巖桑壩水庫庫區工程地質條件分析

岳開飛

(貴州中水建設管理股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

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巖桑壩水庫庫區工程地質條件分析

岳開飛

(貴州中水建設管理股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

文章結合工程實例對地質勘察結果進行分析，即地質條件闡述。在前期勘察工作中，調查區域構造穩定性的同時，通過地質測繪、鉆探、路探及室內試驗等手段，對成庫條件、各壩址工程地質條件及料場等做出初步評價，以保證水利工程建設的順利實施。

水庫；勘察；地質條件

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　庫區基本地質條件

2.1地形地貌

庫區右側分水嶺最高高程972.38 m，最低828 m(埡口處)；左側分水嶺最高高程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，物理地質現象不發育，邊坡穩定。

庫區河床為堤槽式，兩側為干砌毛石護堤，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(∈)

下統杷榔組(∈1p)：灰綠色薄層頁巖、砂質頁巖、泥灰巖組成。分布于地下暗河出口巖科寨一帶，厚大于160 m。下統清虛洞組(∈1q)：灰色、灰白色、深灰色厚層灰巖、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。中上婁山關群(∈2+3ls)：上部為淺灰、灰色薄層、細晶白云質灰巖及白云巖組成；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巖夾白云巖；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、白云質灰巖等，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地質構造

工程區內F1斷層，斷層產狀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狀影響較小，其巖層產狀：走向29°、傾向SE、傾角15°～20°；斷層上盤巖層產狀：走向38°，傾向SE，傾角10°～15°。該斷層經過響水洞→臭腦→庫區→芭茅坪→螺螄僮→出境。該斷層的發育導致庫區河床為斷層谷，斷層破碎帶在強風化層中較為破碎，弱風化層中為鈣質、泥質膠結，膠結中等。

2.4巖溶水文地質條件

2.4.1巖溶

(1)巖溶發育形態

庫區可溶巖分布較廣，巖溶發育強烈，巖溶形態有洼地、落水洞、溶洞、巖溶管道等。工程區發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，大坪上游為常態河流，大坪洼地至下游1.0 km左右段由上游的常態河流逐步轉化為季節性河流，在下游1.0 km處完全轉為伏流，經3.92 km伏流后出流于粑粑寨南東側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

水庫區碳酸鹽巖分布較廣，巖溶較發育，主要形態為溶蝕洼地、落水洞等，發育規律及特性見表1。

表1　水庫區喀斯特洼地、落水洞發育規律統計

根據巖溶發育統計情況，工程區出露的強巖溶地層為O1t、∈1q，巖性以白云巖、白云質灰巖、灰巖等，巖溶發育均強烈，∈2-3ls細晶白云巖、白云質灰巖等，屬于弱巖溶發育地層。

2.4.2水文地質條件

(1)地下水的類型及分布

根據工程區出露地層情況，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及兩岸一帶；基巖裂隙水主要分布于工程區下游巖科寨一帶；孔隙水零星分布于工程區附近。

(2)含水巖組及富水性

工程區主要出露地層為寒武系中、上統婁山關群地層，根據地下水的類型，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，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理裂隙中，富水性弱。

(3)地下水的補給、徑流、排泄

工程區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清澈，無明顯懸浮物，無任何異味，本階段在壩址區取河水進行水質檢測分析。據水樣試驗水質分析庫區河水pH值為7.65，即為碳酸鹽鈉質水，根據GB 50487-2008標準，兩組水樣均對鋼筋混凝土結構物無一般酸性型、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物理地質現象

庫區為河流侵蝕及構造形成的河谷型地形，河谷切深數十米，兩岸自然坡度30°～65°，根據庫區兩岸基巖陡壁的現狀情況分析，岸坡有卸荷裂隙發育，卸荷深度3～5 m；庫區現狀總體穩定，無滑坡、泥石流等現象。

3水庫區工程地質條件評價3.1水庫滲漏3.1.1構造滲漏分析

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婁山關群(∈2+3ls)細晶白云巖、白云質灰巖等，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，說明斷層膠結好，導水性差[2]。

綜上所述F1斷層膠結好，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、白云質灰巖組成，產狀較緩，地表巖溶不發育，河床裂隙較發育，兩壩肩裂隙發育。

根據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庫岸穩定

庫區地層巖性為∈2-3ls塊狀結晶白云巖及白云質灰巖，為中硬巖，強度較高；覆蓋層較薄，約0.2～3 m，下伏地層產狀較緩，約10°～15°傾向左岸偏上游；庫區內無較大崩塌、滑坡體分布，因此庫岸整體穩定性較好。水庫正常蓄水后，僅可能出現覆蓋層零星滑塌，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，庫區不存在重要城鎮、工礦企業、大型工程設施及文物古跡和珍稀植物，無礦產資源分布，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

庫區兩岸及河床均為塊狀結晶白云巖及白云質灰巖等地層，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，但規模不大，對水庫運行影響較小[3]。

3.5水庫誘發地震

庫區內有F1斷層通過，斷層規模小，膠結好，為非活動斷層，水庫蓄水后抬高水頭僅18 m，水壓力較低，誘發構造型地震可能性低，巖溶弱發育，庫盆無溶洞等大型巖溶現象，不具備誘發巖溶型地震的結構及應力條件因素，因此，水庫蓄水后誘發構造型地震可能性小。

4　結　語

通過地質勘察以及對該庫區地質條件分析，已經初步查明工程部位的工程地質問題。對此，要對于該庫區可能存在的安全隱患等進行總結分析，并制定防治方案，保證庫區的穩定性和安全性，為周邊居民生產生活造福。

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

[2]陳龍飛,劉高,康復生,等.蘭州新區水庫工程地質分析[J].科學技術與工程,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境地質特征及工程地質條件影響因素分析[J].科學技術與工程,2012,12(14):3382-3389.

岳開飛(1981-)，男，工程師，主要從事地質勘查及分析方面的工作。

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2096-0506(2016)09-0061-03