摘要：水库存在坝体填筑质量差，坝基处理不彻底，大坝心墙防渗体及坝基存在渗漏等工程地质问题，经过对大坝进行防渗加固处理，大坝目前运行良好。下面就对水库消能电站的地质情况进行探讨。
关键词：水库工程；电站；地质
Abstract：the reservoir is poor quality of dam filling，dam foundation treatment is not complete，core wall dam seepage control body and dam foundation engineering geological problems such as leakage，seepage prevention of dam reinforcement，the dam is in good operation. To reservoir energy dissipation power station under the geological conditions are discussed.
Key words：reservoir project；Power plant；geological
1 案例工程的概况分析
跃进水库消能电站位于红河段H32+398.090m~H32+662.040m，分段长263.950m，前接龙尾隧洞，后接大寨暗涵。渠道进口底板高程1603.900m，出口底板高程1555.00m，设计流量20m3/s。消能电站由压力前池、泄水道、压力管道及发电厂房组成。
2 基本地质条件
2.1 地形地貌
工程区处于南盘江与红河分水岭，隶属云南山字型构造之通海弧与石屏弧交接地带，处滇东喀斯特高原地貌区，构造线及山体走向南北—北北东向。主要地貌形态为构造侵蚀、剥蚀中山斜坡地形。总体呈上陡下缓态势，即压力前池、压力管道及泄水道上段处构造剥蚀地貌区，一般坡度25～35°；管道、泄水道及发电厂房处坡麓缓坡台地区，一般坡度5～15°。
2.2 地层岩性
工程区分布第四系（Q）、第三系（N）及震旦系（Z）地层。
（1）第四系Q
①洪冲积Qalp：砂卵砾石，结构松散，厚约2～4m，主要堆积于沟谷底部。
②一级阶地堆积Ⅰ-Qalp：含卵砾石粉细砂，厚4～6m，分布于沟谷两侧一级阶地。
③残坡积层Qeld：为红褐色粉砂质粘土夹碎石土，结构松散，厚1～3m，主要分布于工程区平缓岸坡、洼地及台地内。
（2）上第三系N
岩性为砂土，砂砾石，分布于压力管道、厂房及泄水道中部表层。
（3）震旦系澄江组（Zac）
岩性主要为长石石英砂岩、砂岩，分布于压力前池及发电厂房区。
2.3 水文地质
电站枢纽区含（透）水层主要为第四系松散堆积层及强风化岩体，地下水埋深6～50m，水力比降0.2～0.4。其中：
①第四系松散堆积层：主要为洪冲积及阶地堆积（Qpal）、残坡积（Qedl）层砂、砂土、卵砾石、碎石混合土，厚1～6m不等。含水层直接出露于地表，为潜水含水层，地下水接受大气降水补给，沿透水层本身的孔隙径流（一般呈垂直径流），以补给其下伏含水透水层的方式排泄。
②强风化及部分弱风化岩体：地下水主要赋存于岩体裂隙中，属基岩裂隙含（透）水层。地下水接受大气降水补给及上覆Q松散堆积层含水透水层的垂直补给，沿透水层本身的孔隙～裂隙径流（一般呈垂直径流），以补给下伏弱风化岩体含水透水层及低矮沟谷的方式排泄。在总体上，消能电站工程区地下水补给河水，跃进水库为当地地下水和地表水最低排泄基准面。根据附近工程类比，区内地下水和地表水对混凝土、混凝土中的钢筋无腐蚀，对钢结构有弱腐蚀性。
3 岩土（体）物理力学性质
3.1 岩土（体）试验
3.1.1工程地质岩组分类
