基于水库工程地质勘察及条件与评价探讨论文_袁景洪

基于水库工程地质勘察及条件与评价探讨论文_袁景洪

思南县邵家桥水务服务中心

摘要:文章通过对水库区域地质概况、工程地质条件及评价、渗漏情况进行简要的探讨。以供类似工程借鉴与应用。

关键词:水库工程、地质勘察、 渗漏情况

一、工程简况

该水库距县城约26Km。水库于1980 年8月动工兴建,1988年基本建成并交付使用。枢纽主要建筑物有:大坝、输水隧洞、泄洪洞及电站等。大坝为粘土斜墙坝。最大坝高为63.0m,坝顶长约267m,坝顶高程为102m,坝顶宽约10m,坝上游面有混凝土护坡,坝下游为草皮护坡。设计正常水位为:93m,相应库容为7200万m3,校核洪水位为:99.622m,相应库容为:9950万m3,坝址以上集雨面积为196Km2,坝后一级电站装机6400KW,水库是以防洪为主,结合发电的一座中型水利工程,工程等级为三级。水库运行多年来,存在的主要问题有:

(一)坝脚右端渗流量明显大于左端,从大坝右端至左端各排测压管水位呈递增趋势,坝下游反滤棱体边坡过陡,使局部干砌块石崩塌,坝坡局部存在不均匀沉降。

(二)输水涵洞闸门止水胶脱落,渗漏严重,无检修闸门,启闭闸门螺杆锈蚀严重。出口锥形阀门漏水。

(三)泄洪洞启闭室年久失修,洞内漏水严重,砼闸门漏水,强度不够,下游无消能设施。项目组负责对大坝进行安全鉴定工作,本文将在野外地质调绘、地质勘探、室内外试验的基础上,主要分析该水库库区及坝址区渗漏情况,并进行评价。

二、区域地质概况

(一)地形地貌

地貌类型主要为低山地形,地形标高为150-350m,山体走向为北西—南东向,山体相对高差较大,地形坡度较陡,由于长期受剥蚀作用为主,冲沟发育,山形多为尖菱状。库区周围山体连绵不断,山体较完整,岩石风化较深,山顶高程一般在150m以上,植被发育。

(二)地层岩性

根据1:20万区域地质资料,区内出露地层较为复杂,主要为寒武系八村群下亚群、奥陶系下统回龙群、中统缩尾岭群、白垩系上统、第三系华石表群及第四系地层,局部分布有少量燕山期花岗岩。

(三)地质构造与地震

根据区域地质图,区内地质构造较发育,主要区域性断层为建成断裂,其走向为NE,于库区左岸通过,延伸较长,受此断裂影响,在附近发育有一系列小断层。断层以北东向14º-25º、60º-75º的逆断层最为发育,规模较大,延伸远,另一组为北西50º-55º 或近南北向,它们组成一对“ X”型压扭断裂。坝址区场地土类型为中硬场地土,场地类别为二类,根据《中国地震动峰值加速度区划图》、《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35S相当于地震基本烈度为VI度区。

三、工程地质条件及评价

(一)库岸稳定

水库库区属缓慢隆起区,出露以奥陶系回龙群的砂岩和页岩为主,其中以砂岩为多数,页岩次之,燕山三期粗粒花岗岩只是在输水隧洞处有出露,岩石风化都较深,库尾至坝前一带库岸以土质边坡为主,地形坡度一般在30º-50º之间,植被发育,出露岩石多为全—强风化岩,完整性差,由于主要的砂岩和页岩风化土粘粒含量高,凝聚力较高,因而稳定性较好。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆据现场的地质调绘,除因局部山体坡角较陡、表层坡积土较松散受浪蚀及库水位波动而引起少量崩岸外,未出现大的坍岸现象。水库蓄水运行多年来,未发现大的边坡不稳定现象和明显的库岸变形,库岸边坡总体上稳定性较好。

(二)水库渗漏

水库为峡谷型水库,两岸山体较为雄厚稳定,高程都在150m以上,库岸山体雄厚,厚度大于300m,且沿库岸所出露的岩层,又以透水性相当微弱的砂岩和页岩组成,属非可溶岩的相对隔水岩系。

