威寧縣新民水庫(kù)工程滲漏與穩(wěn)定性分析

宋 平

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院貴陽(yáng)高新分院，貴陽(yáng) 550001)

威寧縣新民水庫(kù)工程滲漏與穩(wěn)定性分析

宋 平

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院貴陽(yáng)高新分院，貴陽(yáng) 550001)

文章通過分析威寧縣新民水庫(kù)工程地質(zhì)條件，論述了水庫(kù)蓄水后可能的滲漏情況分析，并通過岸坡穩(wěn)定代表性邊坡赤平投影圖，論述了該水庫(kù)的庫(kù)岸穩(wěn)定性，同時(shí)提出了相應(yīng)的工程處理措施。建議對(duì)壩址巖層分布規(guī)律、特性和巖體風(fēng)化、巖體透水性以及巖體質(zhì)量特征作進(jìn)一步的研究復(fù)核，分析對(duì)壩基肩穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定的影響。

水庫(kù)；工程地質(zhì)條件；滲漏；穩(wěn)定性分析

1 工程概況

新民水庫(kù)位于貴州省西部畢節(jié)地區(qū)威寧縣石門鄉(xiāng)新民村。新民小河發(fā)源于威寧縣石門鄉(xiāng)西南方向結(jié)衣一帶，往東北經(jīng)新民村、高坎子、河壩，在列都一帶匯入洛澤河。擬建新民水庫(kù)正常蓄水位1986.00m，死水位1964.00m，壩前抬高水頭61m，壩高約70m，擬建面板堆石壩或重力壩。水庫(kù)回水長(zhǎng)約1.1km，河床平均比降為5.7%；設(shè)計(jì)總庫(kù)容328萬(wàn)m3，主要解決威寧縣石門鄉(xiāng)集鎮(zhèn)供水及農(nóng)村人畜飲水和灌溉，屬小(1)型水利工程。

2 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

庫(kù)區(qū)為侵蝕-溶蝕高中山峽谷地貌，位于新民小河中段，河谷深切，沿河可見狹長(zhǎng)階地發(fā)育。兩岸山頂海拔高程2100-2460m，相對(duì)高差120-360m；庫(kù)區(qū)兩岸地形坡度多>40°上游兩岸地形坡度多>30°，河谷多為不對(duì)稱的“V”型走向谷。

2.2 地層巖性

水庫(kù)區(qū)第四系殘坡積層分布較廣，基巖在地形陡峻處出露，庫(kù)區(qū)地層巖性由上至下依次為：第四系覆蓋層(Q)、威寧組(C2w)、擺佐組(C1b)、大塘組(C1d)、泥盆系上統(tǒng)(D3w)。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

庫(kù)區(qū)位于張家大地?cái)鄬訓(xùn)|翼，庫(kù)首巖層總體傾向右岸偏下游(SEE)，傾角多為20°-28°。構(gòu)造形跡受張家大地?cái)鄬涌刂?，以北東向?yàn)橹鳎瑪嗔褬?gòu)造發(fā)育，主要為上述構(gòu)造的縱向斷裂，規(guī)模較大。在壩址左岸有張家大地?cái)鄬?，右岸兩天窩斷層、新華斷層發(fā)育。

3 水庫(kù)滲漏分析

3.1 庫(kù)盆滲漏分析

據(jù)調(diào)查，地下水從下壩址強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化上部(壓水實(shí)驗(yàn)值>5Lu)沿卸荷裂隙帶滲漏，向河床下游排泄，因此建議帷幕灌漿河床部位亦考慮適當(dāng)深度。庫(kù)盆無(wú)溶洞、落水洞、明顯漏水點(diǎn)分布，溶洞高程多高于正常蓄水位，且向后山逐漸抬高。庫(kù)區(qū)兩岸均有泉水出露，泉水線型補(bǔ)給河谷，鉆孔均未擊穿泥盆系D3w1地層。結(jié)合左右兩岸水文孔ZK4的穩(wěn)定地下水位，河谷兩岸地下水穩(wěn)定水位均在D3w1弱風(fēng)化地層中，D3w1弱風(fēng)化地層隔水性能較好。綜上判斷，庫(kù)盆不會(huì)產(chǎn)生滲漏。

3.2 水庫(kù)鄰谷及庫(kù)首滲漏評(píng)價(jià)

3.2.1 左岸鄰谷與斷層滲漏評(píng)價(jià)

