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【正文】 — 河口向斜，喜山期的李麻沙溝向斜等。本區(qū)紅層中斷裂不發(fā)育，僅有幾條規(guī)模較小的斷層。 本區(qū)第四紀(jì)以來以差異升降運動為主，并呈現(xiàn)南部強、北部弱的特點。工程場址 8km 范圍內(nèi)無區(qū)域性大斷裂分布，也無全新世活斷層，歷史上未發(fā)生強震，主要受外圍近場區(qū)強震的波及影響。對工程區(qū)影響較大的主要是莊浪河斷裂和金城關(guān)斷裂帶。這兩條斷裂距壩址分別為 15km 和 30km，歷史上沿斷裂曾發(fā)生過強震。 根據(jù)國家地震局蘭州地震研究所對柴家峽水電站所做的地震危險性 分析，工程場址 50 年超越概率 10%的 地震動 峰值加速度為 ，與（ ）《中 國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》標(biāo)識的（ ）一致，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。本工程主要建筑物按Ⅷ度設(shè)防是合適的。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 本水庫水深 8m，庫水面未超出河槽以外。兩岸階地基座的巖面均高出正常蓄水位，未發(fā)現(xiàn)深槽和古河道。巖體由相對不透水的砂巖和砂質(zhì)粘土巖組成，兩岸封閉條件良好，不存在永久滲漏問題。 庫岸大都為Ⅱ級階地基座邊坡，由白堊系砂巖、粉砂巖和粉質(zhì)粘土巖組成，坡度一段 40～ 55186。，坡高較低，岸坡處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，蓄水后庫水對邊坡影響不大。河道左岸壩址到 504 廠間的巖質(zhì)邊坡較高，坡度 40186。左右，公路以上局部有小型坍滑體和松散堆積物，現(xiàn)處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，水庫蓄水對其穩(wěn)定狀態(tài)無影響。總體看庫岸穩(wěn)定條件良好。 水庫蓄水后，按水庫回水高程 ～ ，結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件進行預(yù)測，水庫左岸 504 廠前地帶Ⅰ級階地后緣和Ⅱ級階地前緣將有 畝地受到浸沒影響；右岸東河灣村 — 坡底下等地Ⅰ級階地后緣及Ⅱ級階地前緣將有 畝田受到浸沒影響，左右岸浸 沒總面積約 255 畝。為減少浸沒損失，可考慮在Ⅰ級階地前緣修筑防滲擋水墻并對保護區(qū)適當(dāng)填高。 庫區(qū)兩岸發(fā)育有三條規(guī)模較小的沖溝，經(jīng)地質(zhì)調(diào)查均不具備產(chǎn)生泥石流的條件，僅在雨季發(fā)洪水時，攜帶小量固體物質(zhì)入庫，因數(shù)量有限，對水庫淤積影響不大。 壩址工程地質(zhì)條件 壩址區(qū)黃河從北向南流，河道順直，水面寬 250～ 260m，水深 2～ 5m，河床平整，基本無覆蓋層，河谷呈左岸陡右岸緩的不對稱“ U”型谷。 左岸為黃河Ⅳ級階地。階地基座構(gòu)成的巖質(zhì)邊坡高 70m，坡度 40186。以上 。右岸為Ⅱ級階地，階面寬約 500m，高程 1555～ 1557m，有公路和鐵路通過。階地 基座頂面高程 1550m左右，高出河水面 10～ 11m。 壩址右岸下游 170m處有吐嚕溝，切割Ⅱ級階地匯入黃河，溝口分布少量洪積物，經(jīng)調(diào)查該溝規(guī)模較小，平時無水。 壩址地層主要為下白統(tǒng)統(tǒng)河口群下巖組（ K1hk1），按巖性主要為： （ 1）鈣質(zhì)砂巖：灰白色或灰綠色，巖石致密，比較堅硬，層厚 4～ 14m；多分布在河床。 （ 2）泥鈣質(zhì)砂巖：灰褐色、磚紅色，巖石較堅硬致密，層厚 3～ 15m；河床兩岸均有分布； （ 3）粘土質(zhì)粉砂巖：磚紅色，泥質(zhì)膠結(jié)，呈薄層狀， 單層厚 ～ ，兩岸邊分布較多。 （ 4）粉砂質(zhì)粘土巖：棕褐色，泥質(zhì)膠結(jié)，呈片狀單層厚 ～ ，多分布在岸邊。 