簡介
冶勒水電站是四川(chuan)南(nan)椏河流域(yu)開發的龍(long)頭水庫電站,大(da)(da)壩高(gao)124.5米(mi),采(cai)用當今世界最為(wei)先(xian)進的瀝青混凝(ning)土心墻(qiang)技術,解決了高(gao)寒多雨、壩基為(wei)深厚覆蓋層、地質條件極為(wei)復雜條件下的世界性筑(zhu)壩難題,是亞洲(zhou)同類型(xing)壩中(zhong)已建成的最高(gao)大(da)(da)壩,也是當今世界海拔(ba)(ba)最高(gao)的瀝青混凝(ning)土心墻(qiang)堆石(shi)壩(平均海拔(ba)(ba)2700米(mi))。冶勒水電站安裝2臺(tai)12萬千瓦(wa)水輪發電機組,總裝機容(rong)量24萬千瓦(wa)。
冶勒(le)水電(dian)站的(de)(de)大壩和廠(chang)房分別位(wei)于涼山州(zhou)冕(mian)寧縣(xian)和雅安市石棉縣(xian)境內,總(zong)裝(zhuang)機容量24萬千瓦,于2001年(nian)4月開工,該電(dian)站具有三個特點:一是“導流、泄洪(hong)、放空”三洞合一的(de)(de)“泄流洞室”復雜(za)結構(gou);二是其大壩為(wei)(wei)瀝青混(hun)凝土心墻堆石壩,高(gao)124.5米(mi),是亞洲同類型(xing)大壩中已建成的(de)(de)最高(gao)大壩;三是電(dian)站調(diao)節庫容為(wei)(wei)2.76億立方米(mi),除了可(ke)以將(jiang)豐水期的(de)(de)水蓄到(dao)枯水期發(fa)電(dian)使用,還可(ke)將(jiang)頭年(nian)蓄積的(de)(de)豐沛雨水留(liu)到(dao)來年(nian)發(fa)電(dian)。
水輪機組
冶勒(le)水(shui)電站總裝機(ji)2×120MW,機(ji)組為6噴(pen)嘴立軸(zhou)沖擊式(shi),設計(ji)最(zui)大水(shui)頭為644.8米(mi)(mi),額(e)定水(shui)頭為580米(mi)(mi),額(e)定轉速375r/min,轉輪最(zui)大直徑(jing)3.346米(mi)(mi),節圓直徑(jing)2.6米(mi)(mi),21個水(shui)斗。發電機(ji)為懸(xuan)吊式(shi)結(jie)(jie)構形式(shi),推力軸(zhou)承(cheng)采用(yong)全剛性支撐(cheng)結(jie)(jie)構。
冶勒水(shui)電(dian)站是我(wo)國(guo)第(di)一(yi)次(ci)引(yin)(yin)進六噴嘴(zui)水(shui)斗沖擊(ji)式(shi)水(shui)輪發電(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu),也(ye)是在亞(ya)洲地區第(di)一(yi)次(ci)安裝(zhuang)六噴嘴(zui)的(de)沖擊(ji)式(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu),水(shui)電(dian)站平均水(shui)頭(tou)(tou)高(gao)達597m,最高(gao)水(shui)頭(tou)(tou)高(gao)達644.8m,壓力(li)引(yin)(yin)水(shui)鋼管長達數(shu)千米(mi),而且坡(po)度大(da),管壁變化范圍大(da),水(shui)輪發電(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)全套從(cong)法國(guo)ALSTOM公司引(yin)(yin)進,無論是機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)本身或是機(ji)(ji)電(dian)安裝(zhuang)工(gong)程,都(dou)具有(you)技術(shu)上的(de)領先(xian)性、創新性。通過對(dui)高(gao)水(shui)頭(tou)(tou)、大(da)容(rong)量、多噴嘴(zui)沖擊(ji)式(shi)水(shui)輪發電(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)安裝(zhuang)調試關鍵技術(shu)的(de)研究和總結(jie)會(hui)給以(yi)后(hou)同(tong)類型機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)的(de)選(xuan)用和安裝(zhuang)調試提(ti)供可借鑒的(de)經驗。
