喀麥隆BINI水電站壩址區(qū)玄武巖承壓水發(fā)育特征

采用水-巖作用線型規(guī)劃的模擬方法,以白鶴灘水電工程為實例,從水化學(xué)方面對壩區(qū)復(fù)雜水文地質(zhì)條件作定量分析評價。建立由目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程組構(gòu)成的數(shù)學(xué)模型,利用excel規(guī)劃求解的功能對其進(jìn)行求解,為評價壩區(qū)水文地質(zhì)條件提供了依據(jù)。

構(gòu)皮灘水電站壩址區(qū)以碳酸鹽巖為主,巖溶為壩址區(qū)主要地質(zhì)問題之一。根據(jù)對多年勘察資料及施工期收集的地質(zhì)資料的分析,論述了壩址區(qū)影響巖溶發(fā)育的因素、巖溶空間展布、規(guī)模及巖溶發(fā)育深度,并由此確立了壩址區(qū)各自獨立的巖溶洞穴網(wǎng)絡(luò)—巖溶系統(tǒng)。從前期土石方工程開挖揭露的巖溶發(fā)育特征、空間分布特征、規(guī)模等與前期勘察成果基本吻合。

在瀾滄江深切峽谷形成的早期,壩址區(qū)河谷地貌形態(tài)是尚未被進(jìn)一步剝蝕的高陡斜坡,故而具有高強度的重力作用和山體高陡臨空條件這種特殊的巖體力學(xué)條件,巖體傾倒變形得以強烈發(fā)展.

水電站工程建設(shè)勘察論證過程中有時會遇到承壓水,其形成與特定的地質(zhì)環(huán)境相關(guān)聯(lián),承壓水的類型及其動態(tài)變化特征等是需要研究的內(nèi)容。以某峽谷區(qū)水電站壩址河床部位鉆孔揭露的承壓水為例,按揭露的出露狀態(tài)進(jìn)行了種類劃分,根據(jù)種類和相應(yīng)代表性鉆孔觀測資料論述其動態(tài)變化特征,在此基礎(chǔ)上分析承壓水的關(guān)聯(lián)特性。結(jié)果表明:各種類承壓水的水位、水量在某一時間達(dá)到基本穩(wěn)定后隨時間動態(tài)變化不明顯,隨江水和大氣降水動態(tài)變化影響亦不明顯,溫度、ph值變化不大,保持相對穩(wěn)定但各自不盡相同;河床部位各鉆孔承壓水不屬于同一承壓水含水系統(tǒng),分屬各自的含水系統(tǒng)與循環(huán)通道。

大壩建基面的選擇取決于巖體風(fēng)化程度.玄武巖風(fēng)化作用受巖體結(jié)構(gòu)控制,巖體的風(fēng)化首先是沿各類結(jié)構(gòu)面開始,逐漸向巖體內(nèi)部發(fā)展.以西南某水電站為例,通過對某壩址區(qū)峨眉山玄武巖風(fēng)化的表觀特征、礦物特征、化學(xué)特征進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:玄武巖的風(fēng)化以物理風(fēng)化作用為主,化學(xué)風(fēng)化作用不明顯;斷層及層間、層內(nèi)錯動帶對玄武巖的化學(xué)風(fēng)化作用無顯著影響,現(xiàn)場判定巖體風(fēng)化界限應(yīng)重點依據(jù)巖體的表觀特征,從而為風(fēng)化界限的現(xiàn)場判定提供了依據(jù).

文章在對巖泊渡水電站壩址區(qū)進(jìn)行詳細(xì)工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上,分析了壩址區(qū)的工程地質(zhì)特征,對其工程地質(zhì)條件進(jìn)行了合理評價,針對存在的主要工程地質(zhì)問題,提出了處理措施建議,以確保水電站安全有效運行。

大渡河沙灣水電站勘探揭示,壩基巖體內(nèi)發(fā)育巖溶承壓水,其承壓水頭高。廠房深基坑形成后,承壓水頂板最小埋深僅3.3m~8.8m,施工中承壓水是否會抬動基坑底板,產(chǎn)生嚴(yán)重的基坑涌水問題,是該項工程主要工程地質(zhì)問題之一。為此,施工中開展了承壓水問題的專題研究工作,為工程設(shè)計提供了充分的地質(zhì)依據(jù)。

大渡河沙灣水電站勘探揭示,壩基巖體內(nèi)發(fā)育巖溶承壓水,其承壓水頭高.廠房深基坑形成后,承壓水頂板最小埋深僅3.3m～8.8m,施工中承壓水是否會抬動基坑底板,產(chǎn)生嚴(yán)重的基坑涌水問題,是該項工程主要工程地質(zhì)問題之一.為此.施工中開展了承壓水問題的專題研究工作,為工程設(shè)計提供了充分的地質(zhì)依據(jù).

