達(dá)響水庫庫區(qū)工程地質(zhì)問題分析

摘 要：對達(dá)響水庫庫區(qū)的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，論證了水庫庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境和條件，指出了庫區(qū)現(xiàn)有的物理地質(zhì)現(xiàn)象及可能存在的地質(zhì)問題，為水庫設(shè)計提供了地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：達(dá)響水庫 斷層及特征 節(jié)理裂隙 山間溝谷型

中圖分類號：TV62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0032-02

1 工程概況

達(dá)響水庫位于廣西省武鳴縣右江上游武鳴河一級支流的兩江河干流上，距武鳴縣城約45 km，是一座以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電并兼顧下游防洪等綜合利用的中型水利樞紐工程。水庫控制流域面積38.0 km2，總庫容1880萬m3。

2 地形地貌

達(dá)響水庫地處大明山西側(cè)，屬低山丘陵地形地貌?？傮w地勢東高西低。大明山總體為西北～東南走向，庫區(qū)山體多呈東西走向，分布在兩江河兩岸，山坡地表植被茂盛。高程一般300～380 m，最大高程525 m。河床兩側(cè)多形成陡壁，一般高度50～70 m。

庫區(qū)河床近似“U”型河谷，兩岸不對稱。由于河流下切和側(cè)向侵蝕作用，左岸大部山體陡立，右岸山體相對較平緩。河流總體流向?yàn)閺臇|到西，河流坡降約20‰，河床總寬度50～100 m，其中現(xiàn)代河床寬度20～30 m。河床兩側(cè)分布較窄的河漫灘，零星分布有一級堆積階地。河床地表遍布漂石，一般塊徑30～50 cm，最大塊徑超過200 cm。

3 地層巖性

區(qū)域內(nèi)分布為沉積巖；河谷及兩側(cè)山體坡腳則多分布松散沉積物。

3.1 沉積巖

（1）寒武系（∈）：分布于庫區(qū)東部；中低山地貌；基巖沿河兩岸連續(xù)出露，形成陡峻巖體。

主要巖性為砂巖、頁巖夾泥灰?guī)r及白云巖透鏡體；砂巖灰～淺灰色，細(xì)粒致密結(jié)構(gòu)，中厚層夾巨層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙普遍發(fā)育，閉合節(jié)理裂隙多形成密集帶；巖石普遍輕微蝕變，斷口面見呈點(diǎn)狀黃鐵礦分布，其風(fēng)化面殘留著氧化后峰窩狀小空洞。

頁巖呈灰～灰綠色，致密結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，層理清晰，交錯層理發(fā)育，沿走向多褶皺；頁巖層間夾多層薄層狀深灰色泥灰?guī)r及灰白色白云巖透鏡體。

砂巖、頁巖的厚度比約為5∶2，頁巖巖層可見厚度10～15 m。

（2）泥盆系下統(tǒng)蓮花山組（D1L）。

分布于中壩址至渡假村之間河兩岸，渡假村至仙居電站右岸。

渡假村至上壩址沿河兩岸基巖連續(xù)出露；主要巖性為淺灰～灰色、弱風(fēng)化、中厚層～薄層狀砂巖，致密結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，層理清晰，產(chǎn)狀穩(wěn)定。

右岸近山頂有厚約1.4～1.6 m含礫砂巖，礫石主要成份石英巖、砂巖、礫巖等，礫徑1～5 cm，礫石順層排列，硅鈣質(zhì)膠結(jié)性。

與下伏寒武系地層接觸關(guān)系：右岸山坡小路上為斷層接觸，左岸岸邊為角度不整合接觸。

（3）泥盆系下統(tǒng)那高嶺組（D1n）。

分布于下壩址上游兩岸，右岸岸邊露頭連續(xù)，左岸出露極差。

巖性為淺黃～灰白色，薄～中厚層砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。受斷層影響，巖層破碎，層理不清，形成斷層陡崖；巖層含方狀黃鐵礦晶體，風(fēng)化后殘留下大小不一的空洞。

