德?？h扶平水庫工程地質(zhì)條件分析與評價

（廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計研究院，廣西 南寧 530023）

【摘 要】通過野外地質(zhì)測繪、鉆探及室內(nèi)試驗等手段，查明了廣西百色市德?？h扶平水庫庫區(qū)及壩址的工程地質(zhì)條件，并針對建基面的選擇、抗滑穩(wěn)定、滲漏及開挖邊坡穩(wěn)定問題進行分析評價，為設(shè)計提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】壩址；壩基；工程地質(zhì)條件；分析；評價

【中圖分類號】TV221.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）06-0130-03

1 工程概況

扶平水庫工程位于百色市德?？h敬德鎮(zhèn)扶平村扶平河上游6.5 km處，將扶平河河水經(jīng)水庫調(diào)蓄后通過輸水管道向下游扶平、馱良等村屯供水，同時向沿河的扶平村和馱良村農(nóng)田進行自流灌溉。擬建水庫壩頂高程為930.5 m，最大壩高47 m，正常蓄水位為925 m。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

工程區(qū)屬于云貴高原東南緣、桂西山地與桂西南巖溶低山的交界山區(qū)，屬中低山地貌。出露的地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、下第三系和第四系。其中，三迭系在測區(qū)分布最廣。工程位于廣西“山”字形構(gòu)造后緣西翼南段，也屬于德保小“山”字形構(gòu)造脊柱的南端，地質(zhì)構(gòu)造比較復雜。工程區(qū)的地震動峰值加速度為0.05 g，地震基本烈度為VI度，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

3 庫區(qū)工程地質(zhì)條件

3.1 水庫滲漏評價

按正常蓄水位計算，水庫回水線均低于庫周地形。水庫周邊無單薄分水嶺、低矮埡口及低鄰谷分布，地形封閉條件良好。庫區(qū)地層巖性主要為三迭系中統(tǒng)百逢組泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，隔水性能良好。庫周地勢均高于正常蓄水位，山體雄厚，無貫穿庫外的構(gòu)造破碎帶、不整合面及層間擠壓破碎帶，不存在滲漏通道，成庫條件良好。

3.2 庫岸穩(wěn)定性評價

庫區(qū)大部分巖層走向與河流流向正交或斜交，岸坡多為混合邊坡或土質(zhì)岸坡，河流凹岸岸坡部分有基巖裸露，后緣自然邊坡較陡，一般為40°～50°，凸岸岸坡前緣一般為土質(zhì)岸坡，自然邊坡為20°～35°。水庫蓄水后，大部分岸坡是穩(wěn)定的，不會形成大規(guī)?；?，局部表層土體可能出現(xiàn)小規(guī)模的崩塌，對水庫及大壩建筑物安全無影響。

3.3 庫區(qū)浸沒

水庫水位抬高后，地下水位相應(yīng)壅高，但兩岸不存在大面積的Ⅰ級階地，蓄水后庫水不出河槽。兩岸基本為山地，坡度較陡，無民宅等其他建筑。按正常蓄水位計算，水庫區(qū)蓄水后，不會產(chǎn)生大面積浸沒問題。

3.4 水庫誘發(fā)地震

工程區(qū)屬于構(gòu)造活動相對穩(wěn)定的地區(qū)，地震活動微弱，地震動峰值加速度低。組成庫盆的巖層為三迭系砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，屬于弱～微透水地層，庫底基巖堅硬；水庫區(qū)斷層不發(fā)育，無區(qū)域性的大斷層從水庫及周邊通過，庫水淹沒河段短、水深不大。因此，庫區(qū)不具備誘發(fā)較強地震的地質(zhì)構(gòu)造背景，水庫蓄水后，不會發(fā)生較強的水庫誘發(fā)地震。

4 壩址區(qū)工程地質(zhì)概況

4.1 壩址工程地質(zhì)條件

（1）地形地貌。壩址位于扶平～念歸村級公路邊，距離扶平村約6.5 km。河谷兩岸屬中低山地貌，植被茂盛。河谷呈“V”字形，兩岸地形基本對稱，左岸山頂高程為1 028.8 m，自然邊坡18°～40°，右岸山頂高程為1 294.4 m，自然邊坡15°～35°。壩址河床寬約30 m，自北向南方向流，河床底部高程為888.0 m，右岸局部見有基巖裸露。

（2）地層巖性。壩址區(qū)出露地層為三迭系中統(tǒng)百逢組第二段（T2b2）泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖及第四系殘坡積層（Qedl）含碎石黏土、沖積層（Qal）漂卵石。

