胡 金 山，　劉 永 波，　唐 世 明，　曹 建 平

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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長河壩水電站樞紐區(qū)工程地質(zhì)勘察與評價

胡 金 山，劉 永 波，唐 世 明，曹 建 平

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：長河壩水電站為高地震烈度區(qū)、深厚覆蓋層上建造的世界上最高的礫石土心墻堆石壩，國內(nèi)外尚無成熟經(jīng)驗可供借鑒，其地質(zhì)勘察與評價也遇到前所未有的挑戰(zhàn)。介紹了長河壩水電站樞紐建筑物主要工程地質(zhì)問題與評價，包括區(qū)域地質(zhì)與地震及水庫大壩、地下廠房大型地下洞室、泄洪放空系統(tǒng)進(jìn)出口邊坡、環(huán)境邊坡主要工程地質(zhì)問題與評價。闡述了主要工程地質(zhì)問題的處理及取得的效果，總結(jié)了長河壩工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗，可供類似工程借鑒，尤其是深厚覆蓋層超高土石壩。

關(guān)鍵詞：長河壩水電站；工程地質(zhì)問題；勘察；評價

1概述

長河壩水電站規(guī)劃階段的勘察設(shè)計工作始于1977年，至2003年7月編制完成了《四川省大渡河干流水電規(guī)劃調(diào)整報告》。經(jīng)相應(yīng)的地質(zhì)、勘探和試驗研究工作論證，在初步查明和揭示壩址區(qū)工程地質(zhì)條件與主要工程地質(zhì)問題的基礎(chǔ)上，于2004年10月編制完成了《壩址選擇及樞紐布置初步研究報告》并進(jìn)行了咨詢。根據(jù)咨詢意見，設(shè)計單位又對地下廠房、兩岸壩肩、河床覆蓋層、導(dǎo)流洞進(jìn)口、左岸壩前卸荷松弛巖體等部位進(jìn)行了補(bǔ)充勘探和地質(zhì)調(diào)查研究工作，并針對壩區(qū)次級斷層進(jìn)行了補(bǔ)充取樣和測齡研究工作，于2004年12月完成了《四川省大渡河長河壩水電站預(yù)可行性研究報告》并通過審查。設(shè)計單位在可行性研究階段相繼完成了壩址選擇研究、壩線與壩型選擇以及樞紐布置專題研究和針對查明水工建筑物工程地質(zhì)條件等的地勘試驗工作，同時，對樞紐區(qū)高邊坡穩(wěn)定性開展了專題研究。為進(jìn)一步研究河床深厚覆蓋層的顆粒級配和力學(xué)性能，又進(jìn)行了專門的、較大口徑(φ130)取芯鉆探和現(xiàn)場原位旁壓試驗等工作，于2006年6月完成了《四川省大渡河長河壩水電站可行性研究報告》，2007年10月通過審查。在招標(biāo)技施階段，進(jìn)行了工程地震及斷裂活動性補(bǔ)充研究、防震抗震專題研究、壩基河床覆蓋層補(bǔ)充勘察、壩址左岸及基坑涌水水文地質(zhì)條件專題研究、工程邊坡以外天然邊坡調(diào)查、礫石料場深化復(fù)勘(分區(qū)分層及分級儲量評價)及料場邊坡勘察、泥石流溝補(bǔ)充專題研究及綜合治理設(shè)計。

長河壩水電站為高地震烈度區(qū)、深厚覆蓋層上建造的世界上最高的礫石土心墻堆石壩，國內(nèi)外尚無成熟經(jīng)驗可供借鑒，其地質(zhì)勘察與評價也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。

工程區(qū)河谷深切、谷坡高陡、沖溝發(fā)育，工程高邊坡穩(wěn)定、崩塌、滑坡、泥石流問題較突出，深厚覆蓋層建壩工程地質(zhì)問題包括壩區(qū)深厚覆蓋層基礎(chǔ)承載及不均勻沉降、壩基抗滑穩(wěn)定、滲漏及滲透穩(wěn)定、砂層液化等問題突出，高地應(yīng)力區(qū)特大型地下洞室群穩(wěn)定也是工程地質(zhì)勘察與評價的重點。