以上（ 3）、（ 4）巖石質(zhì)地軟弱，易風(fēng)化，是工程特性較差的巖體，但該層所占比例小，對工程影響不大。 壩區(qū)河床發(fā)育 — 小的向斜（ Z1）構(gòu)造。向斜軸走向 NW288186。，并向北西傾狀，傾伏角 25186。～ 36186。該向斜規(guī)模小，與壩線斜交，對工程影響較小。壩區(qū)斷裂不發(fā)育。施工開挖僅在閘室發(fā)現(xiàn)一條寬 ～ ，產(chǎn)狀 NW290186。SW∠ 54186。，裂隙以層面裂隙為主，其他方向的裂 隙不太發(fā)育，裂隙短小。 ① 1滑坡： 該滑坡位于左壩肩上游 50m 處，發(fā)育在Ⅳ級階地前緣巖質(zhì)邊坡上，其頂部發(fā)育在Ⅳ級階地基座上部的黃土層中，高出河水面 75m，下部到河床，滑距約15～ 20m?；掳l(fā)生在下白堊系河口群下巖組（ K1hk1）鈣質(zhì)砂巖和泥鈣質(zhì)粉砂巖中，屬基巖滑坡，滑坡上部沿層面順層滑動，下部為切層滑動?；麦w下部寬117m，上部寬 66m，總體積約 20 萬 m3。 可研階段對該滑坡進行了詳細(xì)勘察，對其穩(wěn)定性評價的結(jié)論是“在天然條件下滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，而在電站蓄水后加之暴雨、地震的作用，滑坡 穩(wěn)定性不足， 應(yīng)結(jié)合工程的修建對滑坡進行適當(dāng)處理”。施工階段 對滑坡 穩(wěn)定性 進行了 復(fù)核，其 結(jié)論與可研報告基本一致。 為此設(shè)計結(jié)合工程施工采取了減荷壓腳、護坡、排水等增穩(wěn)措施， 以 確保滑體穩(wěn)定安全。 ② 巖體風(fēng)化： 壩區(qū)巖體風(fēng)化中等 。 左、右岸強風(fēng)化帶厚 2～ 3m，弱風(fēng)化帶厚 4～ 6m，河床部位強風(fēng)化帶厚 ～ ，弱風(fēng)化帶厚 5～ 7m。 壩區(qū)巖體風(fēng)化帶和裂隙局部有脈狀裂隙水，特別在向斜軸部含水較多，其水化學(xué)類型為 CL－ SO42－ K+－ Na+型水， CL離子濃度 7324～ 14935mg/L， SO42離子濃度達(dá) 3084～ 7238mg/L，對 普通硅酸鹽水泥 具硫酸鹽 強 侵蝕性。 Ⅱ級階地礫石層中有少量孔隙水，其化學(xué)類型為 HCO3－ － Ca2+－ Mg2+型水，對普通混凝土無腐蝕性。 壓水試驗表明，壩基巖體透水性總體較弱、微弱透水層埋深一般 6～ 19m,局部（向斜軸部）稍深。 根據(jù)大量的巖土物理力學(xué)測試成果和部分巖體原位測試成果，參照國內(nèi)同類工程資料，提出的壩基巖體力學(xué)參數(shù)建 議 值如表 21，各類結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)如表 22。 表 22 壩基結(jié)構(gòu)面強度參數(shù)建議值 結(jié)構(gòu)面類型 抗剪斷強度 抗剪強度 f′ c′ (MPa) f 鈣質(zhì)砂巖層面及很少充填的硬性裂隙 ～ ～ 泥鈣質(zhì)砂巖層面及局部斷續(xù)夾泥裂隙 ～ ～ 軟巖層面及較多夾泥裂隙 ～ ～ 從巖石抗壓強度看，鈣質(zhì)砂巖和泥鈣質(zhì)砂巖為硬巖 — 中硬巖、巖體強度較高，工程性質(zhì)良好，所占比例大，是基礎(chǔ)巖體的主要成分。 粘土質(zhì) 粉 砂巖和粉質(zhì)粘土巖屬軟巖，巖體強度低，工程性質(zhì)較差，但軟巖以夾層或透鏡體狀產(chǎn)出，所占比例有限，對工程影響不 大。 閘（壩）段基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件評價 右岸副壩基礎(chǔ)和壩肩巖體 以 鈣質(zhì)砂巖 、 泥鈣質(zhì)砂巖為主，夾粘土質(zhì)粉砂巖，產(chǎn)狀 NE75186?！?85186。 NW∠ 55186。～ 60186。，巖層走向與壩軸線夾角 67186。，有一組小裂隙壩肩部位的松動巖體已挖除 ， 并進行固結(jié)灌漿處理，現(xiàn)場測試壩基巖體的縱波速1704～ 2703m/s，地基強度滿足設(shè)計要求。 泄洪閘段軟巖有所增加（約占 40%），特別壩右樁號 0+ 處的向斜核部 ，粉質(zhì)粘土巖較集中，厚 ～ ，已 按設(shè)計要求 進行開挖回填處理 。 