旁多壩基深厚覆蓋層厚度誤判剖析

許蘊寶，王寶文，李 凱

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

西藏旁多水利樞紐前期勘察工作自1999年項目建議書階段開始，至2009年初步設計階段結束，有關大壩基礎覆蓋層地勘成果結論：壩基覆蓋層為二元結構，最大厚度為150 m左右。但隨著旁多水利樞紐工程的開工建設，壩基防滲墻槽孔施工過程中，發現壩基覆蓋層厚度與初設地勘成果相比差距較大，部分壩段基巖面有較大幅度降低，覆蓋層厚度增大。為此，2010年2—4月對壩基覆蓋層進行了補充勘察工作，補充勘察成果和防滲墻施工表明：壩軸線樁號號0+170 m～0+670 m（左岸河漫灘及部分階地）寬度約500 m的范圍內，覆蓋層厚度大于150 m，最大深度達420 m左右，其它部位的覆蓋層厚度與前期地勘成果基本吻合。

如此巨大的誤差，糾其產生的原因，可歸結為以下3個方面：

1 區域地質研究程度很低復雜地質環境認識不足

區域地質研究是水利水電勘察的基礎工作之一。旁多水利樞紐前期勘察中所能搜集的區域地質資料為1979年6月出版的《中華人民共和國區域地質調查報告（1/1 000 000）.拉薩幅》（地質部分），收集時間為1999年。該區調報告鑒于西藏獨特的地質地理條件和當時人員設備不足的情況，對拉薩幅地質研究程度很低，野外僅搜集了極為有限的勘踏資料。對第四系的研究程度更是低，且無系統資料，大部分為推測，對冰水堆積無明確闡述。

旁多下游的直孔電站為拉薩河上已建成的電站，成勘院也未查清河床覆蓋層的厚度，推測最大厚度為150 m左右，旁多水利樞紐前期勘察中也參考了該電站的地質資料。

旁多壩址地處青藏高原腹地，拉薩地塊中部，經歷了復雜的地質演化過程。第四紀以來，斷裂活動頻繁，旁多山地的快速隆升，河流侵蝕與風化剝蝕加劇，經歷數次冰期與間冰期，氣候冷暖交替，形成現今深切的拉薩河谷及巨厚的松散堆積物，地質環境、地質條件極其復雜。如廠房圍堰補充勘察中所策劃鉆孔距初設勘察廠房鉆孔僅60余米，但基巖面確下降了37 m，這也說明了旁多壩址地質環境復雜性。正是我們沒清楚地認識到工作區地質環境的復雜性，更是沒有認識和估計到冰水堆積物中存在如此巨大冰漂礫（長軸達11 m），還照搬內地的地質經驗，運用常規工作方法，工程地質勘察工作大綱所策劃鉆孔入巖深度僅10 m，造成ZK14，ZK15孔基巖的誤判，把冰漂礫誤認為基巖，以致把旁多壩址區覆蓋層最大厚度確定為150 m。如果能搜集到精度更高的區域地質資料，對工作區復雜的地質環境、地質條件進行深入的研究，充分估計到其復雜性和特殊性，不照搬內地的地質工作經驗和方法，鉆孔入巖深度策劃得更大一些，或許能鉆穿冰漂礫，不至于造成基巖的誤判。

2 受物探資料的影響

物探是水利水電工程勘察中應用較廣的手段之一，是指導、布置其他勘察工作布置的重要依據，在深厚覆蓋層勘察中尤為重要。旁多水利樞紐項目建議書階段在左岸漫灘及階地部位僅布置2個鉆孔和若干地震反射剖面，鉆孔數量少，且間距大（686 m）。物探結論：壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。本階段壩基覆蓋層厚度及基巖的埋深主要依據物探資料確定，壩軸線地質剖面也依據物探成果繪制。

可研、初設階段壩軸線左岸漫灘及階地部共布置9個鉆孔，鉆孔深度80～150 m，策劃的依據便是前期地勘成果資料，主要是物探成果。鉆探工作僅在2005年完成1個鉆孔，絕大部分工作于2006年完成。

可研、初設階段左岸漫灘及階地部位布置7 km地震反射剖面，并于2005年11月完成，本階段物探結論與項目建議書階段基本一致，即壩址河床覆蓋層厚度一般為70～130 m。該結論影響了2006年重新策劃的初設階段工程地質勘察工作大綱中鉆孔深度的設計，鉆孔深度并未加深，甚至減小至80 m。

