格爾木地區(qū)溫泉水庫工程地質(zhì)特征及成因分析

格爾木地區(qū)溫泉水庫工程地質(zhì)特征及成因分析

1水庫大壩工程概況自然條件溫泉水庫位于遼寧省格爾木市以南126公里的格爾木河上游支流雪水河上?？刂品秶鸀?3374公里，年流量為2.064412米。庫區(qū)具有典型的高原干旱寒冷氣候特點,自然條件惡劣,最低氣溫可達(dá)-40℃,年內(nèi)最大風(fēng)速達(dá)28m/s。溫泉水庫工程由大壩、溢洪道、放水洞三大建筑物組成,大壩系以復(fù)合土工膜做壩面防滲的新型砂礫石均質(zhì)壩,壩頂高程3960.8m,壩高17.5m,主壩長880m,總庫容為2.55億m3,壩址區(qū)基本地震烈度為8度,抗震設(shè)防烈度為8度。該工程是格爾木河流域梯級開發(fā)的“龍頭”工程,對格爾木河各梯級電站起到調(diào)節(jié)水量、增加保證出力、提高發(fā)電質(zhì)量并兼有防洪等作用,也是建在世界屋脊上的庫容最大、海拔最高、地震烈度最高的高原水庫。2西藏大溝—水庫壩址處工程地質(zhì)情況溫泉水庫處于昆侖—秦嶺緯向構(gòu)造體系與青藏滇“歹”字型部構(gòu)造體系,兩大構(gòu)造體系的交接部位,二者經(jīng)歷了多期地質(zhì)構(gòu)造活動,構(gòu)造形跡復(fù)雜。另外,二級斷裂有大干溝——哈拉郭勒深大斷裂、秀溝斷裂、紅石山北緣斷裂、雪水河斷裂。工程處于挽近期構(gòu)造活動帶上,區(qū)域穩(wěn)定條件差,地區(qū)地震烈度為8度。水庫壩址處于Ⅰ、Ⅱ級大地構(gòu)造單元和新構(gòu)造分區(qū)邊界的深大活動斷裂帶(庫—瑪斷裂帶)上,西藏大溝—秀溝斷層穿過右壩肩,該斷層全新世以來平均水平活動速率為7.5～9.0mm/a。同時,水庫地處山間條形斷裂盆地,屬半荒漠草原,沼澤類型,盆地南北兩側(cè)高山峻峰環(huán)抱,左側(cè)山腳多處溫泉流淌,山峰陡峭,為裸露的強風(fēng)化破碎大理石巖或白云質(zhì)灰?guī)r,且沖刷嚴(yán)重;右側(cè)為第三系紫紅色砂礫巖和灰綠色含礫砂質(zhì)粘土巖。在壩址位置溝谷寬870m范圍內(nèi),沉積層最厚達(dá)157m多,自下而上沉積著第四系的冰水沉積,湖相沉積和沖洪積沉積;冰水沉積層厚達(dá)135m多,該表層高程3930m左右,其上部則為成因復(fù)雜的沖洪積和湖相沉積物,在冰水沉積層上部,為一層沖洪積的粘土、亞粘土層,厚5m左右,連續(xù)分布整個庫區(qū),并由庫首至庫尾逐漸變厚,成為庫區(qū)的天然防滲鋪蓋層,也是水庫壩基防滲的相對不透水層。該層上部至地表為透水性良好,易淤化的砂礫石和淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層?；谝陨系刭|(zhì)情況,并邀請國內(nèi)有關(guān)專家教授咨詢和工程現(xiàn)場調(diào)研后,決定改變原設(shè)計塑性混凝土和泥漿槽防滲的方案,再者,原設(shè)計方案由于開挖土方量大、施工速度慢、投入的機械設(shè)備和人力較多、工期保證不了等原因,最終采用高壓噴射灌漿防滲加固的新技術(shù)替代原塑性混凝土和泥漿槽防滲方案。3高壓擺噴墻設(shè)計根據(jù)地質(zhì)勘探,壩址相對隔水層上部,需要做防滲處理的砂礫石、粉細(xì)砂及淤泥質(zhì)礫石層平均深度9.2m,防滲范圍自樁號0+050—0+875。設(shè)計要求高壓擺噴墻在壩基有透水層覆蓋處插入相對隔水層1.5m,在基巖處插入0.5m,上部距地表0.5～1.0m,要求滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s。墻厚不小于25cm,墻體強度、抗壓強度不小于8MPa,抗震要求墻體滿足8度地震烈度設(shè)防,墻體沿軸線呈折線布置,折線與軸線夾角為25°。3.1水泥漿提升速度b高壓水泵:壓力不小于36MPa,流量=75L/min;壓縮氣體:壓力不小于0.7～0.8MPa,流量=70～100L/min;漿液:純水泥漿,比重不小于1.6,流量=80L/min;三管提升速度:10cm/min;冒漿比重:≥1.3;擺動角:α=25°～30°。3.2水泥用量施工期累計6個多月,共完成工程量:造孔418個,進(jìn)尺5472.4m,面積8449m2(其中軸線面積8296m2),水泥用量1718t;最大造孔深度19m,最大墻高16.5m,最大底噴深度17.5m。4高噴灌漿施工此次溫泉水庫壩基利用高壓擺噴灌漿加固進(jìn)行施工的方法是:首先是造孔,主要工序是放線布孔—→鉆機就位—→鉆孔—→封堵漏漿通道—→終孔。第二是灌漿,主要工序是高噴臺車就位—→地面試噴—→下噴射管—→定向—→輸漿—→噴射提升—→回漿—→終噴—→回灌—→管路沖洗—→高噴車遷移。施工工序是:噴射灌漿分2序施工,孔距是2.0m,一序孔距4.0m。鉆孔分勘探孔和一般孔;勘探孔屬一序孔,孔距8.0m,主要是提取土樣,確定防滲軸線不同位置的相對不透水層深度。以上高噴灌漿施工使用的整套設(shè)備動力為電動或液壓傳動,設(shè)備總功率180kW,機械參數(shù)比較穩(wěn)定,高壓水系統(tǒng)對高壓水的控制,采用安全閥、逆流閥2套閥門進(jìn)行控制和限壓,一旦地下噴射過程中出現(xiàn)故障,2套閥門按照安全閥、逆流閥的順序啟動。壓縮空氣系統(tǒng),從空壓機排氣進(jìn)入氣包緩沖,達(dá)到0.8MPa卸荷。漿液系統(tǒng)采用稱重控制法。該技術(shù)在青海省尚屬第一次運用。5高噴墻透水墻體的滲透試驗為了檢驗現(xiàn)場高壓擺噴灌漿加固壩基的質(zhì)量效果,在樁號0+749、0+851做了三角形圍井進(jìn)行常水頭下的滲透試驗,其結(jié)果見表1。通過試驗及對噴射墻體整體連續(xù)性、深度、厚度、物理力學(xué)性能檢驗與現(xiàn)