西藏扎拉水电站主要工程地质问题研究

2024-06-23 06:53赵旻黄振伟梁俊涛马艺熊宇康
水利水电快报 2024年6期
关键词:板岩工程地质裂隙

赵旻 黄振伟 梁俊涛 马艺 熊宇康

收稿日期:2023-09-16

基金项目:中国大唐集团有限公司科研项目“闹中活动断裂特性研究”(DTXZ-02-2021);中国大唐集团有限公司科研项目“西藏扎拉水电站工程区弱胶结卵漂石混合土工程特性及边坡稳定性研究”(CWEME-2404XZ-F002)

作者简介:

赵  旻,男,正高级工程师,主要从事水利水电工程地质勘察与研究工作。E-mail:zhaomin@cjwsjy.com.cn

通信作者:

黄振伟,男,正高级工程师,主要从事水利水电工程地质勘察与研究工作。E-mail:434305107@qq.com

引用格式:

赵旻,黄振伟,梁俊涛,等.

西藏扎拉水电站主要工程地质问题研究

[J].水利水电快报,2024,45(6):8-15.

摘要:

西藏扎拉水电站地处青藏高原东构造结,地质条件复杂,为分析其工程建设和运营面临的地质风险,通过工程地质勘察,查明了工程区基本地质条件,论证了主要工程地质问题及影响。结果表明,扎拉水电站主要工程地质问题为:① 水库坍岸、倾倒岸坡稳定及固体径流问题;② 坝址坝肩倾倒边坡、近坝卵漂石岸坡、坝基抗滑稳定问题及坝基防渗问题;③ 引水发电系统中引水隧洞受闹中活动断裂影响、引水隧洞及调压室围岩稳定问题、厂房后倾倒边坡稳定问题等。针对以上问题,提出了相应处理措施。研究成果可为工程建设提供科技支撑。

关键词:

活动断裂; 倾倒边坡; 卵漂石; 复杂地质条件; 工程地质问题; 扎拉水电站

中图法分类号:TV223.3

文献标志码:A

DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.06.002

文章编号:1006-0081(2024)06-0008-08

0  引  言

西藏的青藏高原东南部有怒江、雅鲁藏布江、澜沧江等大型河流,水力资源丰富,是中国重要的水电能源基地。该区域内新构造运动强烈,形成高山深谷地貌,分布粗巨粒土深厚覆盖层,活动断裂规模大且活动性强,岩体卸荷强烈,岩层普遍发生倾倒变形,这些独特且复杂的地质条件给水电工程建设带来了巨大挑战。雅鲁藏布江大拐弯是中国地震烈度最高的地区之一,关于其断裂活动性的研究已取得初步成果。韦志远等[1]采用等量替代法对雅鲁藏布江大古水电站的泥石流堆积粗巨粒土进行了室内试验,据此提出了土的物理力学性质参数,并进行地基、边坡稳定性分析。周洪福、吴关叶、黄润秋等[2-4]采用数值法对澜沧江苗尾、黄登水电站的反向坡倾倒机理进行了模拟,采用解析法进行了边坡稳定性分析。上述研究成果为解决青藏高原东南部水电站关键地质问题奠定了一定基础,但对断裂活动性及活动强度鉴定、深部断裂地质特性及围岩稳定性评价确定缺少有效手段,采用传统试验方法不能准确获取粗巨粒土的力学参数,且对顺向坡倾倒机理研究较少,因此还需要对这些现象与问题进行系统且深入的分析与论证。

西藏扎拉水电站工程区地质条件复杂,表现在地貌、地层、构造等多方面。区内高山耸立,峡谷深切,地形陡峭,冲沟发育,地形变化显著。地层、岩体种类多,河谷两侧分布有洪积、冲积等多种成因的粗巨粒土,岩层普遍发生强烈的卸荷倾倒。区域构造活动强烈,发育4条区域性断裂,其中闹中断裂为第四纪活动断裂,工程难以绕避。面临复杂而特殊的地形地质条件及高寒高海拔的环境,水电站建设施工和运营安全均具有较大地质风险。本研究通过勘察,查明了扎拉水电站工程区基本地质条件,重点研究了超大规模复杂地质结构的活动断裂、复杂成因的深厚弱胶结卵漂石、顺向坡与反向坡岩体卸荷倾倒变形等引起的围岩、边坡、坝基稳定等主要工程地质问题及其危害性,为工程建设的顺利开展奠定了坚实基础。

