郭向軍

（晉城市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 晉城 048000）

西冶水電站壩址工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

郭向軍

（晉城市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 晉城 048000）

介紹了西冶水電站工程概況及其地質(zhì)條件，結(jié)合勘察結(jié)果，從壩基工程地質(zhì)特性、壩基滲漏及滲透穩(wěn)定、兩壩肩土體穩(wěn)定及繞壩滲漏方面闡述了壩址存在的工程地質(zhì)問題，并提出了相應(yīng)的處理建議。

地質(zhì)條件；質(zhì)量評(píng)價(jià)；壩基滲漏；穩(wěn)定；繞壩滲漏；西冶水電站

1 工程概況

西冶水電站壩址位于陽城縣蟒河鎮(zhèn)石板村西南方向，該區(qū)地形山高坡陡、溝谷深切。工程包括攔河樞紐大壩、輸水管道及電站。主要建筑物有主壩重力拱壩、副壩重力壩、輸水管道、電站廠房、蓄水池及其附屬建筑物。大壩于1976年12月動(dòng)工興建，完成了部分基礎(chǔ)開挖、壩體砌筑（高度6m左右）和削坡工程，因資金不足停工。2007年，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，西冶河水資源開發(fā)利用愈顯迫切，修建西冶水電站再次提上日程。

2 工程地質(zhì)條件

西冶水電站壩基為奧陶系下統(tǒng)冶里組第三巖組中厚層狀細(xì)晶白云巖，巖性堅(jiān)硬，厚9～50m，強(qiáng)風(fēng)化層厚2～3m。其下為冶里組第二巖組中厚層狀細(xì)晶白云質(zhì)灰?guī)r，巖性堅(jiān)硬，厚5～10m。再下為冶里組第一巖組中厚層狀細(xì)晶白云巖，巖性堅(jiān)硬，厚度大于30m。巖層傾向左岸偏下游，巖體中發(fā)育NE和NW向兩組節(jié)理裂隙，軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，巖體較完整。

兩壩肩地層為奧陶系下統(tǒng)冶里組第三巖組，巖性為淺灰白色中厚層狀白云巖，局部夾泥質(zhì)白云巖，微—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性堅(jiān)硬，局部發(fā)育小溶孔，方解石半充填，本層厚度大于50m。

右岸壩端下游5m岸坡發(fā)育一條貫通性長(zhǎng)大裂隙，大裂隙下部端點(diǎn)在高出河水位1.2m處，裂縫表面寬0.5～0.8cm，局部有泥質(zhì)充填，裂隙向里1.5cm尖滅，沒有向河床延伸。岸坡中部觀測(cè)到的裂隙產(chǎn)狀為N33°W/NE∠87°，裂隙面較平直，外部寬10～20cm，向里2m后寬度變?yōu)?.5～2.0cm，部分呈閉合狀態(tài)，局部有泥質(zhì)充填。大裂隙延伸至右岸山梁近頂部，在陡壁近山頂部尖滅。從該尖滅點(diǎn)至岸邊下端點(diǎn)，高差37.0m，斜長(zhǎng)44.2m。追蹤至山頂部沒有發(fā)現(xiàn)有大裂隙，說明大裂隙沒有向山頂及其南側(cè)延伸發(fā)育。

壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)斷層，為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀N60°～70°W/NE∠5°～11°，即傾向左岸稍偏下游。

3 地質(zhì)問題分析

3.1 壩基土工程地質(zhì)特性

依據(jù)鉆孔R(shí)QD值、巖體縱波波速、鉆孔壓水試驗(yàn)和室內(nèi)巖塊試驗(yàn)等方面分析，壩基及壩肩冶里組第三巖組弱風(fēng)化白云巖巖體較完整，為堅(jiān)硬巖，滲透性弱—中等，巖體質(zhì)量較好，工程地質(zhì)特性基本滿足重力拱壩技術(shù)要求。其下伏冶里組第二巖組和第三巖組白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，弱透水性，為堅(jiān)硬巖，巖體質(zhì)量較好。

3.2 已建壩體現(xiàn)狀及質(zhì)量評(píng)價(jià)

該工程于1976年進(jìn)行了部分壩基開挖、壩體砌筑工作，現(xiàn)壩高6.0～8.5m，底寬23.0m，頂寬19.0m。大壩上游壩坡為漿砌石擋墻，近垂直，厚1.2m，下游坡為漿砌石斜坡，坡度約1∶0.8。壩體內(nèi)部為不規(guī)則漿砌石，碎塊石主要為淺灰色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)白云巖。

施工前對(duì)已建壩體進(jìn)行了勘察，并對(duì)壩體塊石及漿砌石進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，表明已建壩體總體質(zhì)量尚好，但局部膠結(jié)差，含蜂窩狀孔洞，且漿砌石壩體修筑多年，受風(fēng)化及洪水沖刷作用，壩體表面漿砌石多處損壞。