根据电站工程区岩性、风化程度及岩体微裂隙发育程度，结合岩体饱和抗压强度等综合因素分析，工程区Zac全、强风化长石石英砂岩属较软岩（Rb=15～30MPa）。
3.1.2岩土（体）试验
3.1.2.1现场试验
本阶段利用两个钻孔对第四系覆盖层进行了两段标贯试验和一段动力触探试验。
3.2岩土（体）主要物理力学参数建议值
根据所取岩土体试验成果、原位试验成果及物探成果，采用工程地质类比法进行综合分析，提出相应物理力学建议参数值。
4 工程地质及环境地质问题
4.1 高地震烈度抗震问题
根据《滇中引水工程总干渠线路地震动参数区划报告》，工程区50年超越概率为10%水平的地震动加速度峰值为0.30g，相应地震烈度为Ⅷ度，属于高地震烈度区，存在工程抗震问题，建议采取工程抗震措施。
4.2开挖边坡稳定问题
（1）压力前池
压力前池位于隧洞出口边坡，地形坡度20～25°，为斜向坡，倾向山外，岩层倾角46°，强卸荷带不发育，为强风化长石石英砂岩，砂岩。天然边坡基本稳定，开挖边坡基本稳定，左侧边坡稳定性差，建议开挖坡比1：1，锚杆，挂网，喷混凝土支护。
（2）压力管道
前半段管道槽多在土层及强风化岩石中，后半段多在N砂砾石层中，基岩为强风化长石石英砂岩，顺向坡，天然坡度10～20°，岩层倾角大于70°，天然边坡基本稳定，开挖边坡较不稳定。
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（3）厂房
厂房位于山体坡脚平缓地带，下伏基岩为强风化长石石英砂岩，顺向坡，岩层倾角大于70°，天然边坡基本稳定，开挖边坡基本稳定，局部稳定性差，建议开挖坡比1：0.75，开挖边坡高约15～20m，分台开挖，采用锚杆、挂网、喷混凝土处理。
（4）泄水道
a、前段在强风化长石石英砂岩中，顺向坡，岩层倾向山外，地形坡度10～20°，岩层倾角46°，天然边坡基本稳定，开挖边坡基本稳定，局部稳定性差，建议开挖坡比1：1，锚杆、挂网、喷混凝土处理。
b、中段表层为N砂砾石层，基岩为顺向坡，强风化长石石英砂岩，地形坡度10～20°，岩层倾角73°，天然边坡基本稳定，开挖边坡为砂砾石，开挖边坡不稳定，建议开挖坡比1：1～1：1.5。
c、后段地形平缓，表层Qeld含碎石粘土，厚8～9m，基岩为逆向坡，强风化长石石英砂岩，天然边坡基本稳定，开挖边坡不稳定，建议开挖坡比1：1～1：1.5。
4.3地基稳定及不均匀变形问题
跃进消能建筑物地层岩性主要为第四系残坡积含碎石粘土，第三系砂土、砂砾石，震旦系澄江组长石石英砂岩。含碎石粘土结构松散，压缩性高，强度低，不建议作为基础持力层；第三系砂土、砂砾石，强度低，压缩性中等，局部有泥质夹层，遇水易软化，承载力满足设计要求，存在抗滑稳定性和不均匀变形问题。强风化长石石英砂岩强度较高，抗滑稳定性较好；基础局部发育软弱夹层，易发生不均匀变形；基础局部位于地下水以下，但裂隙张开度小或闭合，不存在渗流稳定问题。长石石英砂岩承载力满足设计要求。
5 工程地质条件及评价
5.1 压力前池
压力前池边坡为斜向坡，倾向山外。强卸荷裂隙不发育，为强风化长石石英砂岩，天然边坡基本稳定，开挖边坡基本稳定，左侧边坡稳定性差前池基础为强风化长石石英砂岩，fa0=1.2～1.6MPa，承载力满足设计要求（0.3MPa），混凝土与强风化岩体摩擦系数f=0.45～0.50，抗滑稳定较好。
强风化岩体多为中等透水层，存在渗漏问题，不存在渗透变形问题。
5.2 压力管道
压力管道线布置于龙尾隧洞出口～大寨暗涵进口段岸坡，主管长97.337m，共设3个镇墩7个支墩。
5.3发电厂房
①基本地质条件：