水庫(kù)左岸地層巖性主要為D3w1白云巖，滴稀鹽酸基本不起泡，為弱巖溶巖石，C1dj砂頁(yè)巖位于較高處，與D3w1白云巖斷層接觸，據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查左岸巖溶弱發(fā)育。庫(kù)尾部分蓄水區(qū)域與上司段C1ds白云巖接觸，C1ds白云巖泉水出露高，C1ds白云巖向山體較高處延伸，庫(kù)水通過C1ds白云巖滲向下游的可能性極小，左岸帷幕接C1dj砂頁(yè)巖隔水層，防滲邊界可靠。

左岸張家大地?cái)鄬优c水庫(kù)下壩址河床相距最遠(yuǎn)約380m，斷層帶見小泉水出露，但斷層破碎帶為透水層，據(jù)地表觀測(cè)推斷，斷層破碎帶寬10m左右，帷幕宜伸入C1dj砂頁(yè)巖一定深度以解決斷層破碎帶滲漏問題。

綜上所述，水庫(kù)左岸無(wú)低鄰谷，巖溶弱發(fā)育，帷幕接可靠隔水層，水庫(kù)左岸不存在鄰谷滲漏問題。

3.2.2 右岸鄰谷及斷層滲漏評(píng)價(jià)

1)右岸鄰谷滲漏評(píng)價(jià)：

水庫(kù)河谷與右岸鄰谷之間分水嶺較為寬厚，地層巖性為泥盆系上統(tǒng)碳酸鹽巖，右岸庫(kù)盆主要為D3w1弱巖溶白云巖、灰質(zhì)白云巖，D3c黏土巖為相對(duì)隔水層，但黏土巖厚度較薄，為10-20m。D3w2與D3d中強(qiáng)巖溶的灰?guī)r分布在較高處，鉆孔ZK4地下水位高于河床，水力坡度約13%，右岸沖溝較高處有泉水出露，溝底沖刷痕跡明顯，雨水多沿地表滲流，向河床排泄，右岸地表水、地下水補(bǔ)給河水。據(jù)地質(zhì)測(cè)繪，庫(kù)區(qū)與鄰谷之間無(wú)導(dǎo)水構(gòu)造相連，右岸地下分水嶺高程高于水庫(kù)正常蓄水位，鉆孔揭露D3w1地層中深層巖溶弱發(fā)育。綜上判斷，水庫(kù)蓄水后向右岸鄰谷滲漏的可能性小[1]。

2)右岸斷層滲漏評(píng)價(jià)：

據(jù)地質(zhì)測(cè)繪，右岸兩天窩斷層未發(fā)現(xiàn)泉水出露，斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造，將庫(kù)盆右岸岸坡與庫(kù)盆下游低矮河谷相連；結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷，右岸岸坡地下水位與斷層交匯處低于水庫(kù)正常蓄水位[2]。

綜上判斷，水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水可能存在沿兩天窩斷層破碎帶滲漏的問題，可通過帷幕防滲工程處理。

右岸新華斷層與水庫(kù)下壩址河床相距最近約250m，該斷層未發(fā)現(xiàn)泉水出露，斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造，由于D3c的黏土巖厚度較薄，庫(kù)盆右岸岸坡與庫(kù)盆下游低矮河谷可能存在相連通道；結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷，右岸岸坡地下水位與斷層交匯處低于水庫(kù)正常蓄水位。綜上判斷，水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水可能存在沿新華斷層破碎帶滲漏的問題，可通過帷幕防滲工程處理。

右岸黑土河斷層與水庫(kù)下壩址河床最近相距約1150m，屬于壓扭性斷層。黑土河斷層所處位置高，斷層沿線未發(fā)現(xiàn)泉水出露，斷層破碎帶為導(dǎo)水構(gòu)造，結(jié)合右岸鉆ZK4鉆孔水位推斷，右岸岸坡地下水位與斷層交匯處遠(yuǎn)高于水庫(kù)正常蓄水位。綜上判斷，水庫(kù)蓄水后沿黑土河斷層滲漏到庫(kù)外的可能性小。

3.2.3 庫(kù)首滲漏評(píng)價(jià)

