堰基岩体透水性分析及降水特征探讨

12.1.1.1　工程概况

仙居抽水蓄能电站下库进/出水口和泄放洞进口位于已建的下岸水库内，为给下库进/出水口施工区域创造干地施工条件，需修建下库进/出水口围堰(以下简称围堰)。根据可研阶段设计成果，围堰采用土石结构，防渗形式采用塑性混凝土防渗墙+土工膜心墙，最大堰高41.3m。

技施设计阶段，考虑到围堰工程量较大、施工强度高，为节约投资并确保在一个枯水期内完成围堰施工，在招标阶段围堰方案的基础上，对围堰进行了优化:将围堰轴线向进/出水口方向偏移，缩短围堰轴线、减少围堰工程量。

优化后的围堰布置在水库进/出水口所在冲沟的两凸起山脊之间，距下水库大坝约300m，轴线方向为NW47°。下水库围堰堰顶作为场内主干道及社会通行，堰顶道路采用水稳层路面结构，场内主干道主要为连接左右岸材料运输及混凝土供应通行道路，社会交通为进入陈岭、安岭的县级公路。优化后围堰堰顶轴线长度240m，比招标时缩短30m。堰顶高程、最大堰高、防渗结构形式与招标方案相同，采用塑性混凝土防渗墙+土工膜防渗的土石结构围堰，两种防渗体采用盖帽混凝土、盖板混凝土有效连接。优化后围堰填筑量为37×104 m3，其中水下抛填22.5×104 m3、水上碾压14.5×104m3，塑性混凝土防渗墙1653m2(厚80cm)，帷幕灌浆钻孔217m，复合土工膜8270m2，混凝土900m2;主体工程完工后，围堰全部拆除，其中水上部分32×104m3，水下部分5×104m3。围堰典型断面如图12-1所示，优化后围堰与进/出水口关系如图12-2、图12-3所示。

图12-1　围堰典型断面图

图12-2　优化后围堰与进/出水口关系平面图

图12-3　优化后围堰与进/出水口关系剖面图(堰0+120.00)

12.1.1.2　工程地质

围堰优化方案位于下水库进/出水口所在冲沟的两凸起山脊之间，下游距下水库大坝约300m，轴线方向为NW47°，堰顶高程213.3m，尾水明渠底板高程为172m。该处库水面宽200m左右，东南侧山顶高程约315m，山坡坡度30°～40°;北侧山高坡缓，坡角28°～35°，溪下公路从围堰两岸215m高程处通过。

堰址区正常蓄水位以上区域除东南端局部有人工堆渣堆积较厚，大部分地区覆盖层较薄，基岩裸露，地表呈强-弱风化，块状-次块状结构，正常蓄水位线以下表层分布厚约40cm的淤泥质土，下部多为第四系覆盖层，以坡洪积的碎石土为主，颗粒直径3cm～10cm，最大可达15cm以上。周围勘探钻孔揭示的地质情况判断，两岸坡覆盖层厚一般3m～5m，库底厚度可达7m。下伏基岩为高坞组下段灰紫、灰白色晶屑熔结凝灰岩，块状-次块状结构，堰基无全风化层分布，强风化层厚一般2m～5m，局部断层破碎带附近强风化层厚度大于25m。(www.xing528.com)

围堰附近断层较发育，主要有F1、F8、F12、f5等，F1为区域性断层，从围堰西侧经过，断层影响带宽度较大，附近岩体破碎。

根据前期钻孔压水试验成果，堰基弱风化岩石的透水率一般为1.3～4.4Lu，微风化岩石为1.9～3.1Lu，断层带内为2.5～4.3Lu，均属弱透水岩体。岩体相对隔水层按透水率q≤10Lu 考虑，根据围堰工程地质剖面图，相对隔水层顶板埋深右岸5m～8m、库底5m～8m、左岸约5m～10m，破碎带12m～15m。

堰址两岸山坡覆盖层厚度薄，一般为2m～4m。可研阶段原堰址各钻孔内进行过动力触探试验，结果显示，表层1.3m土质结构较松散，锤击数一般为3～8 击/10cm，孔深1.3m以下一般为25～45 击/10cm，局部超过50 击/10cm。

12.1.1.3　水文气象条件

下岸水库流域地处亚热带湿润季风区，全年季节变化明显，气候温和，雨量丰沛。降水量年内分配不均匀，多集中于梅雨和台风季节。年降水量主要集中在3～9月，占全年总降水量的80%，多年平均降水量1548.0mm，最大年降水量2215.3mm(1975年)，最小年降水量1065.0mm(1967年)，最大年份为最小年份的2.1 倍;最大日降雨量为203.3mm，多年平均降水日数为166d，最多年降水日数为199d，最少年降水日数为120d，月平均以6月最大(252.0mm)，12月最小(45.5mm)。多年平均气温17.2℃，极端最高气温40.8℃，极端最低气温-9.9℃。主要灾害性气候有台风、山洪等。本流域受副热带高压控制，同时受台风影响，洪水由暴雨形成，本流域洪水一般发生在5～10月，主要为锋面雨及台风造成的暴雨。洪水特点为暴涨暴落，一次洪水过程一般在1～2d。年最大24h 降水量271.9mm。

下岸水库流域面积257km2，多年平均流量8.26m3/s，多年平均年径流量2.605×108m3。下水库洪水成果见表12-1。

根据下岸水库运行要求，台汛期水库防洪限制水位为204.0m，水库调洪要求结合流域防洪统一调度，当低于20a 一遇洪水标准来临时，要求与下游洪水错峰，以减轻下游区、仙居城关的防洪压力，受下泄流量的限制，下岸水库P=5%频率洪水相应的设计洪水位为211.72m。本工程以此水位作为下库进/出水口围堰挡水设计标准进行设计。

下库进/出水口施工基坑上游有三条沟谷，并在进/出水口上游约250m处汇合成一条支流，最终注入施工基坑，总集水面积2.73km2，20年一遇洪水洪峰流量47.3m3/s。

表12-1　下岸水库坝址洪水成果表

围堰施工拟在枯水期利用原下岸水库电站发电和放水管降低库水位的条件下进行(水电站最大引用流量33.4m3/s)。204m高程以上由溢洪道泄水。发电死水位为188m，为保证发电的稳定性，初定192m以上由电站发电和放水管泄水，192m以下由放水管泄水。围堰施工期频率洪水及下岸水库水位见表12-2。

表12-2　施工期下岸水库洪水位计算成果汇总表