峽江水利樞紐工程壩址選址的地形地質(zhì)因素

王義興

（江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西南昌 330029）

1 工程概況

峽江水利樞紐工程位于贛江中游江西省峽江縣老縣城（巴邱鎮(zhèn)）上游峽谷河段，距峽江縣巴邱鎮(zhèn)約6 km，是一座以防洪、發(fā)電、航運(yùn)為主，兼有灌溉等綜合利用功能的大（1）型水利樞紐工程，也是江西省大江大河治理的主要樞紐工程之一。樞紐主要建筑物有混凝土重力壩、泄水閘、河床式電站廠房、船閘、左、右岸灌溉進(jìn)水口及魚(yú)道等。樞紐壩頂全長(zhǎng)845 m，壩頂高程51.2 m（黃河高程，下同），最大壩高 44.9 m。

本工程于2008年11月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)，2009年9月正式開(kāi)工，2013年7月下閘蓄水，2013年9月首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。按施工總進(jìn)度，2015年8月底工程全部竣工。

2 樞紐壩址選址過(guò)程

早在1958～1959年，原水利電力部長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室對(duì)位于峽江縣巴邱鎮(zhèn)上游1 km處峽谷河段進(jìn)行過(guò)壩址地質(zhì)勘察工作。1990年，江西省贛江流域規(guī)劃委員會(huì)組織編制的《江西省贛江流域規(guī)劃報(bào)告》，以該壩址作為規(guī)劃梯級(jí)列入贛江流域規(guī)劃，推薦作為近期開(kāi)發(fā)工程。

1990年至1993年期間，長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究院對(duì)峽江水利樞紐工程壩址選址進(jìn)行了初步研究工作，在規(guī)劃壩址（即可研下壩址）上游約3.7 km的蔣沙河段增選了一條比較壩址（即可研上壩址），并進(jìn)行了初步地勘工作，建議上壩址作為今后地質(zhì)勘察工作重點(diǎn)。2003年、2008年江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院在前期擬定的上、下壩址分別進(jìn)行了項(xiàng)目建議書(shū)和可行性研究階段地質(zhì)勘察工作，為設(shè)計(jì)最終選定上壩址作為峽江水利樞紐工程建壩壩址提供了較為充分可靠的地形地質(zhì)資料依據(jù)。

3 壩址地形地質(zhì)條件

3.1 上壩址

上壩址位于峽江縣巴邱鎮(zhèn)上游峽谷河段的進(jìn)口段，壩址處正常蓄水位46.0 m高程時(shí)河谷寬約750 m，平水期河床寬約 540 m，河床底高程 27.0～30.5 m，河床砂礫石厚度 0.5～3.6 m。 河流流向 N24°W，主槽居中。 兩岸壩肩山體地形基本對(duì)稱，左岸山頂高程150.0 m以上，山體坡角 20°～25°；右岸壩肩山頂高程 147.0 m，山體坡角27°左右。河谷兩岸發(fā)育有一級(jí)階地，左岸階地寬0～230 m，階面高程 39.0～41.0 m；右岸階地寬度一般 0～100 m，階面高程 40.0～42.0 m；階地覆蓋層厚度 8～10 m。

壩址處贛江河段大部分存在坍岸現(xiàn)象，以左岸較嚴(yán)重，其它不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

壩址區(qū)出露地層有泥盆系上統(tǒng)中棚組、三門(mén)灘組、石炭系下統(tǒng)梓山組，第四系沖積層與坡積層。壩基巖性主要為石炭系下統(tǒng)梓山組砂質(zhì)絹云千枚巖及炭質(zhì)絹云千枚巖，石英砂巖，變余粉砂巖。除石英砂巖外，其他幾類巖石壩基均存在緩傾角軟弱夾層。

壩址區(qū)地層呈北東東向斜構(gòu)造，向斜軸向N60°～70°E，核部地層為石炭系下統(tǒng)梓山組，兩翼為泥盆系上統(tǒng)三門(mén)灘組與中棚組地層。壩址區(qū)位于向斜核部。

壩址區(qū)北東、北西西向斷裂發(fā)育，斷層傾角一般60°以上，少數(shù)中等傾角，發(fā)育規(guī)模較大的斷層有：F3、F5、F6、F8斷層，F(xiàn)8斷層帶寬約 4～16 m，其它斷層帶寬 0.1～5.0 m，斷層帶一般兩側(cè)為斷層泥，中部為糜棱巖、碎裂巖。另左岸揭露F13的緩傾角斷層為厚9.5 m左右的巨厚層間剪切帶，帶內(nèi)巖性為強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，呈硬塑粘土狀。

