□ 李 斌(貴州省安順市水利水電勘測設(shè)計(jì)院)
納井田水庫位于鎮(zhèn)寧縣六馬鄉(xiāng)板樂村,距鎮(zhèn)寧63km,水庫大壩壩址擬建于納井田河中下游,納井田河是八大河的支流,八大河屬珠江流域北盤江水系,左支紅辣河右支流。水庫總庫容217萬m3,工程規(guī)模屬?。?)型工程,水庫的主要任務(wù)是解決六馬鄉(xiāng)及鄰近鄉(xiāng)村生活用水,同時考慮解決下游涉及灌面的灌溉用水,即水庫以供水為主,灌溉次之,兼防洪功能。
納井田水庫區(qū)內(nèi)水文條件為:納井田流域位于貴州省中部,納井田河流域位于東經(jīng)105°50′~56′,北緯25°37′~45′之間,南北寬9km,東西長7km,全流域面積23.30km2。納井田水庫擬建壩址位于六馬鄉(xiāng)政府所在地上游1.50km,距上壩址0.55km,距納井田河口約4.90km,與上壩址區(qū)間河段呈S型折轉(zhuǎn),下壩址控制地表集水面積14.50km2,主河道長9.35km,比降33.43‰,壩址處河床高程0.72km。本區(qū)地理?xiàng)l件為:氣候溫和,屬亞熱帶季風(fēng)氣候類型。流域以西南面1.50km處的鎮(zhèn)寧氣象站為代表,根據(jù)鎮(zhèn)寧氣象站資料統(tǒng)計(jì),多年平均氣溫15℃,最冷月(1月)平均氣溫5.50℃,最熱月(7月)平均氣溫22.50℃,年平均無霜期302.20d,年平均相對濕度80%。
從巖體結(jié)構(gòu)風(fēng)化分帶的角度上來說,壩基持力層為三疊系中統(tǒng)邊陽組(T2b)砂巖、泥頁巖。巖層厚度大,根據(jù)壩址區(qū)地表地質(zhì)工作,結(jié)合壩址勘探鉆孔揭露,河床鉆孔巖石強(qiáng)風(fēng)化厚度5.80m,左岸鉆孔巖石強(qiáng)風(fēng)化厚度7.70m,右岸鉆孔巖石強(qiáng)風(fēng)化厚度5.70m。
從巖體結(jié)構(gòu)質(zhì)量及物理學(xué)指標(biāo)的角度上來說,壩基(肩)巖體為層狀結(jié)構(gòu),巖性為三疊系中統(tǒng)邊陽組(T2b)砂巖、泥頁巖。巖層厚度大,中等風(fēng)化巖體絕大部分較完整,局部完整性較差。根據(jù)壩址區(qū)地表地質(zhì)測繪和壩址區(qū)勘探線鉆孔結(jié)果揭露,壩址區(qū)河床第四系河流沖積層厚2.00~2.50m,強(qiáng)風(fēng)化層厚2.50~3.00m;壩址區(qū)兩岸山體第四系殘坡積層厚2.50~4.50m,強(qiáng)風(fēng)化層厚2.50~3.00m。由于強(qiáng)風(fēng)化層結(jié)構(gòu)松散,強(qiáng)度低,不宜作為建基面,建議挖除,大壩建基面應(yīng)置于中風(fēng)化巖體下部。在對本區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究的過程當(dāng)中,采取中等風(fēng)化巖石樣本室內(nèi)常規(guī)試驗(yàn)的方式,匯總壩基(肩)巖石常規(guī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示(見表1)。
表1 本區(qū)壩基(肩)巖石常規(guī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)示意表
從水文地質(zhì)條件的角度上來說,整個庫壩區(qū)為一個獨(dú)立的水文地質(zhì)單元區(qū),巖溶不發(fā)育,地下水位較高,且連通性較差,地下水類型主要為基巖裂隙水,含水量不豐富,但較均勻。地下水主要集中于層面與裂隙面的交匯部位,其運(yùn)移途徑主要為層面、裂隙面,壩址區(qū)水文地質(zhì)條件相對簡單,無巖溶管道滲漏,主要滲漏形式為壩基(肩)裂隙型分散性滲漏。
消能防沖段位于壩址下游,離壩腳約60m,河床沖洪積層厚0.50~3.00m,局部基巖裸露,巖性為三疊系中統(tǒng)邊陽組(T2b)砂巖、泥頁巖,巖層厚度大,完整性較好。河床覆蓋層為第四系沖洪積層,結(jié)構(gòu)松散,建議挖除,下伏中風(fēng)化砂巖較堅(jiān)硬完整,呈層狀結(jié)構(gòu),傾向右岸偏上游,巖石穩(wěn)定性好,但強(qiáng)度較小,抗沖能力較弱。且由于河床狹窄,水流湍急,沖坑的發(fā)展對岸坡穩(wěn)定影響較大,若不對其進(jìn)行及時處理,可能導(dǎo)致整個邊坡安全性受到影響。
壩址區(qū)為構(gòu)造侵蝕為主形成的中切割中山。兩岸山體地形坡度較緩,但由于第四系覆蓋層較薄,下伏巖層厚度大,巖石大多較堅(jiān)硬完整,且?guī)r層產(chǎn)狀較陡,巖層傾角大于地形坡角,兩岸山體均為斜向坡。巖層主要結(jié)構(gòu)面為層面,傾角較陡,穩(wěn)定性好,巖層無順岸卸荷裂隙發(fā)育,壩址區(qū)邊坡穩(wěn)定,無崩塌、滑坡導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)問題,在無外力作用下穩(wěn)定性較好。邊坡開挖過程中巖石可能的變形破壞方式為滑塌等嚴(yán)重問題。