2樞紐區(qū)工程地質(zhì)勘察與評價

2.1區(qū)域地質(zhì)與地震

該電站地處鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和安寧河～小江斷裂帶所切割的川滇菱形塊體、巴顏喀拉塊體和四川地塊交接部位，處于川滇菱形塊體東緣外側(cè)，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜。工程區(qū)外圍區(qū)域斷裂帶規(guī)模宏大，發(fā)育歷史悠久，北西向鮮水河斷裂帶和北東向龍門山斷裂帶南西段具有發(fā)生7.5～8級潛在地震的危險性。經(jīng)地震地質(zhì)背景和地震危險性分析得知：工程區(qū)不具備發(fā)生強(qiáng)震的地質(zhì)構(gòu)造條件，工程場地的地震危險性主要受外圍強(qiáng)震活動的波及影響，其中鮮水河地震統(tǒng)計區(qū)康定8級潛在震源對場地地震危險性起主要作用。

工程場地50 a超越概率10%的基巖水平峰值加速度為172 gal，100 a超越概率2%的基巖水平峰值加速度為359 gal，相對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。“5.12”地震后，長河壩水電站不需要進(jìn)行工程場地地震安全性評價的復(fù)核。地震后區(qū)域地震地質(zhì)環(huán)境有一定變化，故進(jìn)行了斷裂活動性及工程地震補(bǔ)充研究，補(bǔ)充論證了100 a超越概率1%的基巖水平峰值加速度為430 gal。

2.2水庫主要工程地質(zhì)問題評價

水庫由大渡河主庫、金湯河等支庫組成，屬高山峽谷河道，兩岸岸坡基巖多裸露，覆蓋層分布零星且主要集中分布于庫尾段。庫區(qū)兩岸出露地層為元古界澄江～晉寧期花崗巖(γ2(4))、石英閃長巖(δ02(3))、閃長巖(δ2(3))及庫尾出露的元古界前震旦系石門坎組(Pts)變質(zhì)流紋巖、變質(zhì)石英砂巖夾千枚巖；震旦系上統(tǒng)(Zb)中厚層狀白云巖、結(jié)晶灰?guī)r、千枚巖。

庫區(qū)出露基巖以堅硬巖為主，少量中硬巖夾軟巖，谷坡變形破壞形式以巖體卸荷拉裂、局部小型崩塌、墜落為主，除庫中段下索子上游約1.2 km左岸卸荷拉裂巖體和金湯河支庫左岸小型花崗巖塌滑體外，其它庫段均未發(fā)現(xiàn)大的滑坡和潛在不穩(wěn)定體，庫岸整體穩(wěn)定。

兩岸第四系松散堆積物多位于正常蓄水位

1 690 m高程以下，在下索子溝下游右岸分布有較厚的冰磧堆積物(一柱香堆積體)，岸坡高陡，厚達(dá)數(shù)十米，水庫蓄水后會產(chǎn)生一定的塌岸，但對水庫的正常安全運行影響甚微。

庫區(qū)兩岸山體雄厚，未發(fā)現(xiàn)通向庫外的構(gòu)造透水帶分布，加之無深切鄰谷，水庫蓄水后不存在向庫外及下游產(chǎn)生永久性滲漏問題。

庫區(qū)兩岸基巖裸露，第四系松散堆積物不豐，植被覆蓋較好，塌岸規(guī)?？傮w不大，兩岸除有兩處礦山泥石流、響水溝泥石流及野牛溝古泥石流發(fā)育外，沖溝泥石流活動不發(fā)育或規(guī)模不大，松散固體物質(zhì)來源有限，水庫淤積問題不突出。