1  工程概况及基本地质条件

扎拉水电站规划坝址位于左贡县碧土乡扎郎村,厂址位于察隅县察瓦龙乡珠拉村。水库正常蓄水位2 815.00 m,校核洪水位2 816.25 m,总库容914万m3。主要建筑物由混凝土重力坝、鱼道、引水隧洞、调压室、地面厂房等组成。大坝最大坝高70 m,电站总装机容量1 015 MW,多年平均发电量39.46亿kW·h,为Ⅱ等大(2)型工程。该工程为西藏已建在建的首个百万千瓦装机的水电站,在西藏自治区水电建设史上具有重要意义。

1.1  地形地貌

水电站布置在“几”字形回头河湾段,引水隧洞横穿河湾地块,如图1所示。河湾地块山体横向宽4.7~9.5 km,分水岭山脊高程3 218~4 917 m,地形坡度30°~50°。发育闹中沟,沟头高程3 413 m,走向总体自北东至南西,沟长约4.9 km,沟底一般宽100~300 m,中段分布东西向宽约500 m的缓坡平台(拉仲村),两侧沟坡坡度20°~35°。

河湾内河流河道纵向长60 km左右,河水位从上游2 815 m降至下游2 100 m,平均比降11.8‰。库坝区河流自北北西流向南南东、南东,厂址区河流流向北北西。两岸断续发育有Ⅱ、Ⅲ级阶地,拔河高度分别为40~75 m、80~115 m,横向宽分别为25~180 m、30~100 m。Ⅰ级阶地零星分布于库尾右岸,拔河高度25~40 m,横向宽5~15 m。

1.2  地层岩性

工程区分布地层主要为石炭系上统(C2)、二叠

系下统纳错群第一段(P1nc1)、三叠系中统忙怀组(T2m)、三叠系上统瓦浦组(T3wp)和不同成因的第四系覆盖层,局部有花岗闪长岩、辉长辉绿岩等岩浆岩侵入。基岩地层普遍遭受不同程度的变质作用,以砂质板岩、钙质板岩、变质流纹斑岩为主,其次为大理岩、结晶灰岩,局部夹碳质板岩、变质砂岩。第四系有多种成因类型,河流河床漫滩为全新统冲积层(Q4al)漂(块)石,阶地为更新统冲积层(Qpal)卵漂石,大型冲沟沟底或沟口为洪积层(Qpl)卵漂石土。

各类岩石根据坚硬程度由软到硬依次为碳质板岩、钙质板岩、砂质板岩、结晶灰岩、大理岩、变质砂岩、变质流纹斑岩。其中,微新状态的钙质板岩岩石饱和抗压强度平均值17.2 MPa,属较软岩;砂质板岩48.2 MPa,结晶灰岩59.9 MPa,属中硬岩;大理岩82.2 MPa,变质砂岩101.7 MPa,变质流纹斑岩180.1 MPa,属坚硬岩。

1.3  地质构造

甲郎倒转背斜是区内主要的褶皱构造,背斜轴线走向近南北,东翼倒转,西翼正常,地层为P1nc1板岩夹变质砂岩、结晶灰岩等,岩层(板理)走向北西至北北西,倾向南西至南南西,倾角一般60°~70°。

区内断裂构造发育,闹中断裂(F1-6)、坡郎断裂(F1-2)等是主要断裂,规模大。引水隧洞穿过的区域性断裂中,闹中断裂(F1-6)走向北北东至北东、倾角近直立,坡郎断裂(F1-2)走向北西至北西西、倾向北东、倾角70°~82°。此外,区内还发育27条规模较大的断层,断层走向主要呈南东至南东东,断面倾向北东或南南西、倾角多大于60°;破碎带宽度一般为1~16 m,较宽者可达20~35 m,主要由角砾岩、碎裂岩组成。

