張必勇 馬力剛 尹春明



摘要:北山抽水蓄能電站水文地質(zhì)條件較復(fù)雜,滲漏問(wèn)題突出。鑒于此,開(kāi)展了上水庫(kù)防滲地質(zhì)條件專(zhuān)題研究,重點(diǎn)對(duì)庫(kù)周地形、巖性、構(gòu)造和水文共4個(gè)方面的封閉條件進(jìn)行了鉆孔、聲波測(cè)試、彩色電視錄相、壓水試驗(yàn)和地下水動(dòng)態(tài)分析等勘察研究,同時(shí)進(jìn)行三維地質(zhì)建模,以查明該水庫(kù)水文地質(zhì)條件及巖體滲透特性。進(jìn)而提出了安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行的防滲線路、防滲型式和防滲下限,并對(duì)地下水滲流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值建模及分析。結(jié)果表明,防滲體系完善,滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求。研究成果總結(jié)了復(fù)雜地質(zhì)條件下對(duì)防滲條件的勘察和研究的思路,可為類(lèi)似抽水蓄能電站提供參考。
關(guān)鍵詞: 水文地質(zhì)條件; 防滲線路; 防滲型式; 防滲下限; 封閉條件;北山抽水蓄能電站
中圖法分類(lèi)號(hào): TV143
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.018
0引 言
由于抽水蓄能電站上水庫(kù)特殊的外部條件和功能要求,防滲要求較高,且此類(lèi)電站上水庫(kù)一般利用天然高山盆地,采用大壩截?cái)鄾_溝、埡口,庫(kù)盆滲透問(wèn)題較江河大壩會(huì)更加突出[1],因此上水庫(kù)滲漏問(wèn)題研究是抽水蓄能電站勘察設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)之一。上水庫(kù)滲漏特征與上水庫(kù)防滲型式選擇、庫(kù)區(qū)開(kāi)挖方式、地下廠房位置選擇、工程投資等諸多方面密切相關(guān)[2]。目前,國(guó)內(nèi)已建數(shù)十座抽水蓄能電站,很多技術(shù)人員開(kāi)展了洪屏、回龍、惠州、瑯琊山、溧陽(yáng)、蒲石河、白蓮河、板橋峪、寶泉等抽水蓄能電站上水庫(kù)滲漏問(wèn)題分析與研究工作[3-8]。對(duì)于防滲條件較差的庫(kù)盆,防滲措施費(fèi)用較高,因此庫(kù)盆防滲方案的選擇對(duì)于合理控制投資具有重要意義[1]。
北山抽水蓄能電站上水庫(kù)匯水面積小,僅0.43 km2,水資源寶貴,且地形地質(zhì)條件復(fù)雜,埡口眾多、分水嶺單薄、斷層節(jié)理發(fā)育、局部發(fā)育巖溶、透水層深厚,不僅存在壩基、庫(kù)岸水平滲透問(wèn)題,庫(kù)底也存在斷層、巖溶集中滲漏風(fēng)險(xiǎn),水文地質(zhì)條件較復(fù)雜[3]。同時(shí)防滲要求高,防滲下限較深,需對(duì)滲透條件進(jìn)行重點(diǎn)勘察與研究,并結(jié)合水文地質(zhì)條件,從地質(zhì)角度提出合理的防滲線路、防滲型式和防滲下限的建議,以利于進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的防滲處理設(shè)計(jì)[8]。
1工程概況
北山抽水蓄能電站位于湖北省鐘祥市冷水鎮(zhèn)孔艾村西側(cè),地理位置為東經(jīng)112°97′,北緯31°127′,距鐘祥市約18 km。工程區(qū)有簡(jiǎn)易公路與主干公路相接,交通較便利(圖1)。
電站利用已建北山水庫(kù)作為下水庫(kù),在下水庫(kù)左岸距大壩約1.5 km的山谷洼地筑壩形成上水庫(kù)。電站總裝機(jī)容量200 MW,安裝2臺(tái)單機(jī)容量為100 MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組,單機(jī)額定流量為111.4 m3/s,額定水頭104 m。工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、電站廠房等組成,其中上水庫(kù)正常蓄水位197 m,主要建筑物有主壩和1、2、3號(hào)和4號(hào)副壩。廠房采用尾部式地面廠房布置方案,引水及尾水系統(tǒng)均采用一機(jī)一洞布置。上、下水庫(kù)電站進(jìn)/出水口的水平距離約312 m,平均毛水頭差約106 m,距高比約2.9。
