旁多壩基深厚覆蓋層厚度誤判剖析

許蘊寶，王寶文，李 凱

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

西藏旁多水利樞紐前期勘察工作自1999年項目建議書階段開始，至2009年初步設(shè)計階段結(jié)束，有關(guān)大壩基礎(chǔ)覆蓋層地勘成果結(jié)論：壩基覆蓋層為二元結(jié)構(gòu)，最大厚度為150 m左右。但隨著旁多水利樞紐工程的開工建設(shè)，壩基防滲墻槽孔施工過程中，發(fā)現(xiàn)壩基覆蓋層厚度與初設(shè)地勘成果相比差距較大，部分壩段基巖面有較大幅度降低，覆蓋層厚度增大。為此，2010年2—4月對壩基覆蓋層進行了補充勘察工作，補充勘察成果和防滲墻施工表明：壩軸線樁號號0+170 m～0+670 m（左岸河漫灘及部分階地）寬度約500 m的范圍內(nèi)，覆蓋層厚度大于150 m，最大深度達420 m左右，其它部位的覆蓋層厚度與前期地勘成果基本吻合。

如此巨大的誤差，糾其產(chǎn)生的原因，可歸結(jié)為以下3個方面：

1 區(qū)域地質(zhì)研究程度很低復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境認識不足

區(qū)域地質(zhì)研究是水利水電勘察的基礎(chǔ)工作之一。旁多水利樞紐前期勘察中所能搜集的區(qū)域地質(zhì)資料為1979年6月出版的《中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告（1/1 000 000）.拉薩幅》（地質(zhì)部分），收集時間為1999年。該區(qū)調(diào)報告鑒于西藏獨特的地質(zhì)地理條件和當時人員設(shè)備不足的情況，對拉薩幅地質(zhì)研究程度很低，野外僅搜集了極為有限的勘踏資料。對第四系的研究程度更是低，且無系統(tǒng)資料，大部分為推測，對冰水堆積無明確闡述。

旁多下游的直孔電站為拉薩河上已建成的電站，成勘院也未查清河床覆蓋層的厚度，推測最大厚度為150 m左右，旁多水利樞紐前期勘察中也參考了該電站的地質(zhì)資料。

旁多壩址地處青藏高原腹地，拉薩地塊中部，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過程。第四紀以來，斷裂活動頻繁，旁多山地的快速隆升，河流侵蝕與風化剝蝕加劇，經(jīng)歷數(shù)次冰期與間冰期，氣候冷暖交替，形成現(xiàn)今深切的拉薩河谷及巨厚的松散堆積物，地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)條件極其復(fù)雜。如廠房圍堰補充勘察中所策劃鉆孔距初設(shè)勘察廠房鉆孔僅60余米，但基巖面確下降了37 m，這也說明了旁多壩址地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性。正是我們沒清楚地認識到工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，更是沒有認識和估計到冰水堆積物中存在如此巨大冰漂礫（長軸達11 m），還照搬內(nèi)地的地質(zhì)經(jīng)驗，運用常規(guī)工作方法，工程地質(zhì)勘察工作大綱所策劃鉆孔入巖深度僅10 m，造成ZK14，ZK15孔基巖的誤判，把冰漂礫誤認為基巖，以致把旁多壩址區(qū)覆蓋層最大厚度確定為150 m。如果能搜集到精度更高的區(qū)域地質(zhì)資料，對工作區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)條件進行深入的研究，充分估計到其復(fù)雜性和特殊性，不照搬內(nèi)地的地質(zhì)工作經(jīng)驗和方法，鉆孔入巖深度策劃得更大一些，或許能鉆穿冰漂礫，不至于造成基巖的誤判。

2 受物探資料的影響

物探是水利水電工程勘察中應(yīng)用較廣的手段之一，是指導(dǎo)、布置其他勘察工作布置的重要依據(jù)，在深厚覆蓋層勘察中尤為重要。旁多水利樞紐項目建議書階段在左岸漫灘及階地部位僅布置2個鉆孔和若干地震反射剖面，鉆孔數(shù)量少，且間距大（686 m）。物探結(jié)論：壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。本階段壩基覆蓋層厚度及基巖的埋深主要依據(jù)物探資料確定，壩軸線地質(zhì)剖面也依據(jù)物探成果繪制。

可研、初設(shè)階段壩軸線左岸漫灘及階地部共布置9個鉆孔，鉆孔深度80～150 m，策劃的依據(jù)便是前期地勘成果資料，主要是物探成果。鉆探工作僅在2005年完成1個鉆孔，絕大部分工作于2006年完成。

可研、初設(shè)階段左岸漫灘及階地部位布置7 km地震反射剖面，并于2005年11月完成，本階段物探結(jié)論與項目建議書階段基本一致，即壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。該結(jié)論影響了2006年重新策劃的初設(shè)階段工程地質(zhì)勘察工作大綱中鉆孔深度的設(shè)計，鉆孔深度并未加深，甚至減小至80 m。

