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设计与施工水利规划与设计2012年第1期

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某水电站工程面板坝趾板基础黄铁矿处理设计

余华英

(新疆水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐830000)

【摘要】某地区已有多个水利水电工程库坝区地层发现分布有黄铁矿，黄铁矿在地表氧化环境下所形成的硫酸根离子(SO4-)会对大坝坝基混凝土产生酸蚀作用，从而破坏坝基混凝土结构，降低其强度，给大坝安全带来隐患，某坝址基岩中分布有黄铁矿和黄铁矿的氧化物，对大坝基础混凝土强度存在潜在影响，通过对该工程黄铁矿的分布、成因类型、氧化机理及其对工程的影响，采取相应的设计措施，保证工程的安全。

【关键词】黄铁矿硫酸根离子腐蚀性化学灌浆

【中图分类号】TV223【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2012)01-0049-03

【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2012.01.14

1工程概况

某水电站位于新疆阿勒泰地区的某河上，于2009年开工建设，控制流域面积6056km2,水库总库容2.32亿m3,正常蓄水位752.00m,水电站装机容量为160MW,水电站保证出力19.22MW,年平均发电量4.95亿kW·h。本水电站属大(2)型Ⅱ等工程，由混凝土面板堆石坝、表孔泄洪洞、深孔泄洪洞、发电引水隧洞、压力管道及地面式厂房等建筑物组成，拦河坝为1级建筑物，最大坝高146.3m。设计洪水频率为100年一遇，校核洪水频率为2000年一遇。

2坝址区黄铁矿分布情况

坝址区处于某河中下游峡谷段，两岸山体为侵蚀构造中低山地貌，库区河谷段主要呈V形，两岸谷坡较陡峻，出露的地层主要有泥盆系、石炭系、第四系和华力西中期岩浆岩，坝址基岩左岸为斜长花岗岩、右岸为石英斑岩，岩体呈块状构造~碎裂镶嵌结构。

由于西北地区特别是阿勒泰地区地下环境的复

杂性，其侵蚀介质的种类及危害性也是多因素综合性的，有硫酸盐侵蚀、酸性侵蚀、盐卤侵蚀等，侵蚀介质往往含有多种有害成分。在新疆水利工程中遭遇黄铁矿工程地质问题的工程有“635”水利枢纽、喀腊塑克水库，据文献资料报道国内工程建设有黄铁矿工程地质问题的工程有湖南镇水电站左坝肩(浙江)、清江隔河岩水电站两岸坝肩，秦岭铁路隧道。

坝址区附近存在有著名的阿舍勒铜矿，矿带分布与区内中基性火山熔岩喷溢喷发及岩浆侵入作用有关。坝址为华力西中期侵入杂岩体(yo?)细粒斜长花岗岩和石炭系下统喀拉额尔齐斯组(C)

火成岩地层，受阿舍勒铜矿床的影响，在坝址分布的岩石、断裂及节理裂隙内含有黄铁矿。在基岩天然露头的裂隙面和裂隙密集带，有较多黄铁矿氧化后形成的铁锈色薄膜；在岩石中也有黄铁矿氧化后形成的融蚀小孔，见图1。从I号、V号冲沟地下水水质分析结果看，硫酸根离子含量分别达到595.6mg/L、868.4mg/L,这些应该是黄铁矿氧化形成的。

作者简介：余华英(1970年一),女，高级工程师。

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图1黄铁矿氧化物及孔隙

3坝址区工程地质条件

挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，最大坝高146.3m,顶宽8m,坝顶长446m,趾板线长634.5m。上游坝坡1:1.5,下游坝坡马道间1:1.3。坝体从上游到下游分别为：上游铺盖区、混凝土面板、垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区。垫层区水平宽4m,其上游固坡采用挤压边墙技术，过渡区水平宽4m,主堆石区采用新鲜岩石爆破料。

坝址区下覆基岩以F85为界，左岸及河床左侧岩体为变斜长花岗岩，节理裂隙较少；右岸及河床右侧岩体为石英斑岩。左岸强风化层厚5～6m,现代河床宽41m,主流偏左侧，右岸强风化层厚8~12m,具有风化程度较高、岸坡上部卸荷较强、节理裂隙发育、岩体完整性较差，呈镶嵌碎裂结构等特点。

在坝址右岸坡角附近，顺河向成带状分布有黄铁矿富集带，分布范围为F85断层之间及断层右侧(趾板桩号0+375～0+460),黄铁矿富集带岩体裂隙极发育，裂隙面绝大部分均有黄铁矿腐蚀较重的黑褐色氧化物，且岩体受黄铁矿氧化腐蚀影响，岩体遭到破坏而不密实，岩体破碎，地震纵波速度V,=1800～2200m/s,深度36~40m左右。根据工程现场实际开挖揭露：左岸河床坡脚处，趾0+238～0+310段趾板岩体，受F98