2上水庫(kù)地質(zhì)概況
上水庫(kù)位于孔艾村漢江支流九渡港左側(cè)沖溝棺材埡溝的溝源處,地勢(shì)總體北高南低,庫(kù)盆由圈椅狀山梁圍成,屬于典型的溝源洼地地貌(圖2)。庫(kù)盆內(nèi)呈樹(shù)枝狀分布的次級(jí)沖溝發(fā)育,均匯合于庫(kù)盆西南角的棺材埡缺口。庫(kù)盆北側(cè)為分水嶺,山梁地面高程均大于210 m,最高為243.2 m;東面山梁呈一走向近南北的馬鞍形,鞍部高程184.7 m,兩端高程195~200 m,最高為南面的鄧家尖,高程237.56 m;南面山梁地面為2級(jí)地勢(shì),東段高程為192~200 m,西段高程為172~188 m;西南角為棺材埡缺口,最低點(diǎn)高程133 m,左岸山頭高程187.4 m,右岸山頭高程194.78 m;西側(cè)山梁高程一般在186~195 m之間,向北地形連續(xù)至北側(cè)分水嶺封閉。
棺材埡溝由北東向—西南向流經(jīng)上水庫(kù),總體較為順直,地形坡度較大,一般20%~25%,局部呈跌坎,切割深度10~15 m,溝谷呈寬“V”形,溝底寬8~12 m,上水庫(kù)通過(guò)在溝谷西南端出口部位筑壩形成。
庫(kù)區(qū)岸坡多基巖裸露,主要有:① 志留系下統(tǒng)龍馬溪組第1層(S1l1),包括灰黃、灰色頁(yè)巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾少量泥質(zhì)粉砂巖,多薄層至中厚層狀,局部厚層狀,分布于庫(kù)盆和主壩及各副壩段;② 志留系下統(tǒng)龍馬溪組第2層(S1l2),灰色、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖夾少量粉砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖,多薄層至中厚層狀,局部厚層狀,分布于主壩和2、3號(hào)和4號(hào)副壩;③ 奧陶系中統(tǒng)(O2),即灰綠色、灰黃色瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r夾龜裂紋灰?guī)r,分布于1號(hào)副壩東北端;④ 奧陶系上統(tǒng)(O3),即灰、灰紫色鐵質(zhì)硅質(zhì)巖,灰白、淺灰色硅質(zhì)頁(yè)巖,黑色炭質(zhì)頁(yè)巖夾少量煤層,多薄層狀。沖溝內(nèi)多分布有少量坡洪積層(圖3)。
上水庫(kù)位于冷水背斜SW翼近核部,巖層倒轉(zhuǎn),總體上呈單斜特征。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育,巖層產(chǎn)狀變化較大,志留系巖層產(chǎn)狀一般為40°~50°∠60°,震旦系至奧陶系巖層產(chǎn)狀315°~80°∠25°~74°,變化較大。地質(zhì)測(cè)繪發(fā)現(xiàn)大小斷層32條,主要為北東NE組,陡傾角為主,其中鄧家尖斷裂(F3)為區(qū)域性斷裂,其余規(guī)模不大,延伸長(zhǎng)度50~100 m,寬多小于1.0 m,斷層帶膠結(jié)大多較差。志留系砂頁(yè)巖中裂隙主要有NNW、NNE、NE、NW向4組,陡傾角為主,緩傾角裂隙不發(fā)育,NNW組密集短小,充填石英脈,膠結(jié)較好。
志留系砂頁(yè)巖抗風(fēng)化能力較差,風(fēng)化深度較大。山梁部位強(qiáng)風(fēng)化下限深度2~5 m,局部達(dá)10.3~14.6 m;弱風(fēng)化下限深度10~17 m。區(qū)內(nèi)溝谷切割深度不大,谷坡較緩,巖體卸荷相對(duì)較弱,卸荷帶水平寬度一般小于15 m。
