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        遼寧省石湖水庫下壩址下壩線巖體工程地質勘察分析

        2019-05-27 09:58:00石捷夫
        陜西水利 2019年4期
        關鍵詞:重力壩壩址壩基

        石捷夫

        (遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司,遼寧 沈陽 110006)

        石湖水庫位于哨子河中下游,壩址在岫巖縣紅旗營子鄉(xiāng),距上游黃花甸鎮(zhèn)約21 km,距下游匯合口約14 km。擬建某水庫為大型水庫,庫容7億m3左右,最大壩高50 m左右,壩頂高程100 m,正常高水位(待定)。水庫任務是以城市供水為主,兼顧灌溉的大型綜合利用水利樞紐工程。工程的場地內存在較厚層的雜填土,成分復雜,性狀不一。場地內現(xiàn)有人工填土層邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),但在地震或洪水沖刷情況下,可能發(fā)生失穩(wěn)。施工期應開展地質勘探工作,根據實際揭露的地質情況采取相應的工程措施[1]。

        1 勘察方法及工作布置

        1.1 勘察方法

        結合石湖水庫庫區(qū)特征,本次勘察采用多種勘察方法。其中:地質測繪采用地質定點描述(包括照相、取樣、描述等),利用自然露頭點對各種地質現(xiàn)象進行分析;鉆探采用雙動回轉取芯鉆機對下壩址及溢洪道進行地質鉆探,以了解地層巖性、地質構造等的地下展布情況;物探采用單孔法聲波法對下壩址巖體完整性進行測試[2]。

        1.2 勘察工作布置

        下壩址進行1∶2000壩址區(qū)地質測繪。四條壩線共布置10個鉆孔,每個壩線2~4個鉆孔,在壩基無軟弱夾層和傾向下游的不利結構面的情況下,孔深要求達到透水率(q)小于5 Lu連續(xù)長度10 m(2段),可終孔。附屬建筑根據現(xiàn)場測繪后在上壩址溢洪道布置1個鉆孔。結構致密,質地堅硬;巖屑凝灰?guī)r,結構致密,質地中硬。全風化帶,黃褐色,多呈砂狀,由于巖石體為白堊紀形成,成巖年代較晚,風化層薄,多未達到全風化,僅于SHXZ4孔見厚約2.5 m的全風化層;強風化帶,灰綠色~灰褐色,多呈碎塊狀,厚度不均,一般厚度2.0 m左右,風化差異明顯,河谷區(qū)較薄,兩岸則較厚;弱風化帶,灰綠色,多呈短柱~柱狀,厚度不均,一般厚度6.0 m左右,河床兩側節(jié)理裂隙發(fā)育,弱風化帶厚度達到9.8 m;微風化帶,灰綠色,多呈長柱狀,本次勘察未穿透此層,最大揭露厚度52.8 m。各鉆孔巖體風化情況詳見表1。

        表1 鉆孔風化帶統(tǒng)計表

        2 巖土體工程地質特征

        2.1 巖體風化特征

        壩址區(qū)基巖主要為火山角礫巖、巖屑凝灰?guī)r。火山角礫巖,

        2.2 巖體完整性

        巖體的完整性一般與巖體的風化程度、構造發(fā)育程度有關,全、強風化巖體強度低,風化嚴重,取獲率低,本次勘察采用鉆孔巖體波速測試和巖芯完整率(RQD)統(tǒng)計的方法對弱~微風化巖體進行完整性綜合分析與統(tǒng)計。巖體完整性的分級標準詳見表2,巖體完整性統(tǒng)計結果詳見表3。

        表2 巖體完整性分級標準

        表3 巖體完整性統(tǒng)計表

        2.3 巖體透水性

        巖體采用鉆孔壓水試驗的方法進行透水性測試,試驗成果按風化狀態(tài)進行統(tǒng)計,全、強風化巖體,根據鉆探情況可視為強透水層。弱風化巖體,根據鉆孔壓水試驗成果,平均透水率21.7 Lu。局部因節(jié)理裂隙發(fā)育,透水率可達51.3 Lu。微風化巖體,平均透水率9.3 Lu。隨風化程度及節(jié)理發(fā)育的減弱,透水性具有明顯降低的規(guī)律性??偟膩砜?,基巖埋深30m以下,透水率小于10.0 Lu,呈弱透水性。

        3 壩基主要工程地質問題及評價

        3.1 壩基各巖土層適宜性評價

        砂卵礫石,厚度2.0 m~4.0 m,厚度不大,土質不均,分布不連續(xù),無論是否存在不均勻變形,作為混凝土重力壩壩基本身就不適宜。坡積碎石土,層厚一般在1.0 m~2.0 m,植物根系發(fā)育,土中夾有碎石,土質不均勻,不適合作為壩基,建議清除。強風化巖體,厚度一般2.0 m左右,巖石強度低,巖體破碎,巖塊間夾泥,呈散體結構,巖體整體強度低,不適宜作為混凝土重力壩壩基,建議清除。弱風化巖體,厚度2.0 m~5.0 m,強度較高,節(jié)理裂隙較發(fā)育~發(fā)育,巖體完整性主要為完整性差~較完整,經適當處理可作為混凝土重力壩壩基。

        3.2 壩基滲漏

        根據地質測繪和鉆孔壓水試驗成果,弱風化巖透水率在10.3 Lu~51.3 Lu之間,中等透水,存在滲漏問題,建議對該層進行防滲處理?;炷林亓畏桨附ㄗh以弱風化巖為壩基。

        3.3 壩基邊坡開挖問題

        混凝土重力壩方案壩基開挖巖性從上至下依次為:2.0 m~4.0 m厚砂卵礫石;1.0 m~3.0 m厚碎石土;4.0 m~6.0 m厚強風化火山角礫巖;1.0 m厚左右的弱風化火山角礫巖。地下水埋深1.0 m左右,在采取適當?shù)慕邓胧l件下,壩基各巖土層開挖邊坡坡度建議值見表4。

        表4 各巖土層開挖邊坡坡比建議值

        3.4 壩肩岸坡穩(wěn)定性評價

        左壩肩植被發(fā)育,坡角在30°~40°之間,山頂高程約為250 m,靠近壩端部位有溝谷,溝內坡積物碎石夾粘性土層,現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層坡積物及破碎巖體;右壩肩植被發(fā)育,坡角在30°左右,山頂高程約為170 m,壩肩基巖裸露,但表層風化較重,現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層破碎巖體。兩側壩肩巖體整體穩(wěn)定性均較好。

        4 結論及建議

        (1)壩址區(qū)基巖主要為火山角礫巖,結構致密,質地堅硬;巖屑凝灰?guī)r,結構致密,質地中硬。

        (2)壩基各巖土層巖體完整性主要為完整性差~較完整。

        (3)基巖埋深30 m以下,透水率小于10.0 Lu,呈弱透水性。

        結合此次勘察結果,石湖水庫下壩址下壩線巖體作為混凝土重力壩壩基應經適當處理,并應對其進行防滲處理;地下水埋深1.0 m左右采取適當?shù)慕邓胧?;左壩肩現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層坡積物及破碎巖體;右壩肩作為壩肩,建議清除表層破碎巖體,兩側壩肩巖體整體穩(wěn)定性均較好。

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