南宁市邕宁水利枢纽工程坝线地质条件比选分析

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年20期   作者:吕 菲1 吕 超2
[导读] 南宁市邕宁水利枢纽是大型综合利用工程,该文介绍了工程的区域地质概况
        吕 菲1   吕 超2
        1广西南宁水利电力设计院,广西 南宁 530023
        2广西桂禹工程咨询有限公司,广西 南宁530023

        摘要:南宁市邕宁水利枢纽是大型综合利用工程,该文介绍了工程的区域地质概况,从水利枢纽工程区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等方面对上坝线和下坝线的地质条件进行阐述,为优选坝线,对上、下坝线综合分析比选,认定上坝线地质条件总体优越。
        关键词:水利枢纽、坝线、地质条件、比选
1、工程概况
        南宁市邕宁水利枢纽工程是一个以改善城市环境和水景观、航运为主,兼顾其它的大型综合利用工程,水库正常蓄水位 67m,水库总库容7.1亿m3,坝址位于邕江下游青秀区仙葫开发区牛湾半岛处,上距南宁老口枢纽74km。该坝址有上坝线和下坝线两条坝线需要进行比选,两者相距120m。
2、区域地质概况
        区域地貌类型及其特征,大致可划分为构造~侵蚀缓坡低山丘陵地貌、剥蚀~侵蚀红层盆地丘陵地貌、侵蚀~堆积地貌。出露的有寒武系、泥盆系、石炭系、白垩系、第三系及第四系。测区处在西大明山东西构造带的北西,地质构造属广西山字型前弧西翼及弧顶西半部,主要构造体系的类型为纬向构造、扭动构造两种。本区域新构造运动以整体缓慢上升为主,地震动峰值加速度为0.10g,基本烈度Ⅶ度,工程枢纽未发现有震中的分布,也没有区域性大断裂通过。
3、上坝线工程地质条件
        上坝线走向E 19°S,左岸呈“L”连接左岸防洪土坝,右岸呈弧形连接右岸山头,设计坝顶高程为81.1m,相应坝顶长度约810m,其中左岸段长度约23m,河床段为305m,右岸段为428m。
        河床高程47~62m,底部地形较平坦,覆盖层为冲洪积砂砾石层,结构松散,厚度0~1m。左岸为I级阶地,阶地面高程74.5~75.8m,地形比较平坦,覆盖层为冲洪积浅黄色黏土,可塑~硬塑状,土层为弱透水性,层厚12~18m。右岸近岸台地为Ⅰ级阶地;台地后缘丘岭为II级阶地,地面高程72.2~78.5m,覆盖层主要为残坡积褐黄色及棕红色红黏土,厚度7~13m,弱透水性性。
        下伏基岩为石炭系岩关阶(C1y2)厚层灰岩夹白云质灰岩,岩体整体性好,弱溶蚀风化,多属微新岩体,饱和抗压强度为40~84MPa,岩体质量类别为BⅡ类。左岸有F3、F4和F9断层通过,受其影响岩层产状略有扭折变化。右岸有F8构造断层发育通过右岸厂房区,为陡倾角断层,倾向岸内。F3、F8和F9断层角砾岩均为方解石、铁质与灰岩胶结比较良好,饱和抗压强度为24.4~29.7 MPa,岩体质量类别为CⅢ类。
        左、右岸覆盖层为弱透水性,下伏基岩浅部基岩透水为中等透水性外,其他均为弱透水性;河床段左侧部分基岩透水为中等透水,其他部分透水为弱透水性;左、右岸虽有F3、F9和F8断层通过,但是断层胶结程度好,钻孔压水试验表明透水性弱。
4、下坝线工程地质条件
        下坝线走向E 19°S,左岸呈“L”连接左岸防洪土坝,右岸直线连接右岸山头,设计坝顶高程为81.1m,坝顶长度约717m,其中左岸段长度23m,河床段305m,右岸段389.07m。