地下水主要為基巖裂隙水,埋深10~35 m。砂頁(yè)巖一般透水性較小,為相對(duì)隔水地層;工程區(qū)東部及北部分布碳酸鹽巖地層,地表可見(jiàn)溶溝、溶槽分布,多被黏性土充填。奧陶系中統(tǒng)(O2)地層中鉆孔揭露巖溶洞穴,充填碎石、角礫夾粉質(zhì)黏土,巖溶較發(fā)育。
3上水庫(kù)水文地質(zhì)條件分析
3.1上水庫(kù)水文地質(zhì)條件勘察
上水庫(kù)埡口較多,分水嶺單薄,且在水庫(kù)東北部存在巖溶較發(fā)育的灰?guī)r,在該部位筑壩建庫(kù),勢(shì)必存在滲漏的可能性。因此在預(yù)可研和可研階段,對(duì)該部位的水文地質(zhì)條件及巖體滲透性進(jìn)行了深入的勘察研究,目的是為該區(qū)域防滲方案的選擇提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。在該區(qū)域內(nèi),結(jié)合建筑物布置了75個(gè)地質(zhì)鉆孔,開(kāi)展了大量鉆孔壓水試驗(yàn),加上之前勘察成果,共獲得了75孔450段巖體滲透性試驗(yàn)成果,并輔助以鉆孔彩色電視錄像及鉆孔聲波測(cè)試對(duì)巖體完整性進(jìn)行研究,與鉆孔壓水試驗(yàn)成果進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)該區(qū)域地下水位開(kāi)展長(zhǎng)期觀測(cè),分析其年度、季節(jié)性的變化特征[6-7]。
通過(guò)對(duì)勘察成果的統(tǒng)計(jì)分析,查明了上水庫(kù)副壩及庫(kù)周分水嶺的水文地質(zhì)條件和巖石透水特性,為上水庫(kù)的防滲線路、型式和深度的設(shè)計(jì)提供了地質(zhì)依據(jù)。同時(shí),設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)根據(jù)地質(zhì)成果對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了滲流場(chǎng)及滲漏量的數(shù)值模擬分析,進(jìn)一步驗(yàn)證了勘察成果的詳實(shí)性和準(zhǔn)確性。
3.2巖體滲透性研究
上水庫(kù)庫(kù)內(nèi)沖溝發(fā)育,地表徑流條件較好,但匯水面積僅0.43 km2,山脊單薄,地表徑流少,庫(kù)內(nèi)沖溝均匯集于棺材埡溝內(nèi),沿西南方向排向北山水庫(kù),少部分滲入地下,沿松散堆積層的孔隙及淺層基巖內(nèi)長(zhǎng)大裂隙運(yùn)移,最終以下降泉的形式溢出或匯入棺材埡主溝內(nèi),該溝有少量季節(jié)性流水,流量較小(圖4)。另在庫(kù)盆內(nèi)見(jiàn)3個(gè)泉水點(diǎn),涌水量0.1~1.5 L/min。
地下水類(lèi)型主要為孔隙水、裂隙水??紫端饕x存于第四系覆蓋層中,直接接受大氣降水補(bǔ)給,埋藏深淺不一,部分補(bǔ)給下部基巖裂隙水。
裂隙水主要賦存于風(fēng)化帶、構(gòu)造破碎帶、巖體裂隙中,分布與含水程度主要受控于風(fēng)化深度和程度、構(gòu)造破碎帶發(fā)育部位和規(guī)模、地形、地表水和大氣降水等,與上部孔隙含水層之間存在較強(qiáng)的水力聯(lián)系,水力聯(lián)系多表現(xiàn)為裂隙式。區(qū)內(nèi)鉆孔均未提示承壓含水層。
泥質(zhì)粉砂巖和頁(yè)巖一般透水性較小。全風(fēng)化巖體滲透系數(shù)0~3.47×10-5 cm/s,一般為弱至微透水;強(qiáng)風(fēng)化巖體一般為弱透水,表層為中等透水,滲透系數(shù)0~9.38×10-4 cm/s;弱風(fēng)化巖體一般為弱透水,q值一般大于3 Lu,局部可達(dá)26 Lu,平均3.8 Lu;微風(fēng)化巖體一般為弱至微透水,q值一般小于3 Lu,平均2 Lu。
F3斷裂帶中碎裂巖、結(jié)晶灰?guī)r構(gòu)造透鏡體透水性好,一般為中等透水,部分為強(qiáng)透水,滲透系數(shù)大于1.16×10-3 cm/s,q值9.2~50 Lu。F3西側(cè)支斷層一般為弱至微透水,其頁(yè)巖影響帶為弱至微透水,全、強(qiáng)風(fēng)化帶滲透系數(shù)一般小于1.16×10-5 cm/s,弱至微風(fēng)化均為弱至微透水,q值0.7~2.9 Lu。