壩基勘察研究
壩(ba)(ba)址(zhi)(zhi)位(wei)于(yu)新生代斷(duan)陷盆地(di)(di)邊緣的(de)峽谷河(he)(he)段上,距安寧河(he)(he)東、西(xi)支斷(duan)裂分別為4km、2km。壩(ba)(ba)址(zhi)(zhi)左岸為晉寧期石(shi)英閃長巖(yan)(yan),節理裂隙發育,巖(yan)(yan)體卸(xie)荷(he)強烈(lie),卸(xie)荷(he)水(shui)平深度(du)(du)(du)60~80m。河(he)(he)床及(ji)右岸由第(di)(di)四系中、上更(geng)新統(tong)冰水(shui)河(he)(he)湖相(xiang)沉積層(ceng)(ceng)組(zu)成,鉆(zhan)探揭(jie)示其(qi)最大(da)厚(hou)度(du)(du)(du)大(da)于(yu)420m,河(he)(he)床下部殘留厚(hou)度(du)(du)(du)160m,自下而上分為5大(da)巖(yan)(yan)組(zu);第(di)(di)一巖(yan)(yan)組(zu),弱膠(jiao)(jiao)結卵礫(li)石(shi)層(ceng)(ceng)(Q22);第(di)(di)二巖(yan)(yan)組(zu),塊碎石(shi)土夾(jia)硬(ying)質(zhi)(zhi)(zhi)粘性(xing)土(Q13);第(di)(di)三(san)巖(yan)(yan)組(zu),弱膠(jiao)(jiao)結卵礫(li)石(shi)層(ceng)(ceng)與(yu)粉(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)壤(rang)土互層(ceng)(ceng)(Q2-13);第(di)(di)四巖(yan)(yan)組(zu),弱膠(jiao)(jiao)結卵礫(li)石(shi)層(ceng)(ceng)(Q2-23);第(di)(di)五巖(yan)(yan)組(zu),粉(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)壤(rang)土夾(jia)炭化植物(wu)碎屑層(ceng)(ceng)(Q2-33)。該套巨厚(hou)冰水(shui)河(he)(he)湖相(xiang)沉積層(ceng)(ceng)各巖(yan)(yan)組(zu)巖(yan)(yan)相(xiang)和(he)(he)厚(hou)度(du)(du)(du)變(bian)化較大(da)、層(ceng)(ceng)次較多,物(wu)理力學特性(xing)各異,含水(shui)、透(tou)水(shui)程度(du)(du)(du)不(bu)均(jun)一,并(bing)有多層(ceng)(ceng)承壓水(shui)分布。壩(ba)(ba)址(zhi)(zhi)工程地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)、水(shui)文地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)條(tiao)件(jian)復(fu)雜。為此,對其(qi)筑(zhu)壩(ba)(ba)建庫(ku)工程地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)條(tiao)件(jian)進行了(le)長期而大(da)量的(de)地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)勘察(cha)和(he)(he)深入細致(zhi)的(de)研究工作(zuo)。
勘察過程回顧
冶勒水電(dian)站(zhan)的勘(kan)(kan)測(ce)設計工作(zuo),是(shi)在氣(qi)候(hou)嚴寒、潮濕多雨(yu)和交通(tong)運輸極其(qi)艱(jian)苦的環(huan)境下,成勘(kan)(kan)院通(tong)過精心(xin)勘(kan)(kan)測(ce)、精心(xin)設計和組織管理而完成的。若從開發研究(jiu)階段算起,歷經壩址選(xuan)擇、初步設計,到初設審查及咨(zi)詢調研后的補(bu)充地勘(kan)(kan)試驗工作(zuo),則前期勘(kan)(kan)察時間基(ji)本連續達(da)8年之久(jiu)。
