母豬田水庫工程地質(zhì)概況及壩址區(qū)工程地質(zhì)評價研究

唐興

摘 要：母豬田水庫工程是重要的工程項目，在實際進(jìn)行工程建設(shè)時，需要注重對其工程地質(zhì)概況的掌握，以便保證建設(shè)項目的順利完成。本文主要圍繞工程概況、母豬田水庫工程地質(zhì)概況、壩址區(qū)工程地質(zhì)評價研究等方面展開討論，根據(jù)工程建設(shè)需求，詳細(xì)分析了區(qū)域地質(zhì)情況，以便保證區(qū)域地質(zhì)條件滿足工程建設(shè)要求，對母豬田工程建設(shè)質(zhì)量有直接影響。同時需要確保壩址區(qū)工程建基面選擇和防滲處理等符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：母豬田水庫工程；地質(zhì)概況；地質(zhì)評價

中圖分類號：TV221.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0181-02

前 言

在進(jìn)行母豬田水庫工程建設(shè)時，需要完成工程研究階段的勘察任務(wù)，通過調(diào)查區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，對地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性作出有效評價，同時還應(yīng)考慮到壩體穩(wěn)定問題，從水文地質(zhì)條件等角度出發(fā)，得到對應(yīng)的地質(zhì)評價。工程勘察設(shè)計工作是重要的工作環(huán)節(jié)之一，需要在保證區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造符合母豬田水庫工程建設(shè)要求的條件下，才能進(jìn)一步進(jìn)行工程建設(shè)，得到預(yù)期項目建設(shè)效果。

1 工程概況

母豬田水庫位于六枝特區(qū)牂牁鎮(zhèn)口棚村附近，交通便利?，F(xiàn)擬建水庫工程地點為珠江流域毛口河中游，河流從北西至南東方向流經(jīng)口棚，最終匯聚北盤江。壩體以上的主河道長度約為5.23km，平均年來水量為597.6萬m3，建設(shè)母豬田水庫工程，主要是為了發(fā)揮其灌溉功能，相對而言規(guī)模較小，在水庫運營過程中，能完成擋水、取水、泄水及灌溉等任務(wù)，水庫主壩采取瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。

2 母豬田水庫工程地質(zhì)概況

2.1 地形外貌

母豬田水庫位于云貴高原中西地區(qū)，受到構(gòu)造運動的影響，高原區(qū)域從西至東傾斜抬升，溝谷展布、山嶺和地質(zhì)構(gòu)造線一致?？辈斓貐^(qū)地勢體現(xiàn)出南東低、北西高的特點，最高點在水庫西側(cè)，海拔為2127m，與最低點高度差達(dá)1387m。根據(jù)相關(guān)地貌資料及地表調(diào)查，可將勘察區(qū)域地貌演化過程分為以下幾個時期：①大婁山期，區(qū)域整體分布標(biāo)高從北至西逐漸降低，受到北山運動影響，測區(qū)抬升為陸，并在剝蝕夷平作用下，在區(qū)域內(nèi)形成了大婁山期夷平面。之后在喜山運動影響下，使得地貌發(fā)生變形，早期形態(tài)被破壞，目前只保留山頂平臺。②山盆期，測區(qū)內(nèi)山盆期標(biāo)高在1000～1500m，從北至南逐漸降低，是水庫工程測區(qū)最大的夷平面地形地貌景觀[1]。母豬田水庫現(xiàn)階段正處于山盆期地貌。③烏江期，隨著地質(zhì)構(gòu)造運動，烏江期逐漸發(fā)育起來，表現(xiàn)為大面積抬升和水流下切。這一時期產(chǎn)物大多為垂直巖溶形態(tài)，烏江期中的相對穩(wěn)定時期，將在河床寬谷地段形成各級階地。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

