思林水电站坝区岩溶水文地质特点及其对工程建设之影响

电力18讯：    摘要：思林水电站坝址区岩溶强烈发育，大坝、地下厂房、导流洞等主要建筑物均遭遇岩溶。岩溶对工程建设带来了诸多不利影响，如岩溶涌水、河水倒灌、围岩稳定等。本文通过对其岩溶发育特征的介绍，便于针对各建筑物特点，采取不同的工程处理措施。


关键词：思林水电站岩溶水文地质工程影响工程处理


前言


思林水电站位于贵州乌江中游河段，距下游的思南县城23km。是一个以发电为主，兼顾航运、防洪和灌溉综合效益的水利枢纽。水库设计正常蓄水位440m，上游接构皮滩水电站厂房尾水，总库容16.54亿m3。最大坝高117m，装机容量1000MW。


经1995年可研论证，思林水电站的原推荐方案枢纽布置为：玉龙山坝线、碾压混凝土重力坝、右岸地下厂房、左岸垂直升船机，施工导流方案为左岸2条导流洞。


该电站坝址区以可溶岩为主，岩溶发育，规模较大，特别是左岸发育多个大规模的岩溶管道系统，为工程建设的主要不利因素之一。本文将对其岩溶水文地质特点及对工程建设的不利影响作简要介绍。


1基本地质条件


1.1地形地貌


坝址位于思林粮站至F4断层间的两扇岩附近。自思林粮站起河流走向由N45°E转至S65°E，至下游4km乌江与龙底江汇合后转向北，形成河间及河湾地块。坝址区河段山体雄厚，除500-525m为乌江宽谷期岩溶台面缓坡地形较开阔外，上下均为45-70°陡坡，基本呈对称“V”型，枯水期河面高程364m左右，水面宽70-120m，水深20-30m，汛期涨幅可达25m，440m高程时谷宽265m。


1.2地层岩性


从上游至下游，涉及的地层主要为二叠系下统至三叠系下统之灰岩和泥页岩，第四系堆积物分布零星。各层简述如下：


二叠系下统（P1）


栖霞、茅口组（P1q、P1m）：为厚、巨厚层灰岩，含燧石结核。


吴家坪组（P2w）：分P2w1、P2w2、P2w3、P2w4、P2w5共5段。其总体为含燧石结核灰岩、硅质岩、硅质灰岩夹泥页岩、炭质页岩、煤层等。其中P2w1夹劣质煤层、P2w3、P2w5泥页岩与硅质岩、硅质灰岩呈互层状。


长兴组（P2c）：深灰色中厚-厚层含燧石结核生物碎屑灰岩。


三叠系下统夜郎组（T1y），分三段：


第一段（T1y1），为薄-极薄层粘土岩夹泥质灰岩。


第二段（T1y2），分三层：第一层（T1y2-1）为薄-极薄层泥晶灰岩。第二层（T1y2-2）为中厚-厚层泥晶灰岩、白云岩等。第三层（T1y2-3）为极薄-中厚层泥质灰岩、泥晶灰岩等。


第三段（T1y3），为紫红色薄-中厚层粘土岩夹灰岩。


永宁镇组（T1yn），分两段：


第一段（T1yn1），上部极薄-中厚层粉晶灰岩、灰质白云岩，下部中厚-厚层。


第二段（T1yn2），分为两层：第一层（T1yn2-1）角砾状白云岩夹灰色极薄层白云岩，第二层（T1yn2-2）薄、中厚层白云质灰岩、灰岩夹多层角砾状白云岩透镜体。


第四系主要有分布于两岸阶地及河床的冲积（Qal）亚粘土和卵砾石层，分布于山脚的多为崩积（Qcol）块碎石夹粘土，分布于较平缓岸坡的多为残坡积（Qedl）粘土夹碎块石。


1.3地质构造


主要地质构造有塘头向斜、F4断层。


塘头向斜轴在F4断层下游120m横穿乌江两岸。坝址主要位于塘头向斜NW翼，该翼在F4上游地层发生倒转，岩层产状N40ºE，NW∠70º；F4断层为一区域性断层，产状N43ºE，NW∠60º。


裂隙发育多组。


1.4物理地质现象


主要物理地质现象主要有卸荷、崩塌、岩石（体）风化及夹层夹泥。


卸荷多见于岸坡，主要沿NW向裂隙扩展，平行河流。


崩塌见于陡壁岸坡，下多有崩塌堆积物。


泥页岩、粉砂岩含量较多的地层如P2w1、、P2w3、P2w5、T1y1、、T1y3层，物理风化强烈，分级明显，可分为强、弱、微三级；灰岩以化学风化为主，分级不明显，大致分为弱、微二级。


2岩溶、水文地质特点


2.1概况


坝址区两岸岩溶泉点发育，钻孔地下水位长观高于河水位，乌江属地下水补给河水类型。地下水横向径流带发育，两岸300m范围内属地下水低平带，水力坡降约0.5%。


根据地表调查、平硐、钻孔等揭示，坝址区对建筑物区有较大影响的岩溶系统或管道共有10余个。如图2-1所示。


左岸：P1q中有K-12暗河，P1m中有K-11（S66）岩溶泉、Sj-5季节性岩溶泉；P2c内有K-30岩溶管道系统；T1y2内有K-31岩溶管道系统，T1yn1中有Sj-3、Sj-20季节性岩泉溶。发育规模较大的有：


K-12暗河：发育于P1q灰岩内，沿层面发育，常年有水，为一暗河通道，流量变化大，汛期可达13m3/s。源头在符家沟盲谷，总长1.5km，出口高程高于枯期河面10m左右，洞内有砂卵砾石分