本(ben)工(gong)(gong)程勘(kan)測設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)可追溯(su)到70年代初,1971~1972年間對(dui)兩岔河(he)壩(ba)址曾(ceng)開(kai)(kai)(kai)展(zhan)了規劃(hua)選點(dian)地(di)勘(kan)工(gong)(gong)作(zuo),1972年提交“匯報材料(liao)”后中斷(duan)勘(kan)探(tan)。1985年5月~1986年8月,隨著南椏河(he)規劃(hua)的(de)起(qi)動(dong),對(dui)本(ben)工(gong)(gong)程進(jin)行(xing)了開(kai)(kai)(kai)發(fa)研(yan)究(jiu)階段的(de)勘(kan)測設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),重(zhong)點(dian)對(dui)兩岔河(he)壩(ba)址建(jian)壩(ba)條件和水(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)滲漏問題做(zuo)了進(jin)一步的(de)地(di)質勘(kan)探(tan)與論(lun)證,于1986年底完成了“四(si)川省(sheng)南椏河(he)冶(ye)(ye)勒(le)水(shui)(shui)(shui)電站開(kai)(kai)(kai)發(fa)研(yan)究(jiu)報告”。1987年1月,原水(shui)(shui)(shui)利水(shui)(shui)(shui)電規劃(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)總院(yuan)在(zai)北京(jing)對(dui)開(kai)(kai)(kai)發(fa)研(yan)究(jiu)報告進(jin)行(xing)了審查,會議肯定了冶(ye)(ye)勒(le)水(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)作(zuo)為(wei)龍(long)頭水(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)的(de)必(bi)要(yao)性,并要(yao)求(qiu)加快開(kai)(kai)(kai)發(fa)進(jin)度,決(jue)定不(bu)經過(guo)可行(xing)性研(yan)究(jiu)直接開(kai)(kai)(kai)展(zhan)本(ben)工(gong)(gong)程的(de)初步設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)。據(ju)此,成勘(kan)院(yuan)首次(ci)向總院(yuan)簽訂(ding)了初步設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)作(zuo)項目承包協(xie)議書(shu),為(wei)加快冶(ye)(ye)勒(le)初步設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和南椏河(he)梯級規劃(hua),隨即修(xiu)建(jian)了勘(kan)測公(gong)路和設(she)置水(shui)(shui)(shui)文(wen)站觀測收集水(shui)(shui)(shui)文(wen)氣象資料(liao)。
1987年7月(yue)~1988年12月(yue),圍(wei)繞壩(ba)址比(bi)較(jiao)與選擇,在多次組(zu)織有關專(zhuan)業深(shen)入(ru)現場查勘(kan)的(de)基礎上,先后(hou)對兩(liang)岔河(he)上、下(xia)壩(ba)址和(he)三岔河(he)壩(ba)址全面(mian)開展了(le)地質勘(kan)探試驗和(he)相(xiang)(xiang)應的(de)設(she)(she)計(ji)工作,得出了(le)下(xia)壩(ba)址的(de)地質條件優(you)于上壩(ba)址的(de)初(chu)步結(jie)論(lun);于1988年底提交了(le)“四(si)川(chuan)省南椏河(he)冶勒水電站壩(ba)址選擇專(zhuan)題報告(gao)”。