馬朝章
摘要:富寧縣那耶水庫(kù)為山區(qū)河谷型水庫(kù),本文通過(guò)對(duì)水庫(kù)壩址區(qū)工程地質(zhì)條件的分析,在抗震、腐蝕等方面得出相應(yīng)結(jié)論,對(duì)水庫(kù)開發(fā)建設(shè)以及后期養(yǎng)護(hù)提供了寶貴的建議。
關(guān)鍵詞:水庫(kù),地質(zhì),抗震
1. 壩址區(qū)水文工程地質(zhì)條件
1.1 地形地貌
那耶水庫(kù)位于富寧縣花甲鄉(xiāng)的那應(yīng)村附近的河段,為山區(qū)河谷型水庫(kù),水庫(kù)壩址以上控制徑流面積4.82km2,河長(zhǎng)4.45km,河道平均比降4.4%,庫(kù)區(qū)形狀為樹枝狀,現(xiàn)狀河水面寬2.0m~8.0m,水深0.2m~0.4m,河床坡度多在7°~23°。左岸地形稍緩,地形坡度多在20°~40°之間,山頂高程1226m,岸坡地形完整性較差,發(fā)育4條沖溝,分布于所選上壩線、下壩線上游、下游,沖溝延伸長(zhǎng)約70m~290m,下切沖刷一般;右岸地形坡度多在15°~35°之間,山頂高程1240m,岸坡地形完整性較差,發(fā)育5條沖溝,分布于所選下壩線上游、下游,沖溝延伸長(zhǎng)約120m~316m,下切沖刷一般。
1.2 地層巖性
區(qū)內(nèi)出露地層有泥盆系、二疊系及第四系?,F(xiàn)將各地層由老至新分述如下:
(1)泥盆系(D)
泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p):強(qiáng)——弱風(fēng)化,灰黑、灰綠色薄——中厚層狀頁(yè)巖,節(jié)理裂隙發(fā)育——不發(fā)育,巖體破碎,完整性差,分布于整個(gè)壩址區(qū),鉆孔揭露厚度27.4m~66.1m。
泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p):全風(fēng)化,灰白、褐黃色,可見(jiàn)部分原巖結(jié)構(gòu),巖石已經(jīng)風(fēng)化成土狀砂狀、角礫狀,主要分布緩坡地段、沿河兩岸斜坡地段。鉆孔揭露厚度1.0m~6.5m。
(2)第四系(Q)
殘坡積層(Qel+dl):碎屑巖風(fēng)化粉質(zhì)粘土含殘余風(fēng)化碎石、角礫組成,土體結(jié)構(gòu)松散,承載力低,厚度變化大,一般0.5m~2.0m,主要分布緩坡地段、沿河兩岸斜坡地段。
沖洪積層(Qal+pl):由砂、卵礫石層夾粘土組成,因常年流水和洪水堆積而成,土體結(jié)構(gòu)松散,承載力低,厚度2.1m~3.8m,主要分布于河谷、沖溝中。
1.3 地質(zhì)構(gòu)造
庫(kù)區(qū)外發(fā)育最近的斷裂為叭河斷裂(F10)及上?;〝嗔眩‵31),叭河斷裂為一壓扭性斷裂,距離壩址區(qū)直線距離為1.7 Km;上?;〝嗔褳橐粔盒詳嗔眩嚯x壩址區(qū)直線距離1.8Km;庫(kù)區(qū)巖層產(chǎn)狀基本穩(wěn)定,總體傾向庫(kù)區(qū)右岸,傾角約46°~63°。
1.4 水文地質(zhì)條件
1.4.1 水文地質(zhì)條件
①左壩肩
根據(jù)ZK12、ZK17號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,左壩肩的相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu,)埋深約為50.7m~55.3m,其上為中等透水層——弱透水層上帶,透水率最大值為16.30lu、最小值為5.08lu、平均值為11.73lu,左壩肩巖體透水性中等,局部地段為弱,存在滲漏通道。
②河床壩基
根據(jù)ZK13、ZK16號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,河床壩基巖體透水性相對(duì)較弱,相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu)埋深25.3m,其上為中等透水層——弱透水層上帶,透水率最大值為23.901u、最小值為6.20lu、平均值為14.101u,河床壩基巖體透水性相對(duì)較弱,存在少量滲漏。
③右壩肩
根據(jù)ZK15號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,右壩肩的相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu)埋深為35.6m,其上為中等透水層——弱透水層上帶,透水率最大值為15.00lu、最小值為8.20lu、平均值為11.14lu,右壩肩巖體透水性中等,局部地段弱,存在滲漏通道。
1.4.2 下壩址推薦
①左壩肩