可研階段壩軸線地質剖面圖依據物探成果及鉆孔資料繪制。

因此說前期勘察鉆孔深度和地勘成果受物探資料的影響，如果物探工作事先有正確的指導，很可能避免壩基覆蓋層厚度的誤判問題。

3 鉆探目的堅持不夠遷就鉆探能力

鉆探是水利水電工程勘察最有效、最直觀的重要手段，對于查清旁多壩址深厚覆蓋層厚度可以說是唯一的手段。旁多水利樞紐項目建議書及可研前期勘察，壩基覆蓋層鉆探使用的方法是小口徑常規回轉鉆進及20.32 cm管護壁沖擊鉆進。深厚覆蓋層使用小口徑回轉鉆進，鉆探效率低，取芯效果差，不能很好滿足地質分層編錄的要求，勘探深度一般不超過100 m。20.32 cm管護壁沖擊鉆進，雖然取芯效果好，但勘探深度一般不超過30 m。

1999年施工的ZK01鉆孔歷時長達3個多月100余天，覆蓋層取芯效果很差，不能很好地滿足地質分層編錄的要求。即使是2010年進行的壩基復勘，聘請了國內鉆探實力最強的隊伍及原國電公司成都勘測設計院鉆探技師，該隊伍曾參與冶勒水電站和瀑布溝水電站深厚覆蓋層勘探工作，使用Y-4鉆機（千米鉆），采用SM膠護壁爆破跟管金剛石鉆進方法，最大勘探深度也不過314.5 m，距覆蓋層最大深度420 m相差甚遠，況且是在防滲墻槽孔進行的（150 m以上是空的）。

2005年9月有關鉆探專家建議鉆探單位在旁多后繼勘察中使用泥漿護壁大口徑沖擊鉆進的方法，即烏喀斯泥漿護壁沖擊鉆進，該種鉆進方法是從前蘇聯傳來的，常用于大口徑樁基的施工，一般施工深度淺于100 m，最大施工深度150 m左右，經常發生卡鉆、埋鉆及塌孔等事故，該鉆進方法在水利水電工程勘察中首次使用。

旁多可研、初設壩基覆蓋層勘察共有11個鉆孔使泥漿護壁大口徑沖擊鉆進的方法，最大施工深度140 m。施工中多次發生卡鉆、埋鉆及塌孔等孔內事故，并數次挪動鉆孔孔位。

ZK13號鉆孔孔深至140 m時，未到基巖，發生孔內埋鉆事故，處理無效，終孔；ZK15號鉆孔埋鉆頭2個，移動孔位2次，第3個孔位中途沖擊鉆進困難，改為回轉鉆進，到設計孔深時，仍未到基巖，此時已下3套套管護壁，回轉鉆進施工相當困難，終孔；ZK16號鉆孔埋鉆頭1個，移動孔位1次，至孔深130 m時沖擊鉆進困難，改用回轉鉆進，孔深155.20 m終孔；ZK17號鉆孔鉆至孔深127 m時仍未到基巖，沖擊鉆進困難，終孔；ZK18號鉆孔孔深70 m時，發生孔內埋鉆事故，處理無效，在冰水堆積層內進行抽水試驗后終孔。

由上述可知：壩基深覆蓋層部位的鉆孔多發生孔內事故，多非正常終孔，當時所使用鉆探設備的極限勘探深度140～150 m左右，地質專業很大程度遷就了鉆探能力，對鉆探目的堅持不夠，限制了更大深度的探查。如果堅持打下去，或許能打到200 m，甚至更深，即使仍未見基巖，但地質的結論可以是壩基覆蓋層厚度大于200 m的。

4 結語

通過上述分析，對造成旁多壩基深覆蓋層厚度誤判的原因有了深該的認識,對于西藏地區深厚覆蓋層勘察可以總結出這樣的經驗：盡量搜集精度更高的區域地質資料，對復雜地質環境要有足夠的認識，不能照搬內地的地質經驗和常規工作方法；采用精度更高、方法更先進的物探手段（如大地電磁法等）；使用功率更大的鉆機（如Y-4鉆機），采用SM膠泥漿護壁的回轉鉆進方法。只這樣才能確保深厚覆蓋層勘察精度的提高。