1989年4月(yue)在北京,由原水利水電規(gui)劃設(she)(she)計(ji)總院主持召開了(le)選壩(ba)技術討論(lun)會,會議著(zhu)重研(yan)究了(le)3個壩(ba)址的(de)比(bi)較(jiao),初(chu)步同意成勘(kan)院推薦的(de)下(xia)壩(ba)址;并要(yao)求繼續查明作為壩(ba)基防滲依托(tuo)的(de)第二巖組(zu)塊碎石(shi)土夾硬質粘性土相(xiang)(xiang)對隔水層(ceng)的(de)分布范圍(wei)、厚度(du)、性狀和(he)滲透(tou)變形穩定情況,研(yan)究在高地震烈(lie)度(du)區深(shen)厚覆蓋層(ceng)上建高土石(shi)壩(ba)的(de)壩(ba)型(xing)及基礎防滲處理措施等問題。
在(zai)(zai)初步明(ming)確壩(ba)(ba)址(zhi)、壩(ba)(ba)型(xing)的(de)基礎上(shang),根據選壩(ba)(ba)技術討(tao)論會精(jing)神,1989年(nian)(nian)4月(yue)~1991年(nian)(nian)1月(yue),重點對選定的(de)下(xia)壩(ba)(ba)址(zhi)各樞紐建筑物軸線、壩(ba)(ba)基巖土物理力學參(can)數,以及筑壩(ba)(ba)材(cai)料和水(shui)庫滲漏等(deng),繼續深(shen)入地開展了地質勘探與試(shi)驗研究,于1991年(nian)(nian)6月(yue)完成了“四川(chuan)省(sheng)南椏河冶勒水(shui)電(dian)站(zhan)初步設(she)計報告(gao)”。至(zhi)此,經(jing)各階段(duan)大(da)量(liang)的(de)地質勘測(ce)、試(shi)驗工(gong)作,壩(ba)(ba)址(zhi)主(zhu)(zhu)要工(gong)程地質問題(ti)已查明(ming),達(da)到了初步設(she)計的(de)工(gong)作深(shen)度和要求。1991年(nian)(nian)9月(yue)在(zai)(zai)成都,經(jing)原水(shui)利水(shui)電(dian)規劃設(she)計總(zong)院會同四川(chuan)省(sheng)建委、計經(jing)委審查通(tong)過“初步設(she)計報告(gao)”,并于1992年(nian)(nian)10月(yue)和1995年(nian)(nian)8月(yue)由中國(guo)國(guo)際工(gong)程咨(zi)詢(xun)公(gong)司主(zhu)(zhu)持,分(fen)別進行(xing)了咨(zi)詢(xun)調研與評估。
鑒于壩(ba)址(zhi)工程(cheng)地質、水文地質條件的復雜性(xing),根據(ju)初設審查和咨詢調(diao)研提(ti)出的意(yi)見與(yu)建議,1992年以來對壩(ba)址(zhi)地震危險性(xing)分析、壩(ba)基各巖組物理(li)力(li)學參數與(yu)滲(shen)透變形指標、地下水動態(tai)特(te)征等,又(you)進行了(le)全面復核和補充勘(kan)察論(lun)證;并在大壩(ba)右(you)岸開展了(le)100m深(shen)混凝土(tu)防滲(shen)墻和100m深(shen)帷幕(mu)灌漿的現場試驗,為本(ben)工程(cheng)的立(li)項、建設,奠定了(le)可靠基礎(chu)。
勘(kan)察方法與研究(jiu)內容(rong)
冶(ye)勒(le)電站壩址主要工程地質(zhi)(zhi)問題是對(dui)深厚覆蓋層壩基滲漏、滲透變(bian)形穩(wen)定研(yan)究,以(yi)及對(dui)地基不均一沉降變(bian)形和粉質(zhi)(zhi)壤土(tu)抗振動液化的評價。為(wei)此,在前期勘察工作中采(cai)用多種勘測、試驗方法進(jin)行了系統的論證(zheng):
3.1 工程地質測繪
