德江县沙滩水库坝址地质比选探讨

常 成

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵阳 550002)

1 工程概况

沙滩河发源平原镇的河石坝,河源高程为1283.00m,自北西往南东流,经黄坳田、楠木、沙滩后,于贾村附近注入六池河干流,在沙滩水库上坝址以上流域集水面积为72.6km2,主水道河长为15.05km,主水道平均比降为13.88‰。

2 工程地质情况

2.1 地形地貌

库区地势西北高东南低，海拔高程673.83～1116m，高差442.2m左右，河床高程673～753m，平均比降11.3‰。河谷切割深100～230m。库区河流呈“L”型弯曲，库首向上游2.27km流向为S40°E，2.27km后至库尾流向为S20°W，总体由NW往SE流，库首向上游2.15km处有一小支流汇入，流向为N20°E。小支流回水至闹竹坪水库一带，长约1.7km。主河床一般宽20～35m，局部宽90m，主要为不对称“V”型顺向谷及横向谷，两岸地形坡度25°～65°，河谷阶地不明显，局部有漫滩发育，两岸冲沟发育，分水岭主要呈NW向展布。为构造侵蚀、溶蚀低山及河谷地貌。库盆左岸有邻谷(七星场溶蚀槽谷)分布，槽谷沟底高程710～730m，河间地块宽2～3km。库盆右岸尾段及中段无低邻谷存在。库盆右岸首段有六池河切割的低邻谷，河床高程640～655m，河间地块宽5～6km。

2.2 地质构造

本区大地构造单元属扬子准地台(Pt)—黔北台隆(Z-T32)—遵义断拱(D-C)—凤岗北北东向构造变形区(I1A2)，其构造形迹属华复系、新华复系构造成分，地质构造多顺应主构造线方向发育于向斜的轴部及翼部，华夏系与新华夏系构造体系的交接复合部位发育次一级的北西向断裂。区域裂隙主要的发育方向为近东西向和近南北向，岩层走向多为北东、北北东向。

工程区位于平原向斜南东翼，文新正断层北西盘。平原向斜分布在库区右岸，向斜轴为NNE向，长25km左右。文新正断层分布在水库下游1km处，水库位于断层SW尾段，断层走向NE，倾向NW，倾角40°～50°，长45km左右。破碎带宽15～20m，上盘为∈2g、∈2-3LS2-3地层，下盘为∈2-3LS1地层。

工程区及附近断裂构造不发育，岩层产状305°-310°∠27°-40°，总体较稳定，倾上游偏右岸。

2.3 地层岩性

各地层岩性详见库区地层表，见表1。

表1 库区岩层表

3 坝址比选

3.1 上坝址基本地质情况

上坝址河段为一较对称的"V"形河谷，其中左岸与地平线形成夹角，右岸也有一定坡度，右岸倾斜大于左岸。在正常的蓄水状态，其水位为750m左右，河谷的宽高比为2.6m左右，河床上的地质成为主要是砂卵石，其下伏基岩为志留系的地质状态。两岸的基岩零星出露。岩体强风化厚度：左岸6～7m；右岸6～8m；河床3～5m。弱风化厚度：左岸14～15m；右岸15～16m；河床10～12m。

3.2 下坝址基本地质情况

下坝地质为一处对称结构，其中左岸与地平线形成夹角，右岸也有一定坡度。在正常的蓄水状态，其水位为750m左右，河谷的宽高比为2m左右，河床上的地质成为主要是砂卵石，其下又结合不同的结合拥有不同的地质状态。两岸基岩零星出露。岩体强风化厚度：左岸4～6m；右岸4～6m；河床3～5m。弱风化厚度：左岸13～15m；右岸13～15m；河床11～13m。

