摘要：吊江巖水電站是云南迪慶州“十一五”期間水資源開發(fā)的重點項目之一。主要以發(fā)電為主。電力送出依托云南電網，主要供電范圍是迪慶州。吊江巖水電站裝機規(guī)模適中，水庫淹沒損失小，不存在制約工程建設的技術和社會因素，工程的技術經濟指標較為優(yōu)越，建設條件完備，建成后發(fā)電效益良好，同時還有促進當地社會經濟發(fā)展，促進環(huán)境保護，促進當地旅游資源開發(fā)等效益。
關鍵詞：工程地質條件,混凝土閘壩,水庫正常蓄水位,庫容,裝機容量
1概況
吊江巖水電站位于云南省迪慶州香格里拉縣境內，開發(fā)河段為碩多崗河，屬于金沙江一級支流。河流全長約153km，流域面積1966.2km2，河口多年平均流量30.4m3/s，總落差2100m，平均比降13.7‰。電站控制流域面積1635km2，壩址處多年平均流量27m3/s，采用徑流式開發(fā)。
本工程樞紐布置主要有混凝土閘壩、壓力引水系統和發(fā)電廠房。壩頂高程2554m，壩頂長度116m，最大壩高18m。引水隧洞長約2.2km，廠房為地面式廠房。
水庫正常蓄水位2550m，庫容32×104m3，無調節(jié)，裝機容量30MW、保證出力9.3MW、多年平均發(fā)電量1.37億kw·h。
樞紐區(qū)有214國道通往麗江、香格里拉縣等地，交通十分便利。
2區(qū)域地質及地震
工程區(qū)位于青藏高原東南緣，橫斷山脈中段，屬高山峽谷地貌，總體地勢北高南低。區(qū)內地形切割強烈，山脈、水系走向受構造控制。碩多崗河為金沙江左岸一級支流，展布方向為NW～SE向，中下游谷底高程為1800～3000m之間，沿河兩岸分水嶺高程多大于4000m，峰谷相對高差大于2000m。
區(qū)內出露地層除侏羅系、白堊系外，寒武系至第四系地層均有分布。
沿碩多崗河河谷及楚波斷裂以東、哈巴雪山以北地區(qū)也有少量石炭系、二疊系地層分布;三疊系地層主要分布于碩多崗河河谷及其以東、哈巴雪山以北地區(qū);第三系主要分布在中甸盆地、金沙江以南等地。第四系主要分布在金沙江、碩多崗河等河谷地帶及山間盆地。
本區(qū)位于青、藏、滇、緬“歹”字型構造北段東部，主要構造形跡由近東西轉為北西向，地質構造十分復雜。本區(qū)所處Ⅰ級構造單元為松潘-甘孜褶皺系，Ⅱ級構造單元為中甸褶皺系，Ⅲ級構造單元為中甸褶皺束。該褶皺主要展布于藏北、青海、川西接壤區(qū)，中甸地區(qū)僅是由川西南延的一部分，云南省內稱中甸褶皺帶。區(qū)內構造形變特點表現為：西部沿金沙江澤通至金江段河谷總體組成NNW向的復式背斜構造;東部總體組成北西向展布的斷裂褶皺構造帶，褶皺多為緊密線狀且多被斷裂破壞，斷裂主要為逆沖斷裂。
近場區(qū)的主要構造形跡特征如下：松林坪背斜、克都向斜、達拉背斜、中甸斷裂、克松斷裂、松林坪斷裂、土官村斷裂、楚波斷裂等。區(qū)內地形切割強烈，山脈、水系走向受構造控制。
本工程區(qū)的地震基本烈度為Ⅷ度，地震動峰值加速度為0.2g，地震動反應譜特征周期為0.4s，區(qū)域構造穩(wěn)定性較差。
3 壩址區(qū)基本地質條件