根據(jù)ZK1、ZK2號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,左壩肩的相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu,)埋深約為40.4m~60.30m,其上為中等透水層~弱透水層上帶,透水率最大值為27.0lu、最小值為5.20lu、平均值為13.11lu,左壩肩巖體透水性中等,局部地段為弱,存在滲漏通道。
②河床壩基
根據(jù)ZK3、ZK6、ZK7、ZK8號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,河床壩基巖體透水性相對(duì)較弱,相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu)埋深20.3m~30.4m,其上為中等透水層~弱透水層上帶,透水率最大值為25.611u、最小值為5.04lu、平均值為10.53lu,河床壩基巖體透水性相對(duì)較弱,存在少量滲漏。
③右壩肩
根據(jù)ZK4、ZK5、ZK14號(hào)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,右壩肩的相對(duì)隔水層頂板(q≤5.0lu)埋深約為40.4m~60.1m,其上為中等透水層~弱透水層上帶,透水率最大值為29.00lu、最小值為5.30lu、平均值為14.50lu,右壩肩巖體透水性中等,局部地段透水性弱,存在滲漏通道。
1.5 壩肩、河床壩基工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
1.5.1 左壩肩
左壩肩山體寬厚,地形坡度上緩下陡,上部坡度約20°~35°左右,下部坡度約35°~40°左右,地表第四系殘坡積層厚約0.00m~7.5m,鉆探施工時(shí)部分鉆孔挖除了第四系殘坡積層。下伏基巖為泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p)薄層狀頁(yè)巖,由于巖石質(zhì)軟局部地段發(fā)育小構(gòu)造,庫(kù)區(qū)巖層總體走向近北西向,傾向北北東,傾角較陡,傾向上游。河床及河岸邊有少許基巖揭露,對(duì)出露基巖進(jìn)行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下,①上壩址附近:產(chǎn)狀,5°∠46°,J1產(chǎn)狀,130°∠68°,J2產(chǎn)狀,200°∠64°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般2.0m~5.0m,裂隙間距10cm~25cm,密度4條/m~10條/m。②庫(kù)區(qū)左岸:產(chǎn)狀,10°∠57°,J1產(chǎn)狀,95°∠68°,J2產(chǎn)狀,240°∠20°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般3.0m~6.0m,裂隙間距5cm~15cm,密度6~20條/m。③下壩址附近:產(chǎn)狀,358°∠56°,J1產(chǎn)狀275°∠59°,J2產(chǎn)狀,305°∠52°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般2.0m~6.0m,裂隙間距10cm~20cm,密度5條/m~10條/m。表層巖石強(qiáng)風(fēng)化——中等風(fēng)化,節(jié)理裂隙發(fā)育——較發(fā)育,巖體破碎——完整,完整性差——較好,主要呈碎裂——層狀結(jié)構(gòu),巖層走向與壩軸線近垂直,為切向坡,邊坡類型屬層狀斜向結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡,未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,采用赤平極射投影法對(duì)其主要結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分析,主要結(jié)構(gòu)面及其組合線的傾向與邊坡傾向相反——斜交,局部同向,部分節(jié)理面、巖石層面為潛在的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面,總體而言左壩肩邊坡穩(wěn)定性中等
1.5.2 右壩肩