通过库区的断裂构造,断层破碎带岩石多已硅化或糜棱岩化,胶结良好,风化后呈砂质粘土状,透水性较弱。根据库区地表地质测绘资料,库周地表常年冲沟水、泉水向水库排泄,出露高程一般在100m 以上,高于或接近设计正常蓄水位。

(三)坝址区岩土层透水性

本次勘察对坝体填土及坝基岩土层均进行了注、压水试验,本次对坝体填土段及坝基岩土层进行注水试验83段,坝基岩层压水试验27段。在试验过程中坝轴线部位及背水坡钻孔上部漏水量均较大。由于除斜墙填土处坝体填土中含有较多的砾石及风化砂岩碎块,现场钻探时取样较困难,因此所取土样大多为粘性较好的土层,对碎石及风化岩较多的土层无法取样,而粘性土层大多呈夹层状分布,且厚度较小,因此部分试验成果现场试验明显大于室内值,且较真实地反映坝体土质情况。因此选用现场试验成果对大坝透水性进行评价。

(四)坝基渗漏

本工程为粘土斜墙坝,对坝基渗漏起控制作用的是斜墙底部岩土层的透水性,根据钻孔资料,坝址左岸及河床部位斜墙底部为强风化的砂岩和页岩为主,厚约5.0m,吕荣值平均为9.90LU,属中等-弱透水层,下部为弱风化的砂岩,透水率为1.1-5.9 LU,为弱透水层,斜墙与坝基接合较好。右岸斜墙下部填土为灰色及灰黄色的含砾粘土,土层中含少量有机质及草根等,说明斜墙下部填土质量控制不严,斜墙底部为残坡积粉质粘土层,粘性较好,可塑- 硬塑状,厚度为6.0 m,现场试验渗透系数为9.02Χ10-5cm•s-1,属弱透水层。

(五)绕坝渗漏

左坝肩中上部以强风化砂岩和页岩为主,下部为弱风化砂岩和页岩,强风化属中等透水层,弱风化属弱透水层。根据地质测绘,左岸山坡基岩裸露,多为全、强风化的砂岩及页岩,节理裂隙较发育,在左坝肩附近发育有f3、f26、f18等断裂,其中f3、f26等断裂延至坝下游右岸,均为逆断层,主要为角砾岩,成份为石英,局部存在空洞,透水性强,为中等透水层。左坝肩钻孔ZKI 终孔水位为75m 高程,低于正常高水位及勘测期水位,在钻进时深度8.0m 以上,钻进时无回水,有严重漏水现象。

四、几点结论

(一)水库为峡谷型水库,在正常蓄水位91.5m时库岸山体雄厚,库内无单薄的分水岭,不存在产生向外渗漏的通道。

(二)大坝为粘土斜墙坝,斜墙填土为含砾粉质粘土,压实度较低,现场注水试验平均值为2.14Х10-4cm•s-1,为弱透水层。上下游坝壳料透水性能较好,主要成份为碎石土、含碎石粉质粘土等,上部压实度较低,坝体填土主要由坝址两岸及附近山坡的坡残积层和全、强风化岩组成,大坝运行多年来,土质已基本完成自重固结,但坝体上部自重小,仍多呈松散状态,渗透系数大,根据现场注水试验渗透系数。渗透系数к=5.10Χ10-3 -7.00Χ10-6cm•s-1,渗透系数变化很大,属强-弱透水性。

(三)河床及左岸斜墙基本清到强风化的砂岩及页岩,多为泥质胶结,为弱透水层,坝基渗漏量较小;右岸山坡表层有一层含砾粉质粘土层,局部地段清基不彻底,存在渗漏问题。

(四)大坝两岸地下水位均低于正常高水位,右岸存在绕坝渗漏问题。

(五)大坝排水棱体由强、弱风化的砂岩组成,并且经过了长期的雨水冲刷和风化作用,使得其强度降低,且部分已出现风化现象,块径较小。反滤砂层含有较多泥质,渗透性能较低,对坝体排水有一定影响。

论文作者:袁景洪

论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/9

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