地质状态经勘查，其岩溶发育完善，拥有足量的地下水，并对河流进行补给，属于排泄型，所以在实地勘查中，发现其岩溶渗漏严重，要想达到理想的效果要进行针对性的防渗处理。沿坝线布置防渗帷幕至两岸O1m隔水层正常蓄水位，两端帷幕深度以地下水位下10m为限。坝基为悬帷幕，河床段帷幕以625.5m高程(河床以下45.0m，低于张家大泉29.5m)为下限。拟定帷幕长1453m，有效防渗处理面积约116828m2，其中左岸灌浆廊道800m，右岸灌浆廊道487m。防渗帷幕位置岩溶发育，钻孔溶洞发育率为2.95%，右岸平洞也揭露了较大的溶洞(洞深18.5～20.5 m下游壁，可视深度40 m，高7.5 m，宽10～30 m，为顺层溶洞)，其地质特点的溶隙发育率较高，需要重点关注，并结合当地情况进行溶洞封堵，适当可以增加一排灌浆帷幕处理。整个勘查工作需要结合地质情况，严谨有效进行，要重点参考坝线的沿线情况，能够更加符合地质条件[1]。

3.3 坝址比较

根据坝址地形地质条件，在表2进行了坝址具体比较。

表2 坝址具体比较表

续表2 坝址具体比较表

结合上述表格情况，能够了解下坝的地形与地质情况比上坝更有优势，但因下坝自身岩溶发育问题，其渗漏问题比较严峻，在实际参考中，没有下坝合适。因为防渗工作的工作量较高，并有一定风险，工作开展中会遇到无法估计的问题，由此难度较大，建议选择上坝，才能达到较为理想的效果。

3.4 坝型选择

坝址为较对称“V”型横向谷，正常蓄水位以下两岸地形总体完整性较好。河谷宽32～50m，正常蓄水位753m时，宽高比2.59，从地形角度考虑，建面板堆石坝或重力坝都适宜。坝基岩体主要为薄-中厚层泥质粉砂岩夹泥岩及泥质灰岩，属中硬岩，重力坝坝基大部分为粉砂岩。节理裂隙较发育，岩层倾上游略偏右岸，倾角40°。面板堆石坝采用强风化岩体下部或弱风化岩体上部作基础持力层，重力坝采用弱风化岩体中部-下部作基础持力层。岩体物理力学指标都能满足设计规范要求。由此在整体的调查研究下，坝型选择更好的贴合实际，帮助进行后期的安排。

重力坝基坑开挖深度为10～13m，坝基抗滑稳定以建基面为控制滑面；岩层倾角较陡，在河流方向的视倾角为37.5°，与裂隙①、裂隙②、③无不利组合成坝基滑动的控制滑面，无深层滑动问题，但泥岩夹层较多，物理力学指标较低，岩体总体承载力较低，会存在坝基开挖下游侧顺向边坡抗滑稳定问题，有一定风险，要慎重选择，沙滩水库工程上坝址坝型比较表，见表3。

表3 沙滩水库工程上坝址坝型比较表

面板堆石坝对地基要求相对较低，坝基开挖范围及深度比重力坝小，而重力坝枢纽附属工程少、岩性较单一、防渗处理量少，抗外力作用强，后期稳定性好。本阶段建议以重力坝为代表坝型。希望能为其他从业者更好的提供参考，面对同样的地质条件，可以进行合理选择，由此帮助后期勘查与施工的顺利进行。科学合理的位置选择，帮助施工更加安全与稳定。

4 结 论

综合以上比较分析，初步认为沙滩水库上、下坝址均具有修建大坝的工程地质条件，但是因下坝的岩溶发育问题，其渗漏严重，需要进行大量的防渗处理，工作量超出预期，且容易出现突发问题，导致综合考虑下，决议放弃下坝，选择难度与风险都较低的上坝，上坝岩溶不发育，只需一些简单的防渗工作，更适合本次项目，将上坝址作为可行性研究阶段的上坝址。后根据推荐坝址的工程地质条件推荐了重力坝作为本阶段代表坝型。在坝址比选过程中充分考虑了后期工程风险及不可预见因素，为有类似工程、水文地质条件的水库坝址比选提供了思路与参考。