壩基巖層產(chǎn)狀，在向斜東北翼為 NW310186?！?320186。SW∠ 45186?！?50186。，南西翼 為 NW275186。～ 285186。NE∠ 65186?！?80186。，巖層走向與壩軸線夾角 55186。，裂隙短小，連續(xù)性差，壩基無深層滑動問題。為復(fù)核建基面的抗剪指標(biāo)，做了二組巖體與砼剪切試驗， 其成果與可研報告基本一致（見表 21） 。地質(zhì)建議的 抗剪強度 指標(biāo)能 滿足設(shè)計要求。 縱向?qū)Χ螏r體較完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，工程地質(zhì)條件良好。 表 21 壩基建基面（弱風(fēng)化）巖體力學(xué)參數(shù)建議值 指 標(biāo) 巖性 抗壓強度（ Mpa） 模量（ Gpa） 巖 /巖抗剪強度 砼 /巖抗剪強度 干 飽和 彈模（ Es） 變模（ E0） 抗剪斷 抗剪 抗剪斷 抗剪 f′ c′ (MPa) f f′ c′ (MPa) f 鈣質(zhì)砂巖 65 30 8～ 10 5～ 6 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 泥鈣質(zhì)砂巖 45 20 5～ 7 3～ 5 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 粘土質(zhì)粉砂巖 35 10 3～ 5 2～ 3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 粉砂質(zhì)粘土巖 20 5 1～ 2 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 注：括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為閘基原位抗剪斷復(fù)核試驗指標(biāo)（各一組成果） 廠房段基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件評價 引渠段和進水口段建基巖體以中硬 巖 為主，約占 85～ 90%，軟巖占 10～ 15%，巖體弱風(fēng)化 — 微風(fēng)化，無斷層，裂隙不發(fā)育，工程地質(zhì)條件良好。 廠房基礎(chǔ)開挖較深，巖體均為微風(fēng)化，裂隙不發(fā)育，工程地質(zhì) 條件良好，巖體平均縱波速度 2856m/s，固結(jié)灌漿后 3168m/s，提高率 %，地基強度滿足設(shè)計要求。 尾水管 、 尾水渠和安裝間 基礎(chǔ) 巖石條件與廠基基本相同，裂隙較少，巖體較完整，平均縱波速度 2851～ 2933m/s，固灌后波速有所提高， 地基強度 滿足設(shè)計要求。 中間壩段位于縱向?qū)εc廠房連接部位，硬巖 — 中硬巖占 85%以上，軟巖約占 15%左右，向斜核部從壩下 m 處通過，巖體較破碎，縱波速 1709～3390m/s，為加強巖體的整體性，全段進行了固結(jié)灌漿，灌后波 速 增長 %，地基強度滿足建壩要求。 壩基 （肩） 滲 流 評價 壩基 （肩） 巖體的透水性主要受巖性、裂隙和風(fēng)化程度控制，空間分布不均一。壓水試驗結(jié)果中等透水帶一段分布在壩基淺部，微弱透水帶底板埋深 一般 在基礎(chǔ)以下 3～ 16m，向斜核部最深 20m。 為控制壩基（肩）滲 流 ，采取帷幕防滲措施是必要的。 考慮到壩基內(nèi)有水理性質(zhì)較差的軟巖， 防滲標(biāo)準(zhǔn)按 ≤3lu 控制是合理的 。河床和左岸的帷幕基本閉合，右岸縱向帷幕（加防滲墻） 尚 未完全封閉，但估計繞壩肩的漏水量不大。建議在蓄水 過程 中進行 線壩滲漏 監(jiān)測。 左壩肩邊坡的工程地質(zhì)條件評價 左岸壩肩邊坡為黃河Ⅳ級階地前緣的斜坡，坡度 45186。，坡腳處高程 1555m，基巖頂面高程 1612m，巖性為鈣質(zhì)砂巖、泥鈣質(zhì)砂巖和泥鈣質(zhì)砂巖夾粘土質(zhì)粉砂巖，巖層產(chǎn)狀 NW312186。SW∠ 51186。，巖層走向與岸坡走向夾角 14186。