壩址區(qū)河谷狹窄，呈“V”字型，河段平均比降26‰。河谷兩岸地形基本對稱，地形坡度40～50°，局部為陡崖。左岸發(fā)育一級支流沖江河，距碩多崗河1～2km平行并流，距壩址區(qū)上游約0.3km匯入碩多崗河。
兩岸山坡主要出露的地層為二疊系下統及第四系河床沖積層、坡崩積層、滑坡堆積層。此外，右岸松林坪斷裂西側和左岸支流沖江河上游河谷分別出露三疊系中統和二疊系上統地層。
第四系(Q)覆蓋層主要為崩坡積和沖洪積堆積兩種成因類型，按組成、結構、成因類型共分7層，總厚度9.98～36.00m。其中崩坡積層主要分布在兩岸壩肩及坡腳處，成分主要為混合土碎石與碎石混合土。沖洪積層主要分布在河床部位，成分主要為卵石混合土、混合土卵石，層內夾有粉土質礫、粉土質砂層等。
第①層混合土碎石：廣泛分布于左岸邊坡表部及坡腳處，雜色，干燥，表部松散，中～下部密實。鉛直厚度1.70～12m，水平厚度10～15m。分布特征由高向低逐漸增厚，坡腳處最厚。
第②層碎石混合土：廣泛分布于左岸邊坡，淺綠色，密實，鉛直厚度10.00～16.70m,水平厚度20.00～25.00m水平埋深10.00～15.00m。
第③層粉土質礫：主要分布在左岸邊坡及河床部位，鉛直厚度4.72～5.00m，水平分布寬度20.00～30.00m，底面高程2528.22～2526.12m。
第④層卵石混合土：分布在河床部位，厚度為2.49～4.58m，頂板高程分別為2538.41～2537.52m。密實。層內夾有第④-1層粉土質砂及第④-2層含朽木粉土質砂層。
第⑤層混合土卵石：分布在河床下部，埋深為6.20～9.30m，厚度為0.95～3.78m，頂板高程分別為2532.21～2528.22m。密實。層內夾有第⑤-1層碎石混合土及第⑤-2層粉土質砂層。
第⑥層碎石混合土：為B1崩塌堆積體，分布于右岸邊坡及坡腳處，厚度為12.30～20.00m，水平厚度40.00～50.00m，底面高程為2561.61～2542.43m。淺黃～淺灰色，密實。碎石含量為32.7%，礫石含量為54.10%，砂含量約9.80%，粉粒含量約3.4%。
第⑦層混合土碎石：為B1崩塌堆積體，位于第⑥層碎石混合土下部，厚度9.9～18.00m，水平厚度80.00～85.00m，埋深為12.30～20.00m，底面高程分別為2532.53～2543.61m。
基巖為二疊系下統(P1)巖性為板巖、千枚巖、炭質板巖、砂質板巖及鈣質板巖。
壩址區(qū)地質構造復雜，由于背斜內斷層、揉皺較發(fā)育，河谷兩岸直立的軟弱巖層傾倒現象明顯，地表巖層產狀較亂。
壩址區(qū)第四系覆蓋范圍廣，基巖露頭少，主要斷層有：松林坪斷裂，位于右岸山坡，走向NW。F1斷層：沿沖江河左岸向碩多崗河右岸延伸，產狀NW275°NE∠80～90°，斷層寬5～10m，由斷層角礫巖、糜棱巖等組成。
壩址區(qū)兩岸物理地質作用強烈，右岸由上游至下游依次分布有：B2崩塌堆積體，長約1km，下游端距壩址約85m;B4崩塌堆積體，寬100～140m，分布高程2542～2615m，前緣抵達河床。坡體上有沖溝發(fā)育，目前處于蠕滑階段，穩(wěn)定性差;B1崩塌堆積體，沿碩多崗河分布，長度約為650m，后緣高程約為2650m，前緣抵達河床。厚度30m～36m，其物質組成為孤石、碎塊石夾粉土、粘土，結構密實。該段邊坡坡度不高，地形不陡，上部植被較發(fā)育，堆積體較密實，目前自然狀態(tài)下穩(wěn)定性較好。壩址下游左岸分布一個規(guī)模較大的滑坡H1，后緣平臺及側壁保存完好，前緣伸入河床，并覆蓋了一部分原河床沖積層。滑坡長近430m，分布高程2530m～2800m，由碎塊石及粉土、粘土等組成，厚度為36.94m~70m，估計方量300×104m3。
