六枝特區(qū)懶龍河水庫工程壩址選擇及庫區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析

徐嬌艷

（貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002）

隨著六枝特區(qū)巖腳鎮(zhèn)的大力發(fā)展，修建懶龍河水庫，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施和供水骨干工程建設(shè)，成為緩解缺水問題、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。懶龍河水庫位于貴州省西部六枝特區(qū)新場(chǎng)鄉(xiāng)與牛場(chǎng)鄉(xiāng)的界河——懶龍河上，屬黔中丘原盆強(qiáng)巖溶峽谷地區(qū)[1]。庫區(qū)溶巖廣泛分布，各種巖溶類型均有發(fā)育。復(fù)雜的地形、地質(zhì)使得壩址的選擇及論證對(duì)整個(gè)工程的規(guī)模、等別及投資有著決定性的作用。基于此，本文針對(duì)懶龍河水庫工程的壩址選擇進(jìn)行分析。

1 工程概況

懶龍河水庫工程位于貴州省六枝特區(qū)新場(chǎng)鄉(xiāng)與牛場(chǎng)鄉(xiāng)界河懶龍河下游，所屬河流為三岔河右岸一級(jí)河流。工程任務(wù)主要是工業(yè)供水兼發(fā)電，等別為Ⅲ等，規(guī)模中型。水庫建成后，總庫容1305萬m3，正常蓄水位1242 m，年供水量1976 萬 m3。

水庫成庫河谷呈峽谷型，除庫腰部位懶龍底寨至上游懶龍橋段右岸外，河床以上數(shù)十米范圍內(nèi)河谷均呈V字形，兩岸谷坡陡峻甚至壁立，可溶巖與非可溶巖直接相間出露。受地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地殼長(zhǎng)期內(nèi)外引力的作用，河谷及岸坡物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為滑坡和重力崩塌，其中水庫庫尾有黃家橋大型滑坡體。

2 水文地質(zhì)條件

庫區(qū)出露地層均為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組，巖性主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)白云巖、泥巖及砂巖。通過工程區(qū)內(nèi)地表調(diào)查，發(fā)現(xiàn)28處巖溶洼地。

圖1 懶龍河水庫工程區(qū)平面圖

庫首兩岸及壩區(qū)附近可見的地下巖溶形態(tài)主要是溶洞、巖溶管道系統(tǒng)。據(jù)庫區(qū)調(diào)查，河谷岸坡發(fā)育有2～3層溶洞。其中主要發(fā)育溶洞有：右岸1320 m高程處的水落洞，洞口高約20 m，寬25 m，溶洞可見長(zhǎng)度約120 m，該洞為水落洞至ks11泉點(diǎn)及ks5泉點(diǎn)巖溶系統(tǒng)進(jìn)口；懶龍底村寨下游河流轉(zhuǎn)彎處右岸坡溶洞，洞口高約15 m，寬12 m，可見發(fā)育深度約60 m；懶龍底村寨下游河流對(duì)岸岸坡溶洞，洞口規(guī)模較小，深度8 m～10 m；右岸懶龍橋下游龍家沖沖溝口左側(cè)溶洞，洞口高約4 m，寬約3 m，可見發(fā)育深度約5 m，大雨后有出水現(xiàn)象。

水文連通試驗(yàn)[2]查明，工程區(qū)內(nèi)水落洞至Ks11、Ks5泉點(diǎn)和黑塘至Ks5泉點(diǎn)兩條大型巖溶系統(tǒng)（見圖1）中：水落洞至Ks11間線路長(zhǎng)約4.1 km，進(jìn)出口高程差104 m，比降25.4‰，試驗(yàn)用時(shí)43 h；水落洞至Ks5間線路長(zhǎng)約5.6 km，進(jìn)出口高程差123.8 m，比降22.1‰，試驗(yàn)用時(shí)192 h；黑塘至Ks5間線路長(zhǎng)約6.7 km，進(jìn)出口高程差188.7 m，比降28.2‰，試驗(yàn)用時(shí)118 h。兩次連通試驗(yàn)成果說明，區(qū)內(nèi)地層巖性控制了巖溶系統(tǒng)發(fā)育的下限。同時(shí)，表明右岸巖溶系統(tǒng)在某一高程上有多條管道相互連通的可能。

3 壩址條件分析

3.1 建壩河段選擇

懶龍河河段的現(xiàn)場(chǎng)踏勘、調(diào)查及水文連通試驗(yàn)證明，黃家橋村寨上游河段巖溶發(fā)育，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，不宜建壩成庫；黃家橋下游至該河段的原擋水壩河段，受右岸滑坡體的影響，同樣不宜建壩成庫。根據(jù)河段地形，將適宜建壩河段從上游至下游分成三段（見圖2），即黃家橋原擋水壩至懶龍橋河段、懶龍橋至懶龍底村寨附近的寬谷段和懶龍底至岔河村寨段。

