導(dǎo)語：水電站大壩工程地質(zhì)管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

棉花灘水電站在區(qū)域構(gòu)造上屬于基本穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為Ⅵ度。大壩基巖為塊狀中、細粒花崗巖，地質(zhì)構(gòu)造形跡以斷層、擠壓帶、節(jié)理及節(jié)理密集帶的形式出現(xiàn)，以北東向和北北西向為主。建基面多為新鮮、微風(fēng)化巖石，部分弱風(fēng)化，局部強風(fēng)化，亦即以AⅡ類巖體為主，部分AⅠ類巖體，局部AⅢ、AⅣ1類巖體。斷層及較差巖石經(jīng)工程處理后符合設(shè)計與規(guī)范要求。棉花灘水電站位于福建省永定縣汀江干流棉花灘峽谷內(nèi)，以發(fā)電為主，兼有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖、航運等綜合效益。

壩址區(qū)兩岸山體雄厚，河谷深切呈“V”字形，河流坡降大，多急流險灘，枯水期河面寬20～30m，河谷兩岸地形基本對稱。樞紐包括：碾壓混凝土重力壩，左岸輸水系統(tǒng)、地下廠房與開關(guān)站及控制樓。碾壓混凝土重力壩最大壩高111.0m，壩頂高程179.0m，壩頂全長308.5m，最大壩底寬度84.5m，壩頂寬度7.0m。電站裝機4臺，總裝機容量600MW。水庫正常蓄水位173m，水庫總庫容20.35億m3。

1工程地質(zhì)概述

壩址區(qū)與水庫區(qū)位于東南沿海新華夏系巨型構(gòu)造體系的第二隆起帶南端，在區(qū)域構(gòu)造上屬于基本穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為Ⅵ度。壩址區(qū)地層為燕山早期第三次侵入的中、細粒黑云母花崗巖，及少量第四次侵入的花崗斑巖脈、閃斜煌斑巖脈。構(gòu)造形跡以斷層、擠壓帶、節(jié)理及節(jié)理密集帶的形式出現(xiàn)，以北東向組與北北西向組為主，并有順坡向的卸荷結(jié)構(gòu)面。

地下水裂隙性含水層受構(gòu)造控制。相對抗水層（透水率q≤1Lu）埋藏深度20～40m，以微～弱透水巖體為主導(dǎo)。地下水及河水的化學(xué)類型為重碳酸-鈣鈉型或重碳酸-鈉鈣型，對各種水泥無一般酸性、碳酸性、硫酸性、鎂化性侵蝕。

為研究巖石物理力學(xué)性質(zhì)，進行了大量的室內(nèi)物理力學(xué)試驗，現(xiàn)場剪切試驗，變形特性試驗，彈性波、聲波測試，提出了各類試驗的建議值。

(1)混凝土／巖石、巖石／巖石抗剪斷強度建議值見表1。

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(2)基巖夾泥層剪切強度。斷層泥f′=0.25，糜棱巖類f′=0.45，碎裂巖類f′=0.60；上述各構(gòu)造巖c′值=0～0.2MPa。當(dāng)構(gòu)造巖混雜時，根據(jù)其含量的比值選取加權(quán)平均值使用。

(3)巖體變形特性。泥夾碎石糜棱巖（或全風(fēng)化）變形模量E0=(0.05～0.10)×104MPa；壓碎角礫碎裂巖E0=(0.1～0.3)×104MPa；弱風(fēng)化花崗巖E0=(0.5～1.0)×104MPa，彈性模量E=(1.0～1.5)×104MPa；微風(fēng)化、新鮮花崗巖E0=(1.0～1.5)×104MPa，E=(2.0～2.5)×104MPa。

(4)地震縱波速度Vp。新鮮巖體Vp＞5000m/s，微風(fēng)化巖體Vp=4000～5000m/s，弱風(fēng)化巖體Vp=3000～4000m/s，強風(fēng)化巖體Vp=2000～3000m/s，全風(fēng)化Vp＜2000m/s。

2大壩工程地質(zhì)條件與基礎(chǔ)處理

2.1壩基

2.1.1壩基工程地質(zhì)條件

(1)①壩段(壩右0+010.00m～0+060.00m)。建基面巖石大多微風(fēng)化，局部弱風(fēng)化。斷層有F8、F10、fd1～fd8。斷層、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占壩基面積分別為2.7%、80%、17.3%,按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度（混凝土標(biāo)號為200號，下同），f＇=1.12，c＇=1.15MPa。

