下岸水库工程发电引水系统 的主要工程地质问题

李健民

（浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002）

1 工程概况

下岸水库工程位于浙江省灵江流域永安溪干流上，是一座以防洪、灌溉(供水)为主，结合发电等功能于一体的大型综合性水利枢纽工程。坝址在台州市仙居县溪港乡曹店村下游约680m处，离仙居县城53.4km，控制集雨面积257km2，厂址距坝址直线距离约3.1km。枢纽主要建筑物包括大坝（混凝土拱坝）、发电引水系统、发电厂及升压站等。混凝土拱坝最大坝高64m，水库总库容1.35亿m3，电站装机容量2×8MW，多年平均年发电量3329万kW·h。

2 区域地质概况

2.1 地形地貌及物理地质现象

工程区位于浙东丘陵区和浙南山地区的分界处，山脉大致北东走向，山体雄厚，岸坡多为40°以上。区内冲沟发育，但崩塌较少，滑坡、泥石流等不良物理地质现象不发育，山体稳定性较好。

2.2 地层岩性

工程区主要分布侏罗系上统火山岩和白垩系下统河湖相沉积岩夹火山岩。此外还有小块燕山晚期酸性、中酸性和中性侵入岩体，局部有辉绿岩脉侵入。

第四系沉积物主要有冲洪积砂砾卵石等、坡洪积砂泥砾石及残坡积粉质粘土夹碎石。第四系覆盖层厚度一般3～15m，主要分布于河谷、山麓。

2.3 地质构造与地震

按浙江省构造分区图，测区地质构造单元属华南褶皱系浙东南褶皱带温州-临海拗陷黄岩-象山断拗的西部，区内褶皱不发育，断裂构造较为明显，主要有下面几种。

北东向构造：走向30°～70°，为压性或压扭性断裂。

北西向构造：一般规模较小，延伸不长，多为张性断裂。

南北向构造：走向0°～20°，为压扭性断裂。

本区新构造运动表现为缓慢上升，库区和坝址区断裂均未发现有新近活动现象，历史上地震活动的强度和频度均较低。本区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.25s。

2.4 水文地质条件

本区第四系覆盖层面积较小，厚度不大。第四系孔隙潜水主要赋存于砂砾卵石层中，基岩一般不含水，局部含裂隙水，有时具承压性。

3 发电引水系统的主要工程地质问题

发电引水系统位于左岸，由进水口、发电引水隧洞、调压井、高压隧洞、岔管等建筑物组成，全长约3131m。

3.1 发电洞进水口的主要工程地质问题

竖井式进水口主要由拦沙坎、拦污栅、喇叭口段、闸门段、渐变段和上部结构组成。

发电洞进水口桩号0-001.844～0+032.35，底高程171.5m。进水口山坡坡度约40°，洞脸开挖边坡65°，基岩裸露，为侏罗系上统磨石山群西山头组（J3x）青灰色～灰紫色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩，块状，坚硬，未见断层通过，节理不发育，上游侧8m为弱风化带，下游侧均为微风化～新鲜基岩。进口18.5m为Ⅲ～Ⅱ类围岩，其余为Ⅱ～Ⅰ类围岩。

闸门井（中心桩号0+018.50）位置基岩裸露，未见断层通过，节理不发育，高程198.00～204.50m为弱风化带，属Ⅲ～Ⅱ类围岩，高程198.00m以下为微风化～新鲜基岩，属Ⅱ类围岩。发电洞进水口隧洞和闸门井均进行钢筋混凝土衬砌，并作回填灌浆和固结灌浆处理，左右岸两侧及检修平台上部岩体较破碎，进行锚喷支护。

3.2 发电引水隧洞工程地质条件

进水口渐变段后为纵坡i =0.3% 的引水隧洞，总体走向NE20°左右。隧洞轴线在上覆厚度较小的黄泥山处设一转点。隧洞总长2957.65m，开挖洞径5.5m，圆形断面，最大引水流量33.4m3/s。全洞共设置施工支洞2条，分别位于桩号1+532.00、2+967.00处。隧洞内共设二个集石坑，第一个布置在1＃支洞下游侧，桩号1+646.50～1+657.50；第二个布置在2＃支洞衬砌段前，桩号1+646.50～1+657.50，集石坑尺寸为宽4.5m，深1.0m。

桩号0+032.35～0+726.00隧洞围岩为侏罗系上统磨石山群西山头组（J3x）青灰色～灰紫色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、流纹质含角砾晶屑玻屑熔结凝灰岩等，岩性致密坚硬。

桩号0+726.00～1+890.00m隧洞围岩为侏罗系上统磨石山群茶湾组（J3c）深灰色～紫红色晶屑玻屑熔结凝灰岩、含角砾晶屑玻屑熔结凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰岩、灰色～紫红色凝灰质粉砂岩、黑色页岩等，局部夹安山岩团块，岩层产状：80°～120°，NW或SW∠20°～35°。凝灰质粉砂岩、页岩等岩性相对软弱，安山岩遇水和空气易风化、软化。

桩号1+890.00～2+990.00隧洞围岩为侏罗系上统磨石山群九里坪组（J3j）青灰色～紫红色角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩、晶屑玻屑凝灰岩、晶屑玻屑熔结凝灰岩等，局部夹安山岩团块，岩性致密坚硬，安山岩遇水和空气易风化、软化。