壩址選擇考慮充分利用沖江河支流水量，故向上游不宜超過沖江河河口，并受F1斷層制約，向下游不宜觸及H1滑坡體，若繼續(xù)向下游移避開H1，初步估算損失水頭11m多。故綜合考慮避開F1斷層、崩塌堆積體、滑坡體等不利地質因素，以及水能利用條件即充分利用水頭的要求壩址選擇范圍宜選在沖江河口下游約500m范圍內。
4 壩線比選
4.1 各壩線地形地質條件比較
Ⅱ線位于Ⅲ線下游約110m，Ⅰ線位于Ⅱ線下游約60m。Ⅲ線相對于Ⅰ、Ⅱ線河床寬闊，Ⅰ、Ⅱ線寬度相當，3條壩線的風化、卸荷、崩塌等物理地質現象均較為發(fā)育，河床均為砂卵石沖積層，中部夾有粉土質砂層，相對不透水層埋深較深。3條壩線地質條件基本相當。其地形地質條件比較情況見表4-1。
4.2 各壩線工程地質條件綜合分析
吊江巖水電站壩址處，河谷地形相對開闊，兩岸地形基本對稱完整，岸坡較緩，河床沖積層較厚，基巖埋深較大，兩岸物理地質現象較發(fā)育。受壩址區(qū)左岸H1滑坡和右岸B1、B2崩塌堆積體的影響，可供壩線布置的范圍非常有限。
為了選擇合適的壩線，預可研階段，在碩多崗河與其左岸支流沖江河河口下游300m范圍的河段上，從下游向上游依次布置了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條勘探線進行地勘工作。經比較，Ⅰ勘線河床沖積層8~20m，相對較厚，左岸發(fā)育有H1滑坡堆積體，右岸發(fā)育有B1崩塌堆積體且下伏古河床，對擋水建筑物的布置及壩基防滲處理極其不利，此外，左岸引水隧洞進口處第四系覆蓋層厚度較大，進洞困難，進口工程量大。Ⅱ勘線、Ⅲ勘線河床沖積層厚度分別為8~12m和6~15m，相差不大，均小于Ⅰ勘線。兩勘探線左岸的工程地質條件基本相同，但右岸第四系覆蓋層厚度差別較大，Ⅱ勘線為B1崩塌堆積體的前緣，最大厚度達50m，其間夾有淤泥層，岸坡穩(wěn)定性差，其下還伏有古河床沖積層，基礎防滲處理難度較大，而Ⅲ勘線右岸坡、崩積層最大厚度僅10m左右，基礎防滲處理易于Ⅱ勘線。
由上可知，吊江巖水電站壩段各勘探線的工程地質條件都不理想。相對而言，Ⅲ勘線相對較好，因其右岸建筑物可以避開H1滑坡堆積體、B1崩塌堆積體及其下伏古河床的影響，故預可研階段選擇Ⅲ勘線作為壩線。預可的審查意見中也基本同意該壩線，但要求做進一步比選。
可研階段對預可階段地勘Ⅰ壩線的位置進行微調避開左岸H1滑坡體，則初步判斷Ⅰ線和Ⅱ線兩岸條件相當，且Ⅰ線河床寬度較窄，具有一定優(yōu)勢故本次在進一步查明地質條件的基礎上，對調整后的Ⅰ線、預可階段的Ⅱ線和Ⅲ3條壩線展開比選工作。
根據表4-1分析，三條勘探線工程地質條件均不理想，地質條件沒有本質差別。相對而言，Ⅰ壩線河谷寬度比Ⅱ、Ⅲ壩線窄，地形條件Ⅰ壩線好于Ⅱ、Ⅲ壩線。
