针对凤尾河水电站大坝基础地质分析及处理

针对凤尾河水电站大坝基础地质分析及处理

技术交流SMALLHYDROPOWER20lONo3TotalNol53凤尾河水电站大坝基础地质分析及处理吴成扬(福建水利电力职业技术学院福建永安3660(0)3)地质构造1工程概况坝区基岩基本为单斜层，岩层产状N45~55~W，风尾河水电站坝址位于云南省镇康县城西南约sW50。一60。，倾向下游。坝址区主要有F6断裂2．0l【nl处的凤尾河上，厂址位于南捧河左岸。设计构造带通过。F6断裂构造带长约800m，宽8～装机容量40000kW，电站属径流式引水电站。拦10m，主要由构造角砾岩组成，倾向北西，倾角河坝是一般山区河流上的低挡水建筑物，无其它功65。，其性质为张扭性。另外，两组节理较发育：能要求。①N30。～40。E／SEE65。78。，节理面光滑平直，地表延伸4～6m，发育间距1—3m。②N55。一65。W／2坝址区工程地质概述N68。82。，节理面光滑平直，地表延伸21)地形5m，发育间距1～2．5m。坝址区地形为不对称的“V”型横向谷，左坝．4)岩溶水文地质肩上游约220m处泉2出露，河床高程约791m，坝址岩性主要为永德组(Ply)中厚层块状灰左、右岸均下陡上缓，左岸地形坡度l5。～65。，右岩及珠山组(E2Z)复成份砾岩。地下水以岩溶水岸整体坡度较陡，大于65。，河床宽约50m，大部为主，坝址岩溶地下水受大气降水补给，两岸岩溶份地段有河床砂卵石层分布，厚6．5～24．3m。地下水高于河水位，地下水主要以泉水形式补给河水，如左岸泉2流量3．5L／s。2)地层岩性5)坝址覆盖层及岩体风化情况坝址区出露地层主要为二迭系下统永德组坝址左、右岸基岩出露好，岩体强风化至新(Ply)，老第三系始新统珠山组(E2Z)及第四系全鲜，河床为砂卵砾石堆积覆盖，厚度6．5～24．3m。新统坡、崩积层(dl+colQ)、冲、洪积层(al+plQ)及地滑堆积(chQ)。3坝型选择永德组(Ply)：灰白色中厚层块状灰岩，质较本工程泄洪量大，设计洪水流量为330m3／s，纯，厚度大于200m。校核洪水流量为481m3／s，需要有较大的溢流设老第三系始新统珠山组(E2Z)：灰、紫红块施。但河谷狭窄，河床宽仅为50m，河岸陡峭，无状复成份砾岩，钙、硅、泥质胶结。砾岩成份主要条件建岸边开敞式溢流道，必须从河床坝顶溢流。为灰岩、白云质灰岩，砾径在0．5—10em间，厚度坝址附近无大土料场，但天然石料丰富，可作为工大于150m。程建筑材料。、第四系全新统冲、洪积物(al+plQ4)：主要由由于河谷狭窄，如采用土石坝，则需专门建筑砂卵砾石组成，局部夹泥质条带，根据统计资料，导流洞。河谷为“v”型非对称河谷，其L／H约重型动力触探击数6～l2击。渗透系数K=O．21—等于3，虽可建中厚拱坝，但右岸为砾岩，强度稍1．01m／d。卵、碎石(>5mm)颗粒质量百分率为低，对拱肩稳定不利。72％～76％，细砾(2～5mm)颗粒质量百分率为基于上述因素，本工程坝型初选为重力坝。19％～20％，砂、泥质含量约5％一8％。由于河床砾卵石层覆盖较深，根据钻探资料，第四系全新统坡、崩积物(dl+colQ4)、滑坡最深处可达24m，因此，对基础的砌置位置值得认堆积物(chQ4)：主要由大小块石夹少量粘土组成，真研究，分别就建基面位置不同进行2个方案的比厚2～25m。较：一为基础建在砂卵石层上的闸坝方案，另一为·32-n小水电2010年第3期(总第153期)技术交流建在基岩上的重力坝方案。多方面因素，决定采用重力坝方案，其基础建在基闸坝方案投资1800万元左右，投资较省，但岩上。由于基础置于砂卵石层上，局部存在泥质夹层，整4坝址区工程地质问题分析及处理体稳定性差，承载力较低，安全度较小，坝体运行时安全隐患大。重力坝方案投资2600万元左右，根据坝基的工程地质条件，将坝址区的主要工坝体置于基岩上，其稳定性好，有可靠的安全性。程地质问题划分成左岸岸坡稳定段、河床上覆层较综合考虑技术可靠性、大坝的安全性及经济等厚段、右岸岸坡稳定段等三段来分析(见图1)。图1坝基工程地质处理剖面1)左岸岸坡稳定段lg(B／r0)，渗透系数|i}=0．0144q=2．4m／d(q①该段Ply灰岩岩层倾向山内偏下游无不利按照ZK5、ZK6q>5Lu以上正常蓄水位以下的q结构面组合，岸坡稳定性好，不存在滑动破坏问值平均值计)。题，开挖坡比1：0．5。据渗漏计算，渗透坝基及坝肩渗漏量为39．22②该段岩层弱风化至新鲜，岩体较完整，不存万m3／年，应采取防渗处理措施(主要采用了帷幕在渗透变形问题。