景谷县曼转河水库工程勘察的重点和难点问题

景谷县曼转河水库工程勘察的重点和难点问题

杨秀云

云南省红河州水利水电勘察设计研究院，云南 蒙自 661100

摘要：云南省景谷县曼转河水库工程地质勘察采用多种手段对库区、坝址区进行系统研究。查明左岸单薄山梁岸坡稳定问题、左岸f2断层带及滑坡体H5开挖问题、绕坝渗漏处理（主要左岸单薄山梁段渗漏）等主要工程地质问题，提出了符合实际的处理建议。

关键词：单薄山梁；断层及滑坡处理；绕坝渗漏

1、项目概况

（1）工程概述

曼转河水库位于云南省普洱市景谷县威远镇北东侧的曼转河上，距景谷县城约13km。大坝为粘土心墙风化料坝，最大坝高75.5m，坝顶长232.0m，坝顶高程1181.50m，正常蓄水位1178.26m，总库容1830.30万m³，兴利库容1693.3万m³。输水隧洞、导流（泄洪）隧洞及溢洪道均设在坝址左岸的单薄山梁上。

（2）勘察及试验手段

本次勘察工作主要勘察及试验手段包括：各种比例尺工程地质测绘、钻探、物探、山地工程（坑槽探、硐探），标准贯入、圆锤动力触探、压（注）水试验及室内岩土、水样试验等。

2、工程勘察的重点和难点

（1）工程勘察重点

通过物探、钻探、勘探平硐、探坑及探槽等多种勘察手段，为查明水库左岸单薄山梁的各种地质问题提供了基础资料，作用显著、效果良好。在此基础上提出的处理方案得到设计的采纳，工程已正常运行5年。

库区左岸为单薄山梁，上部显单薄，地表多处分布有陡崖、崩塌堆积层及推测断层。为探查其情况，通过物探查明了左岸单薄山梁第四系覆盖层厚度，基岩完整程度、断裂及破碎带情况特征范围及埋藏深度；通过钻探、勘探平硐、探坑及探槽查明了左岸单薄山梁的工程地质及水文地质条件，并验证了物探成果，最终为左岸地质情况分析提供了很好的基础资料。

（2）工程勘察难点

1）左岸单薄山梁岸坡稳定问题：左岸单薄山梁走向130度，其总体地貌形态呈梯形状，顶长180m，宽度4～8m，底长305m，宽度290～315m。山梁岸坡较陡（坡度角35～40度），坡面完整，现处于稳定状态。坡表均被第四系残坡积（Q^eld）含碎块粘土层覆盖，其厚度，库内坡较大6～8m，库外坡较薄1～2m。山梁体基岩由下第三系勐腊群下段（E_2-3mn^l）长石石英砂岩夹泥岩组成，属强弱风化岩体。强风化层厚3～6m，节理裂隙发育，岩石破碎，整体性差，而弱风化岩层逐渐完整，整体相对较好。山梁块段近靠F7断层，尚有次一级的f₂、f₅断层横穿山脊，岩层走向基本与山梁轴线平行，向库内呈32～52度倾斜，使其库外基岩坡属层状反向结构边坡，而靠库内边坡为层状同向缓倾一陡倾结构坡体。

由于受区间F7断层挤压影响以及f₂、f₅断层横穿山梁破坏，在一定程度和深度上，岩体完整性北破坏，尤其在断层带以及断层附近，岩石的破碎加剧使其地段存在渗漏问题，同时在其渗透作用下，易产生破坏变形，导致岸坡失稳，影响山体稳定，需作防渗处理。而在山梁两侧陡立的岸坡上，在一定深度内为松软之碎石土及松散之基岩强风化层，库内蓄水后在水体浸泡以及水位反复升降作用下，其岩（土）体软化，变形，降低抗剪强度，进而使坡体失稳，威胁岸坡稳定，同时由于岩层走向与山脊轴线平行，倾向岸内，造成库内岸坡顺坡倾斜，且倾角基本与坡度角一致，倘若库内蓄水后，水流掏失岸坡坡脚，其间岩层结构面悬空，在重力作用下，易沿层面或其间软弱夹层面产生滑动，也会危及边坡的稳定性。

针对以上情况，设计人员对岸坡稳定问题进行分析，确定大部边坡是稳定的，不会产生深层滑动而影响山体整体稳定，仅在部分地段存在浅层滑动的可能，需作护坡处理。故地质建议水库竣工蓄水后应加强岸坡观测和巡视，若出现异常应进行加固处理。目前水库运行5年，无较大的岸坡坍塌及滑动问题，库岸稳定，对枢纽区的建筑物无影响，与勘察时的结论吻合。

