戈兰滩水电站大坝建基面确定与坝基处理

戈兰滩水电站大坝建基面确定与坝基处理

2012年第31卷第1期-DWRHE水利水电工程设计戈兰滩水电站大坝建基面确定与坝基处理段世委许仙娥摘要通过对坝基岩体基本特征的分析，评价坝基岩体质量，确定合理的大坝建基面。总结了针对坝基不同地质缺陷所采取的处理措施和处理效果。关键词建基面坝基处理戈兰滩水电站中图分类号TV223文献标识码B文章编号1007．698o(2ol2)O1．0031—03戈兰滩水电站位于云南省红河一级支流李仙江及华力西期中基性喷出岩和侵人岩，岩性复杂。其河段上，是李仙江干流梯级开发的第6个梯级电中左岸1～6坝段为龙潭组第2段地层，主要岩站。电站总装机容量450MW，拦河坝坝型为碾压性有砂岩、凝灰岩、含凝灰质泥岩、炭质泥岩等，混凝土重力坝，最大坝高113in，共分16个坝段。并穿插有辉绿岩脉；河床712坝段为安山岩，右岸1315坝段为龙潭组第3段，岩性以凝灰1坝基岩体特征质泥岩为主，夹少量凝灰岩或粉砂岩；15～161．1岩性特征坝段为龙潭组第4段，岩性以砂岩为主，夹少量粉坝基地层包括古生界二叠系上统龙潭组地层以砂岩。坝基地质简图见图1。u辉绿岩P2M~11TMs．T凝灰质泥岩灾凝灰岩TMs．CMs凝灰质泥岩夹炭质泥岩Tms凝灰质泥岩Ss砂岩图1坝轴线地质剖面示意图1．2地质构造化等差异风化现象。两岸岩体风化深度较大，其中坝基断层、挤压带较发育，但规模不大，均属左岸坝基岩体受侵入岩脉蚀变影响，局部存在风化Ⅳ级结构面。断层延伸长度一般小于100In，破碎深槽；河床部位基本为微风化岩体。带宽度一般为0．1～0．5II1，除少数断层见有断层泥1．4岩体结构特征以外，绝大多数断层由碎裂岩及岩屑组成，挤压紧坝基岩体结构根据岩性组合及结构面发育特征密。节理裂隙多平直，稍粗糙。弱风化岩体中，裂划分。龙潭组地层为层状岩体，微风化状态属互层隙面有蚀变现象，微张或闭合状态，无充填或少量或薄层状结构，弱风化状态多属镶嵌碎裂或碎裂结岩屑充填；微风化岩体中，裂隙不发育，连续性构；安山岩为块状构造，微风化岩体属块状或次块差，多呈闭合状态。坝基缓倾角结构面不发育。状结构，弱风化岩体属镶嵌碎裂结构。断层破碎带1．3岩体风化特征属碎屑或碎块状结构。工程区岩体风化程度受岩性、矿物成分、构造1．5岩体力学特征和地形地貌等条件的控制，存在隔层风化和囊状风坝基岩性种类繁多，岩石力学性质差别很大。n·32·水利水电工程设计DWRI-IE·2012年第31卷第1期新鲜安山岩、辉绿岩、凝灰岩、砂岩等岩石单轴饱波速度一般在3000～4000m／s之间；弱风化凝灰和抗压强度一般大于70MPa，属坚硬岩类，此类质泥岩、砂岩地震波纵波速度一般在1500～岩体抗变形能力强；凝灰质泥岩单轴饱和抗压强度3000m／s2．间；强风化岩体地震波纵波速度一般一般30～50MPa，属中硬岩类；炭质泥岩单轴饱和在1000m／s以下。抗压强度小于5MPa，属极软岩，抗变形能力差。2坝基岩体质量坝基主要岩性岩石饱和抗压强度见表1，岩体的变形指标见表2。参照GB50287-2006《水力发电工程地质勘察规范》规定的坝基岩体分类标准，结合本工程实际表1岩石饱和抗压强度统计表MPa情况，具体考虑岩石坚硬程度、岩体风化状态、岩体结构类型、纵波速度、弹性模量等因素，对坝基岩体进行分类。见表3。3大坝建基面确定3．1坝基可利用岩体本工程河床坝段岩性为安山岩，呈微风化状岩性风化状态滑松比态，岩体强度高，抗变形能力强，属Ⅱ类岩体，为良好的高混凝土坝地基；两岸坝段由龙潭组地层组成，弱风化下部一微风化的凝灰岩、火山角砾岩、砂岩，岩体完整性较差，属Ⅲ类岩体，但岩块本身强度较高，经固结灌浆后，可以作为坝基使用；凝灰质泥岩、炭质泥岩以及断层破碎带，抗变形能力1．6岩体波速差，属Ⅳ类、V类岩体，不能满足建筑物要求，需微风化安山岩地震波纵波速度平均值基本在进行专门处理。