水庫區(qū)耕地林地稀少，多分布在正常蓄水位以下，水庫蓄水后，絕大多數(shù)庫段無水庫浸沒問題。只有庫尾正常蓄水位附近的菩提河壩有少量的耕地存在浸沒問題，但其高程高于正常蓄水位3～5 m，水庫浸沒影響較小。

庫區(qū)無控制性區(qū)域性斷裂通過，兩岸平行水庫發(fā)育的斷裂如昌昌斷裂、紅鋒斷裂距庫岸均在2～5 km以遠(yuǎn)，斷層多具壓扭性質(zhì)，未被庫水淹沒，水庫沿斷裂誘發(fā)地震的可能性?。粠靺^(qū)大部分庫段為典型的花崗巖、閃長巖峽谷區(qū)，壩前水深可達(dá)215 m，表淺部巖體卸荷松弛。經(jīng)中國地震局地質(zhì)研究所預(yù)測評價認(rèn)為：水庫蓄水后花崗巖庫段存在卸荷型誘發(fā)地震的可能，發(fā)震能量最高的壩前花崗巖庫段存在發(fā)生4級誘發(fā)地震的可能，震中烈度小于Ⅶ度(低于場地基本烈度)，故其對水工建筑物不會造成破壞性影響。

2.3大壩工程地質(zhì)問題評價

壩址區(qū)兩岸地形陡竣，基巖出露且以花崗巖及閃長巖為主，無區(qū)域性斷裂通過，壩區(qū)斷層測年成果表明其主要活動期在中更新世，晚更新世以來不具活動性。

兩岸巖體地應(yīng)力較高，大部分屬高應(yīng)力區(qū)，最大主應(yīng)力達(dá)31.96 MPa。壩區(qū)巖石致密堅硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，風(fēng)化作用主要沿裂隙進(jìn)行，局部可見球狀風(fēng)化，淺表部為弱風(fēng)化，未見強(qiáng)風(fēng)化，具集中卸荷和夾層式風(fēng)化特點。

兩岸巖體淺表部位局部形成松動巖體。兩岸崩塌較發(fā)育并發(fā)育多處崩塌堆積體，壩址區(qū)沖溝發(fā)育，易產(chǎn)生小規(guī)模泥石流。

河床覆蓋層深厚，壩區(qū)河床覆蓋層厚度為60～70 m，局部達(dá)79.3 m。根據(jù)河床覆蓋層成層結(jié)構(gòu)特征和工程地質(zhì)特性，自下而上(由老至新)可分為3層：第①層為漂(塊)卵(碎)礫石層(fglQ3)，第②層為含泥漂(塊)卵(碎)砂礫石層(alQ41)，第③層為漂(塊)卵礫石層(alQ42)，第②層中有砂層分布。覆蓋層以粗顆粒為主，局部為砂層透鏡體。

綜上所述，大壩的主要工程地質(zhì)問題包括壩基深厚覆蓋層基礎(chǔ)承載及不均勻沉降、壩基抗滑穩(wěn)定、滲漏及滲透穩(wěn)定、砂層液化等以及左右岸壩肩邊坡、料場勘察與邊坡支護(hù)等。

目前國內(nèi)外在覆蓋層上所建造的最高壩均未超過200 m。而長河壩水電站壩高達(dá)240 m,已超出了現(xiàn)有工程經(jīng)驗，其勘察與評價難度較大。主要工程地質(zhì)問題包括：

(1)覆蓋層壩基承載及不均勻變形問題。

河床覆蓋層地基具多層結(jié)構(gòu)，總體為漂(塊)卵礫石層，粗顆?；緲?gòu)成骨架，結(jié)構(gòu)較密實，其抗變形能力和強(qiáng)度均較高，可滿足基礎(chǔ)承載變形和抗滑穩(wěn)定要求。