東北部分水嶺奧陶系上統(tǒng)(O3)頁(yè)巖強(qiáng)風(fēng)化帶表層呈中等透水,滲透系數(shù)1.14×10-3~1.55×10-3 cm/s,平均值1.34×10-3cm/s,其余均為弱透水,滲透系數(shù)0~3.97×10-4 cm/s,平均值8.22×10-5 cm/s;弱風(fēng)化帶為弱至微透水,q值0.26~4.2 Lu,平均值1.8 Lu;微風(fēng)化巖體為弱至微透水,q值0.54~4.6 Lu,平均值3.97 Lu。奧陶系中統(tǒng)(O2)龜裂紋灰?guī)r巖溶較發(fā)育,溶洞充填物多為灰黃色碎石、角礫夾粉質(zhì)黏土,q值3.2~27.8 Lu,平均值14.4 Lu,呈弱至中等透水性。
庫(kù)(壩)區(qū)鉆孔壓(注)水試驗(yàn)成果見(jiàn)表1~2。
4上水庫(kù)封閉條件分析及推薦防滲方案
4.1封閉條件分析
水庫(kù)滲漏的發(fā)生主要與地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件有關(guān),對(duì)庫(kù)盆封閉條件的論證也需要從以下4個(gè)方面進(jìn)行分析判斷[9-13]。
(1) 地形封閉條件。
當(dāng)庫(kù)岸山體單薄,又有鄰谷存在且下切較深時(shí),庫(kù)水外滲的可能性就比較大。該工程上水庫(kù)庫(kù)周呈環(huán)形封閉態(tài)勢(shì),但除東北部分水嶺高程高于正常蓄水位外,其余3面均低于正常蓄水位,地形封閉條件較差,庫(kù)周低于正常蓄水位庫(kù)段長(zhǎng)度占庫(kù)周長(zhǎng)度約65.6%,需大量筑壩封閉才能成庫(kù),見(jiàn)圖5。
東北部分水嶺高程210~243.8 m,地形總體坡度15°~25°,正常蓄水位處分水嶺厚度55~185 m,均小于300 m,總體較為單薄,因此發(fā)生滲漏的可能性比較大。
(2) 巖性封閉條件。
強(qiáng)滲水巖層可以導(dǎo)致庫(kù)水滲漏,隔水層的存在則可以起到防滲作用。庫(kù)盆地層巖性除東面山梁高程180 m以上分布灰?guī)r外,均由相對(duì)不透水的志留系粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖組成,強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化巖體具中等—弱透水性,微新巖體透水性微
弱。東北部分水嶺為志留系下統(tǒng)龍馬溪組及奧陶系地層,由南向北巖性依次為志留系粉砂質(zhì)頁(yè)巖、奧陶系上統(tǒng)(O3)硅質(zhì)頁(yè)巖及炭質(zhì)頁(yè)巖、奧陶系中統(tǒng)(O2)泥質(zhì)灰?guī)r及龜裂紋灰?guī)r、奧陶系下統(tǒng)(O1)灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀陡傾庫(kù)外。其中奧陶系上統(tǒng)(O3)層厚約25 m,強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化巖體具中等—弱透水性,微風(fēng)化巖體具弱—微透水性,為相對(duì)阻水地層。O2及O1地層巖溶較發(fā)育,巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為溶溝、溶縫及溶洞,為強(qiáng)透水地層。水庫(kù)巖性封閉條件總體較好,但庫(kù)周不透水地層較為單薄。東北部分水嶺剖面示意見(jiàn)圖6。
(3) 構(gòu)造封閉條件。
