【導讀】贛州市水利水電勘測設計院。發(fā)電引水系統(tǒng)和廠房樞紐工程地質(zhì)條件及評價......29

　　

【正文】 岸上游地區(qū)，由棕黃色含礫粉土或粉土質(zhì)礫組成，結(jié)構(gòu)較緊密，可塑狀，厚度一般 0. 5～ 2. 5m，局部 5m 以上。 ④崩坡積層 (Qcol) 為灰黑色碎塊石夾粉土組成，碎塊石直徑一般 5～ 15cm，成分為砂巖、粉砂巖、結(jié)構(gòu)松散，主要分布于壩址右上角及左下角山坡前緣。 3) 地質(zhì)構(gòu)造 壩址區(qū)由一套淺變質(zhì)巖系組成單斜構(gòu)造，左岸巖層產(chǎn)狀 比較穩(wěn)定，一般走向 N3060176。 W，傾 NE，傾角 30～ 70176。；右岸產(chǎn)狀變化較大，總體走向 N2060176。 W．傾 SW或 NE，傾角 3080176。 從區(qū)域資料上看，壩址位于兩條 NNW 向大斷裂之間，受區(qū)域性斷裂構(gòu)造的影響，次級地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，斷層、擠壓破碎帶、擠壓破碎夾層較多，裂隙發(fā)育，現(xiàn)分別敘述如下： 1) 斷裂、擠壓破碎帶 據(jù)地表觀察及鉆孔揭露，壩址區(qū)斷裂、破碎帶多以擠壓破碎為主，具有明顯的方向性，總體走向以 NNW 組最發(fā)育，其次為 NW組，左岸傾 NE 為主，右岸傾 SW、 NE 居多，傾角一般大 于 40176。壩址上游發(fā)育一較大斷層 F1：產(chǎn)狀 NW55～ 85176。 /SW/36～ 54 0，寬約5～ 35m，影響帶 ～ ，延伸長，帶內(nèi)角礫巖、碎裂巖以及片狀構(gòu)造巖充填，泥質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)，出露于大壩壩線上游。 2) 軟弱夾層 21 壩址區(qū)變質(zhì)巖系中普遍分布有不同類型、厚度和性狀的軟弱夾層，依其成因與物質(zhì)特征，可分為層間擠壓破碎夾層 ( Jc)和風化溶濾夾層 (W)兩種，它們的產(chǎn)狀大多與巖層一致，在不同程度上形成了層間 軟弱結(jié)構(gòu)面。 3)裂隙 壩址區(qū)裂隙發(fā)育，主要有以下幾組： ①走向 N30~60176。 W，傾 NE，右岸部分 SW，傾角 30～ 80176。，此組最發(fā)育，為層面裂隙，地表張開狀，寬 ～ 2cm，多為泥砂及巖石碎屑充填。裂面比較平整，延伸長，密度較大。 ②走向 N40～ 80176。 E，傾 SE（下游），傾角 47～ 85176。，這組較發(fā)育，多張開狀，寬度一般 0. 5～ ，少數(shù)達 23cm，主要為泥砂碎石充填，裂面較平直，延伸較短。 ③走向 N4550176。 W，傾 SW（上游），傾角 65～ 73176。，此組較發(fā)育，張開狀，寬度 ～ 2cm，主要為泥砂充填，裂面多粗造，延伸較短。 4)水 文地質(zhì)條件 ①地下 水的動態(tài)及埋藏條件 a、孔隙潛水 主要埋藏在左右岸沖洪積及坡殘積層中。沖洪積層底部水量比較豐富，殘坡積層水量較小，由大氣降水及基巖裂隙潛水補給，排泄于溝谷及河床中。 b、裂隙潛水 22 埋藏于基巖裂隙中，深度一般在 515m 以下，含水層厚度20～ 30m，靠大氣降水補給，排泄于溝谷及河床中，由于構(gòu)造和風化作用，巖體中裂隙比較發(fā)育，這為裂隙水的貯存和運移創(chuàng)造了良好的條件，壩址區(qū)見有裂隙水露頭，多呈滴水狀，從其埋藏條件與補排關系可以看出，其動態(tài)變化與大氣降水關 系密切。 ②巖體的透水性 基巖的透水性，主要受斷裂、風化及巖性因素控制，由于壩址區(qū)構(gòu)造比較發(fā)育，巖體完整性差，加之兩岸巖體風化較深，因此強風化及部分弱風化巖石透水性較大，微風化、新鮮巖石透水性一般較小。 