拉寨水庫右岸滲漏區工程地質條件分析及評價

龍宜偉，肖 膠，羅 平

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

1 概 述

貴州省荔波縣拉寨水庫工程位于貴州省南部黔南州荔波縣播堯鄉拉平村，珠江流域西江水系樟江的右岸一級支流方村河上，壩址位于拉平村拉寨上游0.8km處；主壩為常態混凝土重力壩，最大壩高33.70m,正常蓄水位780m，總庫容1320萬m3。

壩線上游約17m發育沖溝，右壩肩坡頂右側地形下凹，走向N38°E，寬70-110m,長>300m，向下游無地形陡降，凹地最低高程785.35m，比水庫正常蓄水位(780.00m)略高,如在這建壩庫水會沿上游沖溝途經該凹地沿覆蓋層及覆蓋層與基巖面接觸帶向下游滲漏，需對該凹地進行工程處理。

2 基本工程地質條件

該凹地最低高程785.35m，凹地及其附近地形較為平緩，坡度5°～15°，自然邊坡穩定；第四系含碎石黏土厚一般2～20.0m，凹地較水庫正常蓄水位(780.00m)略高，凹地黏土夾少量風化碎石厚2～22.6m，基巖面最低處高程767.4m，低于正常蓄水位16.3m，下伏基巖為二疊系中統茅口組(P2m)淺灰、灰色中厚層—塊狀灰巖，巖體強風化層厚2～7m；巖層產狀N35°～40°E/NW∠10°～25°，巖體中主要發育2組裂隙：①N50°～55°W/SW∠65°～88°、②N53°～65°W/NE∠78°～89°，無緩傾裂隙發育。

凹地前部與沖溝相連，沖溝內河床至高程770m范圍內地形坡度20～40°，基巖基本出露，770m高程以上較為平緩，地形坡度5～15°，第四系含碎石黏土厚一般2～5m,岸坡為逆至斜向坡，自然邊坡穩定,水庫蓄水后局部較陡岸坡處地方可能引起庫岸再造，產生滑塌，但規模不大，對水庫影響不大。

凹地第四系覆蓋層具松散介質特征，為CⅤ類土體；強風化帶巖體呈碎裂狀，結構面發育～很發育，多張開，巖塊間嵌合力差，為BⅣ2類巖體；弱風化帶巖體呈次塊狀或中厚層狀結構，結構面發育，巖塊間嵌合力較好，貫穿性結構面不多見，巖體較完整，局部完整性差，抗滑、抗變形性能受結構面和巖石強度控制，屬BⅢ2類巖體。

3 殘坡積黏土物理力學試驗及建議值

在凹地區取12件原狀土樣進行了室內土工試驗及現場3個試坑的原位滲透測試，試驗成果統計見表1。

表1 土工試驗成果統計表

該凹地覆蓋層具有較好的物理力學性能，滲透系數低，屬弱透水性。物理力學參數建議值：非飽和狀態下黏土料物理力學參數：內摩擦角10°，C值 0.025 MPa，壓縮模量5.0MPa，飽和狀態下黏土料物理力學參數：內摩擦角6°，C值 0.015 MPa，壓縮模量4.0MPa；滲透系數5.0×10-5m/s[1]。

4 工程地質評價

4.1 處理方案的選擇

凹地一帶覆蓋層深厚，如修混凝土重力壩方案開挖期不可避免產生高邊坡，最大邊坡高達35m，且以土質邊坡為主，邊坡穩定性差，邊坡支護工程量大且不可控，同時開挖期和運行期也存在較大安全隱患，投資投資大，所以混凝土重力壩適宜性差；如修均質土壩對地基基礎要求較低，料源豐富，可就近取材，局部地形略低于壩頂高程783.7m，局部地形稍為不夠，但較為完整，具備需修建均質土壩副壩條件；軸線下移30m處凹地最低高程785.35m，高于壩頂高程783.7m,地形完整，具備地表灌漿條件。根據工程地質條件分析及結合技術經濟綜合比較后，建議采用地表灌漿方案。

4.2 地表灌漿方案工程地質條件評價

右壩肩地表帷幕灌漿方案軸線位于主壩軸線下游30m處，從地形上來看，凹地最低高程785.35m，高于壩頂高程783.7m, 凹地走向N38°E，長>300m，向下游無地形陡降，無臨空面現象，整體穩定性好，地形已滿足大壩要求，僅需考慮防滲。

根據拉寨水庫工程黏土料場土工試驗成果可知： 天然含水量為34.9%～44.1%，平均值38.1%；天然密度(g/cm3)為1.65～1.78，平均值為1.72；孔隙比為1.0538～1.3612，平均值1.1835；黏土滲透系數為1.52×10-5～5.91×10-5cm/s，平均值為3.82×10-5cm/s；非飽和狀態下黏土料物理力學參數：內摩擦角21.6°～38.1°，平均值12.1°，C值為21.6～38.1kPa，平均值 31.9kPa，壓縮模量5.0～6.8MPa，平均值5.8MPa。該凹地覆蓋層具有較好的物理力學性能，滲透系數低，屬弱透水性。因此，覆蓋層作充填灌漿處理后，提高了土體本身結構和抗滲能力，充填灌漿處理后滲流是穩定的；強風化帶巖體呈碎裂狀，結構面發育-很發育，多張開，巖塊間嵌合力差，透水性強，由于地下水長期頻繁活動，覆蓋層和強風巖體接觸帶及強風化巖體內的一些細小的黏土顆粒會被水流帶走，地基存在一定程度的滲流破壞，可結合大壩防滲帷幕灌漿處理，經防滲帷幕處理后，滲流是穩定的。基巖面與覆蓋層接觸帶為薄弱帶，需加強覆蓋層與接觸帶灌漿處理[2]。

4.3 地表灌漿設計方案

本次采用單排間距2m帷幕灌漿，帷幕下限深入巖體透水率q≤5Lu以下10m,在防滲帷幕上下游2m各布置一排充填灌漿，充填灌漿間距2m，孔深入巖5m以提高基礎整體抗變形能力。目前該凹地區已完成了灌漿處理施工，經檢查孔檢測，質量滿足設計要求。

5 結 語

通過工程地質條件分析評價為處理方案提供合理依據，結合技術經濟綜合比較后，采用施工最簡單同時投資最少的地表灌漿方案。目前該凹地區已完成了灌漿施工，質量滿足設計要求，解決了庫水沿該帶向下游滲漏問題，已具備蓄水條件。