覆蓋層厚度，Ⅲ壩線覆蓋層最薄，Ⅰ壩線最厚;右岸Ⅰ壩線和Ⅱ線相差不大，均大于Ⅲ壩線;崩塌堆積體分布范圍Ⅰ、Ⅱ壩線遠大于Ⅲ壩線;河床覆蓋層厚度及性狀差別小，均為沖洪物組成;壩基巖性基本相同，均為二疊系下統板巖等，巖體極破碎，Ⅲ壩線略好。
通過對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ壩線地質條件綜合分析可見：
①Ⅰ壩線河谷寬度較Ⅱ、Ⅲ壩線窄，對減少壩肩開挖量有利。
②Ⅰ、Ⅱ壩線右壩肩自然穩(wěn)定性較好;Ⅲ壩線自然穩(wěn)定性差，存在壩肩邊坡穩(wěn)定問題。
③三條壩線均存在壩基滲漏和壩肩滲漏、滲透穩(wěn)定等問題，防滲處理均存在一定難度。
④各壩線均存在地質缺陷，采取必要的工程處理措施后，具備建壩的工程地質條件。因此Ⅰ壩線作為攔河壩線較為有利。
5結論
(1)從地質條件看，由于三條壩線相距較近，基礎地質條件方面也較相似，均具備修建混凝土壩的工程地質條件。Ⅲ壩線河床相對寬闊，覆蓋層較薄，右壩肩發(fā)育B4崩塌堆積體，局部不穩(wěn)需要工程措施處理，對壩肩的穩(wěn)定影響較大，Ⅰ、Ⅱ線河床較窄，比Ⅲ壩線窄約30m，右壩肩均處于B1崩塌堆積體上，但B1崩塌堆積體處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，且右壩肩處較為平緩，開挖后壩頂以上永久邊坡較低，分別為8m和21m，相比較而言Ⅰ線條件相對較優(yōu)。從防滲角度分析，Ⅲ線相對不透水層埋深較淺，防滲處理相對較易;Ⅱ線風化范圍略大，巖體完整程度較差，相對隔水層埋深較深，防滲范圍較大，且右岸發(fā)育有B1其分布范圍較大，防滲處理難度大;Ⅰ線基巖屬強透水層，無相對隔水層，且右岸也發(fā)育有B1，防滲難度較大;但由于Ⅰ線壩線較短，弱風化下限埋深相對較淺，故其防滲帷幕的工程量相對最小。從基礎條件的角度分析，河床覆蓋層厚度及性狀差別小，均為沖洪物組成，粉土質砂層差別較大，Ⅱ壩線有兩層，粘粒含量3%，存在液化問題;Ⅰ、Ⅲ壩線有一層，粘粒含量9.2%，不存在砂土液化問題。
(2)從工程布置條件看，Ⅰ、Ⅱ線布置緊湊，壩軸線長度相當，Ⅲ線處河床開闊，壩軸線比Ⅰ、Ⅱ線長約30m，由于Ⅰ、Ⅱ線在Ⅲ線下游，相應引水洞比Ⅲ線短約170m和110m。
(3)從基礎處理方案角度分析，由于河床覆蓋層中部夾有粉土質砂層，該層摩擦系數較小，3條壩線均存在壩體深層抗滑穩(wěn)定的問題，若3條壩線基礎處理均采用全部挖除粉土質砂層的方案，則Ⅱ、Ⅲ線由于該粉土質砂層埋深較大分布范圍大，Ⅰ線方案具有明顯的優(yōu)勢。若采用保留該層同時進行高壓旋噴灌漿處理，而Ⅰ線由于埋深過淺，經計算分析沿該層的抗滑穩(wěn)定難以滿足要求，對于Ⅰ線該方案不成立。故本次比選Ⅰ線采用全部挖除粉土質砂層、Ⅱ、Ⅲ線保留該層并進行高壓旋噴灌漿處理。
(4)從施工角度分析，Ⅰ、Ⅱ線受崩塌堆積體的影響，防滲處理施工難度較大，其他條件相當。
綜上所述，三方案中Ⅲ線壩線最長，工程量最大、該方案沒有優(yōu)勢。Ⅰ、Ⅱ線壩線長度相當，布置條件、施工條件相當。Ⅰ壩線基礎處理采用全部挖除粉土質砂層相比較Ⅱ線的旋噴樁方案施工難度減小且降低了工程的不確定性因素。綜合分析，本階段選定Ⅰ壩線為推薦壩線。