利用溝谷(gu)露頭剖面測(ce)(ce)制詳細地(di)層(ceng)柱狀圖,采(cai)集(ji)炭化植物(wu)碎(sui)屑、鈣(gai)質(zhi)膠結物(wu)進行(xing)(xing)14C法、TL法年齡測(ce)(ce)試,根據巖性組合(he)(he)、沉積韻律和(he)(he)含水、透(tou)水特征,再(zai)結合(he)(he)深孔鉆探(tan)取芯(xin)資料,確定地(di)層(ceng)層(ceng)序和(he)(he)時(shi)代,建立水文工程(cheng)地(di)質(zhi)巖組;開展壩區1∶2000綜合(he)(he)工程(cheng)地(di)質(zhi)測(ce)(ce)繪,對壩址左右岸或(huo)下(xia)游滲流出逸部位(wei),以及(ji)可能滲漏進出口地(di)段,進行(xing)(xing)了重點調查和(he)(he)研究。
3.2 物探
勘(kan)察初期階(jie)段,在庫壩區大(da)范圍內進(jin)行(xing)了(le)地震勘(kan)探(tan)和(he)電法勘(kan)探(tan),以探(tan)查覆蓋層(ceng)厚度、結構(gou)、地下水位、基巖頂板埋深與起伏狀態等(deng),亦為防滲線(xian)勘(kan)探(tan)布(bu)置(zhi)提供了(le)信息(xi)。
3.3 勘探
根據(ju)壩(ba)址地形(xing)地質特(te)點(dian),結合樞(shu)紐建筑物布置和防滲(shen)需要,勘(kan)探手段以(yi)(yi)(yi)鉆(zhan)(zhan)探為主,輔以(yi)(yi)(yi)井(jing)探、洞探。勘(kan)探范(fan)圍自壩(ba)軸線向上、下游延伸各1.5~1.8km,沿防滲(shen)線長約1.3~1.5km;鉆(zhan)(zhan)孔深(shen)(shen)度(du)以(yi)(yi)(yi)深(shen)(shen)孔為主,深(shen)(shen)孔(200~250m)與淺孔(80~150m)相結合,最深(shen)(shen)達420m。為獲取深(shen)(shen)厚覆蓋層(ceng)原狀樣(yang)巖芯(xin),鉆(zhan)(zhan)進(jin)工藝普遍采用了成勘(kan)院(yuan)研制的(de)(de)SM沖洗(xi)液金(jin)剛(gang)石鉆(zhan)(zhan)進(jin)與取樣(yang)新技術。通過93個鉆(zhan)(zhan)孔計6887m的(de)(de)鉆(zhan)(zhan)探和物探綜合測井(jing),查明了各含水或透(tou)水巖組與相對隔水巖組的(de)(de)埋深(shen)(shen)、厚度(du)、巖性(xing)巖相變化和空間分布范(fan)圍,以(yi)(yi)(yi)及(ji)深(shen)(shen)部承壓水和淺層(ceng)承壓水的(de)(de)水頭、水量和埋藏條件。
3.4 水文地質試(shi)驗
進(jin)行(xing)鉆(zhan)孔(kong)抽、注水(shui)試(shi)驗(yan)或承壓水(shui)揚(yang)水(shui)試(shi)驗(yan)和試(shi)坑滲(shen)(shen)透(tou)(tou)試(shi)驗(yan),以及(ji)室內滲(shen)(shen)透(tou)(tou)試(shi)驗(yan),獲取了各(ge)巖(yan)(yan)組(zu)水(shui)文(wen)地質(zhi)(zhi)參數(shu),為(wei)(wei)(wei)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)性分級和防滲(shen)(shen)設計提(ti)供(gong)了依據。138段(組(zu))水(shui)文(wen)地質(zhi)(zhi)測試(shi)成果表明:第(di)一、三(san)、四巖(yan)(yan)組(zu)弱膠結卵礫石(shi)層(ceng)(ceng)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)系數(shu)K=6.6×10-3~1.58×10-4cm/s,屬(shu)弱透(tou)(tou)水(shui)巖(yan)(yan)組(zu);第(di)三(san)、五巖(yan)(yan)組(zu)之(zhi)粉質(zhi)(zhi)壤(rang)土K=2.3×10-5~1.4×10-6cm/s,為(wei)(wei)(wei)微(wei)透(tou)(tou)水(shui)層(ceng)(ceng);第(di)二巖(yan)(yan)組(zu)塊碎石(shi)土夾硬質(zhi)(zhi)粘(zhan)性土為(wei)(wei)(wei)壩基防滲(shen)(shen)的(de)相對隔水(shui)層(ceng)(ceng),K=3.51×10-5~5.6×10-9cm/s,屬(shu)微(wei)~極微(wei)透(tou)(tou)水(shui)巖(yan)(yan)組(zu)。