壩基巖體北北西向、北東東向節(jié)理最為發(fā)育，北西向、北西西向節(jié)理次之。該4組節(jié)理充填泥質(zhì)、鐵質(zhì)物，延伸長(zhǎng)，大部分為陡傾角，少量中等傾角，未見(jiàn)規(guī)模較大的緩傾角裂隙。

壩址區(qū)緩傾角層間剪切錯(cuò)動(dòng)帶極發(fā)育，一般寬2～50 mm，少數(shù)寬 5～40 cm，斜傾上游，傾伏角 5°～13°。 帶內(nèi)一般為弱上片理化炭質(zhì)絹云千枚巖，局部間夾石英脈和泥質(zhì)，少數(shù)界面有泥膜或中間夾泥線。

根據(jù)壩基巖體質(zhì)量差異及樞紐擋水建筑物壩高，上壩址采用弱下～微風(fēng)化巖體作為閘壩地基?？衫脦r體建基面高程一般為：左岸 24.0～52.0 m，右岸 25.0～51.0 m，河床部位 23.0～29.0 m。 相對(duì)不透水層按巖體透水率q≤5 Lu控制，建基面以下可利用巖體透水率一般小于5 Lu，屬相對(duì)隔水層，僅局部構(gòu)造部位巖體透水率大于5 Lu。兩岸地下水位高于壩前正常蓄水位，建庫(kù)不存在繞壩滲漏問(wèn)題。

壩址順河向的北西向節(jié)理和橫河向的北東東向節(jié)理發(fā)育，與緩傾角層間錯(cuò)動(dòng)帶可構(gòu)成向下游滑移的組合體，壩基可能存在深層抗滑問(wèn)題。

3.2 下壩址

下壩址位于巴邱鎮(zhèn)上游峽谷河段的出口段，贛江以N45°E流向穿過(guò)壩址，主槽基本居中。壩址處正常蓄水位46.0 m高程時(shí)河谷寬460～500 m，平水期河床寬350～400 m，河床底高程 22.0～31.0 m，河床砂礫石層厚度1～5 m。兩岸山體雄厚，地形基本對(duì)稱，山頂高程220 m左右，右岸岸坡坡角約30°，左岸岸坡較陡，坡角約35°～45°。 壩址區(qū)兩岸階地不發(fā)育。

壩址區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育。右岸有金崗山滑坡體，滑床傾向贛江，分布高程 150.0～50.0 m，面積約 5×104m2，體積約100×104m3。左岸有刀劍石崩塌體，規(guī)模不大。

壩址出露地層為震旦系下統(tǒng)變質(zhì)巖，泥盆系上統(tǒng)砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖及礫巖，第四系堆積層。壩基巖性主要為泥盆系上統(tǒng)砂巖、礫巖，夾砂質(zhì)頁(yè)巖；巖層走向北東，傾南東，與河流呈 50°～60°交角，傾向上游。

壩址發(fā)育斷層12條，一組走向NE方向，主要為水平平移斷層，大致與河流平行，規(guī)模大；另一組走向NW，大致與河流直交，規(guī)模?。粩鄬訕?gòu)造巖主要為斷層泥和膠結(jié)差的角礫巖。由于斷層密集，于河床部位形成2條順河向規(guī)模大的斷層破碎帶，沿?cái)嗔褞纬奢^大的風(fēng)化深槽，其中河床左側(cè)風(fēng)化槽寬度約80 m，槽內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化帶厚度28～30 m；右側(cè)風(fēng)化槽寬度約65 m，槽內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化帶厚度23～30 m。

壩基巖體主要發(fā)育北西、北北西兩組節(jié)理裂隙，傾角50°以上，延伸長(zhǎng)度數(shù)米至10余米。壩址可利用弱風(fēng)化巖體作為閘壩地基，左岸弱風(fēng)化基本出露，開(kāi)挖量不大；右岸強(qiáng)風(fēng)化層厚度15 m左右，開(kāi)挖量大。河床部位弱風(fēng)化巖體大部分出露，建基面高程一般22.0～29.0 m，但河床2個(gè)風(fēng)化深槽強(qiáng)風(fēng)化帶厚度大，左岸風(fēng)化深槽開(kāi)挖深度達(dá) 28.0～32.0 m，建基面高程 0.0～2.0 m；右側(cè)深槽開(kāi)挖深度達(dá) 25 m，建基面高程-2.3～3.5 m。

