F20 斷層對尖山水庫工程面板堆石壩趾板基礎選擇影響

趙汝剛,蘇貴紅

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

1 工程簡介

興仁縣尖山水庫位于興仁市潘家莊鎮把鋪村，壩址河段為珠江流域北盤江右岸一級支流麻沙河上游河段，水庫正常蓄水位高程1372.0 m，相應庫容1336 萬m3，總庫容1462.00 萬m3。水庫樞紐由壩區樞紐和輸水系統組成，樞紐主要建筑物有水庫大壩、導流洞、引水隧洞等，輸水系統由干渠、支渠和輸水管組成，渠系建筑物3 座渡槽，提灌站3 座，尖山水庫工程任務是鄉鎮供水和農田灌溉。

初設階段面板堆石壩趾板建基面選擇置于堅硬的基巖上，在施工初期根據開挖情況進行二次定線，調整趾板基礎選擇[1]。

2 壩址區工程地質條件

壩址區河流流向總體呈近W-E 向，河床高程1330.0 m～1334.0 m，河谷斷面呈寬緩基本對稱的“V”型河谷，左岸地形坡度15°～35°，右岸地形坡度20°～35°。河床砂礫石層厚4 m～6 m，三疊系關嶺組第二段T2g2灰巖分布于左壩肩1365 m 高程以上，三疊系關嶺組第一段T2g1泥質白云巖、泥巖分布整個壩區。F20 斷層通過從壩址河床通過，為壓扭性，總體呈N75°～90°E 方向延伸，斷層破碎帶寬約4m ～8m，破碎帶物質灰巖中為方解石膠結角礫巖，節理裂隙發育:①N70°E/SE ∠75～85°、②SN/E ∠70～85°、③N2°W/NE ∠50～65°三組。T2g2灰巖發育主要巖溶形態為溶蝕裂隙及層間淺層小溶洞等，T2g1泥質白云巖與泥巖主要發育溶孔、溶隙性巖溶形態。壩址區巖體風化見表1 覆蓋層及風化厚度統計表。T2g2灰巖弱風化巖體質量屬于BⅢ類，T2g1泥質白云巖與泥巖弱風化巖體質量屬于BⅣ類與CⅣ類[2]。

表1 覆蓋層及風化厚度統計表

3 趾板基礎選擇調整

2015 年12 月底大壩基礎驗收小組對大壩基礎開挖、大壩上游趾板基礎開挖及地質缺陷處理等施工情況進行了現場檢查，對大壩趾板基礎聲波測試數據、大壩開挖測量斷面資料進行核查，對施工單位申請的大壩基礎開挖單元驗收評定資料進行核定，對趾板建基面進行二次定線調整。

3.1 河床趾板

初設資料河床覆蓋層深度4.0 m～7.0 m， 強風化厚度6.0 m～7.0 m，強風化深度11.0 m～14.0 m，強風化下限高程1319 m～1322 m，河床基坑開挖后出露的地層巖性與初設資料一致。

初設階段推測河床斷層F20 未從河床通過，河床段趾板基礎巖體為連續的層狀巖體，其強風化深度為8.0 m～10.0 m，較初設階段推測的強風化深度抬高了3 m～4 m，節理裂隙弱發育，無軟弱夾層及泥化夾層分布，進入弱風化巖體后裂隙弱發育且膠結良好，基坑內未顯巖溶現象，巖體完整，河床布置聲波檢測孔巖體波速為4121 m/s～4238 m/s，由此河床趾板建基面高程為1322 m～1324 m，建基面抬高3.0 m～5.1 m。河床趾板基礎照片見圖1。