(2)②壩段（壩右0+060.00m～0+110.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化,部分新鮮，局部弱風(fēng)化。斷層有F9-1、F12、F35、f2、f3及L5、L6順坡裂隙。斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占壩基面積分別為0.3%、30%、60%、9.7%,按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度，f＇=1.16，c＇=1.22MPa。

(3)③壩段（壩右0+110.00m～0+143.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分新鮮和弱風(fēng)化。斷層有F12、F24、F25、F35、f8、fd9，斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占壩基面積分別為0.6%、20%、60%、19.4%，按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度，f＇=1.15，c＇=1.19MPa。

(4)④壩段（壩右0+143.00m～0+176.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分弱風(fēng)化，局部新鮮。斷層有F24、F25。斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占壩基面積分別為0、10%、60%、30%，按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度，f＇=1.14，c＇=1.18MPa。

(5)⑤壩段（壩右0+176.00m～0+240.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分弱風(fēng)化，局部強風(fēng)化。斷層有F12、F18、F18-1。F18、F18-1。斷層和微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強風(fēng)化巖占壩基面積分別為2.5%、70%、25%、2.5%，按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度，f＇=1.11，c＇=1.14MPa。

(6)⑥壩段（壩右0+240.00m～0+304.00m）。建基面巖石大多弱風(fēng)化，部分微風(fēng)化和強風(fēng)化。斷層有F19、F20、、f5、f10、fd10～fd14。斷層和微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強風(fēng)化巖體占壩基面積比例分別為6.5%、10%、80%、3.5%，按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度，f＇=1.05，c＇=1.02MPa。

(7)⑦壩段（壩右0+304.00m～0+318.50m）。建基面巖石多強風(fēng)化，部分弱風(fēng)化。斷層有F27、f6、fd14、fd15。斷層和弱風(fēng)化、強風(fēng)化巖占壩基面積分別為14.5%、35.5%、50%,按面積比例用加權(quán)平均法計算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強度。f＇=0.85，c＇=0.7MPa。

2.1.2基礎(chǔ)處理

(1)斷層處理。采用挖槽回填混凝土塞、加強固結(jié)灌漿的方法。規(guī)模較大、性狀較差的斷層，增加錨筋，槽的深度為斷層寬度的1～1.5倍。節(jié)理密集帶挖除松動巖石后，增加固結(jié)灌漿。

(2)固結(jié)灌漿?；竟探Y(jié)灌漿孔布置在壩段上、下游各1／3范圍，孔深3.5～5m，孔距、排距均為3m，呈梅花形交錯布置。灌后均打檢查孔進行壓水試驗，透水率標(biāo)準(zhǔn)為q＜3Lu。

(3)帷幕灌漿。帷幕灌漿有主帷幕和副帷幕各1排，孔距2m，排距0.75m，交錯布置，帷幕深度各壩段不一，透水率標(biāo)準(zhǔn)為q＜1Lu。

2.2大壩壩肩

2.2.1壩肩工程地質(zhì)條件

(1)左岸壩肩。180m高程以上邊坡開挖最大坡高85m，即達265m高程，形成200、220、240、260m高程四級馬道，寬2m。邊坡開挖坡比：在高程180～200m為1∶0.33～1∶0.5，部分為1∶0.75；高程200～220m為1∶0.5～1∶0.75；高程220m以上為1∶1。高程180～200m多為弱風(fēng)化巖石，部分微風(fēng)化；高程200～220m多為弱風(fēng)化巖石，局部強風(fēng)化；高程220～250m多為強風(fēng)化巖石，局部弱風(fēng)化和全風(fēng)化；高程250m以上多為全風(fēng)化夾殘留孤石。高程250m以下有F7、F12、F15、F16、F28、F29、F34、f47、f48斷層及數(shù)條節(jié)理密集帶。左岸壩肩主要結(jié)構(gòu)面傾向山內(nèi)或與邊坡走向近正交，僅F16、L5、L6順坡傾向，但基本挖除，唯局部尚保留。未發(fā)現(xiàn)較大的不利邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面及其組合體。

