古縣麥溝河水庫壩址地質條件分析研究

李 萍

(古縣水務局，山西 古縣 042400)

古縣麥溝河水庫壩址地質條件分析研究

李 萍

(古縣水務局，山西 古縣 042400)

從地形地貌、地層巖性、地質構造、物理地質現象等方面出發，對古縣麥溝河水庫壩址的地質條件進行了分析，并探討了壩址區地下水賦存條件、巖體的滲透性、地下水等特征，提出了壩址區巖土體物理力學參數建議值。

壩址，工程地質，巖性，地下水，力學特性

麥溝河水庫在麥溝河河段選擇了2個壩址，上壩址位于圣王坡河段相對狹窄處，下壩址位于左村上游約1.2 km的河道拐彎處，兩壩址相距約540 m。

1 上壩址工程地質條件

上壩址位于圣王坡河段相對狹窄處。本段河流比較順直，流向為SW126°。壩址為兩岸不對稱的“U”形河谷，谷底地形平緩，河谷谷底高程770 m。左岸地形相對平緩，地形坡度為8°～20°，在壩址下游發育一沖溝；右岸發育一臺地，臺面高程為784 m～794 m，坡度為8°～10°，臺地前緣地形較陡，坡度為40°～60°，在壩址上游發育一條沖溝，切割較深。河水季節性強，雨后水位上漲較快，河面較寬；平水期水深約0.2 m，河面寬約2 m～3 m。在正常蓄水位時河谷寬約260 m。壩址區主要出露第四系地層，其中左岸主要為崩坡積層和洪積層，崩坡積層厚度約1 m～3 m，洪坡積層厚度約3 m～5 m；右岸主要為洪坡積層，厚度約20 m～25 m。基巖出露較小，只在兩岸岸坡局部有出露。壩址區未發現斷層，裂隙不發育。裂隙主要發育三組，以NW向裂隙最為發育，NWW向次之，裂隙以陡傾角為主，緩傾角次之，中等傾角不發育。壩址區地下水類型主要為第四系松散堆積層中孔隙水及基巖裂隙水兩種，地下水主要接受大氣降水的補給，向河谷排泄。第四系孔隙水賦存于松散堆積層中，不發育。地下水主要為基巖裂隙水，多沿裂隙相對較發育區和風化囊集中分布，完整巖體地段地下水不發育。 壩址區物理地質現象主要表現為風化與卸荷。全、強風化一般分布在緩坡地段，垂直深度一般10 m～15 m；弱風化深度一般河床較淺，垂直深度25 m～30 m，兩岸稍深，一般垂直深度30 m～40 m不等。

2 下壩址工程地質條件

2.1 地形地貌

壩址位于左村上游約1.2 km，圣王坡下游約540 m處。河段河流呈“S”形，總體呈SW155°。下壩址為兩岸不對稱的“U”形河谷，谷底地形平緩，河谷谷底高程761 m。左岸發育臺地，臺面高程為784 m～788 m，坡度為8°～10°，臺地前緣地形較陡，基巖裸露，地形坡度為30°～35°，局部可達60°。右岸783 m高程以下地形坡度在30°～35°，783 m高程以上地形坡度為10°～15°，在壩址下游側發育一條沖溝，切割較淺。河水季節性強，平水期水深約0.2 m，河面寬約1 m～3 m。在正常蓄水位時河谷寬度約130 m。

2.2 地層巖性

壩址區主要為基巖出露。其中兩岸776 m以下及河床出露二疊系上統上石盒子組第三段的砂巖，右岸776 m以上出露紫紅色砂質頁巖。776 m以上為洪積層夾崩坡積層，其中上部為厚約4 m～5 m的亞粘土，中部為厚約5 m～6 m的碎石土層，下部為厚約3 m～5 m的砂礫石層。

2.3 地質構造

壩址區未發現斷層，裂隙不發育。巖層平緩，產狀為NE2°～5°NW∠3°～10°。主要發育三組裂隙：1)NW300°～320°SW(NE)∠75°～85°，裂隙面起伏粗糙，閉合，延伸長度大于5 m；2)NE5°～20°SE∠80°～86°，裂隙面起伏粗糙，閉合，延伸1 m～3 m；3)NW290°～315°SW∠15°～30°，裂隙面平直粗糙，微張，充填巖片、碎屑，延伸長度一般小于1 m。其中第1)組裂隙最為發育。