2）左岸f₂断层带及滑坡体H₅开挖问题：滑坡体H₅处于坝址靠左坝肩坝基处，属浅层滑坡（最大滑动深度约3m），大部分滑体物质已滑至中下部堆积，形成滑坡舌，体积约2700m³（30×30×3m），现处于基本稳定状态,由于此滑坡近靠左坝肩段，其滑动面较浅。滑坡体不在大坝的清基范围内，但属大坝清基影响范围内，为坝体的安全起见，坝基清基时将其一并清除。

根据坝址区断层与工程组合分析，利于渗漏的有f₂、f₅两条断层，二者之走向为NE，均切割破坏了左岸山体，造成了上、下游沟通之渗漏通道，加之断带岩石挤压破碎，节理裂隙发育，对渗漏极为有利，在高水头作用下，渗透动水压力加剧，易产生渗透破坏变形。

而影响坝基稳定的主要是f₂断层，其走向与坝轴近于垂交，呈弧形展布，倾角陡，破碎带宽窄不一，其产状及节理裂隙结构面紊乱，倾角陡，有的平行坝轴，倾向上游；有的斜交坝轴，倾向左岸或右岸，沿此结构面也不会产生深层滑动，但其表层松散的构造破碎带，深风化槽等，需加深开挖，做混凝土塞处理，下部未挖出的强卸荷松弛岩体，需采取固结灌浆处理。

设计采纳了地质专业的建议，经挖除断层f₂及基础处理后，地基的承载力满足上部结构沉降变形、抗滑稳定要求。

3）绕坝渗漏处理（主要左岸单薄山梁段渗漏）：左岸岩体主要为强风化～微风化长石石英砂岩夹泥岩，其地形为长条状单薄山梁，有利于坝基和绕坝渗漏。左岸基岩受构造以及风化等因素影响，往左岸深22～67m，往左肩单薄山梁深40～65m为强风化和弱风化中上部岩体之中等透水至较严重透水层，是整个坝基的主要透水地段，也是防渗重点部位。

而左岸f₂、f₅断层，走向为NE，均切割破坏了左岸山体，形成了沟通上、下游的通道，加之断带岩体挤压破碎，节理裂隙发育，对渗漏极为有利。据钻孔注水试验数字显示，其透水性弱至中等（K=4.45E-03-4.52E-04cm/s），库内蓄水后可能由此产生集中渗漏，并造成渗透破坏。

据坝址勘探钻孔地下水位观测，左岸受河流侵蚀切割及断层破坏，在一定长度范围内，三面临空，造成该部位地下水位排泄更畅，故在条状单薄山梁地段地下水位缓降，其标高在1152～1160m间，低与正常蓄水位（1178.26m）18～26m，对渗漏极为有利。

左坝肩单簿山梁段，在正常蓄水位标高1178.26m以下，存在沿强风化及弱风化上部中等透水层（q= 10.4～21.0Lu）、f₂断层和f₅断层的集中渗漏带，根据坝址区钻孔水文地质试验数据，选用卡明斯基公式估算坝基渗漏量、达西公式（潜水型绕渗）估算左岸坝基及绕坝渗漏量。估算左岸总漏失量为61.37万m³，占正常蓄水位库容（1693.3万m³）3.62%，需要进行防渗处理。地质专业建议：在整个左岸一定深度之强至弱风化岩体及f₂、f₅断层破碎带中，均存在库水向外渗漏问题，其渗流途径必经坝址，并坝基和坝肩防渗一起处理。设计专业采纳了地质专业建议，工程运行5年，每年水位都能蓄至正常蓄水位，满足大坝正常运行要求。

经地质测绘、勘探（钻孔、平硐、坑槽）、物探及岩土试验，查明了库区右岸和坝基的工程及水文地质条件，提出坝基清基深度、范围，地质缺陷处理（断层破碎带）、坝基及绕坝渗漏防渗处理建议等。设计专业采纳了地质专业建议，施工阶段对坝基进行了各种检验，作为坝基验收主要依据。

地质专业勘察质量可靠，建议的坝基清基深度、范围合理；防渗处理边界、底界，防渗处理形式合理。

3、结论

景谷县曼转河水库经地质勘察工作查明了存在的主要工程地质问题，评价合理，建议可行，结论可靠，勘察精度满足规范要求，为设计提供了可靠的基础勘察资料，保障了设计方案的合理性，经工程施工开挖揭露情况，地质勘察成果详实可靠，最终也保证了工程的顺利实施，而通过5年的运行检验，工程运行良好，也未发现影响工程运行安全和效益发挥的质量问题。

参考文献：

[1] 红河州水利水电勘察设计研究院，曼转水库工程蓄水安全鉴定地质自检报告，云南蒙自，2006, 32(2):90-92.

[2] 红河州水利水电勘察设计研究院，景谷县曼转河水库初步设计报告，云南蒙自，红河州水利局，2012.

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