張成

（甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設(shè)計院，甘肅 張掖 734000）

1 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件

工程區(qū)位于甘肅省張掖市肅南縣馬蹄鄉(xiāng)境內(nèi)酥油口河出山口以上2.0km，地處祁連山地槽褶皺帶北部走廊南山復(fù)背斜軸部北側(cè)，斷裂構(gòu)造由一系列北西西向弧形擠壓帶構(gòu)成，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較差。主要建筑物按8度地震烈度設(shè)防。

壩址區(qū)地形處在河流“U”型峽谷較順直段，谷底寬約80m，河床面高程2402～2404m；河床覆蓋沖洪積砂卵礫石層厚約3～7m；兩岸不對稱發(fā)育Ⅰ～Ⅲ級基座階地，寬度均不大，且缺失較嚴(yán)重，右岸上游段順坡存在一斷崖式凹谷地形。

壩址區(qū)分布的基巖地層為奧陶系上統(tǒng)（O3）灰綠色安山玄武巖及安山質(zhì)凝灰?guī)r，具斑狀結(jié)構(gòu)，中～細(xì)粒，致密。安山玄武巖巖性屬堅硬巖，性脆；安山質(zhì)凝灰?guī)r巖性屬中硬巖，主要分布于右岸斷崖式地形凹谷內(nèi)。壩址區(qū)斷裂構(gòu)造由一系列北西西向弧形擠壓帶構(gòu)成，與河流向近于垂直，巖體受擠壓破碎十分明顯。其中：左壩肩發(fā)育三條小斷層即F4、F5、F6，并以F4斷層規(guī)模最大，產(chǎn)狀：NW300°/NE∠50°，壓性性質(zhì)，傾向下游，斷層帶寬約1.2m，面較光滑且有泥質(zhì)物，由于F4、F5在壩肩交匯，使得在壩肩中部偏上游一側(cè)谷坡形成一寬約3～5m的斷層構(gòu)造破碎帶巖體；右壩肩發(fā)育F7、F8兩條小斷層，位于右岸靠上游側(cè)，產(chǎn)狀：NW280°～3000/SW∠70～80°，分布在斷崖式凹谷地形的兩側(cè)。因此，基巖受構(gòu)造強(qiáng)烈擠壓影響，局部節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖石風(fēng)化破碎較嚴(yán)重。壩址下游3～5km河道及其兩岸分布儲量豐富、質(zhì)量合格的砂卵礫石料；壩址下游2km出山口處分布的大理巖山體是質(zhì)量合格的瀝青砼用堿性骨料料源。

2 工程地質(zhì)問題論證分析

2.1 壩肩穩(wěn)定問題分析

左岸：邊坡類型屬硬質(zhì)巖—塊狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡。經(jīng)分析，無不利邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面組合。但左岸段發(fā)育三條小斷層，其中：F4位于壩軸線上游側(cè)約30m處，經(jīng)分析該斷層對邊坡整體穩(wěn)定基本無影響，對重力壩壩肩抗滑穩(wěn)定影響較大，可研階段已否定了重力壩方案，對體型較輕的瀝青砼心墻可以滿足設(shè)計要求；F5與F4在壩肩交匯，形成上游側(cè)谷坡一寬約3～5m的斷層構(gòu)造破碎帶巖體，分析認(rèn)為該構(gòu)造破碎帶不會造成壩肩的整體滑動，僅存在趾板基礎(chǔ)開挖后的局部崩塌或滑塌問題。因此，左岸對瀝青砼心墻砂礫石壩或砼面板砂礫石壩（均為土石壩型）而言，其壩肩變形與穩(wěn)定均能夠滿足設(shè)計要求。

右岸：中下游段邊坡類型屬硬質(zhì)巖—塊狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡，安山玄武巖巖性堅硬，巖體完整，節(jié)理裂隙緊閉，無不利邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面組合，岸坡順直而穩(wěn)定，對瀝青砼心墻布置十分有利；而上游段則發(fā)育有F7、F8兩條斷層，并構(gòu)成百余米寬的順坡向斷崖式凹谷地形，谷地內(nèi)巖性變?yōu)榘采劫|(zhì)凝灰?guī)r，受構(gòu)造強(qiáng)烈擠壓影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，風(fēng)化劇烈，強(qiáng)風(fēng)化帶深約15m，砼面板壩趾板基礎(chǔ)開挖后將形成高邊坡，穩(wěn)定性差，會形成大的崩塌與滑塌。