與水庫(kù)滲漏有密切關(guān)系的地質(zhì)構(gòu)造,主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶、裂隙密集帶、背斜及向斜構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀等。對(duì)該工程上水庫(kù)有影響的構(gòu)造主要為F3斷裂,未見(jiàn)裂隙密集帶等分布,巖層總體傾向北東,但北東方向未見(jiàn)深切沖溝,因此庫(kù)內(nèi)巖層未在北東方向出露,順巖層產(chǎn)狀產(chǎn)生滲漏的可能性較小。F3斷裂位于庫(kù)盆東側(cè)(圖3),與庫(kù)盆緊臨,未與庫(kù)內(nèi)連通,其余庫(kù)段亦未見(jiàn)連通庫(kù)內(nèi)外的斷層。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整壩型和防滲線路,可以避開(kāi)F3對(duì)防滲線路的影響。庫(kù)周不透水地層連續(xù)分布,不存在大的滲漏通道,無(wú)構(gòu)造型滲漏問(wèn)題,水庫(kù)構(gòu)造封閉條件好。
(4) 水文封閉條件。
庫(kù)區(qū)的水文地質(zhì)條件是水庫(kù)能否發(fā)生滲漏的重要條件之一,庫(kù)岸有無(wú)地下水分水嶺,以及地下水分水嶺的高程,對(duì)水庫(kù)的滲漏具有決定性的意義。根據(jù)鉆孔地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)成果,東北部分水嶺山脊鉆孔地下水位埋深43.5~52.6 m,對(duì)應(yīng)高程163~193.4 m。東北部公路(正常蓄水位附近)鉆孔地下水位埋深12.4~36.6 m,對(duì)應(yīng)高程163.8~184.8 m。分水嶺鉆孔地下水位埋深均低于正常蓄水位197 m,水文封閉條件差。東北部分水嶺地下水位等值線圖見(jiàn)圖7,鉆孔地下水位埋深長(zhǎng)期觀測(cè)記錄見(jiàn)表3。
因庫(kù)周不透水地層較為單薄,且志留系砂頁(yè)巖及奧陶系頁(yè)巖總體風(fēng)化厚度較大,風(fēng)化層巖體滲透系數(shù)較大,根據(jù)上水庫(kù)庫(kù)區(qū)鉆孔壓水試驗(yàn)成果,庫(kù)周東段相對(duì)隔水層(1 Lu線)埋深9~56.7 m,南段20~43.5 m,西段25~47.5 m,北面公路段27.4~49.3 m(圖8)。
4.2防滲線路和防滲型式推薦
考慮到上水庫(kù)F3斷裂及其影響帶,以及巖溶對(duì)防滲工程的影響較大,建議將1號(hào)副壩及庫(kù)周東段附近防滲線路適當(dāng)向庫(kù)內(nèi)調(diào)整,以使防滲線路完全位于志留系粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖中。由于東北部分水嶺地下水位高程及巖體相對(duì)隔水層埋深均低于正常蓄水位,建議上水庫(kù)整個(gè)庫(kù)周均進(jìn)行防滲處理。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)抽水蓄能電站庫(kù)盆采用的防滲處理形式主要有3種:
垂直防滲、水平防滲、垂直和水平相結(jié)合的防滲[3],在該方案避開(kāi)巖溶對(duì)工程的影響后,庫(kù)盆本身無(wú)較大滲漏通道,滲漏量有限,因此建議采取以防滲帷幕為主的垂直防滲型式。其中,東北部分水嶺部位部分鉆孔地下水位埋深高于相對(duì)隔水層(1 Lu線)埋深,但鑒于觀測(cè)時(shí)間較短,且?jiàn)W陶系灰?guī)r中巖溶較發(fā)育,地下水位可靠性存疑,若以地下水位線作為防滲底界,可靠性不足。故建議整個(gè)庫(kù)周均以相對(duì)隔水層(1 Lu線)作為防滲底界,防滲帷幕進(jìn)入透水率<1 Lu巖體不小于5 m(圖8)[14-18]。
4.3三維滲流場(chǎng)計(jì)算與分析
根據(jù)上述研究成果,設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)選擇了如下防滲方案:上水庫(kù)主壩與1號(hào)副壩為混凝土面板堆石壩,大壩采用面板、趾板和帷幕防滲;2、3、4號(hào)副壩為混凝土重力壩,壩基采用帷幕防滲。上水庫(kù)整個(gè)庫(kù)周采取帷幕為主的垂直防滲型式,其中主壩段防滲帷幕深度10~45 m,1號(hào)副壩段防滲帷幕深度17~43 m,2號(hào)副壩段防滲帷幕深度10~31 m,3號(hào)副壩段防滲帷幕深度17~45 m,4號(hào)副壩段防滲帷幕深度30~40 m,北面公路段防滲帷幕深度28~45 m,防滲帷幕深度均進(jìn)入1 Lu以下地層約5 m。
