王二文
(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院山西太原030024)
山西省坪底水庫(kù)屬小(Ⅰ)型工程,是一座為當(dāng)?shù)鼗痣姀S提供生產(chǎn)用水,年供水量為500 萬(wàn)m3的水庫(kù)工程。其中大壩擬選壩型為混凝土重力壩,最大壩高為37 m,壩頂長(zhǎng)136 m,水庫(kù)正常蓄水位為832.5 m,校核洪水位838.45 m,總庫(kù)容640 萬(wàn)m3。2012年底大壩建基面巖體開(kāi)挖工作完成后,對(duì)建基面巖體進(jìn)行了工程地質(zhì)分析,認(rèn)為建基面巖體工程條件良好、穩(wěn)定性強(qiáng)且承載力滿足設(shè)計(jì)要求,可作為各壩段壩基建基面。
大壩壩基共分為四個(gè)壩段,按樁號(hào)依次為右岸擋水壩段、溢流壩段、沖砂底孔壩段、左岸擋水壩段。
右岸擋水壩段樁號(hào)為0+000~0+022.5 m,建基面高程為804.1~843.5 m。開(kāi)挖建基面巖體巖性為三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組第三巖組(T2er-3)暗灰綠色中細(xì)粒薄-厚層砂巖夾薄層暗紫紅色、灰綠色泥巖,巖層傾向左岸偏下游(圖1)??芍皫r巖體完整較好,局部發(fā)育泥質(zhì)填充節(jié)理裂隙(圖2)。據(jù)試驗(yàn)可知,砂巖的單軸飽和抗壓強(qiáng)度為52.6~107.4 MPa,多為堅(jiān)硬巖;軟化系數(shù)為0.62~0.96,軟化性較弱(表1),巖體堅(jiān)硬且整體穩(wěn)定性良好。
野外作業(yè)過(guò)程中對(duì)右岸擋水壩段巖體進(jìn)行回彈試驗(yàn),砂巖巖體回彈值為32~56。設(shè)計(jì)要求地基巖體承載力1.0~1.2 MPa,根據(jù)巖體基本質(zhì)量定性特征和試驗(yàn)資料確定基巖承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk)為1.0~1.2 MPa(表2)??芍獛r體承載力滿足設(shè)計(jì)要求,該巖層可以作為右岸擋水壩段壩基建基面。
圖1 右岸擋水壩段建基面開(kāi)挖圖
圖2 右岸擋水壩建基面地質(zhì)編錄展示圖
溢流壩段樁號(hào)為0+022.5~0+070.5 m,建基面高程為803.2~804.8 m,開(kāi)挖建基面巖體巖性為暗灰綠色中細(xì)粒薄-中厚層砂巖,巖層傾向左岸偏下游(圖3)??芍皫r巖體完整較好,局部發(fā)育泥質(zhì)填充節(jié)理裂隙(圖4)。砂巖巖體中局部不連續(xù)夾10~20 cm 厚紫紅色泥巖。砂巖為堅(jiān)硬巖,軟化性較弱,巖體堅(jiān)硬且整體穩(wěn)定性良好。
根據(jù)實(shí)際開(kāi)挖情況,壩基建基面整體為弱風(fēng)化基巖,主河槽位于溢流壩段處,長(zhǎng)約21 m,寬2.2~3.5 m,開(kāi)挖底高程為801.8~802.5 m,主河槽底部可見(jiàn)弱風(fēng)化基巖。施工過(guò)程中對(duì)主河槽壁面光滑部位進(jìn)行了人工鑿毛增大摩擦力,同時(shí)對(duì)表層的松散、裂紋較大的巖體進(jìn)行了清除。砂巖巖體回彈值為44~60,承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk)為1.0~1.2 MPa。巖體承載力滿足設(shè)計(jì)要求,該巖層可以作為溢流壩段壩基建基面。
沖砂底孔壩段樁號(hào)為0+070.5~0+098.5 m,建基面高程為804.1~804.9 m,開(kāi)挖建基面巖體巖性暗灰綠色中細(xì)粒薄-中厚層砂巖,巖層傾向左岸偏下游(圖5)。砂巖巖體中發(fā)育泥巖填充節(jié)理裂隙,大多閉合(圖6)。砂巖巖體完整較好,為堅(jiān)硬巖,軟化性較弱,巖體堅(jiān)硬且整體穩(wěn)定性良好。