3.5 滲透變形試(shi)驗(yan)
開展現場(室內)滲(shen)(shen)透變形(xing)試(shi)(shi)驗(yan)和反(fan)(fan)濾試(shi)(shi)驗(yan),獲取各巖組(zu)(zu)(zu)水平向與垂直(zhi)向的抗(kang)滲(shen)(shen)坡(po)降(jiang)(jiang)值,以合理(li)選擇(ze)滲(shen)(shen)控參(can)數(shu)和確定壩(ba)(ba)基防(fang)滲(shen)(shen)形(xing)式與范(fan)圍。19組(zu)(zu)(zu)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)均反(fan)(fan)映出壩(ba)(ba)基各巖組(zu)(zu)(zu)具(ju)有較(jiao)高的抗(kang)滲(shen)(shen)強度特點。第二巖組(zu)(zu)(zu)塊(kuai)碎石(shi)(shi)(shi)土(tu)結(jie)(jie)構(gou)緊密(mi),臨界(jie)坡(po)降(jiang)(jiang)ic=3.81~5.94,破壞坡(po)降(jiang)(jiang)if>11.11,約(yue)高出一般塊(kuai)碎石(shi)(shi)(shi)土(tu)的4~5倍;第三巖組(zu)(zu)(zu)之粉(fen)質壤(rang)土(tu)呈超(chao)固結(jie)(jie)狀態(tai),ic=7.1,if=12.2(平行層面(mian));第三、四巖組(zu)(zu)(zu)弱膠結(jie)(jie)卵礫石(shi)(shi)(shi)層,ic=1.1~2.1,if=5.7~10.0以上(平行層面(mian)),當采用土(tu)工布作反(fan)(fan)濾時,坡(po)降(jiang)(jiang)值大為提高(ic=1.94~4.45),為未(wei)加反(fan)(fan)濾時的1.76倍以上,而滲(shen)(shen)透系數(shu)K降(jiang)(jiang)低為9.35×10-5cm/s。
3.6 土體物理力學性能試驗
針對壩(ba)址區巨厚冰水河湖相沉積層在(zai)堆積過程中經歷(li)了較(jiao)長時(shi)間(約6.0~3.2萬年)不同程度(du)(du)的(de)泥鈣質(zhi)膠結和(he)(he)(he)(he)超固結壓(ya)(ya)密(mi)(最大(da)先期固結壓(ya)(ya)力(li)(li)達(da)4.5~6.0MPa)作用的(de)特(te)點,為研究其工程地(di)(di)質(zhi)特(te)性(xing)、獲(huo)取物理力(li)(li)學參數,分別(bie)利用地(di)(di)表露頭點、豎井、平洞和(he)(he)(he)(he)鉆孔(kong),開(kai)展現場(chang)密(mi)度(du)(du)、載(zai)荷(he)、剪力(li)(li)、旁壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗和(he)(he)(he)(he)動力(li)(li)特(te)性(xing)試(shi)(shi)驗。大(da)量(liang)試(shi)(shi)驗成(cheng)果表明,壩(ba)基各巖(yan)(yan)(yan)組(zu)具有密(mi)度(du)(du)大(da)、壓(ya)(ya)縮性(xing)低、承(cheng)載(zai)力(li)(li)和(he)(he)(he)(he)強(qiang)度(du)(du)均(jun)高的(de)特(te)點。第(di)二(er)巖(yan)(yan)(yan)組(zu)塊碎石土(tu)(tu)(tu)的(de)干密(mi)度(du)(du)ρd=2.24g/cm3,現場(chang)載(zai)荷(he)試(shi)(shi)驗比例界限荷(he)載(zai)Pkp=1.4MPa,變形模量(liang)Eo=44.3MPa(已(yi)(yi)卸荷(he)),飽和(he)(he)(he)(he)固結快(kuai)剪φ=39.52°,C=0.14MPa;第(di)二(er)巖(yan)(yan)(yan)組(zu)的(de)硬質(zhi)粘土(tu)(tu)(tu)和(he)(he)(he)(he)第(di)三巖(yan)(yan)(yan)組(zu)粉質(zhi)壤(rang)土(tu)(tu)(tu),ρd=1.78~1.88g/cm3,Pkp=0.8~1.1MPa,E0=44~68MPa(已(yi)(yi)卸荷(he))。飽和(he)(he)(he)(he)固結快(kuai)剪φ=33.27°~35.94°,C=0.125~0.21MPa;第(di)三、四巖(yan)(yan)(yan)組(zu)弱膠結卵礫石層,Pkp=1.4~3.6MPa以上,E0=133.58~253.4MPa,天然固結快(kuai)剪φ=41.98°~42.96°,C=0.22~0.35MPa。
