羅家店水電站上下壩線地質(zhì)條件比較分析

王慧斌

(黑龍江省七臺(tái)河市水務(wù)局，七臺(tái)河 154600)

羅家店水電站上下壩線地質(zhì)條件比較分析

王慧斌

(黑龍江省七臺(tái)河市水務(wù)局，七臺(tái)河 154600)

羅家店水電站位于東寧縣羅家店村西側(cè)4km處的大綏芬河干流上游，距大、小綏芬河匯合口94km，距東寧縣縣城所在地120km，地理坐標(biāo)為東經(jīng)130°28′35″、北緯43°44′39″，工程規(guī)模為中型，工程等級(jí)為Ⅲ等；通過(guò)對(duì)上、下壩線的地質(zhì)條件分析，從地質(zhì)構(gòu)造方面條件上進(jìn)行分析比較，對(duì)上、下壩線的選擇進(jìn)行比較分析，最后推薦上壩線為選定壩線。

羅家店水庫(kù)；上、下壩線；地質(zhì)條件；分析評(píng)價(jià)

1 工程概況

東寧縣羅家店水電站壩址位于東寧縣羅家店村西側(cè)4km處的大綏芬河干流上游，距大、小綏芬河匯合口94km，距東寧縣縣城所在地120km，地理坐標(biāo)為東經(jīng)130°28′35″、北緯43°44′39″，壩址以上集水面積2588km2。

羅家店水電站工程的主要任務(wù)以發(fā)電為主。羅家店水電站選定裝機(jī)容量15MW，年發(fā)電量4273×104kW·h。電站建成后并入東寧地區(qū)電網(wǎng)，對(duì)解決本地區(qū)缺電問(wèn)題以及改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高水電農(nóng)村電氣化標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論近期還是遠(yuǎn)期，都將會(huì)起到重要作用。

在等庫(kù)容、等效益的條件下，對(duì)上、下兩條壩線從地形、地質(zhì)、泄洪消能、工程量、施工條件、工期、投資及運(yùn)行等條件進(jìn)行綜合比較論證，提出選定的壩軸線。

上壩線：在可研推薦的壩軸線上游150m處。壩軸線坐標(biāo)位置：東北側(cè)(左岸)為X=618967.3909，Y=4846424.8490；西南側(cè)(右岸)為X=618780.6998，Y=4846356.0689；。壩頂長(zhǎng)度209.00m。

下壩線：可研推薦的壩軸線。壩軸線坐標(biāo)位置：東北側(cè)(左岸)為X=619030.9231，Y=4846309.8277；西南側(cè)(右岸)為X=618857.2795，Y=4846197.2795。壩頂長(zhǎng)度195.60m。

2 上壩線工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

2.1 地形地貌

壩線河谷地形呈不對(duì)稱“V”字型，左岸較陡，右岸稍緩。地貌類型主要分為現(xiàn)代河床及河漫灘、坡積裙及低山丘陵3種。

2.2 巖體風(fēng)化特征

壩基及兩岸基巖以弱風(fēng)化巖體為主，強(qiáng)風(fēng)化帶在左右兩岸及河谷覆蓋層下均有揭露，但厚度不大，一般在0.3m-1.0m。大部分呈弱風(fēng)化。

2.3 巖(土)體滲透性

壩基松散層主要為第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河床沖積堆積物及沖積、洪積堆積物。其中，低液限黏土為微透水土體，河床部的混合土卵石層含孤石，且分布不均，有架空現(xiàn)象，滲透系數(shù)建議值為200m/d。⑥含細(xì)粒土中砂層為中等透水土體，其滲透系數(shù)建議值為2×10-3cm/s?；旌贤了閴K石層為強(qiáng)透水層。

壩基基巖除河床及兩岸漫灘上部有約2m-5m強(qiáng)透水層外，其余壩基及兩岸壩肩巖體為中等透水。壩基巖體透水率多在20Lu左右，壩肩為中等透水。

2.4 上壩線工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

2.4.1 壩基穩(wěn)定性

河谷覆蓋層由第四系松散層組成，厚3.0m-6.0m，巖性主要由混合土卵石、低液限黏土、混合土卵石和含細(xì)粒土中砂組成。對(duì)于表層的混合土卵石由于其存在空隙，穩(wěn)定性較差，建議挖除；低液限黏土及含細(xì)粒土中砂，承載力較低，應(yīng)全部挖除；其下的混合土卵石做為重力壩壩基的持力層穩(wěn)定性稍差，建議清除，其易發(fā)生管涌滲透變型，建議允許滲透比降J允=0.10。

基巖為花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化較薄，以碎塊狀為主，其下的弱風(fēng)化巖體較完整，穩(wěn)定性較好。建議弱風(fēng)化的花崗巖為重力壩壩基的持力層。

2.4.2 壩肩穩(wěn)定性

1)左壩肩

左壩肩上部的混合土碎石層，穩(wěn)定性差，應(yīng)清除。壩肩結(jié)構(gòu)面組合基本穩(wěn)定。

2)右壩肩

右壩肩山體表面的混合土塊石層分布厚度2m左右，其間充填碎石及黏土，局部有架空現(xiàn)象，屬不穩(wěn)定土體，應(yīng)清除。下部呈砂狀的強(qiáng)風(fēng)化花崗巖厚度1.5m，抗滑穩(wěn)定性稍差，建議采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?/p>