根據(jù)上水庫(kù)的地形地質(zhì)條件、主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地下水鉆孔等資料,建立了上水庫(kù)三維滲流場(chǎng)有限元計(jì)算模型,經(jīng)計(jì)算分析表明:
(1) 若上水庫(kù)地基不設(shè)置防滲帷幕(各主要建筑物自身仍發(fā)揮防滲作用),庫(kù)水順利通過(guò)各主要建筑物地基及北側(cè)環(huán)庫(kù)公路處地層流向庫(kù)外。正常蓄水位下,水庫(kù)總滲流量為91.47 L/s,絕大部分滲流量來(lái)自于各主要建筑物地基及環(huán)庫(kù)公路底部的繞滲,上水庫(kù)日滲漏量為7 903.01 m3(按正常蓄水位24 h計(jì)),約占總庫(kù)容的1.02‰,不滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求。
(2) 現(xiàn)防滲設(shè)計(jì)方案下,正常蓄水位時(shí)上水庫(kù)總滲流量為30.74 L/s,日滲漏量為2 655.94 m3(正常蓄水位按24 h計(jì)),約占上水庫(kù)總庫(kù)容(774萬(wàn)m3)的0.34‰;如果按正常蓄水位和死水位的平均滲流量計(jì)算,則日滲漏量為1 971.22 m3,約占上水庫(kù)總庫(kù)容的0.25‰。上述滲流量均滿(mǎn)足NBT 10072-2018《抽水蓄能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中水庫(kù)日滲量不大于0.2‰~0.5‰總庫(kù)容的要求。可見(jiàn)上水庫(kù)整體防滲效果好,防滲設(shè)計(jì)滿(mǎn)足規(guī)范要求。
5結(jié)論與建議
對(duì)北山抽水蓄能電站上水庫(kù)水文地質(zhì)條件勘察研究及分析表明:① 上水庫(kù)地形封閉條件較差,需大量筑壩封閉才能成庫(kù);② 防滲線路在避開(kāi)巖溶較發(fā)育的奧陶系中統(tǒng)(O2)及奧陶系下統(tǒng)(O1)地層及F3斷裂后,線路上巖性封閉條件總體較好,但庫(kù)周不透水地層較為單薄,同時(shí)庫(kù)周不存在大的滲漏通道,無(wú)構(gòu)造型滲漏問(wèn)題,水庫(kù)構(gòu)造封閉條件好;③ 東北部分水嶺山脊鉆孔地下水位埋深均低于正常蓄水位,水文封閉條件差。通過(guò)分析論證,提出了避開(kāi)O2及O1巖溶發(fā)育地層及滲透性大的F3斷層的防滲線路,建議采用垂直防滲方案,同時(shí)給出了適當(dāng)?shù)姆罎B下限,三維滲流場(chǎng)有限元計(jì)算表明,所提出的方案合理有效。經(jīng)過(guò)本研究,同時(shí)有以下幾點(diǎn)主要體會(huì)和建議。
(1) 抽水蓄能電站上水庫(kù)一般位于溝源凹地或山間谷地,四周分水嶺普遍低矮、厚度有限,庫(kù)盆滲透問(wèn)題突出,在勘察階段應(yīng)將滲漏的研究放在突出的位置,投入足夠的勘察工作量,從地形、地質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)等多個(gè)方面分析研究,查明其水文地質(zhì)條件,得出科學(xué)的符合實(shí)際的結(jié)論,以最大限度利用有利地質(zhì)條件,才能降低工程風(fēng)險(xiǎn),節(jié)省工程投資。
(2) 除了常規(guī)勘察方法外,應(yīng)大力引入三維地質(zhì)建模技術(shù)、三維滲流場(chǎng)有限元建模及計(jì)算分析等先進(jìn)的方法和手段,從定性分析入手,輔以定量分析,分析成果簡(jiǎn)潔直觀,將大大增強(qiáng)研究成果的可靠性。