3.3 壩基滲漏

壩基建基面為奧陶系下統(tǒng)冶里組第三巖組淺灰白色中厚層狀白云巖及第二巖組白云質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖溶主要為溶隙，局部發(fā)育小溶孔，根據(jù)鉆流交角40°，與壩軸線交角50°，對(duì)壩肩穩(wěn)定影響較小，對(duì)壩基穩(wěn)定無影響。綜合分析，盡管右壩肩為順向岸坡，但壩肩巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，而且主要為硬質(zhì)巖，因此右壩肩巖體穩(wěn)定性尚好。

受風(fēng)化和卸荷作用，壩肩巖體中節(jié)理裂隙有一定張開，且右壩端下游壩肩處發(fā)育有貫通性裂隙，為庫水滲漏通道，具一定滲透性，右壩肩存在繞壩滲漏問題。

4 結(jié)論

第一，已建壩體漿砌石局部膠結(jié)差，含蜂窩狀孔洞，總體質(zhì)量尚好。但受風(fēng)化及洪水沖刷作用，現(xiàn)壩體表面漿砌石多處損壞，施工時(shí)應(yīng)將已建壩體表面0.5～1.5m范圍的漿砌石拆除重新砌筑。

第二，西冶水電站于1976年砌筑部分漿砌石壩體，但因當(dāng)時(shí)施工條件有限，施工時(shí)清基不徹底，局部未將強(qiáng)風(fēng)化巖層全部清除，致使壩體建于強(qiáng)風(fēng)化白云巖巖體上，其工程地質(zhì)特性差，應(yīng)對(duì)壩基巖體進(jìn)行固結(jié)灌漿，深度為建基面以下5m。另外，壩基巖體受谷底卸荷影響淺部巖體中節(jié)理裂隙、溶隙均有一定張開，具中等透水性，存在壩基滲漏問題，應(yīng)對(duì)壩基巖體進(jìn)行帷幕灌漿，深度為建基面以下30～35m。

第三，左右壩肩及副壩段巖體穩(wěn)定性較好，存在繞壩滲漏問題。應(yīng)清除覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化巖體，將建基面置于弱風(fēng)化巖體上，并對(duì)左右壩肩巖體進(jìn)行帷幕灌漿，左岸長(zhǎng)度120m，右岸長(zhǎng)度50m，深度25～30m。

第四，對(duì)右岸壩端下游大裂隙進(jìn)行挖槽回填混凝土封閉處理。孔壓水試驗(yàn)資料，在壩基高程700m以上巖體滲透系數(shù)為7×10-5～14.5×10-5cm/s，具弱—中等透水性，平均值為1.01×10-4cm/s，為中等透水性。主要受谷底卸荷影響使巖體中節(jié)理裂隙均不同程度張開，巖體具一定的透水性，在壩基高程700m以下巖體具弱透水性。水庫蓄水后壩基存在滲漏問題。

3.4 左壩肩及副壩巖體穩(wěn)定性及繞壩滲漏

因壩址左岸較緩，左岸壩肩以上為副壩段，副壩長(zhǎng)58.2m。左壩肩及副壩主要為基巖岸坡，坡度30°左右。覆蓋層為全新統(tǒng)坡洪積低液限黏土、碎石混合土，結(jié)構(gòu)松散，厚0～13.7m，靠近山里地形逐漸增高，覆蓋層變薄。下伏基巖為奧陶系下統(tǒng)冶里組第三巖組，巖性為淺灰色中厚層狀白云巖，巖性堅(jiān)硬，巖溶發(fā)育較弱，主要為溶隙，局部為小溶孔。強(qiáng)風(fēng)化層厚1～3m。左岸斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)斷層，為單斜巖層，巖層傾向左岸稍偏向下游，傾角5°～11°，為逆向岸坡。岸坡巖體中主要發(fā)育北東和北西兩組陡傾角節(jié)理裂隙，間距2.0m左右。綜合分析，左壩肩巖體穩(wěn)定較好。

左岸山梁較單薄，可能產(chǎn)生一定的滲漏問題。受風(fēng)化卸荷影響，在壩肩巖體中的節(jié)理裂隙有一定張開，為庫水滲漏通道，具一定滲透性，故左壩肩存在繞壩滲漏問題。

3.5 右壩肩巖體穩(wěn)定性及繞壩滲漏

右壩肩為基巖岸坡，坡度50°～60°。前期施工時(shí)已進(jìn)行部分削坡開挖?；鶐r為奧陶系下統(tǒng)冶里組第三巖組，巖性為淺灰色中厚層狀白云巖，巖性堅(jiān)硬。強(qiáng)風(fēng)化層厚0.5～2.0m，無覆蓋層。右壩肩斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)斷層，為單斜巖層。通過現(xiàn)場(chǎng)查看，右壩端下游大裂隙的規(guī)模不大，既未穿過河谷壩下，形成貫通河床的裂隙，也未延伸至山頂南側(cè)。大裂隙發(fā)育方向與河

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郭向軍（1979-），男，2013年畢業(yè)于河南理工大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，工程師。

2016-05-07；

2016-06-14