(2)右岸壩肩。高程180m以上開挖邊坡最大坡高65m，即達245m高程，形成199、219m高程兩條馬道，馬道寬度2m。邊坡開挖坡比：高程180～199m為1∶0.5；高程199～219m為1∶0.75～1∶0.5；219m高程以上為1∶1。高程180～199m多為強～弱風(fēng)化巖石，局部微風(fēng)化和全風(fēng)化；高程199～219m多為全風(fēng)化，部分強風(fēng)化，局部弱風(fēng)化；219m高程以上多為全風(fēng)化夾殘留孤石，局部強風(fēng)化。219m以下主要斷層有F1、F44，最大破碎寬度分別為6.5m和4.5m。右岸壩肩F21和fy-3及F12和fy-2組合的楔體，經(jīng)赤平投影穩(wěn)定分析處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2.2壩肩邊坡處理

(1)完整性較好的微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石，無不利邊坡穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面。噴10cm厚的C20混凝土。

(2)完整性較差的微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石及強風(fēng)化巖石。采用砂漿錨桿φ20＠150×150cm,L=308cm，入巖深度為300cm，噴10cm厚的C20混凝土。

(3)全風(fēng)化巖石。采用插筋φ16＠200×200cm,L=108cm，入土100cm，并布設(shè)φ4＠@25×25cm的鐵絲網(wǎng)，噴10cm厚的C20混凝土。

(4)斷層破碎帶及節(jié)理密集帶。除打錨桿外，并布設(shè)φ4＠25×25cm的鐵絲網(wǎng)，噴10cm厚的C20混凝土。

(5)邊坡上布置排水孔。間、排距均為300cm，深度400cm，孔徑為50mm。

3壩基巖體質(zhì)量與評價

3.1壩基巖體質(zhì)量建基面以利用微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石下部為原則，地震波縱波速度＞4000m/s控制。

3.1.1地震彈性波測試（固結(jié)灌漿前）

①壩段縱波速度Vp=4000～4800m/s；②壩段Vp＞4000m／s占90%，Vp＜4000m/s占10%；③壩段Vp＞4000m/s占73.6%，Vp＜4000m/s占26.4%；④壩段Vp＞4000m/s占74.8%，Vp＜4000m/s占26.2%；⑤壩段Vp=4100～4700m/s；⑥壩段Vp一般為4600～4800m/s，局部Vp=2200～3400m/s。各壩段縱波速度小于4000m/s的部位，加深開挖深度，并加強固結(jié)灌漿。

3.1.2跨孔聲波CT測試

③、④壩段布置跨孔聲波CT測試5組，固結(jié)灌漿前聲速為4700～6250m/s，唯ZK0210～ZK0310組在混凝土與基巖接觸帶，聲速為3800m/s，固結(jié)灌漿后聲速為4500m/s。

3.1.3聲波單孔測試

①壩段測試孔41個，灌漿前、后平均聲速分別為5066m/s和5311m/s，其中20個孔在建基面附近個別測點固結(jié)灌漿前聲速＜4000m/s，固結(jié)灌漿后聲速均＞4500m/s。

②壩段測試孔22個，固結(jié)灌漿前、后平均聲波速度分別為5327m/s和5618m/s。其中6個孔在建基面附近個別測點固結(jié)灌漿前聲波速度＜4000m/s，固結(jié)灌漿后聲波速度均＞4500m/s。

③壩段測試孔28個，固結(jié)灌漿前聲波速度為3261～6250m/s，其中11個孔局部測點低于4000m/s，固結(jié)灌漿后接近5000m/s，或高于5000m/s。

④、⑤、⑥壩段測試孔分別為42、1和4個，固結(jié)灌漿前聲速均高于5000m/s。

3.2壩基巖體質(zhì)量評價

(1)壩基巖石為塊狀中、細粒花崗巖，新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石下部力學(xué)強度高，可滿足建筑物的要求，部分較差或差的巖石經(jīng)工程處理后，符合設(shè)計要求。

(2)斷層、擠壓帶、節(jié)理密集帶均進行工程處理，處理后符合設(shè)計要求。

(3)固結(jié)灌漿前建基面地震縱波速度大多高于4000m/s，局部低于4000m/s的進行工程處理；5組跨孔聲波測試，固結(jié)灌漿前聲速為4700～6250m/s，局部在混凝土與基巖接觸帶為3800m/s，固結(jié)灌漿后為4500m/s；聲波單孔測試孔151個，其中有37個孔固結(jié)灌漿前在建基面附近個別測點聲速低于4000m/s，固結(jié)灌漿后高于4000m/s。地震彈性波與聲波測試表明，大壩基礎(chǔ)巖體質(zhì)量良好，以AⅡ類巖體為主，部分為AⅠ類巖體，局部為AⅢ、AⅣ1類巖體。