陳俊武(畢節(jié)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州畢節(jié)551700)

魚洞電站發(fā)電引水線路工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

陳俊武
(畢節(jié)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州畢節(jié)551700)

1　工程概況

魚洞電站工程區(qū)位于中國(guó)二級(jí)梯形地帶的貴州高原西北部，總體地勢(shì)為西高東低;其中測(cè)繪區(qū)域內(nèi)地勢(shì)由南西、南東和北西3個(gè)方向共同向北東方向傾斜;最高山峰為鍋底塘梁子，海撥高程1 793.0 m，最低點(diǎn)為二寺坡的大河邊，海撥高程610.0 m左右，高差達(dá)1 183 m。區(qū)域內(nèi)地形以中山地形為主，地形高差起伏較大，許多地方為懸崖峭壁，河谷深切，呈山高谷深之態(tài)。

魚洞電站發(fā)電引水線路布置在層臺(tái)河曾家埡口排洪隧洞左岸，從排洪隧洞內(nèi)擋水低壩左側(cè)進(jìn)行取水，其主要由無(wú)壓引水隧洞、引水明渠、壓力前池和壓力鋼管等4部分組成。在本次設(shè)計(jì)工作中，該電站的發(fā)電引水線路設(shè)計(jì)了2個(gè)方案，其中推薦方案的無(wú)壓引水隧洞長(zhǎng)50 m，引水明渠長(zhǎng)1 200 m，壓力前池位于引水明渠末端，壓力鋼管線長(zhǎng)約743 m;比較方案的無(wú)壓引水隧洞長(zhǎng)50 m，引水明渠長(zhǎng)1 500 m，壓力前池位于引水明渠末端，壓力鋼管線長(zhǎng)約570 m。

2　工程地質(zhì)條件

2.1無(wú)壓引水隧洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

無(wú)壓引水隧洞位于排洪隧洞左岸，洞身距排洪隧洞左壁為2 m，所在山坡地形陡峭，為懸崖峭壁。長(zhǎng)50 m的洞身處于三疊系下統(tǒng)茅草鋪組第三段(T1m3)地層中，其巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件以及節(jié)理和巖石產(chǎn)狀同擋水建筑物工程場(chǎng)地內(nèi)的一樣。隧洞出口段的坡面上基巖裸露，未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造穿越無(wú)壓引水隧洞線。整個(gè)隧洞巖石呈弱至微風(fēng)化狀，巖石節(jié)理和層面裂隙發(fā)育，巖石完整性一般，按照巖體質(zhì)量分類，圍巖分類為Ⅲ類;按圍巖穩(wěn)定性，其堅(jiān)固系數(shù)f建議取6～8，垂直山巖壓力系數(shù)取0.0～0.17，巖石單位抗力系數(shù)K0取10 MPa/cm。整個(gè)無(wú)壓引水隧洞線埋深全大于60 m，長(zhǎng)度較短，所在位置的工程地質(zhì)條件較好，成洞地質(zhì)條件具備，對(duì)無(wú)壓引水隧洞壁應(yīng)采取防滲處理。2.2引水明渠工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

引水明渠主要是利用原左支渠的灌溉渠道全面改造后進(jìn)行引水發(fā)電，左支渠的灌溉渠道位于曾家埡口到馬鬃嶺之間的山坡中上部，渠道坡降比較小。其中下廠址的壓力前池位于引水明渠(1 +200 m)處，上廠址的壓力前池位于引水明渠(1 +500 m)處。發(fā)電引水線路的引水明渠(0 +050～0 +490 m)處于三疊系下統(tǒng)茅草鋪組第三段(T1m3)和第四段(T1m4)地層中，第三段巖性為深灰、灰色中厚層夾薄層微至細(xì)晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r;偶夾泥質(zhì)灰?guī)r及含泥質(zhì)白云巖;第四段的巖性為灰、淺灰色厚層夾薄層含泥質(zhì)及鈣質(zhì)白云巖，夾白云質(zhì)灰?guī)r。引水明渠(0 +490～1 +485 m)處于三疊系中統(tǒng)松子坎組(T2s)地層中，巖性分上下兩段，下段為暗灰、黃灰色厚層至中厚層細(xì)粒含鈣質(zhì)白云巖，夾角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，底部為厚0.1～4.6 m“綠豆巖”;上段為灰、灰黑、灰綠、紫紅色頁(yè)巖、含鈣質(zhì)及白云質(zhì)頁(yè)巖與含鈣質(zhì)泥質(zhì)白云巖及含泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r互層。引水明渠(1 + 485～1 + 500 m)處于三疊系中統(tǒng)獅子山組下段(T2sh1)地層中，巖性為黃灰、灰色薄至中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r;下部常夾泥質(zhì)灰?guī)r、(溶塌)角礫巖及鈣質(zhì)頁(yè)巖。