根據(jù)壩基實(shí)際開(kāi)挖情況,壩基建基面整體為弱風(fēng)化基巖。砂巖巖體回彈值為37~48,基巖承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk)為1.0~1.2 MPa。巖體承載力滿足設(shè)計(jì)要求,該巖層可以作為沖砂底孔壩段壩基建基面。
左岸擋水壩段,樁號(hào)為0+098.5~0+136.0m,建基面高程為805.5~854.0 m。開(kāi)挖建基面巖體巖性暗灰綠色中細(xì)粒厚層砂巖夾厚層暗紫紅色、灰綠色泥巖,巖層產(chǎn)狀傾向左岸偏下游(圖7)。砂巖呈薄-中厚層狀,巖性較堅(jiān)硬,單層厚度2.0~7.0 m。砂巖巖體中夾層灰綠色、紫紅色砂質(zhì)泥巖,泥巖厚一般為0.4~3.8 m,該厚層泥巖分布于樁號(hào)0+105~0+109 段,高程809.8~814.5 m 之間。砂巖巖體中節(jié)理裂隙較發(fā)育,其中在樁號(hào)0+105~0+119 段,高程806.5~832.1 m 的下游壁發(fā)育一條長(zhǎng)約31 m 的寬大貫通性裂隙,該裂隙產(chǎn)狀為N55°W/SW∠78°(見(jiàn)圖8)。
表1 右岸擋水壩段砂巖物理力學(xué)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表
表2 右岸擋水壩段砂巖強(qiáng)度檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表
圖3 溢流壩段基坑開(kāi)挖圖
圖4 溢流壩建基面地質(zhì)編錄展示圖
圖5 沖砂底孔壩段基坑開(kāi)挖圖
圖6 沖砂底孔壩建基面地質(zhì)編錄展示圖
圖7 左岸擋水壩建基面開(kāi)挖圖
圖8 左岸擋水壩段下游壁長(zhǎng)節(jié)理圖
勘察過(guò)程中對(duì)泥巖進(jìn)行了取樣分析(表3),可知蒙脫石含量為3%~5%,伊利石含量為32%~37%,綠泥石含量為21~29%;以蒙脫石含量為控制指標(biāo),按天津院在山西引黃工程的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),泥巖屬于無(wú)膨脹性巖石。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察和施工地質(zhì)大壩基坑開(kāi)挖情況看,該泥巖夾層不存在泥化現(xiàn)象,泥巖性狀穩(wěn)定。
表3 左岸擋水壩段泥巖礦物成份試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表
砂巖巖體回彈值為46~55,泥質(zhì)砂巖巖體回彈值為23~28?;鶐r承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk):砂巖為1.0~1.2 MPa、砂質(zhì)泥巖為1.0~1.2 MPa。巖體承載力滿足設(shè)計(jì)要求。施工過(guò)程中對(duì)表層松散、裂紋較大的巖體進(jìn)行了清除,對(duì)貫通大裂隙進(jìn)行了固結(jié)灌漿,該巖層可以作為左岸擋水壩段壩基建基面。
坪底水庫(kù)大壩建基面巖體整體為堅(jiān)硬的暗灰綠色中細(xì)粒薄-中厚層砂巖,局部夾較軟弱的泥質(zhì)砂巖,且大部分屬于基巖弱風(fēng)化帶上部。開(kāi)挖工程中對(duì)建基面上的龜裂及松動(dòng)的巖體予以清除,同時(shí)對(duì)巖體中節(jié)理裂隙,特別是左岸擋水壩的貫通裂隙進(jìn)行固結(jié)灌漿及帷幕灌漿后,巖體整體穩(wěn)定性增強(qiáng)。壩基承載力滿足設(shè)計(jì)要求,可以作為大壩壩基建基面。建議大壩填筑完成后,對(duì)大壩壩體各部位的沉降變形進(jìn)行觀測(cè),對(duì)有泥巖層發(fā)育的壩段進(jìn)行位移監(jiān)測(cè),以確保工程安全運(yùn)行。