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        羅家店水電站上下壩線地質條件比較分析

        2016-03-15 06:57:27王慧斌
        黑龍江水利科技 2016年12期
        關鍵詞:松散層羅家河谷

        王慧斌

        (黑龍江省七臺河市水務局,七臺河 154600)

        羅家店水電站上下壩線地質條件比較分析

        王慧斌

        (黑龍江省七臺河市水務局,七臺河 154600)

        羅家店水電站位于東寧縣羅家店村西側4km處的大綏芬河干流上游,距大、小綏芬河匯合口94km,距東寧縣縣城所在地120km,地理坐標為東經130°28′35″、北緯43°44′39″,工程規(guī)模為中型,工程等級為Ⅲ等;通過對上、下壩線的地質條件分析,從地質構造方面條件上進行分析比較,對上、下壩線的選擇進行比較分析,最后推薦上壩線為選定壩線。

        羅家店水庫;上、下壩線;地質條件;分析評價

        1 工程概況

        東寧縣羅家店水電站壩址位于東寧縣羅家店村西側4km處的大綏芬河干流上游,距大、小綏芬河匯合口94km,距東寧縣縣城所在地120km,地理坐標為東經130°28′35″、北緯43°44′39″,壩址以上集水面積2588km2。

        羅家店水電站工程的主要任務以發(fā)電為主。羅家店水電站選定裝機容量15MW,年發(fā)電量4273×104kW·h。電站建成后并入東寧地區(qū)電網,對解決本地區(qū)缺電問題以及改善電網供電質量,提高水電農村電氣化標準,無論近期還是遠期,都將會起到重要作用。

        在等庫容、等效益的條件下,對上、下兩條壩線從地形、地質、泄洪消能、工程量、施工條件、工期、投資及運行等條件進行綜合比較論證,提出選定的壩軸線。

        上壩線:在可研推薦的壩軸線上游150m處。壩軸線坐標位置:東北側(左岸)為X=618967.3909,Y=4846424.8490;西南側(右岸)為X=618780.6998,Y=4846356.0689;。壩頂長度209.00m。

        下壩線:可研推薦的壩軸線。壩軸線坐標位置:東北側(左岸)為X=619030.9231,Y=4846309.8277;西南側(右岸)為X=618857.2795,Y=4846197.2795。壩頂長度195.60m。

        2 上壩線工程地質條件及評價

        2.1 地形地貌

        壩線河谷地形呈不對稱“V”字型,左岸較陡,右岸稍緩。地貌類型主要分為現(xiàn)代河床及河漫灘、坡積裙及低山丘陵3種。

        2.2 巖體風化特征

        壩基及兩岸基巖以弱風化巖體為主,強風化帶在左右兩岸及河谷覆蓋層下均有揭露,但厚度不大,一般在0.3m-1.0m。大部分呈弱風化。

        2.3 巖(土)體滲透性

        壩基松散層主要為第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河床沖積堆積物及沖積、洪積堆積物。其中,低液限黏土為微透水土體,河床部的混合土卵石層含孤石,且分布不均,有架空現(xiàn)象,滲透系數(shù)建議值為200m/d。⑥含細粒土中砂層為中等透水土體,其滲透系數(shù)建議值為2×10-3cm/s。混合土碎塊石層為強透水層。

        壩基基巖除河床及兩岸漫灘上部有約2m-5m強透水層外,其余壩基及兩岸壩肩巖體為中等透水。壩基巖體透水率多在20Lu左右,壩肩為中等透水。

        2.4 上壩線工程地質條件評價

        2.4.1 壩基穩(wěn)定性

        河谷覆蓋層由第四系松散層組成,厚3.0m-6.0m,巖性主要由混合土卵石、低液限黏土、混合土卵石和含細粒土中砂組成。對于表層的混合土卵石由于其存在空隙,穩(wěn)定性較差,建議挖除;低液限黏土及含細粒土中砂,承載力較低,應全部挖除;其下的混合土卵石做為重力壩壩基的持力層穩(wěn)定性稍差,建議清除,其易發(fā)生管涌滲透變型,建議允許滲透比降J允=0.10。

        基巖為花崗巖,強風化較薄,以碎塊狀為主,其下的弱風化巖體較完整,穩(wěn)定性較好。建議弱風化的花崗巖為重力壩壩基的持力層。

        2.4.2 壩肩穩(wěn)定性

        1)左壩肩

        左壩肩上部的混合土碎石層,穩(wěn)定性差,應清除。壩肩結構面組合基本穩(wěn)定。

        2)右壩肩

        右壩肩山體表面的混合土塊石層分布厚度2m左右,其間充填碎石及黏土,局部有架空現(xiàn)象,屬不穩(wěn)定土體,應清除。下部呈砂狀的強風化花崗巖厚度1.5m,抗滑穩(wěn)定性稍差,建議采取適當?shù)墓こ檀胧?/p>