漫灣電站壩址承壓水基本特征及工程地質(zhì)評價

壩肩邊坡穩(wěn)定性評價的基礎(chǔ)是其巖體結(jié)構(gòu)特征的研究。根據(jù)現(xiàn)場勘察和室內(nèi)分析,苗家壩水電站中壩址區(qū)巖體中主要結(jié)構(gòu)面有3組,另還有零星隨機結(jié)構(gòu)面。這些結(jié)構(gòu)面的相互組合在左右岸深部巖體中均構(gòu)成厚層狀結(jié)構(gòu)巖體,而在左右岸岸坡表層受不同結(jié)構(gòu)面的控制呈現(xiàn)不同的表層巖體變形破壞特征。研究結(jié)果對壩肩開挖設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。

通過現(xiàn)場勘查結(jié)合遙感解譯,獲取九錐溝流域的基礎(chǔ)資料及松散固體物質(zhì)的分布概況,在此基礎(chǔ)上采用不同的方法分別計算各類物源的體積。經(jīng)計算,九錐溝的松散固體物質(zhì)總量為492.92×104m3,九錐溝流域面積12.13km2,單位面積的松散固體物質(zhì)的量為0.41m3/m2,滿足泥石流發(fā)生的臨界土源厚度0.1m3/m2。結(jié)合流域的地形地貌特征、區(qū)域背景資料、地震活動情況及當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件分析九錐溝泥石流的發(fā)育特征,并推算不同頻率條件下泥石流的運動特征,計算各頻率下泥石流的運動特征參數(shù),為九錐溝泥石流防治工程的設(shè)計提供參考。

觀音巖水電站位于金沙江上游,壩型初擬混凝土重力壩和心墻堆石壩組合壩。壩址區(qū)分布有侏羅系中蛇店組(j2s)地層,巖性主要為鈣質(zhì)鐵質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖,其中礫石成分以泥晶灰?guī)r和生物灰?guī)r為主。在地下水作用下礫巖鈣質(zhì)溶蝕形成規(guī)模較大的囊狀空腔或孔洞,砂巖則表現(xiàn)為鈣質(zhì)膠結(jié)物流失溶蝕呈砂土狀或砂糖狀,對壩基穩(wěn)定性造成了一定的影響。本文在對觀音巖水電站壩址區(qū)右岸地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上,采用地下水動力模擬、可溶成分統(tǒng)計、取樣室內(nèi)溶蝕試驗等方法對巖體溶蝕發(fā)育機理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:巖體溶蝕作用主要受巖性、構(gòu)造控制;由于局部地下水流循環(huán)快,流速較大,順節(jié)理裂隙的走向方向溶質(zhì)作用強烈;鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖、含礫砂巖中,鈣質(zhì)礫石碎屑含量占30%~50%;新鮮巖石易受溶蝕且溶蝕速度較快。研究成果為進(jìn)一步對大壩抗滑、變形及滲透穩(wěn)定性的影響評價奠定了基礎(chǔ),同時為水庫蓄水后地下水對巖體溶蝕作用的研究提供了背景。

積石峽水電站壩址區(qū)巖體中軟弱夾層特征分析——積石峽水電站壩址區(qū)具備修筑混凝土拱壩和混凝土面板堆石壩的條件。但兩種壩型對壩基和壩肩巖體條件(尤其軟弱夾層)的要求和適應(yīng)性有本質(zhì)差別。積石峽水電站壩型選擇起控制作用的地質(zhì)困素是巖體中軟弱夾層的空間分布...

以現(xiàn)場實測地應(yīng)力資料為依據(jù),結(jié)合震源機制解方法,對某水電站右岸實測地應(yīng)力場進(jìn)行了分析,擬合了地應(yīng)力場的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并推演研究了工程區(qū)域地應(yīng)力場的分布特征,結(jié)果表明:某水電站工程區(qū)域位于高山峽谷地帶,經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動,地應(yīng)力場主要受區(qū)域構(gòu)造運動的影響,這種影響對水平方向的構(gòu)造應(yīng)力尤為劇烈;工程區(qū)域地應(yīng)力場總體表現(xiàn)為豎直應(yīng)力略小于自重應(yīng)力,最大水平主應(yīng)力以構(gòu)造應(yīng)力為主,其值約為20mpa。

針對瑪爾擋水電站壩址巖體的特性,提出了巖體卸荷分帶量化指標(biāo),并根據(jù)巖體卸荷宏觀地質(zhì)特征、裂隙率、洞壁波速比、透水率等指標(biāo),從定性定量角度對壩址巖體進(jìn)行了卸荷帶劃分,并系統(tǒng)總結(jié)了壩址區(qū)巖體卸荷規(guī)律,豐富了同類工程巖體卸荷研究的理論與實踐。