由于②-C砂層分布廣、埋深較淺、力學(xué)強(qiáng)度較低且在Ⅷ度地震工況下為可能液化砂層。在經(jīng)方案比選后最終決定采取挖除處理。

壩基持力層為第②層含泥漂(塊)卵(碎)砂礫石層(alQ41)、第③層為漂(塊)卵礫石層，壩基還有最大深度為53 m的覆蓋層。為提高壩基覆蓋層的承載力和土體密實度，增加壓縮模量，減小壩基的不均勻變形和沉降，最終決定對心墻建基面底部的覆蓋層壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，深度為5 m。

據(jù)武漢大學(xué)三維應(yīng)力應(yīng)變分析，挖除②-C砂層后大壩發(fā)生的不均勻沉降變形不大，壩體變形較平順。

(2)覆蓋層壩基抗滑穩(wěn)定問題。

壩基第②、③層土粗顆粒構(gòu)成骨架，結(jié)構(gòu)較密實，力學(xué)強(qiáng)度較高，現(xiàn)場大剪試驗表明：其內(nèi)摩擦角φ=28°～32°，能夠滿足堆石壩壩基抗滑穩(wěn)定要求。壩基下砂層抗剪強(qiáng)度低，不能滿足壩基抗滑穩(wěn)定要求，需進(jìn)行挖除處理。

挖除砂層后，采用極限平衡法圓弧滑動分析壩坡穩(wěn)定性，經(jīng)計算，各種工況下壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求且最危險滑弧均不經(jīng)過壩基覆蓋層，說明挖除壩基砂層后，壩基覆蓋層能夠滿足堆石壩壩基抗滑穩(wěn)定要求。

(3)覆蓋層壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題。

壩基覆蓋層除砂層外均具強(qiáng)至極強(qiáng)透水性，抗?jié)B性能差，存在壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題。兩岸巖體及河床覆蓋層下的基巖強(qiáng)卸荷巖體一般具強(qiáng)～極強(qiáng)透水性；弱卸荷巖體具中等～強(qiáng)透水性；微新巖體具弱微透水性，沿兩岸及河床下的基巖存在繞滲問題。

經(jīng)研究決定，壩基采用兩道全封閉防滲墻及墻下帷幕防滲，防滲墻深入基巖1 m，主副防滲墻厚度分別為1.4 m和1.2 m。兩岸山體及河床下的基巖采用鉆孔孔內(nèi)壓水試驗，查明基巖小于3 Lu的防滲線，設(shè)計帷幕深度超過此防滲線。另外，右岸為凸岸，大渡河在壩址處的流向由南東轉(zhuǎn)為南西，形成一個90°的河灣，庫水易沿右岸滲漏，故右岸防滲帷幕需適當(dāng)延長。

壩基處理后，通過滲流計算，壩基內(nèi)的各層覆蓋層滲透坡降均小于0.1，小于其允許滲透坡降，滲漏量也小于規(guī)范允許值。

施工過程中，由于壩基砂層的開挖，其上的覆蓋層20～30 m被挖除，施工中基坑涌水較多，最大時達(dá)12 000 m3/h。為此，設(shè)計單位與中國地質(zhì)大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行了大壩基坑涌水滲流場專題研究，查清了基坑涌水的來源，認(rèn)為在防滲體系完成的情況下施工期涌水對大壩永久運行影響不大。由于大壩的兩道防滲墻與基巖組成了相對封閉的水文地質(zhì)體，該電站開創(chuàng)性地采用水文地質(zhì)方法宏觀檢測了防滲墻的滲透性(此法獲得兩項實用新型專利)。通過在主、副防滲墻之間進(jìn)行多組多孔抽水試驗，綜合利用解析法、GMS模型參數(shù)反演和水力層析法計算分析得出兩防滲墻體的滲透系數(shù)在0.01～0.02 m/d之間，防滲體的滲透性與設(shè)計值接近，即大壩防滲墻總體效果良好。

