拉寨水庫(kù)右岸滲漏區(qū)工程地質(zhì)條件分析及評(píng)價(jià)

龍宜偉，肖 膠，羅 平

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

1 概 述

貴州省荔波縣拉寨水庫(kù)工程位于貴州省南部黔南州荔波縣播堯鄉(xiāng)拉平村，珠江流域西江水系樟江的右岸一級(jí)支流方村河上，壩址位于拉平村拉寨上游0.8km處；主壩為常態(tài)混凝土重力壩，最大壩高33.70m,正常蓄水位780m，總庫(kù)容1320萬(wàn)m3。

壩線上游約17m發(fā)育沖溝，右壩肩坡頂右側(cè)地形下凹，走向N38°E，寬70-110m,長(zhǎng)>300m，向下游無(wú)地形陡降，凹地最低高程785.35m，比水庫(kù)正常蓄水位(780.00m)略高,如在這建壩庫(kù)水會(huì)沿上游沖溝途經(jīng)該凹地沿覆蓋層及覆蓋層與基巖面接觸帶向下游滲漏，需對(duì)該凹地進(jìn)行工程處理。

2 基本工程地質(zhì)條件

該凹地最低高程785.35m，凹地及其附近地形較為平緩，坡度5°～15°，自然邊坡穩(wěn)定；第四系含碎石黏土厚一般2～20.0m，凹地較水庫(kù)正常蓄水位(780.00m)略高，凹地黏土夾少量風(fēng)化碎石厚2～22.6m，基巖面最低處高程767.4m，低于正常蓄水位16.3m，下伏基巖為二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)淺灰、灰色中厚層—塊狀灰?guī)r，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚2～7m；巖層產(chǎn)狀N35°～40°E/NW∠10°～25°，巖體中主要發(fā)育2組裂隙：①N50°～55°W/SW∠65°～88°、②N53°～65°W/NE∠78°～89°，無(wú)緩傾裂隙發(fā)育。

凹地前部與沖溝相連，沖溝內(nèi)河床至高程770m范圍內(nèi)地形坡度20～40°，基巖基本出露，770m高程以上較為平緩，地形坡度5～15°，第四系含碎石黏土厚一般2～5m,岸坡為逆至斜向坡，自然邊坡穩(wěn)定,水庫(kù)蓄水后局部較陡岸坡處地方可能引起庫(kù)岸再造，產(chǎn)生滑塌，但規(guī)模不大，對(duì)水庫(kù)影響不大。

凹地第四系覆蓋層具松散介質(zhì)特征，為CⅤ類(lèi)土體；強(qiáng)風(fēng)化帶巖體呈碎裂狀，結(jié)構(gòu)面發(fā)育～很發(fā)育，多張開(kāi)，巖塊間嵌合力差，為BⅣ2類(lèi)巖體；弱風(fēng)化帶巖體呈次塊狀或中厚層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖塊間嵌合力較好，貫穿性結(jié)構(gòu)面不多見(jiàn)，巖體較完整，局部完整性差，抗滑、抗變形性能受結(jié)構(gòu)面和巖石強(qiáng)度控制，屬BⅢ2類(lèi)巖體。

3 殘坡積黏土物理力學(xué)試驗(yàn)及建議值

在凹地區(qū)取12件原狀土樣進(jìn)行了室內(nèi)土工試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)試坑的原位滲透測(cè)試，試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 土工試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

該凹地覆蓋層具有較好的物理力學(xué)性能，滲透系數(shù)低，屬弱透水性。物理力學(xué)參數(shù)建議值：非飽和狀態(tài)下黏土料物理力學(xué)參數(shù)：內(nèi)摩擦角10°，C值 0.025 MPa，壓縮模量5.0MPa，飽和狀態(tài)下黏土料物理力學(xué)參數(shù)：內(nèi)摩擦角6°，C值 0.015 MPa，壓縮模量4.0MPa；滲透系數(shù)5.0×10-5m/s[1]。