隧洞沿线还分布有辉绿岩脉等。

隧洞沿线分布有断层84条，绝大部分断层与洞轴线夹角大于60°，断层带的组成物质以断层泥、糜棱岩和断层角砾岩等为主，断层宽度大多小于10cm。

围岩节理裂隙发育～较发育，节理一般与洞轴线斜交～正交，大部分节理为钙质充填。

隧洞围岩大部分为整体性较好的块状火山碎屑岩，部分为沉积岩，岩层基本不透水，在断层、节理发育处，局部见有滴水或渗水。在隧洞施工过程中未发生大量涌水现象。

隧洞上覆山体厚度一般大于100m，最厚达300m，黄泥山一带洞顶上覆山体厚度仅32～50m。

根据地质鉴定，发电引水隧洞围岩分类：Ⅰ～Ⅱ类围岩23段共1058.65m，Ⅱ类围岩20段671m，Ⅱ～Ⅲ类围岩20段417m，Ⅲ类围岩9段234m，Ⅲ～Ⅳ类围岩12段561m，Ⅳ～Ⅴ类围岩1段16m。

基于隧洞地形、地质条件和结构设计需要，衬砌设计时隧洞围岩按工程地质条件进行分类：其中13段（主要为Ⅲ～Ⅳ、Ⅳ～Ⅴ类围岩）共645m采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度0.5m，衬后洞径4.5m；14段（主要为Ⅲ、Ⅱ～Ⅲ类围岩）共339m采用挂钢筋网喷混凝土衬护，喷混凝土厚度0.12m，衬后洞径5.26m；29段（主要为Ⅱ～Ⅲ、Ⅱ类围岩）共683.65m采用喷（锚）混凝土衬砌，衬砌厚度0.12m，衬后洞径5.26m；其余段（主要为Ⅰ～Ⅱ、Ⅱ类围岩）总长1290m为不衬砌隧洞，采用素混凝土抹底，厚0.5m。钢筋混凝土衬砌段固结灌浆处理，洞顶回填灌浆。

3.3 调压井工程地质条件

调压井布置在桩号2+995.0处，采用阻抗式，开挖直径10.0m，衬后直径8.5m，采用C20钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度0.75～1.0m，调压室高度52.5m，底高程173m，顶高程225.5m，阻抗孔衬后直径4.5m，衬砌厚0.5m，高5.6m。调压井围岩作固结灌浆处理。

调压井井口及井身围岩为侏罗系上统磨石山群九里坪组（J3j）紫红色晶屑玻屑凝灰岩。岩性致密坚硬。发育断层F23：45°，SE∠76°，宽1～4m，糜棱岩等组成，围岩蚀变强烈。受F23影响，井身上部19m岩体较破碎。调压井井身在施工过程中未发生大量涌水现象。

调压井高程225～206m为Ⅳ～Ⅲ类围岩，高程206m以下为Ⅰ～Ⅱ类围岩。调压井井口受断层F23影响，高程225～235m边坡锚喷处理，高程235m以上边坡喷混凝土处理，处理后边坡整体稳定。

3.4 高压隧洞工程地质条件

调压井后（桩号3+000）至出口（桩号3+129.386）为高压隧洞，高压隧洞由上平洞、斜洞、下平洞和岔管及支管组成。围岩为侏罗系上统磨石山群九里坪组（J3j）青灰色～紫红色角砾凝灰岩、晶屑玻屑凝灰岩、晶屑玻屑熔结凝灰岩等，岩性致密坚硬。

高压隧洞沿线未见断层通过，节理较发育，以闭合为主。桩号3+000～3+049.07为Ⅰ～Ⅱ类围岩，桩号3+049.07～3+129.386为Ⅱ～Ⅲ类围岩。

上平洞长10m，采用钢筋混凝土衬砌，衬后洞径由4.5m渐变至3.6m，衬砌厚度0.5～0.6m；斜洞长50.2m，倾角48°，采用混凝土和钢板联合衬砌，衬后洞径3.6m，衬砌厚度0.6m，钢板厚度16mm；下平洞长69.186m，纵坡0.2%，采用混凝土和钢板联合衬砌，衬后洞径3.6m，衬砌厚度0.6m，钢板厚度16～22mm；下平洞出口为明岔管，岔管及支管均埋入地下，并回填混凝土保护。高压隧洞围岩作固结灌浆处理，洞顶回填灌浆，钢板衬砌作接触灌浆处理。

3.5 厂房区工程地质条件

厂房区基岩为侏罗系上统磨石山群九里坪组（J3j）紫红色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、流纹质晶屑玻屑凝灰岩。新鲜岩石致密坚硬，强度高。厂房区建基面均为微风化～新鲜基岩。

厂房区发育一条小断层f1，蚀变岩屑、硅质等充填。节理较发育，闭合～微张，一般为石英、岩屑等充填。

厂房区建基面基岩较完整，属Ⅰ～Ⅱ级岩体，厂房区的工程地质条件良好。主厂房后边坡节理发育，已锚喷处理，整体稳定。

4 结 语

下岸水库工程于1999年11月30日正式开工，2003年3月下闸封孔蓄水，2003年5月电站并网发电，2008年7月通过竣工验收。经过多年运行，历经2004年8月14号台风“云娜”和2005年台风“海棠”、“麦莎”正面袭击考验，经放空检查，发电引水系统进水口、发电引水隧洞、调压井、高压隧洞及电站厂房均运行良好，实践证明地质建议参数及处理措施合理有效。

[1] 浙江省仙居下岸水库工程初步设计报告.浙江省水利水电勘测设计院.1998