1.4  水文地质

按赋存介质,地下水可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水3个类型。孔隙水主要赋存于河流两岸阶地、冲沟等覆盖层中,受大气降水或冰雪融水补给,雨季一般水量较丰。裂隙水主要赋存在除碳酸盐岩以外的板岩、砂岩、变质流纹斑岩等岩体中,水量小。T2m大理岩溶缝、溶沟、溶孔较发育,大理岩与下部板岩接触带处有溶洞发育,库尾上游有泉水涌出,流量约2~5 m3/s。T3wp结晶灰岩、大理岩岩溶化程度微弱。

闹中沟下游沟底有3处低温泉水,水温21~35 ℃。温泉出露于闹中断裂与坡郎断裂交汇处及T3wp结晶灰岩区,其矿化度明显高于附近地表水和地下水,分析温泉与断裂活动性或结晶灰岩深部地热有关。

1.5  卸荷与倾倒

工程区位于青藏高原东部和三江并流地区西部,第四纪以来,伴随着青藏高原的快速隆起抬升,河谷深切,形成高山峡谷地貌,谷坡高差达1 200 m。河流发育多级阶地,阶地级差大,表明晚更新世以来地壳快速隆升与河谷强烈下切,岸坡岩体应力调整卸荷与重力作用强烈。区内河流河谷走向与岩层走向基本一致,总体上以纵向谷为主,主要分布板岩类、大理岩、结晶灰岩、砂岩等层状岩石,普遍发育倾倒现象。

根据倾倒岩体与正常岩体分界面形态特征,倾倒边坡分3种地质模式:①  倾倒弯曲型,倾倒岩体与正常岩体界面弯曲,为底弯面(图2),底弯面上有裂纹,未完全折断;② 倾倒折断型,倾倒岩体与正常岩体界面折断,为底断面(图3);③ 倾倒弯折型,倾倒岩体与正常岩体界面部分弯曲、部分折断,为底弯面+底断面。

按岩体结构和变形破坏类型的差异,将倾倒边坡自外向内分为3个工程地质区:①  散体坠覆区(C区),极强倾倒变形,散体结构,部分呈碎裂结构,多在重力作用下已发生错动、坠覆;② 碎裂拉张区(B区),强倾倒变形,碎裂结构,表现为层内及层间拉张;③ 层状弯曲区(A区),基本保持原始岩体的层状结构,岩层以弯曲变形为主。除此以外,各区岩体在产状、风化、波速、透水性、力学性质等方面也有明显不同。

河谷顺向坡倾倒的初始启动条件是在河谷岸坡的成坡过程中,河谷快速下切,边坡产生卸荷回弹变形,然后在自身重力条件下,薄层板梁一方面向临空面弯曲变形,同时板理面、板理(或岩层面、层理)也产生剪切滑移变形,主要经历卸荷变形、倾倒变形、倾倒发展、倾倒加剧等4个阶段。逆向坡倾倒变形机制与顺向坡基本一致但略有差别,逆向坡倾倒的启动力是卸荷回弹和重力的共同作用,而后均在重力作用下加剧了其倾倒变形程度和岩体结构变化,可分为卸荷倾倒变形、倾倒发展和倾倒加剧等3个阶段。

2  水库区主要工程地质问题

2.1  水库坍岸问题

河流两岸发育Ⅱ、Ⅲ级基座阶地,阶地前缘岸坡地形变化较大,部分坡段坡角大。阶地物质为卵漂石,局部夹粉土,结构中密-密实,抗冲刷能力较弱,易发生坍岸。

通过实测得到阶地岸坡地形断面31条,并分别对原河道最高洪水位至平水位之间岸坡、原河道最高洪水位以上岸坡的平均坡角进行了统计[8]。根据统计成果并结合经验进行类比,确定岸坡稳定坡角,见表1。

采用作图法进行坍岸预测(典型剖面见图4),水库两岸坍岸岸线长合计1 224.9 m,占两岸岸线总长的15.8%,最终坍岸平均宽度一般为20.2~64.2 m,最宽处73.0 m,多年平均流量回水位以上坍岸面积5.8万m2。