        河床高程47~62m,底部较平坦,覆盖层为冲洪积淤泥质砂和砂砾石层,结构松散,厚度0~2m。左岸为I级阶地,高程73.1~74.3m,地形比较平坦,覆盖层为冲洪积浅黄色黏土,可塑~硬塑状,土层为弱透水性,层厚10~15m。右岸为II级阶地,高程70.9~83.6m,地形比较平坦,覆盖层为残坡积褐黄色及棕黄色含碎石黏土,总厚度6.3~16.8m,弱透水性性。
        下伏基岩为石炭系岩关阶(C1y2)厚层灰岩夹白云质灰岩,岩体整体性好,弱溶蚀风化,多属微新岩体,饱和抗压强度为43.4~65.3MPa,岩体质量类别为BⅡ类。岩层单向倾斜,总体倾向下游,倾角15~34°。左岸有F9通过重力坝段,右岸有F8构造断层通过厂房区,为陡倾角断层,倾向岸内。F8和F9断层角砾岩均为方解石、铁质与灰岩胶结比较良好,饱和抗压强度为24.4~29.7 MPa,岩体质量类别划定为CⅢ类。受断层影响,断层影响范围内岩体节理裂隙结构面较发育,且以陡倾角为主,缓倾角裂隙发育较少。
        覆盖层为弱透水性,下伏基岩浅部基岩透水和局部深层岩体为中等透水性外,其他均为弱透水性。左、右岸F9和F8断层通过,虽然断层胶结程度好,但是断层影响范围内岩体节理裂隙结构面较发育,钻孔压水试验表明此段岩体透水为中等透水。
5、两坝线地质条件比选
(1)地形地貌
        上、下坝线河床宽度相当,左岸均为开阔的河流冲积Ⅰ级阶地,右岸为Ⅱ级阶地与山前丘陵的结合部位。上坝线右岸接头为残坡谷地,下坝线直接与残坡坡地连接,上坝线右岸接头坝需呈拐弯线才能与山包相连,故上坝线比下坝线长93m。
(2)地层岩性
        上、下坝线下伏基岩均为石炭系岩关阶(C1y2)厚层灰岩夹白云质灰岩,除局部溶洞、溶槽发育外,岩体整体性好,岩体质量类别划定为BⅡ类。上、下坝线左、右岸断层角砾岩均为方解石、铁质与灰岩呈紧密胶结,强度比较高, 岩体质量类别划定为CⅢ类。在地层岩性方面,上、下坝线相当。
(3)地质构造
        上坝线岩层单向倾斜,总体倾向下游;左岸有F3、F9断层通过,右岸有F8构造断层发育通过。下坝线岩层单向倾斜,总体倾向下游;左岸有F9通过,右岸有F8构造断层通过。从抗滑稳定角度分析,上坝线闸坝左段岩层倾上游偏左岸,对抗滑稳定有利。从断层对建筑物的影响而言,上、下坝线左岸断层均通过重力坝段,影响不大,但是上坝线右岸F8断层通过厂房区的安装间,下坝线通过厂房区的主机间中间,上坝线F8断层对建筑物的影响比下坝线小。因此,在地质构造方面,上坝线较下坝线优。
        (4)水文地质
        上、下坝线左右岸接头土坝分布有Ⅰ、Ⅱ级阶地黏土层,为弱透水性;基岩浅部透水为中等透水性外,其他均为弱透水性。上坝线左、右岸虽有F3、F9和F8断层通过,但是断层胶结程度好;下坝线左、右岸F9和F8断层通过,虽然断层胶结程度好,但是断层影响范围内岩体节理裂隙结构面较发育,钻孔压水试验成果表明透水为中等透水,左岸可能存在绕坝渗漏。
6、结论
        从地形、岩性、构造等条件来看,上坝线和下坝线互有差异,但均具建坝条件。综合比选而言,上坝线比下坝线地质条件总体优越,地质专业推荐上坝线。建议设计结合其他专业综合评定两者优劣。
参考文献:
[1]吕菲.南宁市邕宁水利枢纽工程初步设计报告[R].广西南宁水利电力设计院,2013(3):56-87.
[2]陈德基,司富安,蔡耀军,等.水利水电工程地质勘察规范[M].北京:水利部水利水电规划设计总院,2018(3):47-52.
[3]彭土标,袁新建,王惠明,等.水力发电工程地质手册[M].北京:中国水利水电出版社,2011:459-465.
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