(4)砂層液化問題。

河床覆蓋層中分布較廣的②-C砂層厚度為0.75～12.5 m，埋藏深度為3.3～25.7 m，厚度較大，為飽水的少粘性砂土。在可行性研究階段，進(jìn)行了初判(地層時代、顆粒組成、剪切波速)、復(fù)判(標(biāo)準(zhǔn)貫入、相對密度、液性指數(shù)、振動液化試驗)均認(rèn)為其可能為液化砂，需進(jìn)行挖除或采用專門的工程措施予以處理。開挖后進(jìn)行了原位復(fù)核，包括相對密度、液性指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，同時進(jìn)行了現(xiàn)場大剪試驗，查明了其力學(xué)性能。

經(jīng)初判、復(fù)判及施工復(fù)核認(rèn)定其均為液化砂。下游砂層不處理時，在設(shè)計地震工況下，下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。經(jīng)綜合比較后決定采用全挖除方案。

(5)左右壩肩邊坡穩(wěn)定問題。

壩肩邊坡開挖坡比為1∶0.5 ～1∶0.95。右岸開挖高度為343 m，左岸開挖高度為300 m，最大水平開挖深度約40 m。壩肩邊坡穩(wěn)定具有以下特點：

①均為弱至強(qiáng)卸荷巖體邊坡，部分淺表部分為松動巖體；

②坡高達(dá)300多m，其中240 m壩體范圍內(nèi)為臨時邊坡。支護(hù)按臨時穩(wěn)定進(jìn)行設(shè)計，但需要臨時穩(wěn)定3～5 a，施工期安全問題突出，任何一個小掉塊都會造成下方出現(xiàn)較大的安全事故。

在前期勘察過程中，進(jìn)行了壩肩邊坡穩(wěn)定專題研究，壩肩無規(guī)模較大的順坡控制性軟弱結(jié)構(gòu)面分布，邊坡整體穩(wěn)定，但節(jié)理裂隙的不利組合、局部松動巖體邊坡控制了邊坡的局部穩(wěn)定性，遂對其進(jìn)行了有針對性的支護(hù)設(shè)計。同時，每隔30～50 m坡高設(shè)置深層錨索支護(hù)，以確保邊坡在較長時間內(nèi)的臨時穩(wěn)定。松動巖體因卸荷松弛產(chǎn)生了松動變形，穩(wěn)定性極差，為Ⅴ類巖體，易產(chǎn)生滑塌破壞，施工中予以挖除處理。目前，大壩已順利填筑至170 m，距最終壩高僅剩70 m，開挖支護(hù)后大壩邊坡整體穩(wěn)定。

(6)塊石料場邊坡穩(wěn)定問題。

兩大塊石料場邊坡高度均超過300 m，料場邊坡穩(wěn)定問題較一般工程突出。

在前期料場勘察時查明了料源質(zhì)量及儲量，但對料場邊坡勘察較少。施工階段，重點進(jìn)行了料場邊坡勘察，查明了料場邊坡的主要變形破壞模式，進(jìn)行了穩(wěn)定性評價，也查明了料場松動巖體分布情況，提出了料場支護(hù)的建議，如避開或挖除松動巖體，開采坡比隨地質(zhì)條件變化而變化，對強(qiáng)卸荷巖體和斷層帶采用緩于1∶0.75、弱卸荷巖體1∶0.5、微新巖體1∶0.3的開采坡比，同時根據(jù)不利結(jié)構(gòu)面組合形成的塊體穩(wěn)定問題隨機(jī)增加支護(hù)，條件許可時將斷層帶挖除，并根據(jù)開挖后變形破壞模式進(jìn)行有針對性的支護(hù)設(shè)計等。隨著大壩填筑高程的上升，料源富余系數(shù)越來越高，在料場開挖下部可以將開挖坡比放緩。