        2.4.3 壩基滲漏量估算

        對于河谷松散層,滲透系數(shù)取經驗值K=200m/d,含水層厚6m,河谷寬度120m,上下游水位差取22.56m,根據(jù)公式:Q年=KMHB/(2b+M)

        經估算滲漏量較大,建議采取垂直防滲方案,截斷河谷松散層,防滲體直接座在弱風化花崗巖上。

        對于下部基巖,主要為中等透水,取q=20Lu,則根據(jù)巴布什金公式:

        則按上述公式,透水層厚度取15m,進行估算:

        滲流量將小,可不進行處理,設計中如果從壩基穩(wěn)定的角度考慮,可以采取適當?shù)墓こ檀胧?/p>

        2.4.4 壩肩繞滲

        壩肩總滲漏量經估算均不大。

        3 下壩線工程地質條件及評價

        3.1 地形地貌

        河谷呈不對稱“V”字型,河床寬35m-40m,漫灘呈窄條狀展布于左右兩岸,灘面高程325m-330m,寬約60m-80m,面平坦,微傾向河床,后緣斜交坡積裙前緣,地面高程350m-380m。右岸為中山區(qū),山頂高程620m。

        3.2 巖體風化特征

        左壩肩分布有全風化,厚度0.4m左右,呈土狀,局部分布。強風化左右兩岸及河谷底部均有分布,厚度0.3m-1.0m。大部分呈弱風化,一般厚度25m左右,其下是微風化。

        3.3 巖(土)體滲透性

        壩基松散層主要為第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河床沖積堆積物及沖積、洪積堆積物。其中,高液限粉土及低液限黏土為微透水土體,滲透系數(shù)界于1×10-6cm/s-1×10-5cm/s之間,河床部的混合土卵石層含孤石,且分布不均,有架空現(xiàn)象,為強-極強透水土體,其滲透系數(shù)建議值為200m/d。含細粒土細砂層為中等透水土體,其滲透系數(shù)建議值為1×10-3cm/s。

        壩基基巖及右壩肩巖體以中等透水為主,左壩肩以弱透水巖體為主。

        3.4 下壩線工程地質條件評價

        3.4.1 壩基穩(wěn)定性

        河谷覆蓋層由第四系松散層組成,厚0.8m-4.0m,表層的混合土卵石存在空隙,穩(wěn)定性較差,建議挖除;高液限粉土、③低液限黏土及含細粒土細砂,承載力較低,應全部挖除。其下的混合土卵石做為重力壩壩基的持力層穩(wěn)定性稍差,建議清除,其易發(fā)生管涌滲透變型,建議允許滲透比降J允=0.10。

        下部基巖為花崗巖,強風化較薄,以碎塊狀為主,其下的弱風化巖體較完整,穩(wěn)定性較好。建議弱風化的花崗巖為重力壩壩基的持力層。

        3.4.2 壩肩穩(wěn)定性

        1)左壩肩

        左壩肩花崗巖巖體主要節(jié)理有3組,壩肩結構面組合基本穩(wěn)定。另外,左壩肩上部局部有全風化層,穩(wěn)定性差,應清除。

        2)右壩肩

        右壩肩巖體主要發(fā)育兩組,壩肩坡面與結構面成穩(wěn)定關系。從現(xiàn)場看,右壩肩混合土碎石層及其下的花崗巖全、強風化帶厚4.5m,建議一并挖除。

        3.4.3 壩基滲漏量估算

        對于河谷松散層,滲透系數(shù)取經驗值K=200m/d,含水層厚4m,河谷寬度125m,上下游水位差取22.56m,計算公式同前。

        經估算滲漏量較大,建議采取垂直防滲方案,截斷河谷松散層,防滲體直接座在弱風化花崗巖上。

        對于下部基巖,按上述公式,透水層厚度取15m,經估算:

        滲漏量不大,可不進行處理,設計中如果從壩基穩(wěn)定的角度考慮,可以采取適當?shù)墓こ檀胧?/p>

        3.4.4 壩肩繞滲

        經估算,壩肩總滲漏量不大,但右壩肩滲漏量相對較大,且集中從壩肩滲出,對壩肩穩(wěn)定不利,應進行防滲處理。

        4 上、下壩線工程地質條件比較

        上、下壩線工程地質條件比較見表1。

        表1 上、下壩線工程地質條件比較表

        [1]周竟平.羅家店水電站樞紐布置方案比選[J].黑龍江水利科技,2013(12):80-81.

        [2]周廣鈺.大唐東升水電站電氣二次設計綜述[J].黑龍江水利科技,2012(09):64-65.

        [3]李炳榮.羅家店水電站施工導流方案選擇分析[J].黑龍江水利科技,2014(01):86-87.

        [4]李炳榮.芻議羅家店水電站水土保持方案分析[J].黑龍江水利科技,2014(04):162-163.

        1007-7596(2016)12-0089-03

        2016-11-28

        王慧斌(1985-),男,吉林伊通人,工程師。

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