2.4.3 壩基滲漏量估算

對(duì)于河谷松散層，滲透系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值K=200m/d，含水層厚6m，河谷寬度120m，上下游水位差取22.56m，根據(jù)公式：Q年=KMHB/(2b+M)

經(jīng)估算滲漏量較大，建議采取垂直防滲方案，截?cái)嗪庸人缮樱罎B體直接座在弱風(fēng)化花崗巖上。

對(duì)于下部基巖，主要為中等透水，取q=20Lu，則根據(jù)巴布什金公式：

則按上述公式，透水層厚度取15m，進(jìn)行估算：

滲流量將小，可不進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)中如果從壩基穩(wěn)定的角度考慮，可以采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?/p>

2.4.4 壩肩繞滲

壩肩總滲漏量經(jīng)估算均不大。

3 下壩線工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

3.1 地形地貌

河谷呈不對(duì)稱“V”字型，河床寬35m-40m，漫灘呈窄條狀展布于左右兩岸，灘面高程325m-330m，寬約60m-80m，面平坦，微傾向河床，后緣斜交坡積裙前緣，地面高程350m-380m。右岸為中山區(qū)，山頂高程620m。

3.2 巖體風(fēng)化特征

左壩肩分布有全風(fēng)化，厚度0.4m左右，呈土狀，局部分布。強(qiáng)風(fēng)化左右兩岸及河谷底部均有分布，厚度0.3m-1.0m。大部分呈弱風(fēng)化，一般厚度25m左右，其下是微風(fēng)化。

3.3 巖(土)體滲透性

壩基松散層主要為第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河床沖積堆積物及沖積、洪積堆積物。其中，高液限粉土及低液限黏土為微透水土體，滲透系數(shù)界于1×10-6cm/s-1×10-5cm/s之間，河床部的混合土卵石層含孤石，且分布不均，有架空現(xiàn)象，為強(qiáng)-極強(qiáng)透水土體，其滲透系數(shù)建議值為200m/d。含細(xì)粒土細(xì)砂層為中等透水土體，其滲透系數(shù)建議值為1×10-3cm/s。

壩基基巖及右壩肩巖體以中等透水為主，左壩肩以弱透水巖體為主。

3.4 下壩線工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.4.1 壩基穩(wěn)定性

河谷覆蓋層由第四系松散層組成，厚0.8m-4.0m，表層的混合土卵石存在空隙，穩(wěn)定性較差，建議挖除；高液限粉土、③低液限黏土及含細(xì)粒土細(xì)砂，承載力較低，應(yīng)全部挖除。其下的混合土卵石做為重力壩壩基的持力層穩(wěn)定性稍差，建議清除，其易發(fā)生管涌滲透變型，建議允許滲透比降J允=0.10。

下部基巖為花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化較薄，以碎塊狀為主，其下的弱風(fēng)化巖體較完整，穩(wěn)定性較好。建議弱風(fēng)化的花崗巖為重力壩壩基的持力層。

3.4.2 壩肩穩(wěn)定性

1)左壩肩

左壩肩花崗巖巖體主要節(jié)理有3組，壩肩結(jié)構(gòu)面組合基本穩(wěn)定。另外，左壩肩上部局部有全風(fēng)化層，穩(wěn)定性差，應(yīng)清除。

2)右壩肩

右壩肩巖體主要發(fā)育兩組，壩肩坡面與結(jié)構(gòu)面成穩(wěn)定關(guān)系。從現(xiàn)場(chǎng)看，右壩肩混合土碎石層及其下的花崗巖全、強(qiáng)風(fēng)化帶厚4.5m，建議一并挖除。

3.4.3 壩基滲漏量估算

對(duì)于河谷松散層，滲透系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值K=200m/d，含水層厚4m，河谷寬度125m，上下游水位差取22.56m，計(jì)算公式同前。

經(jīng)估算滲漏量較大，建議采取垂直防滲方案，截?cái)嗪庸人缮?，防滲體直接座在弱風(fēng)化花崗巖上。

對(duì)于下部基巖，按上述公式，透水層厚度取15m，經(jīng)估算：

滲漏量不大，可不進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)中如果從壩基穩(wěn)定的角度考慮，可以采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?/p>

3.4.4 壩肩繞滲

經(jīng)估算，壩肩總滲漏量不大，但右壩肩滲漏量相對(duì)較大，且集中從壩肩滲出，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利，應(yīng)進(jìn)行防滲處理。

4 上、下壩線工程地質(zhì)條件比較

上、下壩線工程地質(zhì)條件比較見(jiàn)表1。

表1 上、下壩線工程地質(zhì)條件比較表

[1]周竟平.羅家店水電站樞紐布置方案比選[J].黑龍江水利科技，2013(12)：80-81.

[2]周廣鈺.大唐東升水電站電氣二次設(shè)計(jì)綜述[J].黑龍江水利科技，2012(09)：64-65.

[3]李炳榮.羅家店水電站施工導(dǎo)流方案選擇分析[J].黑龍江水利科技，2014(01)：86-87.

[4]李炳榮.芻議羅家店水電站水土保持方案分析[J].黑龍江水利科技，2014(04)：162-163.

1007-7596(2016)12-0089-03

2016-11-28

王慧斌(1985-)，男，吉林伊通人，工程師。

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