可研階段壩軸線地質(zhì)剖面圖依據(jù)物探成果及鉆孔資料繪制。

因此說前期勘察鉆孔深度和地勘成果受物探資料的影響，如果物探工作事先有正確的指導(dǎo)，很可能避免壩基覆蓋層厚度的誤判問題。

3 鉆探目的堅持不夠遷就鉆探能力

鉆探是水利水電工程勘察最有效、最直觀的重要手段，對于查清旁多壩址深厚覆蓋層厚度可以說是唯一的手段。旁多水利樞紐項目建議書及可研前期勘察，壩基覆蓋層鉆探使用的方法是小口徑常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進及20.32 cm管護壁沖擊鉆進。深厚覆蓋層使用小口徑回轉(zhuǎn)鉆進，鉆探效率低，取芯效果差，不能很好滿足地質(zhì)分層編錄的要求，勘探深度一般不超過100 m。20.32 cm管護壁沖擊鉆進，雖然取芯效果好，但勘探深度一般不超過30 m。

1999年施工的ZK01鉆孔歷時長達3個多月100余天，覆蓋層取芯效果很差，不能很好地滿足地質(zhì)分層編錄的要求。即使是2010年進行的壩基復(fù)勘，聘請了國內(nèi)鉆探實力最強的隊伍及原國電公司成都勘測設(shè)計院鉆探技師，該隊伍曾參與冶勒水電站和瀑布溝水電站深厚覆蓋層勘探工作，使用Y-4鉆機（千米鉆），采用SM膠護壁爆破跟管金剛石鉆進方法，最大勘探深度也不過314.5 m，距覆蓋層最大深度420 m相差甚遠，況且是在防滲墻槽孔進行的（150 m以上是空的）。

2005年9月有關(guān)鉆探專家建議鉆探單位在旁多后繼勘察中使用泥漿護壁大口徑?jīng)_擊鉆進的方法，即烏喀斯泥漿護壁沖擊鉆進，該種鉆進方法是從前蘇聯(lián)傳來的，常用于大口徑樁基的施工，一般施工深度淺于100 m，最大施工深度150 m左右，經(jīng)常發(fā)生卡鉆、埋鉆及塌孔等事故，該鉆進方法在水利水電工程勘察中首次使用。

旁多可研、初設(shè)壩基覆蓋層勘察共有11個鉆孔使泥漿護壁大口徑?jīng)_擊鉆進的方法，最大施工深度140 m。施工中多次發(fā)生卡鉆、埋鉆及塌孔等孔內(nèi)事故，并數(shù)次挪動鉆孔孔位。

ZK13號鉆孔孔深至140 m時，未到基巖，發(fā)生孔內(nèi)埋鉆事故，處理無效，終孔；ZK15號鉆孔埋鉆頭2個，移動孔位2次，第3個孔位中途沖擊鉆進困難，改為回轉(zhuǎn)鉆進，到設(shè)計孔深時，仍未到基巖，此時已下3套套管護壁，回轉(zhuǎn)鉆進施工相當困難，終孔；ZK16號鉆孔埋鉆頭1個，移動孔位1次，至孔深130 m時沖擊鉆進困難，改用回轉(zhuǎn)鉆進，孔深155.20 m終孔；ZK17號鉆孔鉆至孔深127 m時仍未到基巖，沖擊鉆進困難，終孔；ZK18號鉆孔孔深70 m時，發(fā)生孔內(nèi)埋鉆事故，處理無效，在冰水堆積層內(nèi)進行抽水試驗后終孔。

由上述可知：壩基深覆蓋層部位的鉆孔多發(fā)生孔內(nèi)事故，多非正常終孔，當時所使用鉆探設(shè)備的極限勘探深度140～150 m左右，地質(zhì)專業(yè)很大程度遷就了鉆探能力，對鉆探目的堅持不夠，限制了更大深度的探查。如果堅持打下去，或許能打到200 m，甚至更深，即使仍未見基巖，但地質(zhì)的結(jié)論可以是壩基覆蓋層厚度大于200 m的。

4 結(jié)語

通過上述分析，對造成旁多壩基深覆蓋層厚度誤判的原因有了深該的認識,對于西藏地區(qū)深厚覆蓋層勘察可以總結(jié)出這樣的經(jīng)驗：盡量搜集精度更高的區(qū)域地質(zhì)資料，對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境要有足夠的認識，不能照搬內(nèi)地的地質(zhì)經(jīng)驗和常規(guī)工作方法；采用精度更高、方法更先進的物探手段（如大地電磁法等）；使用功率更大的鉆機（如Y-4鉆機），采用SM膠泥漿護壁的回轉(zhuǎn)鉆進方法。只這樣才能確保深厚覆蓋層勘察精度的提高。