整個(gè)引水明渠所利用的灌溉渠道的左側(cè)壁為自然邊坡，基本上基巖裸露;右側(cè)為渠道側(cè)墻砌體，由石灰泥漿砌塊石組成，渠道側(cè)墻高度一般為1.5～2 m;渠道內(nèi)有厚0.5 m的沖積物，為粘土含碎石，主要由渠道修建時(shí)鋪墊的防滲土體、洪水期間水流所攜帶土體以及渠道左側(cè)自然邊坡上第四系殘坡積層掉到渠道內(nèi)的土體顆粒等組成。整個(gè)引水明渠所利用的灌溉渠道左側(cè)裸露巖石大部呈強(qiáng)風(fēng)化狀，但灰?guī)r出露的地段巖石則呈弱風(fēng)化狀，強(qiáng)風(fēng)化層厚3 m，下部弱風(fēng)化層厚15 m;巖石產(chǎn)狀為走向N15°～20°E，傾向NW，傾角51°，巖石中裂隙發(fā)育。引水明渠所利用的灌溉渠道線上無(wú)破壞性地質(zhì)構(gòu)造和不良物理地質(zhì)現(xiàn)象;地下水埋深較大，不會(huì)對(duì)引水明渠工程有影響。

整個(gè)引水明渠工程地質(zhì)條件較好。明渠修建時(shí)，渠道側(cè)墻地基持力層都可以用強(qiáng)風(fēng)化層基巖。在渠道基礎(chǔ)的基坑開挖過(guò)程中，局部地段會(huì)出現(xiàn)較高邊坡，建議在出現(xiàn)高邊坡位置采用適當(dāng)放坡方式進(jìn)行開挖。由于引水明渠的地下水位較低，整個(gè)引水明渠需采取防滲處理。

2.3壓力前池和壓力鋼管工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

(1)上廠址壓力前池和壓力鋼管線工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

上廠址壓力前池所在位置地形比較平坦，為山坡的平緩臺(tái)地，坡度很緩。壓力鋼管線所經(jīng)山坡的總體坡度為35°。上廠址壓力前池和壓力鋼管線(0 +000～0 +130 m)出露地層為三疊系中統(tǒng)獅子山組下段(T2sh1)，巖性為黃灰、灰色薄至中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r;下部常夾泥質(zhì)灰?guī)r、(溶塌)角礫巖及鈣質(zhì)頁(yè)巖。壓力鋼管線(0 + 130～0 + 220 m)出露地層為三疊系中統(tǒng)獅子山組上段(T2sh2)，巖性為灰、灰黃色泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及泥灰?guī)r。壓力鋼管線(0 +220～0 +235 m)出露地層為三疊系上統(tǒng)二橋組下段(T3e1)，巖性為黃灰、黑色粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾薄層砂巖及炭質(zhì)頁(yè)巖。壓力鋼管線(0 +235～0 +527 m)出露地層為三疊系上統(tǒng)二橋組上段(T3e2)，巖性為灰白、灰黃色厚層中細(xì)粒石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖，夾泥頁(yè)巖;砂巖中含黃鐵礦包裹體及鐵質(zhì)結(jié)核。壓力前池下部山坡上存在第四系殘坡積層，成分為可塑狀粘土含少量碎石，厚2 m左右;往下至山坡中部基本上基巖裸露，第四系殘坡積層較薄或不存在;從山坡中部到壓力鋼管線尾部(即廠房位置)為垮塌堆積形成的第四系殘坡積層，成分為塊石含大量碎石和極少量粘土顆粒，厚10～20 m。上廠址壓力前池和壓力鋼管線位置的裸露巖石大部呈強(qiáng)風(fēng)化狀，但灰?guī)r出露的地段巖石則呈弱風(fēng)化狀，強(qiáng)風(fēng)化層厚3 m，下部弱風(fēng)化層厚15 m;巖石產(chǎn)狀為走向N20° E，傾向NW，傾角51°，巖石中裂隙發(fā)育。上廠址壓力前池和壓力鋼管線位置無(wú)破壞性地質(zhì)構(gòu)造和嚴(yán)重不良物理地質(zhì)現(xiàn)象;地下水埋深較大，不會(huì)對(duì)上廠址壓力前池和壓力鋼管線工程有影響。

