巖桑壩水庫庫區(qū)工程地質(zhì)條件分析

岳開飛

(貴州中水建設(shè)管理股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

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巖桑壩水庫庫區(qū)工程地質(zhì)條件分析

岳開飛

(貴州中水建設(shè)管理股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

文章結(jié)合工程實例對地質(zhì)勘察結(jié)果進行分析，即地質(zhì)條件闡述。在前期勘察工作中，調(diào)查區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性的同時，通過地質(zhì)測繪、鉆探、路探及室內(nèi)試驗等手段，對成庫條件、各壩址工程地質(zhì)條件及料場等做出初步評價，以保證水利工程建設(shè)的順利實施。

水庫；勘察；地質(zhì)條件

1　工程概況

巖桑壩水庫位于松桃河右岸支流響水河上游河段，壩址以上集水面積2.38 km2，庫區(qū)正常蓄水位810 m，廻水長度約1.14 km，正常蓄水位以下庫容111萬m3。

2　庫區(qū)基本地質(zhì)條件

2.1地形地貌

庫區(qū)右側(cè)分水嶺最高高程972.38 m，最低828 m(埡口處)；左側(cè)分水嶺最高高程1169.1 m，最低850 m(埡口處)，河床高程792 m(壩址處)，最大高差377.1 m，最低高差36 m，擬建水庫正常高水位810 m，右岸埡口高出正常高水位高程18 m，左岸最低高程高出正常高水位40 m。水庫右岸坡度30°～46°，局部存在陡壁，陡壁高30 m左右，且多分布于斜坡中上部，巖層傾角15°，岸坡傾向東，與巖層傾向基本一致，為順向坡，坡角大于巖層傾角。水庫左岸坡度35°～60°，坡高30～80 m左右，岸坡傾向西，與巖層傾向相反，為逆向坡，物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，邊坡穩(wěn)定。

庫區(qū)河床為堤槽式，兩側(cè)為干砌毛石護堤，河谷寬2.0～3.0 m，堤高1.0～2.0 m，兩岸農(nóng)田高程794 m，寬20～25 m，河谷為“V”形河谷。

2.2地層巖性2.2.1寒武系地層(∈)

下統(tǒng)杷榔組(∈1p)：灰綠色薄層頁巖、砂質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r組成。分布于地下暗河出口巖科寨一帶，厚大于160 m。下統(tǒng)清虛洞組(∈1q)：灰色、灰白色、深灰色厚層灰?guī)r、白云巖組成。分布于下游入伏口巖臺及右岸牛場平一帶，厚約50～110 m。中上婁山關(guān)群(∈2+3ls)：上部為淺灰、灰色薄層、細晶白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖組成；下部為灰白色厚層、塊狀白云巖夾鮞狀白云巖。分布于庫區(qū)及兩岸，厚約540～792 m。

2.2.2奧陶系地層(O)

上部為深灰色厚層狀細晶灰?guī)r夾白云巖；下部為灰綠色、紫紅色薄層狀頁巖。分布于左岸屯上一帶，厚約100～181 m。

2.2.3第四系(Q)

殘坡積物(Qel+dl)：主要成份黏土夾少量碎石，碎石成份為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等，厚度變化較大，一般厚1～5 m，分布在河谷兩岸緩坡地帶。沖洪積物(Qal+pl)：主要成份為砂、卵礫石，大部分河床均有分布，一般厚0.5～1.5 m。

2.3地質(zhì)構(gòu)造

工程區(qū)內(nèi)F1斷層，斷層產(chǎn)狀N44°E/SE，傾角70°～78°，推測破碎帶寬1.0～5.0 m，影響帶寬5.0～10 m，屬壓扭性斷層。該斷層對下盤巖層產(chǎn)狀影響較小，其巖層產(chǎn)狀：走向29°、傾向SE、傾角15°～20°；斷層上盤巖層產(chǎn)狀：走向38°，傾向SE，傾角10°～15°。該斷層經(jīng)過響水洞→臭腦→庫區(qū)→芭茅坪→螺螄僮→出境。該斷層的發(fā)育導(dǎo)致庫區(qū)河床為斷層谷，斷層破碎帶在強風(fēng)化層中較為破碎，弱風(fēng)化層中為鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)中等。

2.4巖溶水文地質(zhì)條件

2.4.1巖溶

(1)巖溶發(fā)育形態(tài)