圖2 建壩河段示意圖

（1）擋水壩至懶龍橋河段

擋水壩至懶龍橋河段1250 m高程以下為基本對(duì)稱的峽谷地貌，河床寬30 m~35 m，基巖裸露；1250 m高程以上地形急劇開闊，地形平緩，巖石性質(zhì)主要是下部T1yn1-2灰?guī)r、上部T1yn2泥巖。上游黃家橋至原擋水壩附近右岸一帶存在黃家橋滑坡體[3]。若在該河段修壩，水庫規(guī)模將受到限制，庫容不能滿足需水要求，且因水區(qū)位于大壩下游，供水管線相應(yīng)增長(zhǎng)，故該河段不宜修壩。

（2）懶龍橋至懶龍底寬谷段

懶龍橋至懶龍底寬谷段左岸地形陡峭，基巖裸露；右岸平緩，地形破碎，且懶龍底村寨一帶地表覆蓋有崩塌堆積體，右岸工程地質(zhì)條件復(fù)雜，不宜作為建壩河段。

（3）懶龍底至岔河河段

懶龍底至岔河河段兩岸地形陡峭，基巖裸露，呈基本對(duì)稱的“V”字形峽谷，河床一般寬20 m~30 m，構(gòu)造發(fā)育，巖體破碎，巖層產(chǎn)狀起伏較大，局部有危巖體分布，該河段分布有ks4、ks5、ks6等大型巖溶泉點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及“水文連通試驗(yàn)”證明，若在巖溶泉點(diǎn)（ks4號(hào)）上游建壩，將存在庫水向下游泉點(diǎn)滲漏的可能性；ks4號(hào)泉點(diǎn)下游至岔河匯口上游500 m處，河道平直，巖層走向相對(duì)穩(wěn)定，建壩條件較好。故選擇ks4號(hào)泉點(diǎn)下游河段作為建壩河段。

3.2 擬定壩址成庫后的庫水位與塌滑體（黃家橋邊坡）關(guān)系分析

黃家橋滑坡體范圍內(nèi)共分布有黃家橋、新屋基等村寨，現(xiàn)狀邊坡級(jí)別為Ⅰ級(jí)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，黃家橋滑坡體前緣為河床，滑坡體范圍內(nèi)河段靠近下游有一座擋水壩，壩高3 m，壩頂高程1248.1 m，下游靠近擋水壩河床高程約1245 m，運(yùn)行時(shí)間大于20年，未對(duì)邊坡造成影響。據(jù)擬定壩址建壩后的回水計(jì)算成果：5年、20年、50年、500年一遇的洪水回水高程分別為1243.37 m、1244.69 m、1251.14 m、1252.04 m。因 5年、20年一遇洪水回水位高程未改變?cè)麦w河段的原始狀態(tài)，故對(duì)邊坡的穩(wěn)定無影響；50年、500年一遇洪水回水高程高于原河道天然洪水高程約0.7 m左右，通過選取4個(gè)代表性邊坡剖面，采用剖面重量加權(quán)平均法[5]計(jì)算，邊坡在結(jié)構(gòu)面不充水和充水工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范取值，故水庫成庫后的洪水對(duì)黃家橋邊坡影響不大。

3.3 壩址確定

根據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)，壩址選擇須滿足：供水充足、水庫淹沒小、受水區(qū)引水距離短等要求[4]。

因工程正常水位受上游崩蹋體的限制，正常水位為1242 m，而建壩河段受巖溶管道及地質(zhì)條件復(fù)雜等因素影響，建壩河段選為“ks4號(hào)泉點(diǎn)”以下河段。

工程受水區(qū)位于六枝特區(qū)巖腳鎮(zhèn)，考慮到引水距離和施工等因素，壩址離岔河河口越近越好，但“ks4號(hào)”泉點(diǎn)至峽谷出口段長(zhǎng)約230 m下游河谷較寬且將穿越斷層。因此，壩址選擇為“ks4號(hào)”泉點(diǎn)至峽谷出口段長(zhǎng)約230 m范圍內(nèi)，地形、地貌相近，河谷斷面呈基本對(duì)稱“V”字型峽谷，且具有唯一性。

4 結(jié)語

六枝特區(qū)懶龍河水庫位于強(qiáng)巖溶峽谷地區(qū)，地形、地質(zhì)較為復(fù)雜，根據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)，壩址的選擇及論證對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的規(guī)模、建筑物等別及投資極其重要。工程在前期規(guī)劃中，通過大量的外業(yè)踏勘、勘探實(shí)驗(yàn)、水文“連通”試驗(yàn)及內(nèi)業(yè)計(jì)算，查清庫區(qū)上游黃家橋“滑坡體”、建壩河段巖溶管道等水文地質(zhì)條件，最終確定工程的建壩河段和具體位置，為項(xiàng)目的安全建設(shè)及后期穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。