根據(jù)地表地質(zhì)測繪及勘探資料,壩基(肩)巖體在一定深度范圍內(nèi),存在滲漏問題,滲漏的主要部位為壩基(肩)中等風(fēng)化巖體,主要滲漏形式為不均勻分布的分散型淺層溶蝕裂隙滲漏。為了確保大壩安全,將滲漏控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),必須對壩基(肩)進(jìn)行帷幕灌漿處理。在當(dāng)前常見的重力壩以及面板壩處理方式當(dāng)中,通過對工程量以及工程投入指標(biāo)的綜合比選,確定重力壩為最佳處理方案。在重力壩方案下,具體的操作要點(diǎn)為:鉆孔壓水試驗(yàn)及巖石聲波結(jié)果,壩基(肩)防滲帷幕灌漿孔下限以進(jìn)入?yún)螛s值q=5Lu線5m控制,向左右兩岸山體延伸接地下水位為邊界。灌漿方法為孔底循環(huán)。在兩岸坡有覆蓋層地段,基巖段應(yīng)在粘土層灌漿結(jié)束后進(jìn)行,采用自下而上分段灌漿,段長應(yīng)盡量控制在4~6m,最大不超過10m。灌漿材料:采用強(qiáng)度等級為32.5MPa普通硅酸鹽水泥。灌漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):作壓水試驗(yàn),對已灌段巖石按透水率q<5Lu檢查。大壩開挖到設(shè)計(jì)深度以后,作灌漿廊道,然后沿壩軸線布設(shè)灌漿孔作防滲帷幕灌漿,灌漿為單排孔布置,基本孔距2m,分三序次施工,灌漿孔沿壩軸線向左岸延伸30m,向右岸延伸26m,共布設(shè)96個灌漿孔。將部分Ⅰ序次孔作為灌漿先導(dǎo)孔施工,以了解壩基的吸漿量和確定灌漿壓力,為下一步的施工提供基礎(chǔ)資料,剩下Ⅱ序及Ⅲ序孔的施工可根據(jù)先導(dǎo)孔的吸漿量作局部調(diào)整。
考慮到前期工程地質(zhì)研究中顯示:本區(qū)內(nèi)沖坑的發(fā)展會對邊坡結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定產(chǎn)生不良影響。因此,為了提高邊坡結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)固性,就需要在本區(qū)增設(shè)岸坡消能設(shè)施。操作過程中,消能防沖段離壩腳較遠(yuǎn),對大壩基礎(chǔ)的安全影響相對較小。消能防沖段抗沖系數(shù)和抗沖流速建議值如下:①抗沖系數(shù)K(中風(fēng)化):1.40~1.60;②抗沖流速 S(中風(fēng)化):3~4m/s。
考慮到前期工程地質(zhì)勘察資料當(dāng)中顯示:邊坡開挖過程中巖石可能的變形破壞方式為滑塌。因此,在本區(qū)邊坡開挖作業(yè)的實(shí)施過程當(dāng)中,應(yīng)進(jìn)行分級開挖,在開挖中一定要注意清除上部不穩(wěn)定巖體。壩址兩壩肩穩(wěn)定開挖邊坡坡比:強(qiáng)風(fēng)化巖體建議采用 1:0.50~1:0.75,中風(fēng)化巖體建議采用 1:0.30~1:0.50。在此基礎(chǔ)之上,由于本區(qū)所選取的防滲帷幕灌漿處理方案為重力壩方案,因而還需要對本區(qū)域進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。具體的實(shí)施方法為:在大壩基礎(chǔ)開挖到設(shè)計(jì)高程后,在澆筑3m厚混凝土蓋重的基礎(chǔ)上進(jìn)行基礎(chǔ)固結(jié)灌漿,固結(jié)灌漿應(yīng)針對壩基整個開挖斷面,固結(jié)灌漿孔按梅花型布置,孔距3m,排距3m,孔深以進(jìn)入基巖5m計(jì),重力壩共布孔300個,鉆孔進(jìn)尺24.48km,灌漿進(jìn)尺1.53km;對面板堆石壩只對上游面趾板進(jìn)行固結(jié)灌漿,共布孔94個,鉆孔進(jìn)尺0.73km,灌漿進(jìn)尺0.47km,鉆灌比1.60:1。
在水庫工程項(xiàng)目建設(shè)前期工作中,通過對水庫工程擬建區(qū)域地質(zhì)問題的綜合分析與探討,有助于工作人員明確本區(qū)的地質(zhì)特征,判斷最佳的建設(shè)點(diǎn)位。同時,還可以根據(jù)所獲取的地質(zhì)信息資料,研究可能對水庫工程建設(shè)、運(yùn)行產(chǎn)生不良影響的問題,從而及時加以處理,避免在水庫建設(shè)、運(yùn)行后期出現(xiàn)滲漏破壞、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等方面的問題,達(dá)到提高水庫工程項(xiàng)目整體建設(shè)質(zhì)量的目的。文章即結(jié)合實(shí)際案例對該問題展開分析與探討,望引起重視。
[1]黃志全,漆家福,伍法權(quán),等.南水北調(diào)西線一期工程的主要工程地質(zhì)問題[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),2002,13(3):1-8.
[2]劉軍偉.萬家寨引黃工程尚希莊調(diào)蓄水庫工程地質(zhì)問題處理措施分析 [J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007,17(18):281-282.