2.2 壩基穩(wěn)定問題分析

壩基厚層塊狀弱風(fēng)化安山玄武巖及安山質(zhì)凝灰?guī)r允許承載力為2.6～2.1MPa，變形模量為9～5GPa，基巖抗變形能力較強(qiáng)，均可滿足設(shè)計要求；基巖中無緩傾角節(jié)理裂隙或軟弱結(jié)構(gòu)面的存在，因而無巖體內(nèi)的滑移穩(wěn)定問題，僅存在砼（或瀝青砼）與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定問題。

2.3 壩基、壩肩滲漏問題分析評價

經(jīng)鉆孔勘探和壓水試驗資料可知，左、右壩肩和壩基強(qiáng)～微風(fēng)化帶巖體透水性較強(qiáng)，水庫蓄水后，存在壩基滲漏和兩壩肩繞壩滲漏問題，不能滿足水庫蓄水要求，須采取帷幕灌漿防滲處理措施。按照規(guī)范中關(guān)于高壩的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，本工程設(shè)計透水率為3Lu。

3 壩型選擇

根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件及天然建筑材料分布，結(jié)合各水工建筑物布置情況，擬對砼面板砂礫石壩和瀝青砼心墻砂礫石壩兩種壩型方案進(jìn)行比較。

1）地形地貌條件比較：砼面板砂礫石壩趾板線斜穿上游側(cè)的斷崖式凹谷地形，趾板線較長，變坡和折線多，難于布置；而瀝青砼心墻基本符合布置原則，壩線較短。瀝青砼心墻壩優(yōu)。

2）壩基、壩肩巖體質(zhì)量及風(fēng)化程度比較：砼面板壩趾板基礎(chǔ)坐落的上游構(gòu)造擠壓帶屬BⅣ1類巖體，趾板線強(qiáng)風(fēng)化帶在左岸段為4～6m，河床段為6m，右岸段為2～14m不等；而瀝青砼心墻基礎(chǔ)坐落的兩壩肩巖體屬AⅢ2類，壩基巖體屬BⅢ2類，強(qiáng)風(fēng)化帶在左壩肩為3～6m，壩基為2～3m，右壩肩為1～2m。瀝青砼心墻壩優(yōu)。

3）壩基及岸坡處理比較：砼面板壩趾板線長、變坡和折線多，局部基礎(chǔ)開挖深度較大，右岸段長約80m的構(gòu)造擠壓破碎巖體，最大開挖深度達(dá)18m，邊坡問題較突出，處理工程量大；而瀝青砼心墻通過調(diào)整壩線，上壩線可避開左壩肩F4斷層及其與F5交匯形成的寬約3～5m的構(gòu)造破碎帶巖體，則兩壩肩及壩基巖體均較完整，邊坡順直，覆蓋層薄，清基容易，邊坡穩(wěn)定。

4）壩基、壩肩防滲處理工程量比較：砼面板壩防滲線路長（約400m），帷幕灌漿深度較大（左岸段35～50 m、河床段40m、右岸段35～65m不等）；而瀝青砼心墻壩防滲線路短（約230m），帷幕灌漿深度較?。ㄗ髩渭?5～40 m、壩基30m、右壩肩35m）。瀝青砼心墻壩優(yōu)。

5）施工工藝、造價、工期比較：砼面板壩趾板、面板施工較復(fù)雜，工程量大、造價高，工期長，但質(zhì)量易于控制，施工經(jīng)驗成熟；而瀝青砼心墻施工工藝較復(fù)雜，技術(shù)要求高，須專業(yè)施工隊伍和專門檢測機(jī)構(gòu)精心控制質(zhì)量，但工程量小、工期短。砼面板砂礫石壩稍優(yōu)。

經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，推薦上壩線瀝青砼心墻砂礫石壩壩型。

4 結(jié)語

酥油口水庫壩址區(qū)工程地質(zhì)條件較復(fù)雜。左岸存在傾向下游的斷層問題，不能滿足重力壩對壩肩抗滑與抗震穩(wěn)定的要求，故在可研階段否定了重力壩方案；右岸存在上游側(cè)的斷崖式凹谷地形、安山質(zhì)凝灰?guī)r、構(gòu)造破碎巖體導(dǎo)致的深厚強(qiáng)風(fēng)化和強(qiáng)透水帶等問題，故在初設(shè)階段，結(jié)合壩線比選和區(qū)域地震穩(wěn)定性等因素進(jìn)行了砼面板砂礫石壩和瀝青砼心墻砂礫石壩型的方案比較研究。經(jīng)比選，上壩線瀝青砼心墻砂礫石壩具有地形順直壩線短、滿足抗滑及抗震穩(wěn)定要求、壩基與岸坡處理工程量小、防滲處理工程量小等明顯優(yōu)勢，因此推薦上壩線瀝青砼心墻砂礫石壩壩型?？晒┩愋凸こ虆⒖?。