(7)土料場勘察與邊坡穩(wěn)定問題。

超高土石壩對防滲土料要求高，既要達(dá)到防滲要求，同時也要滿足土料力學(xué)特性的要求，甚至超出現(xiàn)有規(guī)范要求。一般要求土料中粒徑大于5 mm的顆粒含量(簡稱P5含量)范圍為30%～50%(建材規(guī)程規(guī)定宜為20%～50%)，因而對土料場的勘察也提出了較高的要求。除了根據(jù)現(xiàn)有土料勘察規(guī)程查明土料級配和物理力學(xué)特性、進(jìn)行質(zhì)量及儲量評價外，還須提出不同P5含量(包括P5<30%的偏細(xì)料、P5=30%～50%的合格料、P5>50%的偏粗料)土料在平面及深度空間分布特征及其分級儲量，為土料場的合理開采及土料利用提供地質(zhì)依據(jù)。據(jù)此，我們創(chuàng)新地提出了超高土石壩防滲土料勘察與確定的方法并獲得了發(fā)明專利。

土料場前期勘察以料源勘察為主，重點放在料源質(zhì)量及儲量評價上，但對土料場邊坡進(jìn)行勘察的較少。施工階段進(jìn)行了土料場邊坡勘察。長河壩水電站礫石土有兩個料場，分別為湯壩土料場和新蓮?fù)亮蠄?。湯壩土料場為先期填筑時唯一的土料場。料場開采時，由于開采邊坡高陡且無支護(hù)，料場后邊坡出現(xiàn)了蠕滑變形，危及料場開采安全及大壩的順利填筑。施工階段進(jìn)行了擴(kuò)大范圍地形測量、地質(zhì)測繪、鉆孔和井探、物理力學(xué)試驗等勘察工作。根據(jù)試驗成果及工程地質(zhì)類比法提出了巖土體的力學(xué)參數(shù)，對變形區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)狀調(diào)查、變形機(jī)制分析，對邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分區(qū)，提出了基于宏觀判斷及分析計算的穩(wěn)定性評價，分析研究并確定了邊坡支護(hù)設(shè)計方案，將已出現(xiàn)蠕滑變形土體邊坡覆蓋層予以挖除，沿覆蓋層較淺部位開口從上至下將覆蓋層挖除，如覆蓋層不能完全挖除，則采用抗滑樁和錨索等強(qiáng)鎖口措施，或在地形允許時采用穩(wěn)定坡比進(jìn)行開挖。為確保料場安全、同時不影響大壩填筑，邊坡處理分應(yīng)急及永久支護(hù)兩期進(jìn)行。應(yīng)急處理措施包括巡視、監(jiān)測、預(yù)警等應(yīng)急管理措施和開口線外截水溝的施工、裂縫回填、削坡減載、開口線附近鋼管樁應(yīng)急鎖口等應(yīng)急工程措施等。通過應(yīng)急及永久處理措施的實施，有力地保障了料場開采安全及大壩順利填筑。

2.4地下廠房大型洞室主要工程地質(zhì)問題評價

經(jīng)可行性研究階段勘察，地下廠房三大洞室水平和垂直埋深均大于200 m，巖性單一，以花崗巖為主，巖體新鮮堅硬，完整性較好，多呈塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)，以Ⅲ～Ⅱ類圍巖為主，整體成洞條件和圍巖自穩(wěn)能力較好，具備修建大跨度地下建筑物的工程地質(zhì)條件。洞室頂拱局部穩(wěn)定性受緩傾角結(jié)構(gòu)面控制，邊墻局部穩(wěn)定性受NWW向陡傾角結(jié)構(gòu)面(與邊墻小角度相交)控制，三大洞室均存在局部不利結(jié)構(gòu)面組合形成的塊體穩(wěn)定問題。洞室水平埋深350 m以里最大主應(yīng)力σ1量級為25.68 ～31.96 MPa，屬高應(yīng)力區(qū)，易產(chǎn)生巖爆。地下廠區(qū)的地下水活動微弱，洞壁以滲滴水為主，局部呈線狀流水。此外，金康水電站引水洞距地下廠房僅255 m(直線距離)，其水位高于地下廠房，分析預(yù)測廠房開挖過程中地下水活動將加強(qiáng)，可能產(chǎn)生較大的涌水，因此，需要加強(qiáng)地下廠房內(nèi)側(cè)的防滲和排水措施。