灌浆加以处理)。③基岩内808～792m以上段岩体属强～极强透~808～792In以下段岩体属弱透水层，可作防水层，存在坝基及绕坝渗漏问题，左岸绕坝渗透边渗底界。界以水库正常蓄水位与防渗帷幕线(q≤5Ln)相2)河床上覆层较厚段交确定，绕渗带宽度B=83．9m。上游透水层厚度①该段河床上覆层较厚(6．524．3m)，主要以坝端处防渗帷幕线以上透水层平均厚度计，h1；由砂卵砾石组成，局部夹泥质条带，稳定性极差且21．95m；下游透水层厚度以河床边防渗帷幕线以存在渗透变形问题，采取了清除措施加以处理。下上透水层厚度计，h2=14．0m；坝肩与坝基接触带覆Ply灰岩，岩层弱风化至新鲜，层间无软弱夹绕坝渗漏流线曲率半径以顶宽5．0m的一半计，rn层，岩体较完整，强度较高，不存在压缩变形和渗=2．5m；上、下游水位差以正常蓄水位与坝后河透变形问题，可作为坝基持力层。建基面高程床水位差计，日=22．3m。’767m，置于微风化岩层上。绕坝渗漏计算公式：qI：0．366kH(hl+h2)②(Ply)层及(E2Z)层下部透水率小(均小·33·n技术交流SMALLHYDROPOWER2010No3，TotalNo153于5Lu)，属微透水层，不存在渗透变形问题，可坝体上游3．0m，下游1．0m。作防渗帷幕底界。同时为增加断层碎带的加固效果，在777．00in③断层破碎带稳定性较差，应采取加固处理处增设了钢筋混凝土底板(见图2)。措施。断层破碎带处进行了混凝土塞及固结灌浆加固处理。断层处挖除一部分破碎的岩石基础，挖除深度约为3．0In，然后再回填C15混凝土，且进行固结灌浆处理，灌浆深度约5．0m；混凝土塞延伸至(a)断面(b)钢筋混凝土底板图2断层加固钢筋混凝土底板示意·坝基先用C15混凝土回填至777．00m高程，线曲率半径以顶宽5．0m的一半计，r0=2．5m；填成水平面，然后在上面浇筑C15钢筋混凝土底上、下游水位差以正常蓄水位与坝后河床水位差板，厚60CITI。计，H=22．3m。oda于钢筋混凝土底板形状不规则，右边钢筋绕坝渗漏计算公式：Q3=O．366kH(hI+h2)混凝土底板浇筑至桩号为0+065．345的边线(此lg(B／ro)，渗透系数k=O．0144q=0．73m／d(g边线垂直坝轴线)，左边钢筋布置以高程控制，下按照ZK1>5Lu以上正常蓄水位以下的q值平均值层钢筋伸至777．0013"1高程基岩上，上层钢筋伸至计)。777．60m高程基岩上。据渗漏计算，右坝肩渗漏量为21．42万m3／年，·钢筋混凝土保护层厚度为5cm；钢筋为I级需进行防渗处理(主要采用了帷幕灌浆加以处理)。钢筋，钢筋弯沟长度为6．25d，钢筋接头采用单面一焊，焊接长度为10d，锚固长度为40d。5结语3)右岸岸坡稳定段根据坝址区的工程地质条件，合理选择坝型，①该段岸坡坡度陡，局部地段存在倒坡及卸荷并对存在的工程地质问题进行科学地处理，将直接问题，卸荷节理一般宽5～20mln，延伸2～6m，关系到大坝工程的安全和整个工程的经济效益。结延深13m。卸荷带水平延伸2～5m，卸荷带稳合坝基地质情况，凤尾河水电站采用了重力坝坝定性差，开挖时应认真对待。型，其坝基虽然存在着节理、断层等不良的地质条②该段E2Z砾岩岩层倾向山内，无不利结构件，但经过帷幕灌浆、混凝土塞及固结灌浆等措施面组合，岸坡整体稳定性好，不存在滑动破坏问的加固处理，大坝施工进展顺利，主体工程已经完题，开挖边坡1：0．1—0．5。成，坝基稳定及防渗均达到预计效果。③该段岩层强风化至新鲜，岩体较完整，透水性较差，基本不存在渗透变形问题。参考文献：④从压水试验资料证实，该段岩体在一定深度[1]sLl74—96．水电水利工程混凝土防渗墙施工规范[s]．内存在绕坝渗漏问题，右岸绕坝渗透边界以水库正[2]SI_62--94．水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[s]．[3]刘杰．土的渗透稳定与渗流控制[M]．北京：水利电常蓄水位与防渗帷幕线(q≤5Lu)相交点确定，力出版社，1992．绕渗带宽度B=89．9m；上游透水层厚度以坝端处●防渗帷幕线以上透水层平均厚度计，hl=40．4m；下游透水层厚度以河床边防渗帷幕线以上透水层厚吴成扬(1972一)，男，讲师，主要从事工程地质与土度计，h2=22．9m；坝肩与坝基接触带绕坝渗漏流力学教学工作。Email：wcy7286@163．corn责任编辑吴昊·34·