2.2  倾倒岸坡稳定问题

水库岸坡上分布较连续、厚度较大且具一定规模的倾倒体有QD02、QD03、QD04等3处,涉及岸线长合计545 m,体积分别为267万m3、10万m3、1.2万m3。其中,倾倒边坡QD02距坝址最近为690 m,且规模最大,属大型潜在不稳定岸坡。

倾倒体顺河向纵长190~321 m,横向宽201~302 m,垂直厚度10~70 m,面积约8.32万m2,体积约267万m3。基岩主要为砂质板岩,坡脚临河水边出露正常基岩板理倾角68°~70°,板理走向与河流基本一致,属纵向谷;正常板岩板理倾坡外,属顺向坡,见图5。根据平洞揭示情况,倾倒岸坡属倾倒弯折型,下部倾倒岩体水平深度61.5 m,中部水平深度93 m,自坡表向内分为C,B,A共3个区。

经计算分析,倾倒岸坡整体处于稳定状态,不会发生沿底弯(断)面和B/A区界面滑移,岸坡下部C区散体坠覆岩体在水库蓄水后不稳定,岸坡下部B区局部碎裂拉张岩体在蓄水+地震工况下不稳定。倾倒岸坡不稳定区段体积15万~20万m3,采用潘家铮法进行预测,产生的涌浪以独立式波浪为主,落水点最大涌浪高4.2 m,传至坝址浪高2.1 m,较坝顶高程低2.9 m,不会出现涌浪过坝危害。

2.3  固体径流问题

水库固体径流来源主要为坍岸和坡面、河水洪流携带的物质。坍岸物质主要为卵漂石、板岩倾倒岩体崩滑碎块石等,据估算,坍岸总方量约90万m3,其中正常蓄水位以上方量约60万m3。

水库固体径流来源途径较多且频繁,具有一定的来源量,易造成水库淤积,而水库库容较小,固体径流对工程有一定影响。

3  坝址区主要工程地质问题

3.1  左岸近坝卵漂石岸坡稳定问题

坝址左岸坝前岸坡主要由阶地堆积卵漂石组成,下伏基岩为砂质板岩。岸坡长361 m,坡顶为Ⅲ级阶地台面,横向宽80~100 m,高程2 862~2 870 m;坡脚临河床,河水位2 765~2 768 m。岸坡坡高100 m左右,总体坡角多45°~65°,但下部坡角相对较小,一般不超过35°,见图6。

卵漂石结构密实,以泥质弱胶结为主,充填少量砂和粉黏粒。根据现场颗粒分析试验成果,粒径大于350 mm的漂石含量9.2%,粒径200~350 mm的漂石含量17.2%,粒径20~200 mm的卵石含量42.7%,粒径2~20 mm的砾石含量13.6%,粒径0.075~2 mm的砂含量平均值14.6%,粒径小于0.075 mm的粉黏粒含量2.8%。

对卵漂石,其中含较多超大粒径的大漂石,且具弱胶结性,受现有试验设备及方法所限,无法进行现场原位剪切试验和采取原状样进行室内试验;即使采取扰动样重塑后进行试验,重塑后样品不具有原始颗粒级配和胶结结构,试验结果不准确[5]。基于卵漂石岸坡不同部位的稳定坡角调查,结合稳定性反演计算,经综合分析,提出工程区卵漂石抗剪强度为天然条件下黏聚力40~50 kPa、内摩擦角36°~38°,饱水条件下黏聚力10~20 kPa、内摩擦角34°~36°。

稳定性计算结果表明:天然工况下,坝址左岸近坝卵漂石岸坡稳定性系数0.963,不稳定,滑动范围为高程2 834~2870 m的边坡上部;其余工况边坡稳定性系数0.860~1.048,库水位消落时稳定性系数最小,且均小于设计安全系数,失稳范围扩大到边坡高程2 780~2 890 m整体,应进行防护。

