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-40℃,年內(nèi)最大風速達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,為裸露的強風化破碎大理石巖或白云質(zhì)灰?guī)r,且沖刷嚴重;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),從空壓機排氣進入氣包緩沖,達到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)