（3）地質(zhì)構(gòu)造。壩址區(qū)無斷層通過，在上游處有一背斜穿過左壩肩。左壩肩上部公路陡坎處巖層產(chǎn)狀為N65°W，NE∠40°；右壩肩公路陡坎往下游26 m處巖層產(chǎn)狀為N45°W，SW∠68°。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，壩址區(qū)兩壩肩節(jié)理構(gòu)造較為常見，以NW、NE為主，傾角較陡。總體來看，壩區(qū)構(gòu)造單元較為簡單，地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。

（4）水文地質(zhì)條件。地下水主要為基巖裂隙水，含水量微弱，主要來源于大氣降水，水位隨季節(jié)變化而變化，地下水補給河水。由于枯水期大氣降水減少，地下水補給來源減少，故兩岸山體地下水位埋藏較深，巖體透水率5 Lu下限埋深在基巖以下12～26 m，左右岸基本對稱，河床處埋深約10 m。地下水對混凝土的腐蝕性評價為無腐蝕，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋的腐蝕性評價為弱腐蝕。

4.2 壩址巖體物理力學參數(shù)建議值

根據(jù)室內(nèi)試驗成果和工程類比，壩址巖體物理力學參數(shù)建議值見表1。

5 擬建大壩主要建筑物工程地質(zhì)條件及評價

5.1 壩段工程地質(zhì)條件及評價

根據(jù)水工建筑物布置，擬建大壩主要建筑物由左、右岸非溢流壩及河床溢流壩組成。

左岸非溢流壩主要布置于壩址左岸斜坡地帶，山體雄厚，岸坡坡度為28°～40°。覆蓋層為殘坡積層含碎石黏土，厚度為2～4 m；下伏基巖為三迭系中統(tǒng)百逢組第二段（T2b2）的中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖，強風化巖體下限埋深一般為3～10 m，巖體滲透系數(shù)為10-3、10-4級，屬中等透水層；其弱風化下限埋深為10～23 m，巖體透水率一般為3～30 Lu，屬弱～中等透水層，存在繞壩肩滲漏的可能。

河床溢流壩布置于壩軸線河床處，地面高程一般為888.0 m，覆蓋層為漂卵石層，厚0～3 m，局部基巖裸露，巖體為弱風化，巖層傾向下游偏右岸，傾角一般為60°～65°，無大的構(gòu)造及斷層經(jīng)過；其弱風化下限埋深約為6 m，巖體透水率一般<10 Lu，屬弱透水層。

右岸非溢流壩主要布置于壩址右岸斜坡地帶，岸坡坡度為38°～42°，覆蓋層厚度為1～3 m，土質(zhì)為含碎石黏土。下伏基巖巖體為強～弱風化，巖層傾向下游偏右岸，傾角為60°～65°，壩基無大的構(gòu)造及斷層經(jīng)過。根據(jù)鉆孔揭露，右岸壩基強風化巖體下限埋深一般為5～12 m；巖體滲透系數(shù)一般為10-5級，屬弱透水層；弱風化下限埋深為12～35 m，巖體透水率一般為3～7.5 Lu，基本屬弱透水層，局部裂隙發(fā)育段透水率偏大，屬中等透水層，基本不存在繞壩肩滲漏的可能。

5.2 建基面選擇

根據(jù)地形地質(zhì)條件，壩址地基可修建中、小型混凝土重力壩，當壩高小于50 m時，可建在弱風化中部至上部基巖上。為加強壩基巖體的完整性，建議對壩基巖體進行固結(jié)灌漿處理，并對壩基進行防滲處理。

5.3 壩基巖體質(zhì)量分類及壩塊處理建議

壩基持力層巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖，根據(jù)壩區(qū)地質(zhì)測繪、鉆孔編錄及聲波測井成果，其強風化巖體較破碎，縱波速度（Vp）一般為1 800～2 400 m/s，巖體完整性系數(shù)Kv在0.15～0.35，RQD值一般小于10%，強風化巖體壩基巖體工程地質(zhì)分類基本為V類；弱風化巖石屬中硬巖，鉆孔中巖芯一般為柱狀雜碎塊狀，RQD值為10～20%，縱波速度（Vp）為2 000～3 500 m/s，巖體完整性系數(shù)Kv在0.15～0.35，屬較破碎巖體，壩基巖體工程地質(zhì)分類屬BⅣ類；微風化巖石堅硬，鉆孔中巖芯大部為柱狀、長柱狀，RQD值一般為30～70%，局部大于80%，縱波速度（Vp）為3 000～5 000 m/s，巖體完整性系數(shù)Kv在0.5～0.8，屬較完整巖體，壩基巖體工程地質(zhì)分類屬BⅢ類。