壩址左岸因處斷層破碎帶，巖體相對(duì)隔水層（q≤5 Lu）頂板埋深達(dá)35～37 m；右岸相對(duì)隔水層頂板埋深達(dá)35～46 m。河床部位相對(duì)隔水層頂板埋深不一，一般淺者6～20 m，斷層帶附近深者34～35 m。兩岸坡地下水位高程在 49.0～54.0 m 以上，不存在繞壩滲漏問(wèn)題。

壩基巖層走向與河流呈50°～60°交角，傾向上游，未發(fā)現(xiàn)傾向上下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面，壩基巖體抗滑條件較好。

4 壩址地形地質(zhì)條件比較

4.1 上壩址

兩岸山體雄厚，基本對(duì)稱，地形封閉條件好。河谷較開(kāi)闊，利于樞紐建筑物布置。

河谷基巖面埋深淺，基巖面高程 23.0～30.0 m。 強(qiáng)～弱上風(fēng)化帶厚度較薄，可利用基巖為弱下至微風(fēng)化巖體，建基面高程：左岸 24.0～52.0 m，右岸 25.0～51.0 m，河床 23.0～29.0 m。建基面埋深較下壩址淺，混凝土工程量和圍堰基礎(chǔ)防滲處理量小。

壩基范圍發(fā)育有5條規(guī)模較大斷層，樞紐建筑物布置可避開(kāi)F8斷層，左岸F13斷層工程處理量較大。但較下壩址，地質(zhì)缺陷處理量小。壩基石炭系巖層層間錯(cuò)動(dòng)軟弱夾層發(fā)育，對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定不利，但處理難度不大，不成為壩址比選的制約性因素。

建基面以下巖體透水率小于5 Lu，屬相對(duì)隔水層，僅局部構(gòu)造部位巖體透水率大于5 Lu。壩基帷幕防滲處理工程量小。

4.2 下壩址

下壩址兩岸山體雄厚，基本對(duì)稱，地形封閉條件好。河谷狹窄，不利樞紐建筑物布置。山體較陡，存在體積龐大的金崗山滑坡體，土石方開(kāi)挖量及開(kāi)挖難度大。河床砂礫石層厚 1～5 m，基巖面高程一般 21.0～25.0 m。可利用基巖為弱風(fēng)化巖體，左岸弱風(fēng)化基本出露，開(kāi)挖量不大，右岸強(qiáng)風(fēng)化層厚度大，開(kāi)挖量大。河床存在兩個(gè)大的斷層破碎帶，分別寬約65 m及80 m，形成深達(dá)30 m左右的強(qiáng)風(fēng)化深槽，基礎(chǔ)工程處理量較上壩址大。

壩基不存在深層抗滑穩(wěn)定問(wèn)題，壩基巖體抗滑條件較上壩址好。

壩基相對(duì)隔水層頂板埋藏深，左岸 35.0～37.0 m，右岸 35.0～46.0 m。 河床部位一般淺者 6.0～20.0 m，斷層帶深者34.0～35.0 m。壩基帷幕防滲處理工程量大。

4 結(jié)語(yǔ)

峽江水利樞紐工程壩址選址階段進(jìn)行了上、下兩個(gè)壩址比較。下壩址河谷狹窄，不能滿足泄水建筑物、廠房及船閘布置要求，兩岸開(kāi)挖量較大，壩基巖體風(fēng)化、破碎較嚴(yán)重，河床中存在兩個(gè)大的斷層破碎帶，壩基開(kāi)挖及防滲工程量較大，地形不利于施工導(dǎo)流和施工場(chǎng)地布置，總工期需要7年；上壩址河谷較寬，基本滿足樞紐建筑物布置要求，河床覆蓋層薄，壩基范圍內(nèi)巖石強(qiáng)、弱風(fēng)化厚度較薄，壩基開(kāi)挖量及防滲工程量較小，壩基巖體雖存在緩傾角構(gòu)造，但對(duì)工程影響不大；地形有利于施工導(dǎo)流及施工場(chǎng)地布置，總工期比下壩址少1年。故上壩址建壩條件明顯優(yōu)于下壩址。

本項(xiàng)目工程建設(shè)在工程選址中，充分利用了有利的地形地質(zhì)條件，避開(kāi)了不利地質(zhì)因素，發(fā)揮了現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備優(yōu)勢(shì)，從而保證了工程建設(shè)的順利進(jìn)行。同時(shí)，本工程壩址選址也一定程度反映了在新形勢(shì)下的勘察設(shè)計(jì)工作，必須不斷適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、科技發(fā)展等時(shí)代進(jìn)步的綜合性要求。