2.4 物理地質現象

壩址區物理地質現象主要表現為巖體的風化與卸荷。局部存在少量的崩塌現象，不存在對工程有影響的滑坡、泥石流等不良物理地質現象。

巖體風化主要受巖性、構造結構面及地形控制。依據地表測繪及鉆孔勘探揭示，兩岸岸坡存在夾層風化現象，強風化深度一般在3 m～5 m，砂質頁巖風化深度較深，全、強風化深度一般在10 m～15 m。河床為弱風化的砂巖，弱風化深度在25 m～30 m。

巖體卸荷作用不明顯，卸荷裂隙發育程度和卸荷深度受地形地貌、地層巖性、地質構造等因素控制，推測兩岸巖體弱卸荷水平深度為20 m～30 m。

兩岸776 m高程以下邊坡較陡，由于風化及卸荷等因素的影響，局部有規模較小的巖塊崩塌發生，堆積于邊坡坡腳較平緩的部位或溝底，其方量較小，對工程影響不大。

2.5 水文地質條件

2.5.1 地下水賦存條件

壩址區地下水類型主要為第四系松散堆積層中孔隙水及基巖裂隙水兩種，地下水主要接受大氣降水的補給，向河谷排泄。第四系孔隙水賦存于松散堆積層中，不發育。地下水主要為基巖裂隙水，多沿裂隙相對較發育區和風化囊集中分布，完整巖體地段地下水不發育。

2.5.2 巖體的滲透性

對壩基、趾板巖體進行了15段壓水試驗，其中中等透水性(10 Lu≤q<100 Lu)有3段，占20%；弱透水性(1 Lu≤q<10 Lu)有12段，占80%。由壓水試驗成果可知：巖體透水性主要取決于巖體的風化程度和節理裂隙發育情況，在垂直方向上，具有自上而下透水率總體呈逐漸變小趨勢。強風化巖體具強透水～中等透水性，局部具弱透水性，弱風化巖體具弱透水性，局部具微透水性。從巖性上看，弱風化的砂質頁巖呈弱透水性，而弱風化的砂巖為中等透水～弱透水。

2.5.3 地下水

壩址區地下水有覆蓋層孔隙水和基巖裂隙水，孔隙水埋藏于松散堆積中的孔隙中，透水性較好，靠大氣降雨補給，就地補給，就地排泄。基巖裂隙水主要賦存于巖體裂隙中或風化囊中，以大氣降水滲入補給為主。從鉆孔實測的地下水位統計結果可知(見表1)：兩岸地下水埋深一般在16 m～22.5 m，對應高程在767 m左右，低于水庫正常蓄水位。

表1 壩址鉆孔地下水位結果統計表

2.5.4 巖土體的物理力學特性

壩址區基巖為二疊系上統上石盒子組第三段(P2S3)的杏黃色的砂巖和紫紅色砂質頁巖互層，控制巖體質量的主要因素為巖質類型、巖體完整性，結構面性狀及風化、卸荷狀態。根據鉆探及地質測繪，結合地層巖性，將壩址區工程巖體結構大體分為如下3類，即層狀結構、碎裂結構和散體結構(見表2)。

根據壩址區巖體堅硬程度與巖體結構特征，參照GB 50487-2009水利水電工程地質勘察規范，對壩基巖體進行工程地質分類。微新～弱風化的砂巖、微新砂質頁巖為Ⅲ類巖體，強風化砂巖、弱風化砂質頁巖為Ⅳ類巖體，全、強風化砂質頁巖為Ⅴ類巖體。

表2 壩址區巖體結構分類表

根據現場地質測繪和鉆孔資料，結合實際的工程地質條件，并參考其他工程類似巖體物理力學指標，提出壩址區巖土體物理力學參數建議值見表3,表4。

表3 土體物理力學性質參數建議值表

表4 巖(石)體物理力學性質參數建議值表

從臨近工程分析：①亞粘土層：呈棕黃色，質地均一，塊狀、無層理，鈣質結核較發育。透水性較小，一般為弱透水性，稍密～中密，具有弱濕陷性或無濕陷性。②碎石土層：呈稍密狀，具強透水性。③砂礫石層：呈弱膠結狀，為中等～強透水性。

Analysis and research on dam address geological conditions of Guxian Maigou river reservoir

LI Ping

(Guxian Water Affairs Bureau, Guxian 042400, China)

From the topography, formation lithology, geological structure, physical geological phenomena and other aspects, this paper analyzed the geological conditions of Guxian Maigou river reservoir dam address, and discussed the groundwater occurrence condition of dam address area, the permeability of rock mass, groundwater and other characteristics, put forward the physical and mechanical parameters recommended values of rock and soil dam address.

dam address, engineering geology, lithology, groundwater, mechanical property

1009-6825(2014)36-0229-02

2014-10-13

李 萍(1973- )，女，工程師

TV697

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