藏木水電站壩址選擇及地質(zhì)條件分析

任華江，杜瀟翔

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站壩址選擇及地質(zhì)條件分析

任華江，杜瀟翔

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

由于西藏地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件和構(gòu)造環(huán)境，水電站壩址的選擇存在一定難度。本文通過對(duì)藏木水電站壩址區(qū)地質(zhì)條件的分析，從工程地質(zhì)角度論證了該電站所選壩址的合理性。

水電站壩址選擇;地質(zhì)條件；構(gòu)造環(huán)境

1 工程概況

藏木水電站是雅魯藏布江干流上建設(shè)的第一座水電站。電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣境內(nèi)，雅魯藏布江中游沃卡～加查峽谷段出口處。壩址區(qū)位于加查縣藏木鄉(xiāng)上游5 km，距下游加查縣城約15 km，距山南到林芝的省道約7 km，除藏木鄉(xiāng)有鄉(xiāng)村機(jī)耕道與省道相通外，至壩址尚需新修施工道路，交通不甚方便。

藏木水電站為二等大(2)型工程，電站裝機(jī)容量為510 MW，正常蓄水位3 310.00 m，采用混凝土重力壩，壩頂高程3 314.00 m，相應(yīng)的最大壩高110 m，總庫容為0.866億m3，調(diào)節(jié)庫容為0.131億m3，具日調(diào)節(jié)性能。

2 基本地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

工程區(qū)位于青藏高原中段之東南部，總體地勢(shì)北西高南東低，自西向東呈階梯式遞降，自南而北波狀起伏。山頂平均海拔5 000 m以上，山脈延伸方向、雅魯藏布江流向受構(gòu)造格架控制，總體近東西向。沃卡河河口～藏木峽谷段谷坡陡峻，河谷深切，為典型的高山深切峽谷地貌，兩岸沖溝較發(fā)育，階地不發(fā)育。藏木～朗縣段為寬谷段，兩岸沖溝深切，發(fā)育四級(jí)階地。

區(qū)內(nèi)主要出露地層為三疊系、白堊系、第三系、第四系及燕山晚期～喜山期二長花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長巖及超基性巖。三疊系、白堊系多以海相沉積為主，第三系以陸相碎屑巖—泥質(zhì)巖為主。見有少量元古界念青唐古拉巖群及雅魯藏布結(jié)合帶蛇綠混雜巖，缺失古生界地層。第四系覆蓋層主要有坡殘積、崩積、沖洪積、冰水積等，主要分布在河谷、溝谷及斜坡坡腳地帶。

藏木水電站位處特提斯造山系(帶)東段，大地構(gòu)造背景復(fù)雜，工程區(qū)位于岡底斯-騰沖微陸塊南緣，緊鄰雅魯藏布江縫合帶。區(qū)域褶皺不發(fā)育，以單斜地層為主。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要為近東西向，其次為近南北向、北北東—北東向和北西向。其中雅魯藏布江斷裂帶全長約2 000 km，規(guī)模巨大，從壩址下游5 km附近斜穿雅魯藏布江。該斷裂帶米林以東活動(dòng)性較強(qiáng)，為全新世活動(dòng)斷裂；米林以西斷裂活動(dòng)性較弱，最新活動(dòng)時(shí)代主要為中-晚更新世。藏木水電站位于活動(dòng)性相對(duì)較弱的西段。

電站位于青藏高原中南部，是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震、地?zé)峄顒?dòng)和新生代巖漿作用最強(qiáng)烈地區(qū)。區(qū)域新構(gòu)造活動(dòng)呈多次間歇性的整體強(qiáng)烈抬升特征，斷裂、斷塊的活動(dòng)具有繼承性、新生性和差異性。

電站工程場(chǎng)地50年超越概率10%的基巖水平動(dòng)峰值加速度為140.8 cm/s2，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。

2.2 庫區(qū)地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

庫區(qū)長約12.4 km，兩岸山體雄厚，無低鄰谷分布，庫盆基巖為花崗巖，巖體透水性較弱，且無區(qū)域性斷裂等大的導(dǎo)水結(jié)構(gòu)面通過，庫盆完整，溝水均向庫內(nèi)排泄,故不存在滲漏問題。庫區(qū)河谷狹窄，谷坡陡峻，階地不發(fā)育，無居民點(diǎn)、礦產(chǎn)、耕地、草場(chǎng)分布，不存在水庫浸沒問題。

