匯源水電站壩址工程地質(zhì)及評價(jià)

王 剛

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

匯源水電站位于陵川縣馬圪當(dāng)鄉(xiāng)境內(nèi)，地處太行山南段，山頂高程1200m，谷底高程600m，相對高差600m，為剝蝕構(gòu)造中山區(qū)，沖溝發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育武家灣河及支流門河，為“U”字型河谷，谷底寬150～300m，發(fā)育河漫灘。在凸岸處發(fā)育Ⅰ級基座階地，基座高于河床 5～8m。兩岸岸坡較陡，坡度 40°～60°，局部為陡崖。

1.2 地層巖性

1.2.1 震旦亞界（Z）

1.2.2 古生界寒武系下統(tǒng)

饅頭組（∈1m）：巖性為黃綠色泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾頁巖，底部為礫巖，礫石成分主要為砂巖、白云巖等，與震旦亞界地層呈平行不整合接觸。

毛莊組（∈1mz）：巖性為暗紫、灰紫色頁巖夾薄層狀灰?guī)r及粉砂巖。

1.2.3 古生界寒武系中統(tǒng)

徐莊組（∈2x）：巖性為灰、灰綠色頁巖與薄層石灰?guī)r互層，上部夾鮞狀灰?guī)r。

張夏組（∈2z）：巖性主要為淺灰色中厚層狀鮞狀灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r，底部為灰、黃綠色薄板狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾頁巖。

1.2.4 古生界寒武系上統(tǒng)

小半徑曲線盾構(gòu)隧道連續(xù)下穿建筑物施工技術(shù)研究…………………………………………………… 常富貴（10-207）

崮山組（∈3g）：上部為淺灰色厚層狀結(jié)晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，下部為深灰色薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r。

長山組（∈3c）：淺灰色薄層狀細(xì)晶白云巖。

鳳山組（∈3f）：灰、灰白色厚層狀中粗粒結(jié)晶白云巖。

1.2.5 第四系松散堆積物

上更新統(tǒng)坡洪積物（Q3dpl）：巖性上部為低液限黏土，含少量碎石，結(jié)構(gòu)松散。

全新統(tǒng)洪沖積物（Q4pal）：主要為卵石混合土，卵礫石成分為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，一般粒徑10～30mm，最大200mm，磨圓度為次棱角狀，砂為中細(xì)砂，主要成分為長石、石英等，結(jié)構(gòu)松散，分布于河床及漫灘處。

全新統(tǒng)坡洪積物（Q4dpl）：主要為塊碎石及含細(xì)粒土礫，結(jié)構(gòu)松散，分布于坡腳處。

2 壩址地質(zhì)情況

2.1 地質(zhì)概況

匯源水電站位于武家灣村南武家灣河處，武家灣河由北向南流，河谷底寬約150m，河床位于左岸，右岸為漫灘，河谷底高程605m。左岸岸坡較陡，坡度40°～50°。右岸岸坡較緩，坡度 30°左右，兩岸坡頂與谷底高差約200m。谷底分布有全新統(tǒng)洪沖積卵石混合土，卵礫石成分主要為灰?guī)r，含少量砂巖等，一般粒徑10～30mm，磨圓度呈次棱角狀，為中粗砂，主要成分為石英、長石及巖屑等，厚1～6m。兩岸基巖裸露，谷底為震旦亞界微紅色石英巖狀砂巖，中細(xì)粒，巖性堅(jiān)硬。經(jīng)工程類比，弱風(fēng)化石英巖狀砂巖的干抗壓強(qiáng)度為55～65MPa，飽和抗壓強(qiáng)度為40～45MPa，彈性模量為1萬MPa，兩岸為饅頭組黃綠色泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖，巖層產(chǎn)狀為 N70°E·NW∠3°～5°，強(qiáng)風(fēng)化層厚 1～2m。巖體中未發(fā)現(xiàn)斷層，主要發(fā)育2組節(jié)理裂隙：N60°～70°E·SE∠75°～80°，N20°～30°W·SW∠80°。兩岸地下水補(bǔ)給河水，為補(bǔ)給型河谷。

2.2 工程地質(zhì)問題及處理措施

工程擬采用漿砌石重力壩，根據(jù)壩址工程地質(zhì)條件，結(jié)合壩型及運(yùn)用工況，初步分析壩址存在以下工程地質(zhì)問題。

2.2.1 壩基建基面選擇

壩基卵石混合土結(jié)構(gòu)松散，為強(qiáng)透水層，局部存在架空結(jié)構(gòu)。其下為石英巖狀砂巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚1.0～2.0m，在上部荷載作用下，卵石混合土及強(qiáng)風(fēng)化巖易產(chǎn)生不均勻沉降變形，不能滿足重力壩持力層的要求，壩基建基面選在弱風(fēng)化石英巖狀砂巖層上。

2.2.2 壩基抗滑穩(wěn)定

壩基建基面下為弱風(fēng)化石英巖狀砂巖，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性堅(jiān)硬，巖層產(chǎn)狀 N70°E·NW∠5°。巖體中無斷層及緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面存在，壩基巖體不存在淺、深層滑動問題，但表層滑動應(yīng)復(fù)核。根據(jù)工程類比，漿砌石重力壩混凝土墊層與石英巖狀砂巖的抗剪斷強(qiáng)度分別為0.5～0.65，凝聚力為0.3～0.5MPa。

2.2.3 壩基滲漏

壩基弱風(fēng)化石英巖狀砂巖發(fā)育2組節(jié)理裂隙，受谷底卸荷影響，呈不同程度張開，水庫蓄水后構(gòu)成滲漏通道，存在壩基滲漏問題。

2.2.4 左、右壩肩滲漏及巖體穩(wěn)定

壩址左、右壩肩下部為震旦亞界石英巖狀砂巖，其上為寒武系下統(tǒng)饅頭組泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖，巖層產(chǎn)狀N70°E·NW∠5°。兩壩肩巖體穩(wěn)定性較好，受風(fēng)化、卸荷影響，兩壩肩巖體中節(jié)理裂隙不同程度張開，水庫蓄水后左、右壩肩巖體存在繞壩滲漏。

2.2.5 壩基基坑涌水

壩基卵石混合土及強(qiáng)風(fēng)化層為中—強(qiáng)透水層，壩基基坑開挖存在涌水問題，建議排水。

綜上分析，依據(jù)壩址工程地質(zhì)條件，針對混凝土重力壩存在的工程地質(zhì)問題，建議將壩基下河谷卵石混合土和強(qiáng)風(fēng)化層挖除，壩體置于弱風(fēng)化石英巖狀砂巖巖體上，并對建基面以下巖體進(jìn)行帷幕灌漿，清除左、右壩肩處坡積物及強(qiáng)風(fēng)化巖，并進(jìn)行一定深度和長度的帷幕灌漿。

3 結(jié)語

匯源水電站地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，巖層平緩，現(xiàn)地殼處于相對穩(wěn)定期，地震烈度為7度，地震加速度值為0.1g，地震反應(yīng)譜特征周期為0.45s。壩址工程地質(zhì)條件較好，適宜建漿砌石重力壩，建基面應(yīng)選在弱風(fēng)化石英巖狀砂巖層處，壩基巖體不存在抗滑穩(wěn)定問題，兩壩肩巖體穩(wěn)定性好，但存在壩基滲漏、繞壩滲漏及壩基基坑涌水等問題。建議按規(guī)范要求，布置相應(yīng)的地勘工作，對工程地質(zhì)問題進(jìn)一步分析。