3.2  右岸坝肩倾倒边坡稳定问题

右岸坝肩山体脊顶高程3 194~3 435 m,Ⅱ级阶地以上斜坡地形坡度35°~50°,岩体普遍倾倒。倾倒边坡岩石为钙质板岩、砂质板岩,岩层层序保持较好,板理面倾向南西(倾坡内),与正常岩体倾向相同。正常岩体板理面倾向南西西、倾角60°~80°。根据平洞揭示情况,倾倒边坡属倾倒弯曲型,自坡表向内分为C,A两个区,未发现B区岩体。其中,散体坠覆C区水平深度11.0~25.6 m,厚度5~15 m;层状弯曲A区水平深度62.0~84.7 m,厚度25~40 m。

经计算分析,在各种模式和工况下,右岸坝肩倾倒边坡整体处于稳定状态,地震工况下稳定性系数有较明显降低,坡脚覆盖层全部清除后对其稳定性影响较小,倾倒体(A区+ C区)不会沿底弯面滑移。对散体坠覆区(C区)岩体,天然工况下处于稳定状态,坡脚覆盖层全部清除后对其稳定性影响也较小,但地震工况下欠稳定,C区散体坠覆岩体可能会沿C/A区界面滑塌,对大坝安全不利,建议采取处理措施。同时,因该倾倒边坡规模较大,形成机制复杂,建议布置观测工作[6]。

3.3  坝基抗滑稳定问题

根据钻孔、平洞揭露和地质测绘资料,坝址岩体中缓倾角裂隙占裂隙总数的14%~37%,裂隙较

发育,如图7所示。裂隙面呈闭合-微张状态,以平直粗糙为主,弱风化带岩体裂隙面多风化蚀变,微新岩体裂隙面无充填或局部附钙质薄膜,属硬性结构面。

根据倾向不同,缓倾角裂隙有3组:①  倾向320°~360°、倾角10°~30°;② 近水平裂隙,倾角0°~10°;③ 倾向140°~180°、倾角10°~30°。可能出现3种主要滑动模式(图8)。根据坝址平洞内裂隙统计结果,①~③组裂隙的缓倾角裂隙连通率值分别取25%、40%、30%。根据现场原位试验成果,缓倾角裂隙抗剪断强度取摩擦系数f′为0.55~0.60,黏聚力c′为0.05~0.10 MPa。

3.4  坝基防渗问题

坝址左岸阶地平台下伏覆盖层深槽(图9),其中阶面外侧缘钻孔ZK128揭示覆盖层深槽槽底基岩面高程2 775.5 m,坝顶高程2 820 m以下覆盖层厚度44.5 m,其中,上部卵漂石厚26.2 m,中部粉土质砂厚15.5 m,下部卵漂石厚2.8 m。钻孔ZK128揭示钻探期间地下水位为2 780.69 m,卵漂石、粉土质砂均具中等透水性。根据设计方案,为减少开挖,左坝肩上部利用部分卵漂石挡水,需进行防渗处理。

坝基岩石为砂质板岩,中硬岩。左岸非溢流坝段建基面以下透水率小于3 Lu的基岩顶板埋深一般为15~30 m,透水率小于5 Lu的基岩顶板埋深一般为10~15 m。河床溢流坝段建基面以下透水率小于3 Lu基岩顶板埋深约12 m。右岸非溢流坝段建基面以下透水率小于3 Lu的基岩顶板埋深一般为5~20 m,透水率小于5 Lu的基岩顶板埋深一般为5~15 m。两岸阶地后缘基岩透水率偏大、相对不透水基岩顶板埋深较大,建议两岸防渗帷幕的封闭端适当加长、加深。

4  引水发电系统区主要工程地质问题

4.1  闹中活动断裂对引水隧洞的影响问题

闹中断裂(F1-6)横穿工程区,坝址和厂址分别位于断裂东西两侧,引水隧洞无法避让。断裂线性延伸长度约51 km。

通过对河流阶地、青古隆村附近槽谷内冰碛物等的测龄,建立了晚第四纪地层与地貌的时间标尺。岩迫村附近断裂错断河流多级阶地,在觉拉场点可见台地右旋错断,碧土乡东场点可见山脊、水系同步右旋错断,碧土乡和盐井乡山间垭口可见断层错断冰碛物形成明显陡坎,断裂垂向断错量与水平断错量相比较小,闹中断裂为以右旋走滑为主的全新世(Q4)活动断裂。