右壩肩山體寬厚,地形坡度上緩下陡,上部坡度約15°~25°左右,下部坡度約30°~35°左右,地表第四系殘坡積層厚約2.0m~7.0m。下伏基巖為泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p)薄層狀頁(yè)巖,由于巖石質(zhì)軟局部地段發(fā)育小構(gòu)造,庫(kù)區(qū)巖層總體走向近北東向,傾向北北西,傾角較陡,傾向下游。河床、河岸邊及人工開挖小路邊坡上有基巖揭露,對(duì)出露基巖進(jìn)行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下,①上壩址附近:產(chǎn)狀,342°∠52°,J1產(chǎn)狀,210°∠87°,J2產(chǎn)狀,252°∠75°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般2.0m~4.0m,裂隙間距5cm~15cm,密度6條/m~20條/m。②庫(kù)區(qū)右岸:產(chǎn)狀,345°∠63°,J1產(chǎn)狀,255°∠66°,J2產(chǎn)狀,132°∠48°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般5.0m~8.0m,裂隙間距5cm~35cm,密度3條/m~20條/m。③下壩址附近:產(chǎn)狀,20°∠53°,J1產(chǎn)狀117°∠76°,J2產(chǎn)狀,255°∠32°,裂面多張開,少數(shù)寬張,泥質(zhì)充填,延伸長(zhǎng)度一般4.0m~7.0m,裂隙間距10cm~30cm,密度3條/m~10條/m。表層巖石強(qiáng)風(fēng)化——中等風(fēng)化,節(jié)理裂隙發(fā)育~較發(fā)育,巖體破碎——完整,完整性差——較好,主要呈碎裂——層狀結(jié)構(gòu),巖層走向與壩軸線斜交,為切向坡,邊坡類型屬層狀斜向結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡,未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,采用赤平極射投影法對(duì)其主要結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分析,主要結(jié)構(gòu)面及其組合線的傾向與邊坡傾向相反——斜交,部分節(jié)理面為潛在的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面,總體而言右壩肩邊坡穩(wěn)定性較好
1.5.3 河床壩基
壩址區(qū)河床第四系沖洪積層厚約0.6m~3.8m,主要由砂卵礫石混塊石組成,局部為砂土,結(jié)構(gòu)松散,分選性差,承載力低。其下伏基巖為泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p)薄層狀頁(yè)巖,表層巖石中等風(fēng)化,節(jié)理裂隙較發(fā)育——不發(fā)育,巖體較完整,呈層狀結(jié)構(gòu),河道坡降較為平緩,無(wú)深槽、陡坎等不利臨空面存在,壩基穩(wěn)定性較好。
2. 結(jié)論
(1)根據(jù)1∶400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(CB18306-2001),工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g,反應(yīng)譜特征周期為0.35s,抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。
(2)壩址區(qū)為“V”字形狹谷,地形坡度較陡,兩壩肩地表第四系殘坡積層厚1.00m~7.5m,表層巖石強(qiáng)風(fēng)化——中等風(fēng)化,巖體破碎——較完整,巖層走向與壩軸線斜交,為切向坡,邊坡類型主要屬層狀斜向結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡,未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,邊坡穩(wěn)定性中等——較好。
壩址區(qū)河床第四系沖洪積層厚約2.1m~3.8m,河道坡降較為平緩,無(wú)深槽、陡坎等不利臨空面存在,其下伏基巖為中風(fēng)化,巖體較完整壩基穩(wěn)定性較好。
根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)資料,左、右壩肩及河床壩基均存在滲漏通道,需作防滲處理。
(3)經(jīng)取樣分析,工程區(qū)地表水(河水)對(duì)混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋均無(wú)腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)弱腐蝕;地下水混凝土、鋼結(jié)構(gòu)弱腐蝕,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕性。