(3) 在施工階段,應(yīng)重視施工地質(zhì)工作。同時(shí)應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行庫(kù)周地下水位的監(jiān)測(cè),除豐富和驗(yàn)證前期觀測(cè)成果外,亦可以持續(xù)掌握庫(kù)周邊坡及引水線路等建筑物開(kāi)挖對(duì)庫(kù)周防滲體的影響,從而判斷目前所采取的防滲手段是否安全可靠,特別是當(dāng)上水庫(kù)采取擴(kuò)庫(kù)開(kāi)挖,對(duì)分水嶺厚度影響較大時(shí),應(yīng)進(jìn)一步復(fù)核當(dāng)前防滲體系是否滿(mǎn)足滲透比降的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]朱安龍,李郁春,林健.復(fù)雜水文地質(zhì)條件的庫(kù)盆防滲方案研究[J].水利水電技術(shù),2017,48(5):148-154.
[2]肖海波,劉佩琳,齊俊修.抽水蓄能電站上水庫(kù)滲漏問(wèn)題研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2016(24):653-660.
[3]石含鑫,常姍姍.溧陽(yáng)抽水蓄能電站上水庫(kù)防滲形式選擇[J].水力發(fā)電,2010,36(7):50-53.
[4]賀德直,李澤民,宋修昌.回龍抽水蓄能電站上庫(kù)防滲形式研究[J].人民黃河,2004,26(7):38-41.
[5]齊悅,盧文喜,李平,等.蒲石河抽水蓄能電站上水庫(kù)防滲方案優(yōu)化研究[J].工程勘察,2007(12):39-42.
[6]夏越誼.白蓮河抽水蓄能電站上水庫(kù)防滲工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].水力發(fā)電,2012,38(7):30-32.
[7]米應(yīng)中.板橋峪抽水蓄能電站幾個(gè)主要工程地質(zhì)問(wèn)題勘察研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2000(增1):156-161.
[8]謝遵黨,邵穎,楊順群.寶泉抽水蓄能電站上水庫(kù)防滲體系設(shè)計(jì)[J].水力發(fā)電,2008,34(10):27-41.
[9]吳火才.抽水蓄能電站工程地質(zhì)勘察及認(rèn)識(shí)[J].浙江水利水電專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2001,13(4):1-10.
[10]臧真麟,劉志林.抽水蓄能電站庫(kù)盆的防滲型式[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2021(5):42-48.
[11]李長(zhǎng)江.抽水蓄能電站水庫(kù)防滲技術(shù)分析[J].江西水利科技,2007,33(1):20-24.
[12]林金洪.抽水蓄能電站主要工程地質(zhì)問(wèn)題探討[J].水力發(fā)電,2013,39(5):24-26.
[13]朱安龍,李郁春,林健.復(fù)雜水文地質(zhì)條件的庫(kù)盆防滲方案研究[J].水利水電技術(shù),2017,48(5):148-154.
[14]尹春明,侯欽禮,張必勇,等.卡洛特水電站河灣地塊防滲可靠性地質(zhì)研究[J].人民長(zhǎng)江,2022,53(2):66-71.
[15]王小毛,徐俊,馮明權(quán),等.地質(zhì)三維正向設(shè)計(jì)及BIM應(yīng)用:基于達(dá)索3DEXPERIENCE平臺(tái)[M],北京:中國(guó)水利水電出版社,2020.
[16]張必勇,徐俊,侯欽禮,等.巴基斯坦卡洛特水電站緩傾層狀軟硬相間邊坡變形特性及防治建議[J].水利水電快報(bào),2020,41(3):19-22.
[17]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范:GB 50287-2016[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2016.
[18]彭土標(biāo).水力發(fā)電工程地質(zhì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2011.
(編輯:唐湘茜)