庫區(qū)兩岸大多基巖裸露，巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖體較完整，庫岸整體穩(wěn)定性較好，局部地段為覆蓋層岸坡，大多被庫水淹沒，存在局部小規(guī)模岸坡再造、塌岸等問題。位于壩軸線上游0.8 km的1號(hào)滑坡可能存在覆蓋層的牽引式塌岸，但規(guī)模小、速度不快，對(duì)水庫正常運(yùn)行影響不大；位于壩軸線上游1 km的壩前拉裂體處于整體較穩(wěn)定狀態(tài)；位于庫尾的街需古滑坡、街需拉裂體現(xiàn)狀整體穩(wěn)定，蓄水后對(duì)其影響較小，對(duì)水庫正常運(yùn)行影響不大。

庫區(qū)主要發(fā)育有8條溝，各溝具有發(fā)生小規(guī)模稀性泥石流的可能性，但均處于衰退期，由于物源較少，降雨不豐沛，發(fā)生頻率較低，水庫淤積問題不突出。

庫區(qū)屬河道型水庫，庫容不大。水庫庫盆基底主要由二長花崗巖組成，巖體相對(duì)較完整，巖體透水性較弱。庫內(nèi)未見較大斷層切割，庫區(qū)天然地震活動(dòng)性微弱。綜合考慮水庫規(guī)模、巖性條件、構(gòu)造條件和庫區(qū)地震地質(zhì)背景等因素，預(yù)測(cè)發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能性較小。

3 壩區(qū)地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.1 壩區(qū)基本地質(zhì)條件

雅魯藏布江以S40°E流經(jīng)壩址區(qū)，河道順直，正常蓄水位3 310 m,高程對(duì)應(yīng)谷寬320～360 m。壩址兩岸山體雄厚，地形較完整，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，坡度約35°～70°，臨江坡高大于1 000 m。兩岸大多基巖裸露，河邊分布少量漫灘，下游坡腳及局部斜坡地帶分布少量崩坡積塊碎石土，階地不發(fā)育。壩址區(qū)發(fā)育四條沖溝，右岸有熊瑪溝及白溝，左岸有白助溝及一號(hào)溝。

壩區(qū)無區(qū)域斷層分布，次級(jí)斷層主要有即近SN向和近EW向兩組，斷層破碎帶寬多在0.1～1m之間，由角礫巖、碎裂巖等組成，規(guī)模較小。岸坡基巖裂隙較發(fā)育，存在3～4組優(yōu)勢(shì)裂隙，河床下覆基巖主要發(fā)育中～陡傾角裂隙，局部發(fā)育緩傾角裂隙。

壩區(qū)無連續(xù)分布的強(qiáng)風(fēng)化巖體，主要為弱風(fēng)化及微～新巖體。左岸弱風(fēng)化水平深度23～42.3 m，強(qiáng)卸荷水平深度8.2～20.9 m，弱卸荷水平深度23～42.3 m；右岸弱風(fēng)化水平深度37.6～50.7 m，強(qiáng)卸荷水平深度2.1～14.8 m，弱卸荷水平深度37.6～50.7 m；河床弱風(fēng)化垂直深度8.85～49.9 m，強(qiáng)卸荷垂直深度0.2～15.4 m，弱卸荷垂直深度8.85～49.9 m。壩址區(qū)未見大型沖溝發(fā)育，有四條小型沖溝，除熊瑪溝外均位于壩址區(qū)下游。熊瑪溝在壩軸線上游約500 m處，屬于衰退期泥石流，致災(zāi)能力弱，除了能夠增加庫區(qū)河床少量泥沙外，對(duì)工程建筑物影響小。壩址區(qū)無滑坡、變形拉裂等大的不穩(wěn)定巖體分布。