招標(biāo)階段，進(jìn)行了左岸地下廠房水文地質(zhì)專題研究，在金康水電站引水隧洞充水現(xiàn)狀的影響下，分析了左岸壩區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄以及金康水電站引水隧洞滲水對左岸壩區(qū)地下水動力場的影響，分析預(yù)測了廠房開挖時可能產(chǎn)生的最大涌水量、施工開挖期及運行期地下水動力場變化對工程安全的影響，為防滲和排水處理措施的優(yōu)化提供了水文地質(zhì)依據(jù)。

開挖過程中，由于廠房邊墻避開了最大主應(yīng)力方向，巖爆現(xiàn)象不突出，僅局部存在片幫脫落、劈裂等現(xiàn)象，支護(hù)后洞室穩(wěn)定。由于該地下廠房斷面大，長228 m，最大高度為73.35 m，最大跨度為30.8 m，開挖時卸荷回彈明顯，通過聲波測試及全景圖像顯示洞室松動圈厚度為2.8～4 m。在母線洞距廠房邊墻約6～8 m處最深達(dá)12 m處出現(xiàn)裂縫，方向與廠房邊墻近平行、直立。針對母線洞裂縫，在廠房邊墻處有針對性地增加了錨索支護(hù)。針對頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面及較大不利組合塊體，增加了錨索支護(hù)或錨筋束支護(hù)?？傮w而言，廠房洞室穩(wěn)定性較好，未出現(xiàn)大的塌方及塊體失穩(wěn)現(xiàn)象。

2.5泄洪放空系統(tǒng)進(jìn)出口工程地質(zhì)問題評價

泄洪放空系統(tǒng)布置于右岸，沿線岸坡山體雄厚，谷坡陡峻，岸坡沖溝較發(fā)育。巖體主要為晉寧期～澄江期的侵入巖，其巖性以石英閃長巖(δ02(3))、花崗巖(γ2(4))為主，局部侵入少量細(xì)晶花崗巖脈(γl)。

其進(jìn)口邊坡強(qiáng)卸荷水平深度為20～35 m，弱卸荷水平深度為64～78.5 m。巖體發(fā)育mj5裂隙密集帶，帶內(nèi)小斷層及擠壓破碎帶較發(fā)育，其產(chǎn)狀與自然邊坡呈小角度相交，與洞軸線呈大角度相交，對洞臉邊坡、洞室穩(wěn)定、塔基穩(wěn)定均不利?？尚行匝芯侩A段將其挖除。

由于谷坡陡竣，在挖除mj5裂隙密集帶后，開挖邊坡坡高達(dá)300余m，施工難度大且工期長。技施階段采用“高清坡、強(qiáng)鎖口、低開口、早進(jìn)洞”原則將邊坡優(yōu)化，部分保留mj5裂隙密集帶，將開挖邊坡降低至100 m左右。調(diào)整后將泄洪洞延長，塔體外移，使mj5裂隙密集帶的大部分處于洞身進(jìn)口段。由于mj5裂隙密集帶產(chǎn)狀與洞軸線呈大角度相交，雖然其巖體破碎，但在采用預(yù)灌漿及管棚施工后洞室保持穩(wěn)定。調(diào)整后的洞臉邊坡整體穩(wěn)定性主要受與洞臉斜交的、傾向坡外的長大裂隙控制，同時，局部碎裂結(jié)構(gòu)巖體邊坡易產(chǎn)生塌滑。經(jīng)邊坡穩(wěn)定性計算后在自然邊坡進(jìn)行了系統(tǒng)錨索支護(hù)以確保地震工況下穩(wěn)定，開挖邊坡中對破碎巖體增加了框格梁支護(hù)。開挖過程中，雖然局部由于支護(hù)不及時在破碎巖體中出現(xiàn)小規(guī)?？逅F(xiàn)象，但總體邊坡穩(wěn)定。

