壽寧縣西山水庫蓄水安全性分析

曾國安

（福建省匯閩水利水電工程發(fā)展有限公司，福建 福州 350011）

興建西山水庫的目的主要是利用西山水庫與六六溪水庫聯(lián)合調(diào)度，以滿足壽寧縣城區(qū)設(shè)計水平年2025年的用水需求。為保證工程封堵下閘蓄水后的安全，在封堵下閘蓄水前，工程區(qū)內(nèi)涉及水庫蓄水的工程建筑物部位均應(yīng)經(jīng)過安全性評價，符合要求后方可投入使用。本文以主體工程、壩基、壩址等為評價對象，對西山水庫進(jìn)行安全性分析。

1 水庫概況

西山水庫壩址以上控制流域面積3.90 km2，河流長度3.40 m，河道坡降68.4‰，多年平均流量為0.172 m3/s，多年平均徑流量為542萬m3，多年平均徑流深1391 mm[1]。

水庫樞紐由砌石重力壩、開敞式溢洪道、供水系統(tǒng)組成，為Ⅳ等工程，大壩、溢洪道、供水系統(tǒng)進(jìn)水口等按4級建筑物設(shè)計；攔河壩、溢洪道設(shè)計洪水重現(xiàn)期為30年，校核洪水重現(xiàn)期為200年；消能防沖洪水重現(xiàn)期為20年，水庫區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度[2]。

1.1 地質(zhì)條件

（1）地形地貌

測區(qū)位于福建東部，東臨東海，地處壽寧縣境內(nèi)，屬于侵蝕剝蝕構(gòu)造中低山地貌，山脈總體呈北東方向展布，區(qū)內(nèi)地面海拔高程多在820 m～1300 m之間，山坡坡度一般在30°以上，少數(shù)達(dá)50°～70°，地勢呈自南向北傾斜下降的特征。基巖巖性主要為侏羅系上統(tǒng)高基坪群第一亞群(J3nc)凝灰?guī)r以及第四系沖洪積、坡殘積層[3]。

（3）地質(zhì)構(gòu)造

水庫區(qū)屬強(qiáng)烈切割的構(gòu)造侵蝕中低山陡坡—中緩坡地形，區(qū)內(nèi)岸坡陡峻，溝谷發(fā)育并深切，山峰或山坡上常見陡崖石壁，物理地質(zhì)現(xiàn)象以巖石風(fēng)化和崩塌堆積為主要特征。區(qū)內(nèi)巖石風(fēng)化主要受地形、巖性和斷裂構(gòu)造控制，低矮山丘巖石風(fēng)化強(qiáng)烈深厚，隨高程上升巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，斷裂帶和基性巖脈發(fā)育處一般風(fēng)化較強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)高陡山坡坡腳、陡崖石壁下和深切溝谷中常有孤滾石堆積。

1.2 水文條件

區(qū)域水文地質(zhì)簡單，根據(jù)含水層性質(zhì)及地下水埋藏條件，壩址區(qū)地下水主要為基巖裂隙潛水和松散堆積層孔隙水?？紫端饕x存于第四系地層和全風(fēng)化巖體中，裂隙水主要賦存于節(jié)理裂隙中，受大氣降水和高處滲流水補(bǔ)給，向溝谷排泄。

2 蓄水安全分析

2.1 水庫

2.1.1 水庫滲漏

水庫為山區(qū)峽谷型水庫，庫周群山環(huán)抱，山體雄厚，庫內(nèi)山峰高程大于設(shè)計正常蓄水位（1000 m）高程，庫周無低鄰谷及單薄分水嶺，庫盆地層主要為火山巖類，巖性致密堅硬，巖體風(fēng)化層多為微～弱透水層。斷裂不發(fā)育，延伸較短，未連通至庫外，節(jié)理裂隙多閉合。因此，水庫不存在永久滲漏問題[4]。

2.1.2 庫區(qū)岸坡穩(wěn)定

水庫庫岸由火山巖構(gòu)成，巖石致密堅硬，庫岸山坡一般20°～35°，部分庫岸基巖出露。庫區(qū)第四系覆蓋層一般較薄，有覆蓋的地方大多植被發(fā)育，森林覆蓋率較高，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的滑坡體，庫岸總體基本穩(wěn)定。

2.1.3 水庫浸沒及固體徑流

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，水庫淹沒區(qū)和庫區(qū)均未發(fā)現(xiàn)有開采價值的礦產(chǎn)，也沒有礦化點(diǎn)和礦化異常點(diǎn)；淹沒區(qū)內(nèi)有林地將被淹沒。正常蓄水位1000 m附近多為林地，山坡較陡，庫周地下水位較高，地下水排泄條件好，水庫回水不會對土地造成浸沒影響[5]。

水庫在蓄水后不會產(chǎn)生大規(guī)模庫岸失穩(wěn)，固體徑流來源少，不存在大規(guī)模的固體徑流問題，但局部有卸荷變形的陡峭危巖和較厚的坡殘積、全強(qiáng)風(fēng)化層，水庫蓄水后表層可能發(fā)生小規(guī)模的庫岸塌滑，增加固體徑流，但對水庫蓄水無較大的不良影響。