壩址區(qū)河水一般無色、無味、無臭，據(jù)附近河段水利工程河水取樣分析成果：河水對砼一般具有碳酸型和一般酸性型弱腐蝕性，河水對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，河水對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋無腐蝕性。 5) 巖土層厚度及風化情況 壩址區(qū)巖體以均勻風化為主，控制風化的因素有巖性、構(gòu)造和各種風化營力 的作用。根據(jù)壩址區(qū)巖石的性狀，透水性及物理力學性質(zhì)等，可劃分為強、弱、微三個風化帶，各風化帶厚度見表 。 表 壩址軸線處各風化帶厚度分布表 23 6） 巖（土）體的物理力學性質(zhì)及參數(shù) ?土體的物理力學性質(zhì)及參數(shù) 河床沖積層上部含砂粉土多呈稍密狀，下部砂礫卵石層結(jié)構(gòu)以松散狀為主；兩岸山坡殘坡積含礫粉土和粉土質(zhì)礫呈稍密狀。根據(jù)壩區(qū)土層土質(zhì)野外性狀特征，并類比本地區(qū)類似工程經(jīng)驗資料，采用工程類比提出壩區(qū)土層的物理力學參數(shù)見表 。 表 壩址區(qū)土層物理力 學參數(shù)建議值表 堆積層（ Qm） 沖積層（ Q4a1） 殘坡積層（ Qe1d1） 填土 含沙粉土 沙礫卵石 含礫粉土 天然容重（ kN/M3) 干容重（ kN/M3) 飽和容重（ kN/M3) 20 內(nèi)摩擦角φ（176。） 33 18 35 22 凝聚力 C（ kPa) 0 12 0 12 滲透系數(shù) K（ cm/s) 2*102 1*104 1*102 2*104 允許水力坡降 J 土（巖）砼摩擦系數(shù) f 承載力特征值 fak(kPa) 100 110 160 140 開挖邊坡建議值（臨時邊坡） 1: 1: 1: 1:1 開挖邊坡建議值（永久邊坡） 1: 1:2 1: 1: 巖土名 稱 24 ?巖體的物理學性質(zhì)及參數(shù) 壩基巖石巖性為砂巖、粉砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，砂巖微新巖石屬堅硬巖類。本次踏勘測壩基巖石未取巖樣做室內(nèi)物理學實驗，現(xiàn)根據(jù)壩基巖體的實際性狀，參照本地區(qū)同類巖體工程經(jīng)驗類比分析，綜合提出本工程壩體巖 石（體）物理力學指標建議值如下表 ，供設計選用。 表 壩基巖石（體）物理力學指標建議指標 軟弱夾層或破碎帶 f=~， f’ =~。 壩址工程地質(zhì)評價 （ 1） 河床壩基穩(wěn)定評價 巖石名稱 砂巖、粉砂巖 粉砂質(zhì)頁巖 強風化 弱風化 微風化 新鮮巖石 強風化 弱風化 微風化 新鮮巖石 容重（ kN/m3） 24~25 25~26 ~ ~27 24~ 25~26 26~ ~ 濕抗壓強度（ MPa） 6~12 15~40 50~60 70~80 3~6 8~12 30~40 40~50 彈性模量（ GPa） ~ 3~6 6~8 7~10 ~ ~3 ~6 ~6 巖體抗剪斷強度 f ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ f39。 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ C39。(MPa) ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 砼 /巖抗剪（斷）強度 f ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ f39。 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ C39。(MPa) ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 承載力特征值fak（ kPa） 600~700 1000~2021 2500~3000 3500~4000 300~600 800~1200 1500~2021 2021~2500 項目 名稱 25 壩基河床上部為 3~4m 的沙礫卵石夾漂石層覆蓋，其下伏基巖主要為砂巖，加少量板巖，強、弱風化層厚 0~，在高程 以下為微新巖石，巖體完整 ，巖質(zhì)致密堅硬，力學性能良好，對擬建60m 高的拱壩具有足夠的承載能力。