出口邊坡下部巖體強(qiáng)卸荷深度為16.5～27 m，弱卸荷深度為42.5～60.5 m，無控制性軟弱結(jié)構(gòu)面分布，邊坡整體穩(wěn)定。開挖后邊坡穩(wěn)定受長大順坡裂隙控制。可行性研究階段按1∶0.5坡比開挖，坡高達(dá)300 m以上，施工難度大且工期長。在按上述原則進(jìn)行優(yōu)化后，將坡高降至100 m左右，同時經(jīng)穩(wěn)定性計算，對自然邊坡采用系統(tǒng)錨索強(qiáng)鎖口，目前大部分邊坡已開挖完畢，邊坡穩(wěn)定性良好。

2.6樞紐區(qū)環(huán)境邊坡的勘察與防治

長河壩水電站為典型的高山峽谷地貌，邊坡高陡，工程區(qū)左右岸坡基巖多裸露，植被差，巖體裂隙較發(fā)育，卸荷較強(qiáng)烈。工程邊坡開口線以上至第一級谷肩的環(huán)境邊坡高達(dá)700～800 m，其淺表部發(fā)育有較多可能失穩(wěn)塌落的危巖體，分布范圍較廣，包括危石、危石群、孤石、孤石群、松動巖帶等。

環(huán)境邊坡(工程開口線外的自然邊坡)危巖體對工程、施工安全影響較大。隨著水電工程的不斷建設(shè)，工程開口線外環(huán)境邊坡的安全問題日益突出，因此，對環(huán)境邊坡危巖體進(jìn)行有針對性地勘察與防治就顯得尤為必要。目前水電工程危巖體勘察、穩(wěn)定性評價及防治尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。長河壩水電站危巖體穩(wěn)定性評價遵循定性與定量評價相結(jié)合、以定性分析為主的原則，根據(jù)已有的研究成果，考慮到地層巖性、地形坡度、結(jié)構(gòu)面特性、結(jié)構(gòu)面組合特征建立了一套半定量快速評價方法，以快速評價危巖體的穩(wěn)定性。對中小型危巖體以定性分析為主；大中型危巖體可采用半定量快速評價方法，按危巖體穩(wěn)定性影響因素快速評分表進(jìn)行評價；大型、特大型危巖體宜采取定性與定量結(jié)合的評價方法，考慮危巖體影響對象，結(jié)合《水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范》穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，確定危巖體的穩(wěn)定性。危巖體危害性評價首先根據(jù)建筑物的重要程度及人員工程活動情況進(jìn)行危害對

象分級，然后綜合確定危巖體的危害程度，其危害程度從高到低分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，最后綜合確定其防治措施。

3結(jié)語

筆者主要介紹了長河壩水電站樞紐建筑物主要工程地質(zhì)問題與評價，簡要介紹了主要工程地質(zhì)問題的處理及取得的效果，簡單總結(jié)了長河壩工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗，可供類似工程借鑒，尤其是深厚覆蓋層超高土石壩。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡金山，凡 亞，閔勇章，劉永波，曹建平.“超高礫石土石心墻壩防滲土料勘察與確定方法(以長河壩水電站為例)”.高壩建設(shè)與運行管理的技術(shù)進(jìn)展(中國大壩協(xié)會2014學(xué)術(shù)年會論文集)[C].鄭州：黃河水利出版社，2014：592-599.

胡金山(1973-)，男，江西余干人，教授級高級工程師，注冊巖土工程師，學(xué)士，從事工程地質(zhì)勘察、巖土工程設(shè)計與研究工作；

劉永波(1981-)，男，河南許昌人，工程師，學(xué)士，從事水電工程勘察技術(shù)工作；

唐世明(1958-)，男，四川西昌人，高級工程師，從事水電工程勘察技術(shù)工作；

曹建平(1957-)，男，云南曲靖人，高級工程師，學(xué)士，從事水電工程勘察技術(shù)工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

作者簡介:

收稿日期:2015-12-21

文章編號:1001-2184(2016)01-0006-05

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

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