與下伏蓮花山組地層為斷層接觸。

（4）泥盆系中統(tǒng)郁江組（D2y）。

分布于下壩址河床兩岸，右岸出露較好，左岸極差。

主要巖性為灰～淺灰色、弱風(fēng)化、中薄層狀砂巖夾少量泥巖，致密結(jié)構(gòu)，層理清楚，單層厚度5～15 cm。

與下伏那高嶺組地層為整合接觸。

3.2 第四系松散層

（1）全新統(tǒng)沖洪積（al+plQ4）：巖性為卵（礫）石及漂石層，顏色較雜，濕～飽和，密實(shí)，卵礫石含量80%以上，粒徑一般10～30 cm，部分粒徑大于150 cm，呈次圓～圓狀，磨圓好，成份以砂巖、粉砂巖及少量火成巖，砂為中粗砂，主要分布于現(xiàn)代河床。

（2）全新統(tǒng)坡殘積物（dl+elQ4）：巖性為含壤土碎石，灰黃色為主，碎石含量50%～60%，塊徑10～30 cm，部分塊徑大于50 cm棱角狀為主，成分以砂巖為主，主要分布在坡腳。

4 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)工程地質(zhì)測繪和鉆探資料綜合分析，庫區(qū)及壩址區(qū)內(nèi)主要發(fā)育5條斷層，斷層特征詳見表1。

5 水文地質(zhì)條件

武鳴縣地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，年平均氣溫21.7 ℃，年平均日照時數(shù)1660 h，年平均降雨量1300 mm。

地下水分為三種類型：第四系孔隙潛水、基巖裂隙水及構(gòu)造裂隙水。

（1）第四系孔隙潛水：主要含水層為分布于溝谷內(nèi)的卵（礫）石層，厚度一般4.5～11 m。地下水埋深一般0.5～2 m，隨遠(yuǎn)離河床埋深增大。地下水受上游滲流、河水以及側(cè)向基巖裂隙水補(bǔ)給。

（2）基巖裂隙水：以基巖的節(jié)理裂隙及風(fēng)化裂隙為賦存空間，主要接受大氣降水補(bǔ)給，順坡向排向河床及庫盆。受季節(jié)及大氣降水影響。在雨季可見巖體表層的部分裂隙有水流滲出，雨停即止。

（3）構(gòu)造裂隙水：在基巖構(gòu)造發(fā)育部位賦存，主要受大氣降水影響，主要分布在斷層及節(jié)理裂隙發(fā)育的破碎帶等部位，富水性較差。

6 物理地質(zhì)現(xiàn)象

庫區(qū)兩岸山體長期受河流切割，多形成陡壁，山體表層局部巖體較為破碎，易造成局部山體失穩(wěn)，產(chǎn)生塌落，一般坍塌方量不大；河床右岸巖性含砂或土塊石，塊徑一般0.5～1.0 m，為裂隙崩塌和坡積混合物，坡度35°～40°，結(jié)構(gòu)疏松，穩(wěn)定性差，遭水浸泡易坍塌下滑。

7 庫區(qū)工程地質(zhì)問題

7.1 庫區(qū)滲漏

達(dá)響水庫為山間溝谷型水庫，庫區(qū)總體呈彎曲帶狀，除在近壩址區(qū)有兩個相聯(lián)的較大的寬闊地形外，大部為坡陡流急的峽谷。河床切割較深，河床最窄處不足50 m，兩岸山體渾厚。

近壩址區(qū)兩岸為泥盆系砂巖，庫區(qū)大部為寒武系泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、頁巖及夾有泥灰?guī)r、白云巖等，之間中斷了奧陶、志留兩系地層。泥盆系地層與寒武系地層之間為角度不整合或斷層接觸，形成了厚達(dá)10 m的斷層帶或沉積物，這層斷層帶或沉積物中含鐵錳較多，易風(fēng)化和漏水。

