水井水电站地质条件与地质问题探析(2)

　　3 主要工程地质问题

　　3.1 右岸坝肩受泥石流威胁

　　推荐的坝址右岸紧靠下马田冲沟上游侧沟口，下马田冲沟主沟总长约 3.6km,沟心总体坡度达14°，总汇水面积约 3.2km2.该泥石流冲沟的形成区、流通区、堆积体边界清晰，为一典型的哑铃状泥石流冲沟形态。见图 2.

　　基岩为松桂组的砂岩夹页岩地层，冲沟内岸坡上基岩裸露，植被较少，岩体风化程度深，沟蚀作用强烈，松散破碎岩体形成了该泥石流冲沟的物源。沟口主要堆积松散的碎块石夹少量漂石，且岩块表面干净无泥浆残留，因此判断其属稀性泥石流。另从其主沟及支沟的侵蚀速度以及沟口扇形堆积的萎缩特征判断该泥石流冲沟应处于衰退期。分析认为诱发该冲沟泥石流频发的主因是大气降雨的持续时间和雨量，当其遭受充分的前期降雨或单点暴雨作用时，该冲沟就会发生泥石流。现场调查该冲沟每年雨季均有泥石流发生，虽规模不大，但因推荐坝址右坝肩距离冲沟沟口较近，故其活动性仍对大坝的安全存在威胁，应引起足够重视，做好泥石流冲沟的排导防护设计以及坝体的安全防护设计工作。

　　3.2 坝基渗透变形及绕坝渗漏问题

　　坝址区出露的地层为松桂组砂岩、页岩以及第四系冲洪积松散堆积物，其中河床覆盖层总厚度 4 ~ 7m.河床覆盖层可分为①砂质粉土层，砾石含量约 10%,砂含量约 25%,细粒含量约65%,呈稍密状态，层厚 1 ~ 4m;②混合土碎石层，块石含量 20%,碎石含量 50%,粉土含量30%,呈稍密~中密状态，层厚 2 ~ 5m;③混合土卵石层，漂石含量 22.1%,卵石含量 36.7%,砾石含量 22.9%,砂含量 16.3%,细粒含量 2.0%,该层呈中密~密实状态，层厚 2 ~ 8m.坝基主要坐落于混合土卵石层上，其物理力学参数可以满足承载变形及坝坡稳定的要求，但颗分试验表明，该层的不均匀系数 Cu=833.3,粒径级配的颗粒含量存在小于 3% 的平缓段，粗细颗粒的区分粒径为1.1mm,细粒含量为 17%,因此判定坝基覆盖层存在管涌的可能。坝址覆盖层为强透水层，初步计算坝基可能的渗漏量在 5000m3/d ~ 10000m3/d 左右，因此需要对覆盖层坝基进行妥善的防渗处理，坝基以及坝体两侧防渗范围均需延伸至岸坡基岩内。

　　3.3 引水渠道岸坡稳定问题

　　引水渠道桩号 1+128 ~ 1+965m 段，岸坡基岩裸露，坡度 40°~ 70°，表部为弱风化的砂岩、页岩。岩层产状 N48°W,SW ∠ 62°，主要发育两组节理：① N35°~ 60°W,SW（NE） ∠ 45°~70 ° 间 距 10 ~ 50cm, ② N40 °~ 60 °E,NW ∠ 45°~ 80°，间距 50 ~ 80cm.采用赤平投影分析，见图 3,可知层理与节理相互组合形成缓倾坡外的楔形体，致使该段边坡的自然稳定性较低，易发生岸坡变形现象。其中桩号1+830 ~ 1+850m、桩号 1+920m 附近分布有两处崩塌堆积体，均是受上述节理组合切割作用影响。

　　引水渠道桩号2+450~2+576m段，岸坡基岩裸露，坡度30°~40°，岸坡表部为强风化的砂岩、页岩，岩层产状 N60°~ 80° W,NE ∠ 70°~ 88°。发育两组节理：① N30° E,SE ∠ 35°；② N40°~60°W,SW（NE）∠55°~ 75°，间距10~50cm.赤平投影分析，图 4 表明由于上述节理组的不利组合，在边坡开挖时可能局部形成不稳定块体。通过以上分析可知，渠道在以上段落施工开挖时，可能诱发基岩边坡的变形失稳，威胁施工安全，同时危及渠道高处、低处居民的生命财产安全。

　　3.4 引水隧洞围岩稳定问题

　　隧洞揭露围岩主要为上三叠系松桂组（T3sn）、中窝组 （T3z） 地层，根据现场调查，隧洞段松桂组岩性主要表现为薄~互层状的石英砂岩、页岩，约占洞段长度的 66.5% 左右，该组中发育的页岩岩体强度低，且存在遇水软化的特性，隧洞在穿越这类地层时自稳能力差。隧洞段中窝组岩性主要为的泥灰岩、泥质灰岩、灰岩，约占洞段长度的 33.5% 左右，该组中灰岩中的泥质成分较高，岩体强度偏低。且隧洞段区域性的断裂、褶皱发育，地层产状变化较大，岩体内节理裂隙发育，岩体破碎，隧洞围岩的完整性差。其中断层F95、F95-1断层破碎带宽度分别约为 50 ~ 100m、10 ~ 20m,两者的破碎带组成物质一致，主要为碎裂岩、糜棱岩、构造片状岩、角砾岩，且胶结程度低，因此当隧洞揭露上述断层时隧洞围岩稳定问题极为突出。且两条断层均发育于可溶岩与砂页岩的接触带位置，加之，相应位置的地下水水头较高，因此隧洞开挖遭遇洞内突水、突泥的可能性较大。见图 5.

　　结合五郎河流域其他在建工程的施工经验，隧洞穿越可溶岩地层时产生突水、突泥现象的可能性较大，直接影响隧洞围岩稳定及施工安全。同时隧洞施工降低了地下水水头，造成地表泉水流量减少或干涸，诱发地下水环境问题。因此综合判断引水隧洞围岩类别应以Ⅳ、Ⅴ类岩体为主，占比约在 65%,部分Ⅲ类，占比约 27%,极少Ⅱ类，占比约 8%.

　　4 结语

　　文中总结的该项目的主要工程地质问题可能成为制约工程进度或工程质量安全的重大问题，因此应充分认识到泥石流对大坝的潜在影响，坝基渗透变形以及绕坝渗漏的发育影响程度，准确判断引水明渠开挖可能遭遇的各种施工地质问题，预判引水隧洞施工开挖可能遭遇的各种洞内地质灾害及可能诱发地下水环境等方面的问题。在此基础上采取施工地质超前预测预报措施，提前做好施工预案，以保证工程的顺利实施及运行期的工程质量安全。