圖1 河床趾板基礎照片

3.2 左岸趾板

初設資料左岸覆蓋層深度0～1.0 m，強風化厚度4.0 m～6.0 m，強風化深度12.0 m～14.0 m，左岸趾板開挖后出露的地層巖性與初設資料一致。

樁號趾0+174～0+223 巖體強風化深度8.6 m～18.0 m，趾0+230～0+266 強風化深度5.1 m～10.0 m。在趾0+174～0+223 段巖體強風化深度比初設資料深3.6 m～11.0 m，趾0+230～0+266 段巖體強風化深度比初設資料深1.5 m～3.0 m。左岸趾板巖體風化深度較初設資料加深主要由于原河床推測的F20 斷層及f1斷層從左岸坡通過，斷層F20 從趾0+217～0+218 處通過，斷層f1 從趾0+217～0+218 處通過，受斷層破碎帶及影響帶的影響，巖體強風化厚度變大，節理裂隙發育，強風化帶內裂隙張開夾泥等，趾板基礎在趾0+174～0+223 段置于1328 m～1330 m高程，趾0+230～0+266 段置于1342 m～1344 m 高程，建基面加深1.5 m～11.0 m，左岸在1328 m 布置聲波檢測孔巖體波速為2667 m/s～4762 m/s，巖體進入弱風化巖體，節理裂隙弱發育，無貫通控制性裂隙，趾板開挖未見巖溶現象，左岸趾板基礎照片見圖2。

圖2 左岸趾板基礎照片

3.3 右岸趾板

右岸趾板地形條件完整，為順向坡，開挖后趾板基礎巖體為弱風化巖體，由于初設階段推測的F20 斷層未從河床段通過，河床段開挖深度減少，以至于右岸坡因切腳開挖產生滑動的巖體減少，右岸趾板基礎相對初設資料有所抬高，在靠近河床段趾板建基面抬高約3.0 m，在壩頂附近趾板建基面抬高約1.0 m。巖體裂隙主要發育在強風化帶巖體中，緩傾角裂隙受層面控制，延伸短，規模小，軟弱夾層在強風化帶發育，右岸在1334 m布置聲波檢測孔巖體波速為3448 m/s～5128 m/s，進入弱風化巖體后裂隙弱發育且膠結良好，逐漸殲滅，無貫通控制性裂隙，壩肩開挖未見巖溶現象，右岸趾板基礎照片見圖3。

圖3 右岸趾板基礎照片

4 斷層F20 對趾板基礎選擇影響

在初設階段通過地表地質測繪及野外勘探，推測斷層F20 從河床通過， 斷層性質為壓扭性，呈N75°～90°E 方向延伸，傾SE，傾角75°～90°，地表可見斷層破碎帶寬約4 m～8 m，破碎帶物質為方解石膠結角礫巖，并見風化溶蝕，沖填夾泥。趾板基礎地質建議置于弱風化巖體上，受斷層破碎帶及影響帶影響，河床段趾板基礎建基面高程為1317.2 m，趾板右岸邊坡結構為順向坡，為保證右岸邊坡穩定，趾板基礎置于弱風化巖體，對右岸開挖邊坡進行支護或不能切腳開挖。

開挖揭露河床段趾板基礎巖體為連續的層狀巖體，其強風化深度為8.0 m～10.0 m，強風化下限高程1323 m～1324 m，河床趾板建基面較初設階段抬高了3.0 m～5.1 m，河床趾板開挖至1322.0 m 高程巖體為弱風化巖體中上部，巖體強度較高，巖體完整性好，能滿足趾板建基面持力層要求。右岸趾板開挖邊坡為順向坡，開挖后趾板基礎巖體為弱風化巖體，由于F20 斷層未從河床段通過，河床段開挖深度減少，以至于右岸坡因切腳開挖產生滑動的巖體減少，右岸趾板基礎在靠近河床段趾板建基面抬高約3.0 m，在壩頂附近趾板建基面抬高約1.0 m。

斷層F20 從趾0+217～0+218 處通過，斷層f1 從趾0+217～0+218 處通過，為滿足趾板基礎要求，對地質缺陷部位需進行處理，對該兩處斷層破碎帶進行擴挖換填處理，并進行帷幕、固結灌漿處理，增強趾板基礎巖體整體性和巖體強度。

5 結語

興仁縣尖山水庫屬于貴州省水利建設生態建設石漠化治理綜合規劃建設項目，為鄉鎮供水和農田灌溉。壩址的地形地質條件為尖山水庫面板堆石壩壩型提供先決條件。通過施工前期的開挖揭露，斷層的分布位置、規模及膠結等情況對趾板建基面的選擇有一定的影響，結合斷層的特性和面板堆石壩的適應性，通過檢測手段、地質缺陷處理、穩定計算等復核工作，對趾板建基面進行二次調整，使得面板堆石壩壩體設計更加科學合理，可為工程建設進度取得寶貴的時間，對類似工程提供借鑒的經驗。