庫(kù)首地層巖性主要為D3w1弱巖溶白云巖，滴稀鹽酸基本不起泡，巖溶弱發(fā)育，下壩址zk3鉆孔水位低于河床約15m左右，長(zhǎng)期水位不能恢復(fù)上來(lái)，說(shuō)明地下排泄通暢，分析原因主要為右岸卸荷裂隙帶由構(gòu)造引起，卸荷裂隙發(fā)育較深，加之河床比降陡，巖層傾向右岸偏下游，地表水易沿裂隙及層面向下游排泄。下游發(fā)育沖溝切割較淺，對(duì)庫(kù)首滲漏影響小。

綜上所述，D3w1白云巖中深層巖溶不發(fā)育，下游發(fā)育沖溝切割較淺，壩址不存在大范圍的庫(kù)首滲漏問題，水庫(kù)蓄水后會(huì)產(chǎn)生壩基(肩)及近壩庫(kù)岸的繞壩滲漏，可通過帷幕灌漿予以解決。

4 庫(kù)岸穩(wěn)定分析和評(píng)價(jià)

水庫(kù)為深切峽谷型，庫(kù)盆以D3w1白云巖為主，巖質(zhì)較堅(jiān)硬、抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，邊坡類型為層狀、厚層狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡，受巖性控制裂隙發(fā)育以陡傾短小裂隙為主，大型不利結(jié)構(gòu)面組合較少；左岸為順向-斜向坡，地形坡度相對(duì)較緩，一般25°-40°，邊坡穩(wěn)定性較好，局部較陡地段，受淺表發(fā)育軟弱夾層影響，可能產(chǎn)生局部淺層滑塌，對(duì)水庫(kù)不會(huì)產(chǎn)生大的影響。右岸為逆向-斜向坡，地形坡度相對(duì)較陡，部分地段卸荷崩塌形成硬巖陡崖，整體穩(wěn)定性較好。岸坡穩(wěn)定代表性邊坡赤平投影圖如圖1和圖2所示：

圖1 左岸邊坡赤平投影圖

圖2 右岸邊坡赤平投影圖

右岸河床岸邊及斜坡上的崩塌堆積體，主要成分為孤石(最大直徑達(dá)2-4.0m)、碎塊石夾黏土。該崩塌堆積體自從高處墜落于覆蓋層及風(fēng)化巖石墊層上，墊層受沖擊，接觸帶軟弱面連續(xù)分布的可能性小。巖石崩塌撞擊擠壓后，大部分堆積較密實(shí)，局部見膠結(jié)現(xiàn)象，推測(cè)最大厚度10m以下，整體穩(wěn)定性好，水庫(kù)蓄水后，受水位變幅影響發(fā)生滑塌的可能性小。

據(jù)調(diào)查庫(kù)岸人類開墾活動(dòng)少，未發(fā)現(xiàn)泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面沉降現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害，不良物理地質(zhì)現(xiàn)象總體弱發(fā)育，庫(kù)岸整體邊坡穩(wěn)定，邊坡穩(wěn)定性較好，水庫(kù)蓄水后除局部岸坡可能發(fā)生小范圍的坍塌、淺層滑坡外，不會(huì)發(fā)生大的庫(kù)岸邊坡滑動(dòng)失穩(wěn)問題。

5 結(jié) 語(yǔ)

擬建新民水庫(kù)正常蓄水位1986.00m，壩前抬高水頭61m，回水長(zhǎng)1.1km，地形封閉良好；水庫(kù)位于張家大地背斜東翼靠近核部一帶，巖層呈弓狀展布，庫(kù)盆巖性主要為泥盆系望城坡組D3w1、石炭系大塘組舊司段C1dj、上司段C1ds組成，庫(kù)盆巖溶化程度相對(duì)較低，無(wú)低鄰谷滲漏問題，水庫(kù)具備蓄水條件。水庫(kù)蓄水后無(wú)浸沒問題。建議對(duì)壩址巖層分布規(guī)律、特性和巖體風(fēng)化、巖體透水性以及巖體質(zhì)量特征作進(jìn)一步的研究復(fù)核，分析對(duì)壩基肩穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定的影響。

[1]游煥波，肖文俊.淺談小型水庫(kù)滲漏、庫(kù)岸穩(wěn)定分析與工程處理措施[J].江西水利科技，2014(03):189-194.

[2]賈東彥，余莉，蘇廣錄.阿勒泰地區(qū)中小型水庫(kù)滲漏原因及治理措施[J].中國(guó)建筑防水，2013(06):30-34.

1007-7596(2017)07-0102-02

2017-06-20

宋平(1984-)，男，貴州大方人，工程師，從事工程地質(zhì)專業(yè)工作。

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