庫區(qū)可溶巖分布較廣，巖溶發(fā)育強烈，巖溶形態(tài)有洼地、落水洞、溶洞、巖溶管道等。工程區(qū)發(fā)育不同方向的兩條地表及地下河流：Ⅰ號巖溶管道，由臭腦附近流至巖科寨，河流方向為225°，至臭腦下游1.48 km處伏流，經(jīng)0.74 km伏流后，出流于巖科寨，該河流以地表明流為主。Ⅱ號巖溶管道，由大坪河至粑粑寨附近，大坪上游為常態(tài)河流，大坪洼地至下游1.0 km左右段由上游的常態(tài)河流逐步轉(zhuǎn)化為季節(jié)性河流，在下游1.0 km處完全轉(zhuǎn)為伏流，經(jīng)3.92 km伏流后出流于粑粑寨南東側(cè)560 m處懸崖腳。兩條河流河床高程至東向西分別為792 m、790 m，呈階梯狀逐次降低。

(2)巖溶化巖組的劃分

水庫區(qū)碳酸鹽巖分布較廣，巖溶較發(fā)育，主要形態(tài)為溶蝕洼地、落水洞等，發(fā)育規(guī)律及特性見表1。

表1　水庫區(qū)喀斯特洼地、落水洞發(fā)育規(guī)律統(tǒng)計

根據(jù)巖溶發(fā)育統(tǒng)計情況，工程區(qū)出露的強巖溶地層為O1t、∈1q，巖性以白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等，巖溶發(fā)育均強烈，∈2-3ls細晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等，屬于弱巖溶發(fā)育地層。

2.4.2水文地質(zhì)條件

(1)地下水的類型及分布

根據(jù)工程區(qū)出露地層情況，地下水為碳酸鹽巖巖溶水、基巖裂隙水和第四系松散覆蓋層中的孔隙水。碳酸鹽巖巖溶水主要分布于庫區(qū)及兩岸一帶；基巖裂隙水主要分布于工程區(qū)下游巖科寨一帶；孔隙水零星分布于工程區(qū)附近。

(2)含水巖組及富水性

工程區(qū)主要出露地層為寒武系中、上統(tǒng)婁山關(guān)群地層，根據(jù)地下水的類型，可將其分為強巖溶含水巖組及相對隔水層，強巖溶含水巖組地層為∈2-3ls、∈1q等，地下水主要賦存于溶洞(孔)、巖溶管道、溶蝕裂隙內(nèi)，富水性強；相對隔水層地層有∈1p，地下水主要賦存于碎屑巖淺表強風(fēng)化巖體的節(jié)理裂隙中，富水性弱。

(3)地下水的補給、徑流、排泄

工程區(qū)地下水主要接受大氣降水補給，通過風(fēng)化帶巖體的細小裂隙緩慢下滲，地下水的主要徑流方式是脈狀流，運移方向主要受地形地貌控制，兩岸總體向河流垂直徑流，以分散形式補給河水。

庫區(qū)未見泉水出露，河流常年有水，河水有逐漸增大趨勢，在壩址左岸涼水井844.6 m高程發(fā)育一泉水，流量5～10 L/s。

(4)水化學(xué)特征

響水洞河河段河水水質(zhì)清澈，無明顯懸浮物，無任何異味，本階段在壩址區(qū)取河水進行水質(zhì)檢測分析。據(jù)水樣試驗水質(zhì)分析庫區(qū)河水pH值為7.65，即為碳酸鹽鈉質(zhì)水，根據(jù)GB 50487-2008標(biāo)準(zhǔn)，兩組水樣均對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物無一般酸性型、碳酸型、重碳酸型、鎂離子型、硫酸鹽型、氯鹽型腐蝕等腐蝕性；對鋼筋混凝土中鋼筋無氯鹽腐蝕性[1]。

2.5物理地質(zhì)現(xiàn)象

庫區(qū)為河流侵蝕及構(gòu)造形成的河谷型地形，河谷切深數(shù)十米，兩岸自然坡度30°～65°，根據(jù)庫區(qū)兩岸基巖陡壁的現(xiàn)狀情況分析，岸坡有卸荷裂隙發(fā)育，卸荷深度3～5 m；庫區(qū)現(xiàn)狀總體穩(wěn)定，無滑坡、泥石流等現(xiàn)象。