2.2 壩基

壩址壩基經(jīng)開挖后，壩基巖體屬弱風(fēng)化中上部，完整性一般，依據(jù)GB50487-2008附錄V壩基巖體分類標(biāo)準(zhǔn)本壩基屬Ⅲ類巖體，與初設(shè)結(jié)果基本吻合，經(jīng)壩基固結(jié)、帷幕灌漿后，滿足建壩要求。

河床及兩岸均挖至弱風(fēng)化巖，巖體較完整。壩基開挖后，分別在壩基中間和左岸壩肩各發(fā)現(xiàn)一條斷層（f1、f2），其中斷層f1為橫向切割斷層，寬度10 mm～20 mm，內(nèi)充填強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)夾層，膠結(jié)度一般，多閉合，為高傾角斷層，傾角83°；f2斷層位于左岸壩肩，斜切山坡往下游延伸，延伸較短，寬度20 mm～30 mm，多泥質(zhì)填充，閉合，傾角80°；壩址區(qū)裂隙發(fā)育方向多組，裂隙細(xì)小、短淺，僅壩基右岸下游較密集，寬度一般為1 mm～2 mm，少數(shù)達(dá)到10 mm，多為閉合裂隙；9號、10號地質(zhì)點(diǎn)處為石英脈，寬約 5 mm，產(chǎn)狀為 NE30°/NE80°，為閉合裂隙。f1、f2斷層以及節(jié)理裂隙多為橫向切割，規(guī)模小高傾角且多閉合，對水庫蓄水影響較小。

2.3 壩肩及邊坡

左岸壩肩開挖后，壩肩在1002 m高程以上為強(qiáng)風(fēng)化巖體，邊坡高達(dá)18.9 m，壩肩接頭部位為弱風(fēng)化巖體，工程地質(zhì)條件良好，但壩肩邊坡工程地質(zhì)條件一般。

右岸壩肩巖體相對隔水層（q≤5 Lu）頂板線與正常蓄水位1000 m高程線交點(diǎn)距壩肩（建議開挖線）約16.4 m；壩肩防滲接頭可接至相對隔水層頂板。壩肩開挖后，壩肩在1005 m高程以上為全～強(qiáng)風(fēng)化巖體，邊坡高達(dá)27.7 m，其中土質(zhì)邊坡厚度約9.30m，強(qiáng)風(fēng)化巖體邊坡厚度約16.9 m，壩肩接頭部位為弱風(fēng)化巖體，壩肩接頭工程地質(zhì)條件較好，但壩肩邊坡地質(zhì)條件差，存在壩肩邊坡的穩(wěn)定問題[6]。

大壩兩岸壩肩、壩頂上方山坡陡峭，且右岸壩肩風(fēng)化較深，局部發(fā)育有節(jié)理裂隙帶，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在蓄水位以下，右岸壩體下游岸坡巖體存在多處滲漏。

3 結(jié)論與建議

（1）水庫位于華南沿海地震帶，屬于華南地震區(qū)的東南沿海外帶地震帶，據(jù)記載水庫區(qū)半徑25 km范圍內(nèi)無較大的地震發(fā)生，一般為1～3級地震，屬弱震區(qū)；場地地震基本烈度為Ⅵ度，地震動峰值加速度為0.05 g，區(qū)內(nèi)區(qū)域構(gòu)造屬相對穩(wěn)定區(qū)。

（2）水庫地形、地質(zhì)條件封閉良好，蓄水后水庫不會產(chǎn)生永久滲漏。庫岸未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的滑坡體，巖體中沒有發(fā)育規(guī)模較大的順坡向中緩傾角斷層和軟弱夾層，水庫庫岸總體是穩(wěn)定的。

（3）壩基巖性致密堅硬，弱風(fēng)化為主；巖體質(zhì)量屬Ⅲ類，巖體風(fēng)化層多為微～弱透水層。對壩基巖體及局部存在的地質(zhì)缺陷（f1、f2斷層）進(jìn)行常規(guī)的工程處理（固結(jié)灌漿及帷幕灌漿），可使水庫地質(zhì)條件滿足設(shè)計要求。

（4）左岸壩肩接頭部位為弱風(fēng)化巖體，壩肩接頭工程地質(zhì)條件較好，壩肩邊坡地質(zhì)條件一般，邊坡基本穩(wěn)定。

右岸壩肩地質(zhì)條件較好，接頭部位為弱風(fēng)化巖體，但壩肩邊坡地質(zhì)條件差；右岸壩肩風(fēng)化較深，局部發(fā)育有節(jié)理裂隙帶，存在壩肩邊坡的穩(wěn)定問題。針對上述問題，建議進(jìn)行網(wǎng)噴和素噴支護(hù)，維持邊坡穩(wěn)定并設(shè)置穩(wěn)定監(jiān)測措施加強(qiáng)觀測。此外，據(jù)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在蓄水位以下，右岸壩體下游岸坡巖體存在多處滲漏，建議采取專項(xiàng)措施治理并加強(qiáng)滲漏觀測。