发电厂房布置于泥冲河左岸缓坡台地，地形坡度8°～12°，前缘坎高4～6m，除少量小规模侵蚀冲刷浅沟外，无其它不良物理地质现象发育。表层为第四系堆积，厚1～1.5m，岩性为砂质粘土；下伏澄江组长石石英砂岩，全～强风化状态。岩体风化微裂隙发育，完整性差。地下水位与泥冲河床高程相近，埋深6～8m，高于机组安装高程。
②工程地质评价：
边坡为层状顺向陡倾结构岩土混合边坡，天然边坡基本稳定，开挖边坡基本稳定，局部稳定性差。厂房地基开挖深15～20m，地基岩性为强风化长石石英砂岩，fa0=1.2～1.6MPa，承载力满足设计要求，混凝土与强风化岩体摩擦系数f=0.45～0.50，抗滑稳定性较好。地下水埋藏浅，环境水对混凝土无腐蚀性，基坑开挖受地下水影响。
建议开挖坡比：1：0.75～1：1，浆砌石护坡，坡顶及坡面设排水措施。开挖中设抽排水措施，沿泥冲河左岸设挡墙护岸。
5.4泄水道
泄水道布置于厂房东侧龙尾隧洞出口～大寨暗涵进口段岸坡，全长177.63m，包含控制段、陡槽段及平缓段。
①基本地质条件：
沿线地质条件差异小，岸坡地形坡度15°～20°，整体呈上陡下缓的复合型岸坡。沿线物理地质现象以边坡岩体风化卸荷为主，无大的不良物理地质现象发育。线路岸坡大部分被第四系覆盖，仅中段有第三系（N）砂砾岩出露；下伏为Zac长石石英砂岩，岩体强风化带埋深25m～30m。沿线无不良组合结构面，基岩陡倾向山外，倾角（46°～71°）大于坡角，末端为一短轴向斜轴。地下水水位埋深6～30m，低于泄槽底板高程。
②工程地质评价：
a.泄槽段
泄槽包括两段，泄槽一段为斜坡地形，坡度15°～20°，泄槽二段地表地形较平缓，坡度8°～12°，未见不良物理地质现象发育，泄槽一段开挖边坡基本稳定，局部稳定性差，泄槽二段开挖边坡不稳定。
b.出口消能段
基础多为Qeld含碎石粘土，fa0=0.15～0.18MPa，承载力满足设计要求，但土层为中等压缩性土，易产生不均匀沉降，抗冲刷能力差，建议该段深挖回填碎石（或混凝土）置换。
6 结论及建议
6.1 结论
（1）工程区50年超越概率10%水平向地震动峰值加速度为0.30g，地震动反应谱特征周期为0.45s。区域构造稳定性较差。
（2）工程区地震烈度为Ⅷ度，存在抗震问题。
（3）压力前池天然边坡稳定，开挖边坡基本稳定，左侧边坡稳定性差；池基强风化长石石英砂岩承载力和抗滑稳定性满足设计要求。
（4）压力管道管槽底板置于强风化长石石英砂岩，地基稳定性好，强度满足设计要求，开挖边坡较不稳定。
（5）发电厂房基础位于强风化长石石英砂岩上，承载力满足设计要求；基坑开挖受地下水影响；开挖边坡基本稳定，局部稳定性差。
（6）泄水道基础置于强风化长石石英砂岩上，承载力和抗滑稳定性满足设计要求。
6.2 建议
（1）加强施工地质工作，做好地质预报和编录工作；
（2）加强施工期地基、边坡的变形监测。
结束语
总之，在工程实施过程中，应重点关注建筑物开挖边坡稳定性和软岩地基基础稳定性问题，严格勘察工程施工现场的地质情况，以有效的保证建筑物整体的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]某水库除险加固工程地质勘察报告.浙江省水利水电勘测设计院[R].2008.
[2]某水库除险加固工程初步设计报告.浙江省水利水电勘测设计院[R].2008.
[3]GB 50287-2008，水利发电工程地质勘察规范[S].中国计划出版社，2009.
[4]SL 55-2005，中小型水利水电工程地质勘察规范[S].中国水利水电出版社，2005.
论文作者:张冰泉,陈兴聪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
标签：砂岩论文; 长石论文; 稳定论文; 地下水论文; 稳定性论文; 地质论文; 坡度论文; 《防护工程》2018年第31期论文;