7.2 庫岸穩(wěn)定

水庫蓄水后，水位上升引起庫岸巖土體的濕化和物理、力學(xué)性質(zhì)的改變，從而大大降低了其抗剪強(qiáng)度及自穩(wěn)能力，易于形成庫岸坍塌。組成庫岸的巖土類型和性質(zhì)是決定水庫塌岸速度和寬度的主要因素，巖土體堅硬程度、庫岸地質(zhì)構(gòu)造、軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及組合關(guān)系都對庫岸穩(wěn)定影響巨大。另外，庫水位的變化幅度和波浪作用也是影響水庫塌岸的重要因素。

達(dá)響水庫庫岸多為巖質(zhì)岸坡，巖性主要為砂巖，巖層走向與河床走向交角一般較大，并傾向下游，巖體多呈層狀、塊狀，岸邊順河構(gòu)造不發(fā)育，節(jié)理裂隙大部輕度發(fā)育，局部中等～較發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模不穩(wěn)定巖體分布，岸坡整體穩(wěn)定性較好。

7.3 水庫淤積

庫區(qū)所處兩江河屬于山區(qū)河流，河流坡降較大，溝谷切割較為劇烈，但庫岸主要是巖體組成，僅局部地段存在第四系松散堆積物，兩岸植被較好，固體徑流來源并不豐富，第四系松散堆積物和局部岸邊不穩(wěn)定巖體可能會在庫水的作用下發(fā)生坍塌，造成水庫淤積，但方量不大。庫區(qū)的淤積物將以推移質(zhì)粗顆粒為主，懸移質(zhì)細(xì)顆粒較少。

7.4 庫區(qū)浸沒

水庫蓄水后，如果庫區(qū)周圍地下水相應(yīng)雍高而接近或高出地面，會導(dǎo)致地面沼澤化而造成浸沒。庫區(qū)周圍地面高程和起伏變化是決定能否產(chǎn)生浸沒及其浸沒范圍的主要因素，另外地層巖性及其周邊的水文地質(zhì)條件也是影響浸沒的重要因素。

達(dá)響水庫蓄水后，壩下泄（漏）水通過河床卵石層排泄，卵石層具強(qiáng)透水性，因而水庫下游不會發(fā)生浸沒問題。

達(dá)響水庫屬峽谷型水庫，兩岸山體坡度較陡，兩岸山體綿延渾厚，巖體透水性微弱，不會通過滲透造成鄰谷浸沒。

庫區(qū)兩岸地表大部基巖裸露，正常蓄水位以上覆蓋層巖性為坡殘積的含壤土碎石或含碎石壤土，故發(fā)生浸沒的可能性不大。

7.5 水庫誘發(fā)地震

依據(jù)國內(nèi)外目前對于水庫誘發(fā)地震的機(jī)理分析，在巖體儲備有高應(yīng)變能地區(qū)建庫，水庫蓄水后容易造成庫區(qū)巖體應(yīng)力狀態(tài)的改變，引起應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力集中到一定程度的時候，應(yīng)力釋放就容易激發(fā)庫區(qū)地震。水庫誘發(fā)地震多發(fā)生在構(gòu)造相對活動區(qū)，特別是與近期活動斷層有關(guān)；另外，復(fù)雜的水文地質(zhì)條件常易引起局部流體動力異常，使巖體失穩(wěn)，產(chǎn)生地震。

達(dá)響水庫庫區(qū)及壩址區(qū)分布的斷層活動性不明顯，第四紀(jì)以來均未有活性跡象，庫區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的活動斷裂帶或較深的裂隙帶。根據(jù)國家地震局分析預(yù)報中心公布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）劃分，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度區(qū)， 為基本穩(wěn)定區(qū)。不具備誘發(fā)地震的主要因素。

另外，水庫誘發(fā)地震與壩高及庫容密切相關(guān)，而且受水位漲落的影響?，F(xiàn)有資料表明，震級大于5級的地震均發(fā)生在壩高超過100 m、庫容超過10億m3大（I）型水庫中。達(dá)響水庫壩高70 m，庫容1880萬m3，因而認(rèn)為發(fā)生5級以上水庫誘發(fā)地震的可能性較小。

參考文獻(xiàn)

[1]呂建文.申村水庫庫區(qū)工程地質(zhì)條件評價[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（4）.