從地質(zhì)構(gòu)造角度來看，水庫位于威寧北西方向的構(gòu)造變形區(qū)上，構(gòu)造帶主要由一束基本平行的褶皺和斷層構(gòu)成，其中褶皺包括墮卻背斜、六枝向斜、觀音山背斜和三丈水背斜等。構(gòu)造帶內(nèi)主要褶區(qū)為長條狀褶皺，與其相關(guān)的斷裂通常具有較大規(guī)模。巖層傾角測量值一般超過40°，本區(qū)巖石傾角通常為60～80°，局部可能呈現(xiàn)多字型縱列排列款式。構(gòu)造帶南西以及北東兩側(cè)常見的褶皺為向斜款式，之間緊密程度稍差，由于褶皺平面會受到附近構(gòu)造體系的影響，可能出現(xiàn)彎曲形態(tài)。

2.3 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性和地震動參數(shù)

測區(qū)地質(zhì)構(gòu)造運動整體呈現(xiàn)出間歇性抬升，不同斷塊間的差異運動不顯著，在新構(gòu)造運動影響下，將形成以壓扭性為主的盆地沉積，部分?jǐn)嗔亚绣e了更新統(tǒng)地層，地質(zhì)外貌變化相對明顯，說明受到新構(gòu)造運動影響較大。但是在北東向和北西向的斷裂，發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)出早期更新運動，晚期更新有所減弱。另外，從地震地質(zhì)方面著手進(jìn)行分析，母豬田水庫距離區(qū)域內(nèi)主要地震活動場所的距離在200km以上，地震對水庫運營影響較小。但是關(guān)嶺地區(qū)主要位于斷裂和地震活動的過渡區(qū)域，地震發(fā)生頻率較高，并且周圍地震容易集中成帶，調(diào)查數(shù)據(jù)表明，該區(qū)域近年來弱震發(fā)生頻繁。

2.4 巖溶水文地質(zhì)條件

本文選擇的測區(qū)主要以老王山為中心，東西側(cè)主要是陳家寨向斜和中營向斜，地區(qū)巖溶地層包括石炭系上統(tǒng)馬坪組，二疊系下統(tǒng)棲霞組、茅口組等。巖溶地層分布特點主要體現(xiàn)在以下方面：①由測區(qū)南西向至北部延伸的老王山、石板寨、馬鞍山，再次向測區(qū)東向展布的李家寨、大坪子為代表的灰?guī)r巖溶層；②出露在測區(qū)北側(cè)的觀音田、大地坪為代表的關(guān)嶺組巖溶層。實際勘察測區(qū)地質(zhì)情況時，可發(fā)現(xiàn)巖溶層出露面積相對較廣，發(fā)育較快的為灰?guī)r巖溶，是母豬田水庫工程主要巖溶層。測區(qū)巖溶形態(tài)多樣，巖溶層在地形、構(gòu)造和水動力條件等因素的控制下，造成測區(qū)內(nèi)巖溶形態(tài)差異較大[2]。控制巖溶層發(fā)育的因素主要包括巖性因素、地貌因素、構(gòu)造因素以及水動力條件等。從水文地質(zhì)條件角度出發(fā)，測區(qū)內(nèi)按照巖性、地下水賦存狀態(tài)，可將地下水分為基巖裂隙水、碳酸鹽巖巖溶誰水等不同類型。由于巖性不同，則巖溶層溶化程度有所差異，各個地層的含水性質(zhì)差異明顯。

3 壩址區(qū)工程地質(zhì)評價研究

3.1 壩型比選

壩址區(qū)基巖為軟巖，適合建筑柔性壩，本文水庫工程擬建壩型為面板堆石壩和混凝土心墻壩，在對兩種壩型進(jìn)行比較時，可從邊坡穩(wěn)定性和不均勻沉降等角度出發(fā)，具體分析兩個壩型優(yōu)劣。面板堆石壩開挖后的左岸體邊坡穩(wěn)定性較差，進(jìn)而出現(xiàn)邊坡問題，而對于混凝土心墻壩來講，同樣存在邊坡問題。從不均勻沉降角度出發(fā)進(jìn)行壩型比較，面板堆石壩主要為剛性材料，出現(xiàn)沉降問題時容易導(dǎo)致面板拉裂破壞，而瀝青心墻壩主要為柔性材料，能適應(yīng)壩體變形，因此水庫工程建設(shè)時應(yīng)優(yōu)先選擇心墻壩。