3水庫區(qū)工程地質(zhì)條件評價3.1水庫滲漏3.1.1構(gòu)造滲漏分析

F1斷層從上、下壩址通過，與壩軸線大角度相交。該斷層上、下盤地層均為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群(∈2+3ls)細晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等，走向N47°E/SE，傾角70°～78°，斷層破碎帶寬3～5 m，影響帶寬5.0～10 m，屬壓扭性斷層。

下壩址河心鉆孔ZK2，高程794.03 m，鉆過F1斷層破碎帶后(高程約776.13 m)，壓水透水率小于3 Lu。另外，沿F1斷層下游無泉水出露，說明斷層膠結(jié)好，導(dǎo)水性差[2]。

綜上所述F1斷層膠結(jié)好，導(dǎo)水性差，水庫蓄水后沿斷層滲漏可能性小。

3.1.2庫首滲漏分析

庫首巖性為(∈2+3ls)細晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r組成，產(chǎn)狀較緩，地表巖溶不發(fā)育，河床裂隙較發(fā)育，兩壩肩裂隙發(fā)育。

根據(jù)鉆孔揭露地下水水位情況可知，地下水位較高，兩岸地下水補給河床，由于地表附近強風(fēng)化巖層裂隙較發(fā)育，存在庫水沿河床強風(fēng)化卸荷帶向下游滲漏及沿兩壩肩裂隙繞壩滲漏的可能。

3.2庫岸穩(wěn)定

庫區(qū)地層巖性為∈2-3ls塊狀結(jié)晶白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r，為中硬巖，強度較高；覆蓋層較薄，約0.2～3 m，下伏地層產(chǎn)狀較緩，約10°～15°傾向左岸偏上游；庫區(qū)內(nèi)無較大崩塌、滑坡體分布，因此庫岸整體穩(wěn)定性較好。水庫正常蓄水后，僅可能出現(xiàn)覆蓋層零星滑塌，對水庫正常運行無影響。

3.3水庫淹沒及浸沒

水庫回水長約1.14 km，庫區(qū)不存在重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、大型工程設(shè)施及文物古跡和珍稀植物，無礦產(chǎn)資源分布，校核洪水位以下，河段岸坡存在一定的耕地及荒山淹沒，不存在浸沒問題。

3.4水庫淤積

庫區(qū)兩岸及河床均為塊狀結(jié)晶白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r等地層，抗風(fēng)化能力較好，庫岸總體較陡峭，無大型泥石流、滑坡等堆積體，暴雨期間可能形成一定的固體徑流，但規(guī)模不大，對水庫運行影響較小[3]。

3.5水庫誘發(fā)地震

庫區(qū)內(nèi)有F1斷層通過，斷層規(guī)模小，膠結(jié)好，為非活動斷層，水庫蓄水后抬高水頭僅18 m，水壓力較低，誘發(fā)構(gòu)造型地震可能性低，巖溶弱發(fā)育，庫盆無溶洞等大型巖溶現(xiàn)象，不具備誘發(fā)巖溶型地震的結(jié)構(gòu)及應(yīng)力條件因素，因此，水庫蓄水后誘發(fā)構(gòu)造型地震可能性小。

4　結(jié)　語

通過地質(zhì)勘察以及對該庫區(qū)地質(zhì)條件分析，已經(jīng)初步查明工程部位的工程地質(zhì)問題。對此，要對于該庫區(qū)可能存在的安全隱患等進行總結(jié)分析，并制定防治方案，保證庫區(qū)的穩(wěn)定性和安全性，為周邊居民生產(chǎn)生活造福。

[1]劉黎明.晉中市和順縣戀思水庫庫區(qū)工程地質(zhì)條件[J].山西建筑,2012,38(31):73-74.

[2]陳龍飛,劉高,康復(fù)生,等.蘭州新區(qū)水庫工程地質(zhì)分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2014,14(11):110-113.

[3]樊艷云,李波,賀皎皎,等.滇東南新建普臘水庫環(huán)境地質(zhì)特征及工程地質(zhì)條件影響因素分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2012,12(14):3382-3389.

岳開飛(1981-)，男，工程師，主要從事地質(zhì)勘查及分析方面的工作。

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2096-0506(2016)09-0061-03