整個(gè)上廠址壓力前池和壓力鋼管線的工程地質(zhì)條件較差，所在山坡為順向坡，基巖穩(wěn)定性較差，特別是壓力鋼管線(0 + 290～0 + 527 m)段的垮塌堆積體較厚。其中，上廠址壓力前池基礎(chǔ)和壓力鋼管線(0 + 000～0 + 290 m)段的支墩基礎(chǔ)可建在基巖上;壓力鋼管線(0 +290～0 +527 m)段的支墩基礎(chǔ)只可建在垮塌堆積體上。

(2)下廠址壓力前池和壓力鋼管線工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

此方案一般作為推薦項(xiàng)目使用，下廠址壓力前池所在位置地形也比較平坦，也為山坡的平緩臺(tái)地，坡度也很緩。壓力鋼管線所經(jīng)山坡的總體坡度為25°，靠近發(fā)電廠房位置為高6～10 m的巖石陡坎。下廠址壓力前池和壓力鋼管線出露地層為三疊系中統(tǒng)松子坎組上段(T2s2)，巖性為灰、灰黑、灰綠、紫紅色頁(yè)巖、含鈣質(zhì)及白云質(zhì)頁(yè)巖與含鈣質(zhì)泥質(zhì)白云巖及含泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r互層。壓力前池和靠近發(fā)電廠房位置的陡坎基巖裸露，僅局部存在較薄的第四系殘坡積層;下廠址壓力前池和壓力鋼管線其他地段的山坡上都存在第四系殘坡積層，成分為可塑狀粘土含少量碎石，厚3～4 m左右。下廠址壓力前池和壓力鋼管線位置的裸露巖石大部呈強(qiáng)風(fēng)化狀，但含泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r出露的地段巖石則呈弱風(fēng)化狀，強(qiáng)風(fēng)化層厚3 m左右，下部弱風(fēng)化層厚15 m;巖石產(chǎn)狀為走向N20°E，傾向NW，傾角51°，巖石中裂隙發(fā)育。下廠址壓力前池和壓力鋼管線位置無(wú)破壞性地質(zhì)構(gòu)造和嚴(yán)重不良物理地質(zhì)現(xiàn)象;地下水埋深較大，不會(huì)對(duì)下廠址壓力前池和壓力鋼管線工程有影響。

整個(gè)下廠址壓力前池和壓力鋼管線的工程地質(zhì)條件較好，所在山坡為橫向坡，基巖穩(wěn)定，下廠址壓力前池基礎(chǔ)和壓力鋼管線的支墩基礎(chǔ)可建在基巖上。

3　結(jié)語(yǔ)

魚洞電站屬小型工程，電站建成后，將提高電網(wǎng)末端供電質(zhì)量及可靠性。豐水期充分利用水能資源發(fā)季節(jié)性電能，供應(yīng)區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)及生活用電，以節(jié)省煤耗和油耗，富余電能通過(guò)區(qū)內(nèi)己建成的電力網(wǎng)絡(luò)送向國(guó)家電網(wǎng);枯水期水源不足，發(fā)電量減少，可由電網(wǎng)維持必要的正常供電。該工程條件較優(yōu)越，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性良好，天然材料儲(chǔ)量豐富，且不存在淹沒(méi)，不涉及人口拆遷，工程占地小，對(duì)于當(dāng)?shù)丶夹g(shù)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著一定的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn):

［1］周慧蓉．圍灘水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)［J］．山西水利，2014(3) : 25_26

［2］李新善，馬軍衛(wèi)．龍泉水庫(kù)引水線路及庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)［J］．科學(xué)之友，2012(1) : 147_148．

［3］王剛．大洼溝水庫(kù)引水線路及庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)［J］．科學(xué)之友旬刊，2012(2) : 142_143．

責(zé)任編輯吳昊

作者簡(jiǎn)介:陳俊武(1974－)，男，高級(jí)工程師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)研究工作。

收稿日期:2015－10－13