3.2 建基面選擇

選擇建基面時，應(yīng)清理好河床上覆蓋的礫石層，以便由于局部漂石粒徑過大，降低母豬田水庫工程質(zhì)量。下伏巖性主要是含炭質(zhì)、泥灰?guī)r、石英砂巖等。河床強風(fēng)化厚度為5～7m，外觀為薄層狀或者碎裂狀，在其結(jié)構(gòu)面發(fā)育后，大多張開或微張，將有泥質(zhì)或巖屑填充其中。巖體呈現(xiàn)散體結(jié)構(gòu)，組合部分包括巖塊夾泥或者泥包巖塊，由于巖體破碎，不應(yīng)將其作為心墻壩基礎(chǔ)。

3.3 壩基滲透變形問題

對于心墻壩來講，是基于基巖建筑的，出現(xiàn)滲透變形問題的可能性較低，尤其是河床段和右岸段壩基以基巖為主，由于基巖結(jié)構(gòu)緊密，不容易產(chǎn)生滲透變形。而水庫左岸段基礎(chǔ)為崩坡體下部，通過鉆孔分析，該層構(gòu)成要素包括碎石土、粘土、局部夾孤石，碎石土含量相對較少，各組分含量有所差異。碎塊石成分大體為淺灰色灰?guī)r，粒徑通常為5～30cm，呈現(xiàn)棱角狀。水庫蓄水后，受到水動力條件的影響，可能導(dǎo)致左岸段壩體出現(xiàn)滲透變形問題，因此，在構(gòu)筑左岸段壩體時，應(yīng)對其進(jìn)行防滲處理，通過設(shè)置防滲墻，來降低滲透變形現(xiàn)象的發(fā)生概率。

3.4 壩基不均勻沉降問題

母豬田水庫工程主要構(gòu)筑心墻壩，是在基巖基礎(chǔ)上修筑的，這種情況下，產(chǎn)生壩體不均勻沉降問題的可能性較小，并且由于河床段和右岸段壩體以基巖為基礎(chǔ)，同樣不容易產(chǎn)生不均勻沉降。但是由于水庫左岸壩體主要基于崩坡體下部，由于崩坡體局部存在碎石塊，并且之間間隙較大，這就造成崩坡體受力不均勻，局部受到較大作用力時，將導(dǎo)致不均勻沉降現(xiàn)象。針對上述問題，需要做到對崩坡體結(jié)構(gòu)緊急性和承載力的嚴(yán)格控制，以便提高水庫工程質(zhì)量。

4 結(jié) 論

綜上所述，本文主要針對母豬田水庫工程地質(zhì)概況和壩址區(qū)工程地質(zhì)評價進(jìn)行研究，從地形外貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶水文地質(zhì)條件等多個角度出發(fā)，具體分析了母豬田工程地質(zhì)特點，從而確保工程選址的合理性，為工程建設(shè)項目的開展奠定基礎(chǔ)。而在壩址區(qū)工程地質(zhì)評價方面，需要注重壩型、建基面的有效選擇，確保它們滿足工程建設(shè)需求，同時為了保證母豬田水庫工程質(zhì)量，還要做好壩基防滲工作，是重點研究內(nèi)容之一。

參考文獻(xiàn)

[1]王樹奎.洪河水庫工程地質(zhì)問題分析與評價[J].西部探礦工程，2017，29（05）：11～13.

[2]王騎虎.甘肅紅層工程地質(zhì)特性與邊坡穩(wěn)定性研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2016.

收稿日期：2018-9-16

作者簡介：唐 興（1990-），男，苗族，助理工程師，本科，主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察工作。