5.4 壩基滲漏問題評價

壩基巖性為泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖，雖然局部地段節(jié)理裂隙較發(fā)育，但多被泥質(zhì)或巖屑充填，富水性較差，具有較好的隔水性能。根據(jù)鉆孔壓水資料，在擬建壩軸線上巖體的透水性隨著深度的增加而減弱，其中強風化巖體多屬中等透水性，局部屬弱透水性；弱風化巖體多屬弱透水性，局部屬中等透水性；微風化巖體基本屬弱透水性。由于枯水期大氣降水減少，地下水補給來源減少，故兩岸山體地下水位埋藏較深，一般均低于5 Lu下限界線。在擬建壩段地基巖體透水率5 Lu下限界線埋深起伏較大，其中左岸壩段5 Lu下限界線埋深一般為11～22 m，河床壩段約10 m，右岸壩段一般為12～28 m。建議對壩基進行防滲處理，防滲深度可置于5 Lu下限界線以下3～5 m，防滲帷幕向兩岸壩肩延伸適當長度。

5.5 壩基抗滑穩(wěn)定評價

根據(jù)野外地質(zhì)測繪及鉆孔揭露，有一背斜軸部從左壩肩中上部穿過，背斜軸部為緩傾角區(qū)，北翼巖層產(chǎn)狀傾向上游偏左岸，南翼巖層產(chǎn)狀傾向下游偏右岸，傾角約65°，基本對壩基穩(wěn)定無影響。壩區(qū)節(jié)理發(fā)育主要有四組：①N9°E，SE∠75°，間距為30～60 cm，延伸長度為3～9 m，發(fā)育4條；②N80°W，NE∠50°，間距為20～30 cm，延伸長度約1 m，發(fā)育3條；③N87°E，SE∠4°，河床表面見一條，延伸長度順河方向約2.5 m，垂直河流方向約5 m。④N20°E，NW∠21°，間距為25 cm，延伸長度小于1 m，發(fā)育2條。裂面均粗糙、稍起伏，微張～閉合狀，延伸長度一般為1～3 m。隨著埋深變化，節(jié)理裂隙寬度由上至下從張開逐步變化為閉合，上部裂隙面鐵錳質(zhì)渲染強烈，強風化帶多夾泥。壩區(qū)節(jié)理相互間貫通性較差、延伸較短，不會與層面形成較大的楔體，不會對壩基抗滑穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。

5.6 壩肩、壩基開挖邊坡穩(wěn)定問題評價

左壩肩壩頂930.5 m高程以上永久開挖邊坡高26 m，右壩肩壩頂930.5 m高程以上永久開挖邊坡高34 m，邊坡屬巖土質(zhì)混合邊坡，土層及強風化巖體力學性質(zhì)較差，邊坡穩(wěn)定性差，建議進行防護處理。設(shè)計應(yīng)根據(jù)地質(zhì)提供的開挖邊坡比進行開挖設(shè)計，坡高超過10 m時應(yīng)設(shè)置一條2 m寬的馬道，并在坡頂輪廓線外做好相應(yīng)排水措施。施工開挖過程中，若遇到局部存在不利節(jié)理組合的邊坡，可以增加隨機錨噴支護。

6 結(jié)語

綜上所述，工程區(qū)屬構(gòu)造活動相對穩(wěn)定地區(qū)，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性好。水庫地形地質(zhì)條件封閉良好，不存在庫水向周邊滲漏問題，水庫區(qū)蓄水后，庫岸不會產(chǎn)生大面積浸沒問題。近壩庫岸無大的滑坡及塌方存在，庫岸邊坡基本穩(wěn)定。擬建壩址場地穩(wěn)定性較好，適宜修建混凝土重力壩。

本文分析了大壩主要建筑物的工程地質(zhì)條件，對建基面的選擇、壩基巖體質(zhì)量分類、壩基滲漏、抗滑穩(wěn)定及開挖邊坡的穩(wěn)定問題做出了評價。地勘成果已被設(shè)計部門采用，該工程已于2016年4月開工建設(shè)。

參 考 文 獻

[1]廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計研究院.廣西德?？h扶平水庫初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察報告[R].南寧：廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計研究院2015.

[2]水利電力部水利水電規(guī)劃設(shè)計院.水利水電工程地質(zhì)手冊[M].北京：水利電力出版社，1985.

[3]GB 50487—2008，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】高立輝，男，吉林梨樹人，廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計研究院工程師，從事水利電力工程地質(zhì)勘察工作。