深入研究葉巴灘水電站壩址區(qū)對稱發(fā)育的深部變形破裂的分布規(guī)律、地質(zhì)特征、類型和控制因素,為進(jìn)一步評價深部變形破裂巖體質(zhì)量及可利用性奠定基礎(chǔ).基于野外調(diào)查、地震層析成像(ct)、平硐波速測試(vp)和工程地質(zhì)類比等方法,揭示深部變形破裂分布規(guī)律與宏觀地質(zhì)特征,劃分深部變形破裂類型,探討對稱分布的深部變形破裂的控制因素.研究表明:深部變形破裂分布于距邊坡表面水平深度約80~140m范圍,具有隨高程的升高水平分布深度逐漸增加的規(guī)律,兩岸均未形成貫通性破裂面;深部變形破裂大多繼承早期構(gòu)造節(jié)理形成,具有明顯的張性特征,局部受地下水影響,破裂面表層風(fēng)化加劇;深部變形破裂類型可分為輕微松弛型、中等松弛型和強烈松弛型;地殼抬升、河谷演化和高地應(yīng)力等區(qū)域因素與邊坡形態(tài)、邊坡物質(zhì)基礎(chǔ)及微地貌共同控制深部變形破裂的形成和分布.

采用水-巖作用線型規(guī)劃的模擬方法,以白鶴灘水電工程為實例,從水化學(xué)方面對壩區(qū)復(fù)雜水文地質(zhì)條件作定量分析評價。建立由目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程組構(gòu)成的數(shù)學(xué)模型,利用excel規(guī)劃求解的功能對其進(jìn)行求解。為評價壩區(qū)水文地質(zhì)條件提供了依據(jù)。

烏江彭水水電站地處中低山碳酸鹽巖地區(qū),壩址區(qū)地形呈"v"字型河谷,主要出露奧陶系、寒武系灰?guī)r、白云巖夾少量頁巖等。壩址區(qū)地層為巖溶層與隔水層、相對隔水層相間分布,風(fēng)化溶蝕填泥層帶是一個特殊的巖溶形態(tài),巖溶系統(tǒng)的主通道常沿風(fēng)化溶蝕填泥層帶發(fā)育,大致沿巖層走向、傾向發(fā)育,在中—強巖溶層中遇到斷裂一般會溶蝕擴大,形成溶蝕大廳。研究壩址區(qū)巖溶系統(tǒng)的總體發(fā)育特征對樞紐總體布置、處理方案設(shè)計、保證施工安全均有重要意義。

2003年某水電站壩基承壓水水壓發(fā)生十分罕見的大范圍、大幅度異常突降,一夜之間承壓水水位下降23.8m,自動化監(jiān)測系統(tǒng)記錄了突變?nèi)^程。文中根據(jù)自動化觀測數(shù)據(jù),分析異常期間大壩變形、揚壓力、滲流量的變化以及對大壩安全的影響;并根據(jù)形變場與滲流場相互作用,提出壩基承壓水水壓與基巖巖塊變形位移相互作用的機理關(guān)系,得到了實測數(shù)據(jù)的支持和驗證。壩基承壓水異常后,承壓水水位與庫水位的相關(guān)關(guān)系甚好,其相關(guān)系數(shù)大于0.997,標(biāo)準(zhǔn)差小于0.07m,回歸方程滿足真值方程的條件,對形變場與滲流場耦合作用和短時間形變回彈的研究具有重要的實際意義。

松塔水電站壩址區(qū)右岸繞壩滲漏分析——介紹了松塔水電站壩址區(qū)工程水文地質(zhì)條件，對右岸古河道中松散沉積物、右岸基巖繞壩滲漏、右壩肩ⅲ級階地松散層的滲漏量進(jìn)行了計算，得到了各滲漏量數(shù)據(jù)，為設(shè)計施工提出了防滲建議。　　

水庫工程大壩壩址選擇,是項目可行性研究階段的主要研究課題,在考慮滿足大壩建筑物建基的地形地質(zhì)及樞紐布置等必要條件下,還應(yīng)充分考慮施工條件、建材情況、工程占地、工程投資,最終以技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、效益最佳的方案作為推薦方案。本文所介紹的南捧河大丫口水電站,在開展前期工作過程中,由于存在復(fù)雜的巖溶地質(zhì)問題及壩基承載力問題,在壩址比選工作上曾經(jīng)歷了預(yù)可行性研究、壩址比較專題研究及可行性研究三個階段,勘察時間長達(dá)18個月之久,最終以下壩址碾壓混凝土雙曲拱壩作為最終實施方案。

以擬建的金沙江某水電站壩址絹云母千枚巖與硅質(zhì)板狀千枚巖為研究對象,通過巖石的單軸與三軸抗壓強度試驗研究,總結(jié)了千枚巖的巖石強度相對于其軟弱結(jié)構(gòu)面和加載主壓應(yīng)力夾角(定位角)的變化規(guī)律,并采用各向異性率指標(biāo)定量評價千枚巖的各向異性程度。結(jié)果顯示,千枚巖的巖石強度參數(shù)在定位角為30°左右時為最小值,定位角為90°時達(dá)到最大值;巖石各向異性特征在單軸抗壓強度方面的敏感性較高。