在碧土乡东北侧垭口附近冲沟部位,调查得到闹中断裂单次地震错断量约为1.7 m。基于2017~2021年GNSS速度场结果、区内有GPS观察以来的监测数据、地震地质调查获得的活动速率,参考新建4个GNSS连续测站的初步观测数据,结合国内外对断层蠕滑速率的相关研究成果,分析闹中断裂蠕滑速率约为0.12~0.43 mm/a,可作为引水隧洞抗断设计参考依据[7]。

引水隧洞穿过处,闹中断裂走向为北北东至北东、倾角近直立,破碎带宽度达305 m。破碎带由碎裂片状岩和碎裂岩组成,其中碎裂片状岩(图10)原岩为板岩,位于断裂破碎带靠东盘,宽约260 m;碎裂岩(图11)原岩为大理岩,位于断裂破碎带靠西盘,宽约45 m。断裂东盘为P1nc1-4板岩,西盘为T2m4变质流纹斑岩。根据在地表开挖探坑处的原位试验成果,提出闹中断裂破碎带力学性质参数建议值,见表2。

断裂破碎带完整性差,岩性软弱,属Ⅴ类围岩,极不稳定,应加强支护、衬砌。对断裂涌(突)水(泥),应及时处理。

4.2  引水隧洞及调压室围岩稳定问题

引水隧洞包括主洞、支洞、岔管,合计长6 902 m,进、出口地面高程分别为2 824 m、2 163 m,沿线地面最高点高程3 295 m。其中,埋深大于300 m的洞段合计长3 121 m,占隧洞长的45.2%,最大埋深719 m,位于竖井处;上平段最小埋深120 m左右,位于线路中部闹中沟一带;河湾地块分水岭处地面高程3 295 m,埋深约510 m。围岩主要由P1nc1砂质板岩、变质砂岩、钙质板岩、T2m4变质流纹斑岩和T3wp结晶灰岩、大理岩、钙质板岩组成,岩层(或板理)倾向为南西西或北东至北东东,倾角50°~75°,岩层(或板理)走向与隧洞轴线交角50°~80°,

隧洞沿线断裂构造发育,洞身穿过区域性闹中断裂(F1-6)、坡郎断裂(F1-2)和其他如F114、F115、F132、F133等规模相对较小的断层,围岩稳定性差。根据现行技术标准进行工程地质分类,Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ类围岩长度分别为1 853 m,1 454 m,489 m,2 464 m,642 m,各占隧洞长的26.8%,21.1%,7.1%,35.7%,9.3%。

调压室处地层由大理岩组成,弱风化状,岩层倾向70°~85°、倾角30°~40°,未见明显溶蚀现象。岩体裂隙发育,裂面多平直、粗糙,主要发育两组裂隙,分别为横向裂隙和纵向裂隙,均为陡倾角,两组裂隙近正交(约80°)。如图12所示,平洞揭示J1~J7等7条层间剪切带,带内物质为角砾岩,泥质胶结,密实,宽1~10 cm,其中J6,J7两条层间剪切带会延伸至调压室。钻探揭露层间剪切带15条,其中,JM1为层间剪切密集带,竖直厚度21 m,其余层间剪切带宽度0.5~1.7 m,层间剪切带岩心主要物质为碎屑夹泥。

对于调压室顶拱,层面、裂隙面组合切割形成立方块体,层面为顶切面,横向裂隙、纵向裂隙为侧切面,顶拱为临空面,在重力、施工振动等作用下易发生坠落,属Ⅳ类围岩,不稳定。JM1层间剪切密集带,岩性软弱,结构破碎,属Ⅴ类围岩,极不稳定。对于调压室边墙,上游边墙的层间剪切带倾向山体内,对边墙稳定的不利影响较小。下游边墙层间剪切带与边墙倾向一致,且为软弱结构面,对围岩稳定起控制作用。层间剪切带、裂隙面组合切割形成楔形块体,层间剪切带为滑动面,横向裂隙为侧切面,纵向裂隙为拉裂面,易发生滑塌。