巖層走向 NW，傾 NE（左岸），傾角一般 50176。以上。整個壩基未發(fā)現(xiàn)平行壩線而傾向下游的緩傾角結(jié)構(gòu)面，根據(jù)上述情況進行組合分析，壩基穩(wěn)定條件較好，不會產(chǎn)生深層及淺層滑動。 (2)左壩肩穩(wěn)定評價 左岸地形較陡，大部分為基巖裸露。巖性主要為砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，強風化層厚 ～ 9. 65m，裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)松散，力學性能差。弱風化帶厚 12. 8～ 17. 5m，上部裂隙發(fā)育，多張開狀，泥砂充填，結(jié)構(gòu)較松散，而中、下部之巖石裂隙雖發(fā)育，但 尚具一定強度，裂隙中部分無充填或充填少，微風化及新鮮巖石多數(shù)巖體完整性好，質(zhì)地堅硬，力學性能好，局部的粉砂質(zhì)頁巖或扳巖較破碎，只要加以處理仍可滿足壩基強度要求。左岸巖層走向一般 N30～ 60176。 W，傾 NE（山里），傾角 30～ 70”，產(chǎn)狀比較穩(wěn)定。地質(zhì)構(gòu)造線以順層擠壓為主，這些結(jié)構(gòu)面仍然構(gòu)成一側(cè)向切割面，傾向下游偏河床方向。因此，建議對側(cè)裂面為結(jié)構(gòu)面、底裂面水平的滑動楔體進行穩(wěn)定驗算。 (3)右壩肩穩(wěn)定評價 右岸在 270m 以上有厚 ～ 2m 的強風化層，巖性以砂巖為主，夾粉砂質(zhì)頁巖。弱風化層厚 ，上部裂隙發(fā)育，多張開狀，泥砂充填，結(jié)構(gòu)較松散；中、下部巖石雖裂隙發(fā)育，但仍具一定強度。26 微風化及新鮮巖石完整性較好，并有較高的力學強度。右岸地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，巖石受擠壓強烈，巖層產(chǎn)狀較亂，總體走向 N20～ 60176。 W，傾 SW 或 NE，傾角 30～ 80176。；軟弱夾層也發(fā)育，厚 2l0cm，物質(zhì)松軟，泥厚 。從上述結(jié)構(gòu)面的空間產(chǎn)出狀態(tài)進行組合分析，建議設計對結(jié)構(gòu)面組合進行穩(wěn)定分析驗算。 (4)壩肩壓縮變形評價 如前所述，左岸巖性主要為砂巖、粉砂質(zhì)頁巖，弱風化下部及微新巖體中具有較好的力 學強度，變形模量較高，因此，左岸不存在嚴重的壓縮變形問題。右岸巖，陛基本同左，弱風化下部及微新巖體具有較高的力學強度，變形模量較高。但右岸地質(zhì)構(gòu)造比較復雜，巖石受擠壓強烈，局部軟弱夾層較多，但隨著風化程度的減弱，數(shù)量明顯變少，厚度變小，且傾角較緩，只要采取常規(guī)措施處理即可滿足基礎要求； 275m 高程以上有一系列軟弱結(jié)構(gòu)面，且發(fā)育集中，累計厚度較大，物理性狀較差，其走向與拱端推力大致垂直，設計時要加強基礎處理。 (5) 邊坡穩(wěn)定評價 壩址區(qū)兩岸山體比較雄厚山坡坡度 40～ 50176。，左岸高程267m 以下弱風化基巖裸露地表， 267m 高程以上強風化層較薄()。層面和破碎帶、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面與山坡斜交，但傾向山體內(nèi)，邊坡穩(wěn)定條件好。 右岸在高程 270m 以下多為強、弱風化基巖裸露，層面和破碎帶及其它結(jié)構(gòu)面走向大部分與山坡斜交，但多傾向山體內(nèi)，局部有27 巖層或夾層傾向河床，但規(guī)模不大 ,目，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，分布亦較低，對邊坡穩(wěn)定影響不大。 (6) 壩基及繞壩滲漏評價 河床壩基巖性主要為砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖成板巖，弱風化層叫苦不迭薄。巖層走向與河流斜交，傾向左側(cè)偏下游，基本屬不透水巖體 。綜上所述，壩基微新巖體內(nèi)不存在滲漏問題。 左壩肩巖性以砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，有多組破碎帶和一系列夾層斜切壩線，局部巖體擠壓較強烈。據(jù)鉆孔壓水試驗資料，弱風化巖體多屬中等強透水巖體，微風化也具有一定的滲透能力。因此，在下述結(jié)構(gòu)面的溝面下，存在繞壩滲漏問題，必須進行防滲處理，抗水層頂板埋深 30m 左右。 右岸巖體巖性基本同左。受區(qū)域性斷裂的影響，次一級地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，有多組破碎帶斜切壩線，軟弱夾層電發(fā)育，巖體受擠壓強烈，總體比較破碎，據(jù)鉆孔資料，強風化及弱風化帶屬中等強透水巖體，微風化及新鮮巖石均 有一定的滲透能力。特別是在大斷層處滲漏最大，形成一滲漏通道。 因此，右岸在弱風化下部及微新巖石中均存在一定的滲漏問題，尤其是沿破碎帶的滲漏更為嚴重，須作專門處理。 (7)壩下游的沖刷對建筑物及下游邊坡穩(wěn)定的影響 大壩為挑流消能型式，沖刷坑位于壩線下游 50m 左右，該處河床寬約 25m，砂礫石層厚 3m 左右，基巖面高程約 242. 7m，多為微風化的砂巖，巖質(zhì)堅硬，巖體較完整，抗沖刷能力較強，沖刷系數(shù)在28 24 之間。 沖坑左岸山體以弱風化的砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，在 254m 高程以上粉砂質(zhì)頁巖比 較集中，局部層理比較發(fā)育，巖體較破碎，但巖層傾向山里，且分布高，在泄洪水流的沖刷下，不致危及大壩及邊坡穩(wěn)定。右岸巖性主要為砂巖，表層巖體呈強、弱風化狀，巖體較破碎，尤其是巖層傾向下游偏河床，層面裂隙比較發(fā)育，部分邊坡巖體穩(wěn)定性較差。 (8) 可利用基巖面的選擇及基礎處理 本壩址擬建一漿砌石雙曲拱壩，最大壩高 60m，壩肩要承受壓大的推力，所以對地基條件要求較高，壩址區(qū)微新巖石一般結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)地堅硬，裂隙多閉合，具有較好的物理力學性能；弱風化下部巖體裂隙較發(fā)育，張開寬度較小，部分閉合狀，無充填 或少量充填，單塊巖石尚具一定強度，只要認真處理，完全可以成為上部壩體之基礎；弱風化上部及強風化巖體中裂隙發(fā)育，張開狀，泥砂充填，結(jié)構(gòu)松散，力學性能差，不能作為壩體基礎。根據(jù)本拱壩壩肩不同高程受力的工作特點，結(jié)合壩體應力、巖體強度、節(jié)理裂隙發(fā)育與充填情況、軟弱夾層等綜合考慮，確定本工程大壩建基面標準，河床部分及兩岸 270m高程以下利用微風化及新鮮巖石；兩岸高程 270m 以匕利用弱風化中、39。F 部巖體，并全面進行固結(jié)灌漿處理。對于開挖后暴露在建基面上的各種軟弱結(jié)構(gòu)面，傾角大于 40176。，一般沿該軟弱帶槽挖處理，并回填， 形成砼塞，對于平緩的軟弱帶，應采用掏挖或其它方法處理，并對建基面進行聲波檢測，以防止沿隱蔽軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑動。 29 發(fā)電引水系統(tǒng)和廠房樞紐工程地質(zhì)條件及評價 擬建發(fā)電引水洞 從右岸山體中通過，由進水口、引水隧洞、調(diào)壓井及洞外岔管等組成。進口位于大壩上游約 l00m 處的沖溝右側(cè)，擬定洞底高程 ，洞身總體走向南東，全民約 1610m。 (1) 進口段工程地質(zhì)條件與評價 進口位于壩址上游沖溝右側(cè)，山坡坡度 40～ 45176。，大部分為基巖裸露。