4 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

4.1 處理方案的選擇

凹地一帶覆蓋層深厚，如修混凝土重力壩方案開(kāi)挖期不可避免產(chǎn)生高邊坡，最大邊坡高達(dá)35m，且以土質(zhì)邊坡為主，邊坡穩(wěn)定性差，邊坡支護(hù)工程量大且不可控，同時(shí)開(kāi)挖期和運(yùn)行期也存在較大安全隱患，投資投資大，所以混凝土重力壩適宜性差；如修均質(zhì)土壩對(duì)地基基礎(chǔ)要求較低，料源豐富，可就近取材，局部地形略低于壩頂高程783.7m，局部地形稍為不夠，但較為完整，具備需修建均質(zhì)土壩副壩條件；軸線下移30m處凹地最低高程785.35m，高于壩頂高程783.7m,地形完整，具備地表灌漿條件。根據(jù)工程地質(zhì)條件分析及結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后，建議采用地表灌漿方案。

4.2 地表灌漿方案工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

右壩肩地表帷幕灌漿方案軸線位于主壩軸線下游30m處，從地形上來(lái)看，凹地最低高程785.35m，高于壩頂高程783.7m, 凹地走向N38°E，長(zhǎng)>300m，向下游無(wú)地形陡降，無(wú)臨空面現(xiàn)象，整體穩(wěn)定性好，地形已滿足大壩要求，僅需考慮防滲。

根據(jù)拉寨水庫(kù)工程黏土料場(chǎng)土工試驗(yàn)成果可知： 天然含水量為34.9%～44.1%，平均值38.1%；天然密度(g/cm3)為1.65～1.78，平均值為1.72；孔隙比為1.0538～1.3612，平均值1.1835；黏土滲透系數(shù)為1.52×10-5～5.91×10-5cm/s，平均值為3.82×10-5cm/s；非飽和狀態(tài)下黏土料物理力學(xué)參數(shù)：內(nèi)摩擦角21.6°～38.1°，平均值12.1°，C值為21.6～38.1kPa，平均值 31.9kPa，壓縮模量5.0～6.8MPa，平均值5.8MPa。該凹地覆蓋層具有較好的物理力學(xué)性能，滲透系數(shù)低，屬弱透水性。因此，覆蓋層作充填灌漿處理后，提高了土體本身結(jié)構(gòu)和抗?jié)B能力，充填灌漿處理后滲流是穩(wěn)定的；強(qiáng)風(fēng)化帶巖體呈碎裂狀，結(jié)構(gòu)面發(fā)育-很發(fā)育，多張開(kāi)，巖塊間嵌合力差，透水性強(qiáng)，由于地下水長(zhǎng)期頻繁活動(dòng)，覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)巖體接觸帶及強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)的一些細(xì)小的黏土顆粒會(huì)被水流帶走，地基存在一定程度的滲流破壞，可結(jié)合大壩防滲帷幕灌漿處理，經(jīng)防滲帷幕處理后，滲流是穩(wěn)定的。基巖面與覆蓋層接觸帶為薄弱帶，需加強(qiáng)覆蓋層與接觸帶灌漿處理[2]。

4.3 地表灌漿設(shè)計(jì)方案

本次采用單排間距2m帷幕灌漿，帷幕下限深入巖體透水率q≤5Lu以下10m,在防滲帷幕上下游2m各布置一排充填灌漿，充填灌漿間距2m，孔深入巖5m以提高基礎(chǔ)整體抗變形能力。目前該凹地區(qū)已完成了灌漿處理施工，經(jīng)檢查孔檢測(cè)，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)為處理方案提供合理依據(jù)，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后，采用施工最簡(jiǎn)單同時(shí)投資最少的地表灌漿方案。目前該凹地區(qū)已完成了灌漿施工，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，解決了庫(kù)水沿該帶向下游滲漏問(wèn)題，已具備蓄水條件。