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)育導致庫區(qū)河床為斷層谷，斷層破碎帶在強風化層中較為破碎，弱風化層中為鈣質(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標準，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，導水性差[2]。

綜上所述F1斷層膠結(jié)好，導水性差，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，由于地表附近強風化巖層裂隙較發(fā)育，存在庫水沿河床強風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,康復生,等.蘭州新區(qū)水庫工程地質(zhì)分析[J].科學技術(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