3.7 水同位素測試
采集不同(tong)含(han)(han)水(shui)(shui)(shui)(shui)介質的地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)與(yu)地(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui),進(jin)行(xing)水(shui)(shui)(shui)(shui)化(hua)學分析和同(tong)位素(氘、氚、18O)測定,從水(shui)(shui)(shui)(shui)化(hua)學場研究(jiu)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)與(yu)地(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)的補徑排關系(xi)。據208組水(shui)(shui)(shui)(shui)同(tong)位素測定結果,庫壩區地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)的同(tong)位素組成存在明(ming)顯的差異,特別是埋藏于第一巖組弱膠結卵礫石層深部承壓水(shui)(shui)(shui)(shui)δD、δ18O值(zhi)最低(di),其氚含(han)(han)量(≤5.0Tu)與(yu)河水(shui)(shui)(shui)(shui)氚含(han)(han)量(22.31~29.39Tu)相差甚大,表(biao)(biao)明(ming)該承壓水(shui)(shui)(shui)(shui)補給的源遠流長(chang),徑流緩(huan)慢,排泄不暢,水(shui)(shui)(shui)(shui)交替較弱,為(wei)50年(nian)代以前進(jin)入地(di)下的“古水(shui)(shui)(shui)(shui)”。
3.8 地下(xia)水動態觀測(ce)
利用鉆孔進行地下水(shui)動(dong)態長期觀測(ce)(ce),同時設(she)置(zhi)河(he)床水(shui)文(wen)斷面開展水(shui)文(wen)測(ce)(ce)驗,從動(dong)態與(yu)均衡研(yan)究地下水(shui)與(yu)河(he)水(shui)補(bu)排(pai)關系。據地下水(shui)長期觀測(ce)(ce)結果,深部(bu)承(cheng)壓水(shui)測(ce)(ce)壓水(shui)位(wei)一般保持在2570~2572m高程,承(cheng)壓水(shui)通過鉆孔往(wang)上噴射(she),高出壩址河(he)水(shui)位(wei)28~30m,且(qie)動(dong)態穩定(ding)。
3.9 電模(mo)擬試(shi)驗(yan)
根據已(yi)獲取(qu)的(de)水(shui)文地質參(can)數,結合(he)樞紐(niu)布(bu)置(zhi)進行三維電阻網絡滲(shen)流試驗(yan),研究筑壩建庫前后的(de)滲(shen)流場,求解了(le)不(bu)同邊界條件下(xia)的(de)滲(shen)流量,給出了(le)滲(shen)控工(gong)程(cheng)措施建議,為大壩防滲(shen)方案的(de)確定(ding)提(ti)供(gong)了(le)依據。
工程地質評價
通過上述工作,對冶勒(le)深(shen)厚覆蓋層壩基工程地質問題作如下評價:
(1)河床壩(ba)基及其(qi)右岸由(you)第(di)四(si)系中、上更(geng)新統(tong)卵礫石(shi)(shi)層、粉質(zhi)壤土和(he)塊(kuai)碎石(shi)(shi)土層組成的五大巖組,在較(jiao)長(chang)地質(zhi)歷史時期(qi)里經歷了不同程度的泥(ni)鈣質(zhi)膠結(jie)和(he)超固壓密過程,結(jie)構密實,透水性較(jiao)弱,抗(kang)滲穩定性較(jiao)好,力學強度和(he)變形指標較(jiao)高(gao),對高(gao)土石(shi)(shi)壩(ba)有較(jiao)好的適應性。