4.3  厂房后倾倒边坡稳定问题

地面厂房位于河流右岸漫滩和Ⅱ级阶地,漫滩滩面高程2 124~2 128 m,拔河高度7~11 m。漫滩后为Ⅱ级阶地,平台宽70~170 m,高程2 150~2 166 m,拔河高度40~50 m。阶地后缘与山体相接,山体边坡坡顶高程2 965~3 115 m,坡高800~950 m;坡面总体呈陡-缓-陡的地形,高程2 550 m以上坡角40°~70°,高程2 550~2 285 m地形稍缓,坡角25°~35°,高程2 285 m以下坡角35°~55°,局部为陡崖。

边坡大多出露基岩,为上硬下软结构,上部为T3wp4结晶灰岩、大理岩,下部为T3wp3钙质板岩,二者地形上呈陡缓接触,接触处高程2 534~2 695 m。根据平洞揭示情况,倾倒边坡属倾倒弯曲型,自坡表向内分为C,B,A共3个区。其中,散体坠覆C区水平深度10 m左右,分布于边坡下部;碎裂拉张B区水平深度37.0~70.8 m,分布于整个坡体;层状弯曲A区水平深度78~186 m。

经计算分析,在天然和暴雨工况下,边坡均处于稳定状态。在地震工况下,边坡下部C区岩体、中上部B区岩体和上部A区坡表张开裂隙发育岩体安全储备稍显不足。这些区段岩体风化卸荷作用强烈,结构破碎,在地震作用下可能会发生局部块体崩塌。根据岩块崩落模拟计算成果,崩塌滚落的岩块可能运动至厂房位置,需采取拦挡措施,确保厂房安全运行[8]。

5  结  论

扎拉水电站地处青藏高原东构造结,地质条件复杂,存在工程地质问题及风险,严重影响工程设计、施工、运营安全。

(1) 水库区主要存在阶地卵漂石岸坡坍岸、倾倒岸坡稳定问题,且固体径流来源途径较多、来源量较大,也会对水库造成一定程度的淤积影响。

(2) 坝址区主要存在近坝卵漂石岸坡稳定、右坝肩倾倒边坡稳定和坝基抗滑稳定问题,左岸阶地平台下分布有覆盖层深槽,需要进行防渗处理。

(3) 引水发电系统区域存在闹中活动断裂对引水隧洞的影响、引水隧洞及调压室围岩稳定、厂房后倾倒边坡稳定问题。

应妥善处理上述主要工程地质问题,且在施工期应做好超前地质预报工作,及时有效把控各种地质风险。

参考文献:

[1]  韦志远,孙兴伟,张德强,等.西藏 DG 水电站鱼道工程地质勘察及方案比选[J].水电与新能源,2019,33(12):21-24,65.

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(编辑:高小雲)

Study on main engineering geological problems of Xizang Zhala Hydropower Station

ZHAO Min1,2,HUANG Zhenwei1,2,LIANG Juntao3,MA Yi3,XIONG Yukang1,2

(1.Changjiang Geotechnical Engineering Co.,Ltd.,Wuhan 430010,China;

2.Changjiang Survey,Planning,Design and Research Co.,Ltd.,Wuhan 430010,China;

3. Xizang Datang Zhala Hydropower Development Co.,Ltd.,Changdu 854000,China)

Abstract:

Xizang Zhala Hydropower Station is located in the eastern tectonic junction of the Qinghai-Xizang Plateau,the geological conditions are extremely complex. In order to analyze the geological risks of construction and operation of the project,through engineering geological investigation,the basic geological conditions of the project area were identified,and the main engineering geological problems and their impacts were demonstrated. The results showed that the geological problems were as follows: ① reservoir bank collapse,toppling slope and solid runoff problems; ② stability of toppling slope of dam abutment at dam site,boulder bank slope near dam pebble,anti-slide and seepage control problem of dam foundation; ③ influence of active fracture,surrounding rock stability problem of diversion tunnel and surge chamber,and stability problem of dumping slope behind powerhouse in diversion and power generation system. Moreover,corresponding measures had been proposed to address the above issues. The research results can provide a technical support for engineering construction.

Key words:

active fault; toppling slope; boulder; complex geological condition; engineering geological problem; Zhala Hydropower Station

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