根据坝基各类岩体的分布以及大坝4000m／s以上；弱风化的安山岩、微风化的凝灰不同部位对地基的要求，确定本工程坝基开挖的原质泥岩、互层状结构的泥质粉砂岩与砂岩地震波纵则为：河床坝段挖除浅部卸荷岩体，坝基利用微风表3坝基岩体工程地质分类表化岩体；两岸坝段利用弱风化中下部岩体。影响。爆破造成岩体中原有结构面张开，并产生新3．2施工开挖对坝基岩体质量的影响的爆破裂隙，破坏了岩体的完整性。根据坝基物探为减少施工爆破对坝基岩体的扰动和破坏，坝检测成果，坝基表部岩体纵波波速相比下部岩体有基开挖要求采用控制爆破技术，并要求在建基面以明显降低，影响深度一般在2in左右。上预留0．5nl保护层。然而施工爆破仍不可避免地由于种种原因，两岸坝基开挖后未能及时进行对部分岩体，尤其是对龙潭组的层状岩体产生较大坝体浇筑，而且未采取保护措施，也造成了坝基表n段世委等·戈兰滩水电站大坝建基面确定与坝基处理部岩体的卸荷、风化。例如1坝段高程4371TI平部分布的炭质泥岩等，首先进行挖槽，然后进行混台，开挖后地震波检测岩体波速为3230～3510m／凝土回填。较宽破碎带挖槽的深度一般为破碎带宽s，坝体浇筑前复核(已开挖暴露近2年)，部分岩度的1～1．5倍。如分布于2～3坝段的f8断层、体波速已降至2630m／s。此外，炭质泥岩、凝灰质分布于6坝段的2断层、分布于3～5坝段的辉泥岩等易软化岩体在基坑汇集的地表水长期浸泡绿岩蚀变带、分布于6～7坝段的炭质泥岩等。下，力学指标有明显降低。4．3铺设基础钢筋3．3建基面调整与优化坝基中集中分布的辉绿岩蚀变带、炭质泥岩以坝基开挖工程中，根据物探测试成果，综合考及含凝灰质泥岩等岩体较软弱，与其两侧岩体的抗虑岩体的风化、卸荷以及结构面发育情况，对部分变形能力差异很大。在上述坝基部位铺设了基础钢坝基建基面高程进行了调整与优化，见表4。筋，以减小坝基不均匀变形和改善坝基的整体性。表4坝基建基面调整一览表I1714．4锚筋桩10、12坝段坝基中发育有缓倾角结构面，为提高坝基抗滑稳定性，对结构面采取了锚筋桩锚固处理。4．5固结灌浆两岸坝段利用岩体为弱风化中下部岩体，岩体完整性稍差。为改善坝基岩体完整性，提高坝基岩体弹性模量，对整个坝基岩体进行了固结灌浆。其中8～12坝段固结灌浆深度为5ITI，其余坝段固结灌浆深度为7～8m。对坝基中分布的断层、挤压破碎带、辉绿岩蚀变带等部位进行了加密灌浆。受辉绿岩蚀变带影响，2～5坝段坝基局部存在风化深槽，原设计高程坝基岩体属强风化或弱通过物探检测，处理后的坝基岩体满足坝基验收标准。目前工程已运行近3年，大坝变形监测数风化上部岩体，不能满足大坝要求。将原设计建基面下调了6～14In。据显示，坝基变形正常。3一5坝段下游侧高程418in平台，开挖后长5结语期卸荷，靠近临空面岩体出现裂缝，后将裂缝至临空面之间的松动岩体挖除。戈兰滩水电站坝基岩性复杂，岩体力学性质差7坝段原设计高程368m平台，坝基开挖揭露异较大。本工程充分利用弱风化中下部岩体，减少岩体质量较好，建基面抬高16m。了坝基开挖量与混凝土浇筑量。对坝基局部存在的8坝段原设计高程358nl平台，坝基开挖揭露不满足要求的岩体，采取了多种措施进行处理，处岩体质量较好，建基面抬高6m。理后的岩体满足大坝要求。工程运行监测数据显12坝段高程366in平台，部分岩体较破碎，示，坝基变形正常。建基面下调3ITI。参考文献[1]段世委．云南某水电站坝基可利用岩体质量评价[J]．水利水电4坝基处理工程设计，2(107(4)：35—37[2]中国电力企业联合会．GB50287-2006水力发电工程地质勘察规对于已开挖至弱风化下部，而岩体质量仍不能范[s]．北京：中国计划出版社，2008满足要求的坝基，根据不同情况，采取了多种处理作者简介措施。段世委男高级工程师中水北方勘测设计研究有限责4．1撬挖任公司天津300222施工爆破造成了坝基局部岩体破碎、松动，混许仙娥女高级工程师中水北方勘测设计研究有限责凝土浇筑前采用撬挖方式清除了已松动的岩块。任公司天津3002224．2挖槽和回填混凝土(收稿日期20l1—12—20)对于断层、挤压破碎带、辉绿岩蚀变带以及局