坡分析,右岸邊坡基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
5.3.2 右壩端滲漏評價
根據(jù)壓水試驗:右岸C8至C12孔埋深20.0m以上大部分巖體透水率大于5Lu,局部大于12Lu,屬于弱~中等透水區(qū);20m以下大部分巖體透水率小于5Lu,屬于弱透水和微透水區(qū)。右壩端C12孔埋深20.0m以下巖體透水率都小于5Lu,屬弱透水,滲漏量少。因此,本段基巖上部壓水段透水率較大,不能滿足防滲要求,建議對該段進行防滲處理。
因此,從葫蘆島市青山水庫Ⅰ壩區(qū)域地質(zhì)概況、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件及壩址區(qū)工程地質(zhì)條件進行了分析評價來看,青山水庫Ⅰ壩址區(qū)工程地質(zhì)條件較好,適宜修建水庫。
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