壩區(qū)地下水基本類型可分為基巖裂隙水和第四系松散堆積層孔隙水兩類，受大氣降水補(bǔ)給向河床及下游排泄。水質(zhì)分析試驗(yàn)成果表明雅魯藏布江水、沖溝水對(duì)混凝土無腐蝕性。巖體透水率q≤3Lu界限在河床垂直埋深20～30 m(基巖面以下)，兩岸水平埋深一般為30～50 m。

3.2 壩址工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

(1)壩基變形穩(wěn)定。河床壩基覆蓋層一般厚20～40 m，無連續(xù)分布的砂層。覆蓋層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，具一定的承載抗變形能力，但對(duì)于高100余米的混凝土重力壩，不能滿足混凝土重力壩基礎(chǔ)條件，應(yīng)予挖除。下伏基巖為二長花崗巖，巖質(zhì)堅(jiān)硬。強(qiáng)卸荷、弱風(fēng)化巖體完整性差，裂隙發(fā)育，銹染明顯，巖體較松弛，巖體強(qiáng)度較低，不能滿足建壩承載力要求，應(yīng)挖除。弱卸荷、弱風(fēng)化巖體完整性較好，強(qiáng)度較高，經(jīng)適當(dāng)處理后是良好壩基。

(2)壩基抗滑穩(wěn)定。從上述地質(zhì)條件分析，抗滑穩(wěn)定的有利條件為地形較對(duì)稱完整，山體雄厚，抗力體巖體為堅(jiān)硬、較完整的花崗巖，具有較高的整體強(qiáng)度。鉆孔及平硐未見有較大的控制性緩傾角連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面，壩基抗滑穩(wěn)定主要受隨機(jī)分布的緩傾角裂隙及不利組合控制。鑒于中、緩傾角裂隙的分布及其產(chǎn)狀隨機(jī)性較大，在施工過程中，應(yīng)視開挖的實(shí)際情況，進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性復(fù)核。

(3)壩基防滲。河床壩基基巖以弱透水為主，透水率q≤3Lu的相對(duì)抗水層巖體頂板垂直埋深(基巖面以下)一般為20～30 m。兩岸壩基基巖以弱透水為主，相對(duì)抗水層巖體頂板水平埋深一般為30～50 m?？梢妰砂都昂哟踩跗⑼杆畮?q≤3Lu)底板均較淺，可形成穩(wěn)定的相對(duì)隔水層。防滲帷幕至少應(yīng)深入至弱偏微透水帶中。大壩基坑無大的集中滲漏通道，但可能沿?cái)嗔?、裂隙密集帶出現(xiàn)滲水或涌水。

(4)工程邊坡。壩址區(qū)兩岸基巖裸露，自然邊坡高陡。二長花崗巖巖質(zhì)堅(jiān)硬，未見明顯的變形巖體，自然邊坡整體穩(wěn)定，但由于小斷層和節(jié)理裂隙切割，且廣泛分布于卸荷巖體上，故邊坡內(nèi)出現(xiàn)局部巖體破壞的可能性是存在的。岸坡下部覆蓋崩積塊碎石層，結(jié)構(gòu)松散，架空顯著，穩(wěn)定條件較差。

(5)巖體成洞條件評(píng)價(jià)。壩區(qū)花崗巖體致密堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育但間距較大。小斷層總體不甚發(fā)育，弱風(fēng)化弱卸荷巖體以鑲嵌～次塊狀結(jié)構(gòu)為主，圍巖類別為Ⅲ類，微新巖體以次塊狀～塊狀結(jié)構(gòu)Ⅱ類圍巖為主,成洞條件較好。進(jìn)出口洞段及斷層破碎帶以Ⅳ類圍巖為主，經(jīng)相應(yīng)支護(hù)處理后，具成洞條件。

4 結(jié) 論

雅魯藏布江斷裂活動(dòng)性相對(duì)較弱的西段從藏木電站壩址下游5 km處通過，電站工程場(chǎng)地區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。庫區(qū)不存在滲漏及浸沒問題，塌岸及淤積問題不突出，水庫誘發(fā)地震可能性較小。壩區(qū)總體地質(zhì)條件較好，能基本滿足混凝土重力壩壩基變形、抗滑、防滲、邊坡及成洞要求，不存在重大工程地質(zhì)問題。

2016-08-23

任華江(1972-)，男，四川瀘州人，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事工程地質(zhì)工作。

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