，基本屬順向坡穩(wěn)定條件較差，斜坡巖體局部有拉裂松動現(xiàn)象，需進行工程處理。施工過程中采取了削坡、清除危石 、 對局部軟弱巖層進行錨固和進行坡面噴護的措施，處理后該段邊坡的安全感增強。下階段應(yīng)設(shè)點進行變形監(jiān)測，必要時向上游擴大處理范圍，與 1滑坡處理工程連成一體，確保壩肩和壩前邊坡的穩(wěn)定安全。 結(jié)論及建議 1. 庫壩區(qū)的工程地質(zhì)條件已查清。施工開挖和試 驗驗證結(jié)果，前期的勘察成果基本符合實際，向設(shè)計提供的巖體力學(xué)參數(shù)是安全可靠的。 2. 工程場址 8km 范圍內(nèi)無全新世活斷層，歷史上未發(fā)生強震。壩址 50 年超越概率 10%的地震動峰值加速度為 ，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。 3. 水庫不存在永久滲漏問題，庫岸總體穩(wěn)定，塌岸范圍很小，固體徑流量有限，庫內(nèi)無重要礦產(chǎn)和文物古跡，僅存在 255 畝農(nóng)田的浸沒損失，總體看水庫工程地質(zhì)條件良好。 4. 壩址區(qū)河床順直平坦，基本無覆蓋層?；鶐r以鈣質(zhì)砂巖和泥鈣質(zhì)砂巖為主，粉質(zhì)粘土巖含量少，斷層和裂隙不發(fā)育，巖體風(fēng)化淺，透水性較弱， 兩岸 坡 基本穩(wěn)定 。壩址 具有修建低水頭電站良好的工程地質(zhì)條件。 5. 閘（壩）基礎(chǔ)和右副壩基礎(chǔ)均以砂巖為主，粘土巖軟弱夾層所占比例小，斷層裂隙不發(fā)育，向斜軸部的 粉砂質(zhì)粘土 巖和其他部位局部存在的 粘土質(zhì)粉砂巖夾層 或破碎帶都已開挖處理， 壩基 進行了固結(jié)灌漿，壩基承載力和變形滿足設(shè)計要求。巖層傾角較陡，層面裂隙對深層滑動不控制。建基面滑動經(jīng)現(xiàn)場試驗復(fù)核，混凝土與巖體接觸面的抗剪斷指標(biāo)與可行性階段建議值一致， 滿足 設(shè)計要求。消力池和護坦基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件良好。 6. 廠房（壩）段基礎(chǔ)巖體性狀與可研階段資料基本相同，裂隙不發(fā)育， 巖體呈微風(fēng)化，強 度 滿足設(shè)計要求?？v向?qū)?、進水口和尾水管基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件良好。安裝間和左副壩基礎(chǔ)條件滿足建壩要求。 7. 壩基淺部巖體尚有一定的透水性，需進行帷幕灌漿處理?？紤]到壩基中的粘土質(zhì)粉砂巖遇水易軟化，設(shè)計采用 ≤3Ln 做為防滲控制指標(biāo)是合 理 的。河床和左壩肩的 防滲范圍是合適的， 右岸縱向帷幕 尚 未完全閉合，建議 運行期 進行 繞壩滲漏 監(jiān)測。 8. 左岸 1滑坡穩(wěn)定性較差，為確保工程安全，對滑坡進行工程處理是必要的。左岸壩肩邊坡經(jīng)噴錨處理后基本穩(wěn)定，今后應(yīng)進行邊坡變形監(jiān)測，必要時向上游邊坡擴大處理范圍。 9. 壩 區(qū)基巖裂隙水具有強硫酸鹽侵蝕性，廠房和大壩基礎(chǔ)混凝土和基礎(chǔ)處理（含灌漿）所用水泥均應(yīng)選用抗硫酸鹽水泥。 3 泄水建筑物及右岸混凝土重力壩 泄水建筑物設(shè)計 本工程泄水建筑物為 3 級，設(shè)計洪水重現(xiàn)期 100 年，校核洪水重現(xiàn)期 1000年，相應(yīng)洪峰流量分別為 6500m3/s 和 7350m3/s；消能防沖按 30 年一遇設(shè)計，洪峰流量 6170m3/s。由于水庫庫容較小，沒有調(diào)洪削峰能力，按照來多少泄多少設(shè)計泄水建筑物。 本工程為河床式布置方式，泄水建筑物共有兩項： 5 孔泄水閘和 4 孔排沙底孔。另外，在設(shè)計洪水情況下，考慮兩臺機組發(fā) 電流量參與泄洪，在校核洪水情況下，全部機組不參與泄洪。 泄水閘的主要功能是擋水、泄洪和排沙，是本工程泄洪建筑物的主體，布置于河床右側(cè)；沖沙底孔的主要功能是形成沖沙漏斗，保護電站進水口“門前清”，進口分別布置于兩臺機組段之間的閘墩下。 泄水建筑物布置 泄水閘共 5 孔，由閘前引水渠、閘室段、閘后消力池、尾