(2)壩基河床下部埋深(shen)18~24m以下的(de)第(di)二巖(yan)組(zu)(zu)(zu)塊碎石土(tu)夾硬質粘性土(tu),厚31~46m,具有較好的(de)隔(ge)(ge)水(shui)與抗滲性能,向上、下游延(yan)伸長度均可達1.3~1.5km,往右(you)岸壩肩延(yan)展寬度約600m逐(zhu)漸減薄為上覆第(di)三(san)巖(yan)組(zu)(zu)(zu)Ⅲd粉質壤(rang)土(tu)層(ceng)替代,共同組(zu)(zu)(zu)成較完整的(de)相對隔(ge)(ge)水(shui)層(ceng)。因此第(di)二巖(yan)組(zu)(zu)(zu)可以作(zuo)為壩基防滲工程的(de)基礎。
(3)壩基深部的第一巖(yan)(yan)組卵礫(li)石承(cheng)壓(ya)含水(shui)(shui)層,呈泥鈣(gai)質(zhi)膠結狀態(tai),透水(shui)(shui)性較弱(ruo),承(cheng)壓(ya)水(shui)(shui)徑(jing)流緩(huan)慢,排泄不(bu)暢,含水(shui)(shui)層封閉(bi)條件較好(hao),筑(zhu)壩建庫無防滲(shen)措(cuo)施時,沿第一巖(yan)(yan)組的滲(shen)漏量不(bu)大,僅(jin)0.285~0.298m3/s,可不(bu)進行(xing)防滲(shen)處理(li)。水(shui)(shui)庫蓄水(shui)(shui)后(hou)雖然壩下(xia)游第一巖(yan)(yan)組的承(cheng)壓(ya)水(shui)(shui)頭將(jiang)有所增高,滲(shen)透壓(ya)力較大,但不(bu)易(yi)擊穿上覆隔水(shui)(shui)、抗滲(shen)性能較好(hao)的第二巖(yan)(yan)組而影(ying)響壩基穩定。
(4)壩基(ji)(ji)粉(fen)質(zhi)壤土夾炭(tan)化植物碎屑層,沉積(ji)時(shi)代為Q23,沉積(ji)過程(cheng)中曾受到高達4.5~6.0MPa的先期固結(jie)(jie)壓力作用,呈(cheng)超固結(jie)(jie)壓密(mi)狀態,結(jie)(jie)構密(mi)實,動、靜強度(du)指標和(he)(he)標準貫入擊(ji)數均高,經評判(pan)和(he)(he)動剪應力對比法計算(suan),在9°地震(zhen)設防烈(lie)度(du)或地面最大水平加速度(du)為0.322g與0.273g情況下,壩基(ji)(ji)不同(tong)深度(du)飽和(he)(he)狀態的粉(fen)質(zhi)壤土均不會(hui)發生液化破壞而(er)影響壩體穩定(ding)。
(5)壩基及(ji)右(you)岸(an)壩肩分布的泥鈣質膠結卵礫石層(ceng)和(he)粉(fen)質壤土,天(tian)然狀態(tai)下具有較高的抗(kang)滲強度、易?鹽含量低;且庫壩區地(di)下水(shui)(shui)和(he)地(di)表水(shui)(shui)均屬弱堿性(xing)低礦化(hua)度碳酸鹽類水(shui)(shui)體,不(bu)具侵蝕(shi)性(xing)。預(yu)測筑壩建(jian)庫后水(shui)(shui)質和(he)?解性(xing)不(bu)會發生重大改變,沿(yan)第二(er)、三、四巖組內部及(ji)其接觸面(mian)產生管(guan)道式的機(ji)械、化(hua)學管(guan)涌的可(ke)能性(xing)極小。
右岸壩(ba)(ba)肩2650m高程至河床壩(ba)(ba)基下(xia)部深18~24m范圍內(nei)的(de)第三、四(si)巖組中,地下(xia)水位(wei)較(jiao)低,建(jian)壩(ba)(ba)后是壩(ba)(ba)基及繞壩(ba)(ba)滲漏的(de)主要(yao)途徑(約占總滲流(liu)量0.95~0.957m3/s的(de)70左(zuo)右),需(xu)進行防滲工程處理。左(zuo)岸壩(ba)(ba)肩石英閃長巖卸(xie)荷巖體(ti)采取(qu)帷幕灌漿處理也(ye)是十分必要(yao)的(de)