贵州省长寨水电站坝址工程地质分析

景林珍

（山西省水利水电勘测设计研究院 太原 030024）

长寨水电站建设工程位于贵州省六枝特区中寨乡长寨办事处的月亮河下游河段，主要建筑物由混凝土重力坝、引水隧洞、压力前池、压力管道和电站厂房组成。电站为低坝引水式发电站，总装机容量1.5万kW，属小（一）型水电站建设工程。

1 地质概况

拦河坝最大坝高32.6 m，水库正常蓄水位低于坝高7.6 m，位于月亮河上，河谷宽约40 m，河流流向N70°W，断面为基本对称的“U”字型谷，两岸岸坡陡立，地形条件较好。

坝址区出露地层为第四系（Q4）松散堆积物和二叠系峨眉山玄武岩组（P2β）地层。松散堆积物组成为：冲洪积（Q4pal）卵（漂）石混合土、混合土卵（漂）石，厚约6.5~7.8 m，残坡积（Q4edl）碎石混合土，厚0~10 m；基岩为峨眉山玄武岩组（P2β）玄武岩，厚度大于350 m。玄武岩具有分带性，一般上下部为火山碎屑岩、火山凝灰岩及沉积玄武质火山碎屑岩，中部多为火山玄武质熔岩，具气孔杏仁和块状构造，拉斑结构。坝址区两岸均为火山碎屑岩，坝基部为火山玄武质凝灰岩，强风化层厚度3~5 m。

该工程区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05 g，特征周期为0.40 s。坝址段岩层总体为单斜构造，走向小角度斜切河段，倾角陡立，产状为 N60°W·NE∠58°~∠72°。左岸岸坡上部发育F1断层，从左岸半山腰通过，在坝址下游约 150 m 处斜切河道，产状 N60°W·NE∠72°，为正断层，断距约15~30 m。岩体节理裂隙较发育。

区内地下水类型主要为岩浆岩类裂隙水及松散岩类孔隙水。在坝址下游约650 m处有一伏流河道，为区内地表水和地下水主要通道。

2 工程地质问题及评价

2.1 坝基渗漏、渗透稳定及抗滑稳定

据坝址地质资料表明，Q4pal卵砾石覆盖层厚6.5~7.8 m，渗水试验其渗透系数k=78.1~103.2 m/d，为强透水层。P2β玄武岩强风化层3~5 m。据钻孔压水试验，玄武岩弱风化层透水性弱。坝基覆盖层及强风化层存在大的渗漏问题，还存在管涌、不均匀变形等问题，对坝基抗滑稳定也有不利影响，建议坝基础置于P2β玄武质凝灰岩弱风化层上，对覆盖层和强风化层予以清除。由于坝基岩性软，建议进行固结灌浆加固，玄武质凝灰岩与砼抗剪强度指标建议值：抗剪摩擦力f=0.55，c=0 MPa，抗剪断摩擦力 f′=0.65，c′=0.3 MPa。

2.2 绕坝渗漏

两坝肩为P2β巨厚层状玄武岩，岩体节理裂隙较发育，有可能产生绕坝渗漏，建议进行帷幕灌浆处理。

2.3 坝肩稳定性

左右坝肩均为巨厚的玄武岩体，岩层产状（6）N60°W·NE∠58°~72°，岩体节理裂隙较发育，主要有 3 组，（1）N77°W·NE∠45°~47°，（2）N41°W·SW∠66°~78°，（3）N51°E·SE∠70°~83°。坝址岩体主要受四组结构面（一组层面、三组裂隙）控制，图1为坝址区岩体结构面赤平投影图，从图1上看，左坝肩坡面坡向（4）N65°W·NE∠35°~62°，与第②组裂隙面倾向相反，与第③组裂隙面倾向斜交，但第②组裂隙面倾角大于坡角，与层面及第①组裂隙面倾向相同，对抗滑稳定有不利影响，但由于玄武岩体呈巨厚层状，且裂隙面延伸长度不大，不具贯通性，故沿层面整体滑动的可能性不大。右坝肩坡面（5）N60°W·SW∠40°~56°与层面及第①组裂隙面倾向相反，与第③组裂隙面斜交，但第③组裂隙面倾角大于坡角，与第②组裂隙面倾向相同，对抗滑稳定有不利影响，但由于层面倾向与坡向不相同，故整体滑动的可能性不大。

总体看，左右坝肩整体稳定性较好。但表层一般有3~5 m厚的强风化层，岩体节理裂隙较发育，存在卸荷裂隙切割岩层现象，可能导致坍塌和危石坠落。建议清除强风化层并采取护坡处理，必要时考虑固结灌浆。

图1 坝址区岩体结构面赤平投影图

2.4 基坑涌水及临时开挖边坡稳定性

坝基基坑开挖存在涌水问题，从勘察资料可知，覆盖层厚6.5~7.8 m，地面宽38 m，覆盖层底面宽22~25 m，断面呈梯形，岩性以卵砾石层为主，处于河床河心滩部位，经渗透试验，其渗透系数k=78.1~103.2 m/d，为强透水性。其基岩为P2β玄武岩，强风化层经压水试验透水率q=1~3 Lu，为弱透水性，其下为玄武岩隔水层。覆盖层基坑开挖长度25~38 m，透水层厚7.8 m，用其渗透系数，在基坑开挖覆盖层未采取防渗处理时，利用裘布依潜水完整井的水流稳定流量计算公式：

式中：Q—基坑排水量，m3/d；

k—渗透系数，78.1~103.2 m/d；

H—含水层厚度，7.8 m；

S—稳定的水位深度，7.8 m；

r—大管井半径，17.4 m。

估算基坑涌水量55~70 L/s，总涌水量4 800~6 100 m3/d。建议在开挖过程中应采取排水措施。覆盖层边坡在水下自稳能力差，建议基坑开挖边坡呈阶梯式，临时开挖边坡1:1，并喷浆预防渗水或在基坑上下游进行帷幕灌浆预防渗漏。

3 结论及建议

工程区为扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区。工程区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05 g，特征周期为0.40 s。天然坝基表层为河流冲洪积（Q4pa）l卵（漂）石混合土、混合土卵（漂）石，厚约6.5~7.8 m；其下为火山玄武质凝灰岩，强风化层厚度3~5 m。坝基覆盖层及强风化层存在大的渗漏问题，还存在管涌、不均匀变形等问题，对坝基抗滑稳定也有不利影响，建议坝基础置于P2β玄武质凝灰岩弱风化层上，对覆盖层和强风化层予以清除。两坝肩岩体节理裂隙较发育，有可能产生绕坝渗漏，建议进行帷幕灌浆处理。坝基基坑开挖存在涌水问题，建议在开挖过程中应采取排水措施。覆盖层边坡在水下自稳能力差，建议基坑开挖边坡呈阶梯式，临时开挖边坡1:1，并喷浆预防渗水或在基坑上下游进行帷幕灌浆预防渗漏。