河北省承德桃樹峪核電項目工程地質測繪初步可行性研究

楊林　丁玉芝

摘要：通過對河北省承德桃樹峪核電項目工程地質測繪，初步查明桃樹峪區域地質條件、測區工程地質條件、水文地質條件，為該區建設核電項目的可行性提供科學依據。

關鍵詞：地形地貌；水文；構造節理

引言

近年來，隨著河北電力需求的持續增長，加快開發建設核電項目對于改善華北地區能源結構，優化電源布局，保障電網供應安全，促進節能減排都具有十分重要的意義。

1.地理位置及交通

擬建桃樹峪核電項目位于河北省承德市寬城縣碾子峪鄉桃樹峪村，廠址南距碾子峪鄉約3km，距寬城縣城約45km，北距承德市約123km，交通較便利。

2.區域地形地貌

本區主要為構造剝蝕地貌，區內中間低、四周高，長河自北向南環繞著核島區而過，區內地形起伏較大，最大高差約為321m。山體植被較發育。

3.區域地質概況

3.1區域地層巖性

（1）區域地層。區域內出露的地層由新到老主要有：新生界第四系地層、元古界下震旦系高于莊組地層。

①第四系（Q₄）：主要分布于溝谷及長河的一級階地上，主要由沖積、洪積、沙礫石及沙黏土、黏土組成。

②下震旦系高于莊組（Z₁g¹）：上中部為薄一中厚層白云巖，下部為含錳白云巖、含錳頁巖、白云質灰巖，白云巖，灰白色，層理較發育，巖石致密堅硬，底部為石英巖狀沙巖，向上微潮間帶至潮上帶含陸屑的燧石白云巖，泥質白云巖，夾白云質沙巖、白云質粉沙巖。

（2）巖漿巖。花崗巖（γ）：出露于測區的東部及北部，呈巖脈分布。在地表出露寬約15m。淺肉紅色，中粗粒花崗結構，塊狀構造。主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英及云母組成。

3.2區域構造

廠址位于冀北斷隆與燕山南緣斷壟分界南側。根據中國地震災害防御中心的地震專題資料顯示，區域內斷裂構造發育，斷裂總體上以北東、北東東和北西西向為主。

4.測區地形地貌

廠址區為構造剝蝕低山地貌，地勢中間低、周圍高，長河自北向南環繞廠址區而過，測區內最高海拔477.7m，位于測區的西部；最低海拔290.00m，位于測區的南部，黃臺子村附近，測區內地形起伏較大，按照地貌的成因類型，將本測區地貌劃分為構造剝蝕低山地貌、河流地貌、巖溶地貌、人工地貌。

4.1構造剝蝕低山地貌

構造剝蝕低山地貌為測區的主要地貌，在測區內廣泛分布，表面普遍覆蓋第四系殘坡積的耕植土及角礫，第四系地層下為基巖，巖性主要為白云巖及白云巖夾頁巖、石英沙巖，在測區的南面巖性主要為角閃輝長巖。在測區內局部地段基巖出露，主要在長河環繞廠址區的周圍岸邊，巖性主要為白云巖，層理發育。西側山體較高，基巖出露，巖性主要為白云巖，層理發育，總體傾向北西，傾角60°左右，往東為廠址區，第四系覆蓋層較厚，下覆基巖主要為白云巖，局部有頁巖夾層及花崗巖脈。

4.2河流地貌

測區內的河流地貌主要為長河，長河從區內流過，河流谷地呈“U”形，河底無基巖出露，河谷橫斷面多為“U”形，河床縱剖面較平緩，常為一光滑曲線，比降較小，多為彎曲河型。長河在本區有結冰封凍現象，因為枯水期，部分河段變得窄而淺，水流變小。

4.3巖溶地貌

巖溶地貌在桃樹峪村西南部山腳處出現，可溶性巖石為白云巖，溶洞最大處2m～3m，其他多為溶蝕孔，大小不一，形狀不規則，在廠區內的鉆孔中也揭露了巖溶現象，其中TZK2在深度29.4m～38.5m范圍發現溶洞，溶洞內有黏性土、礫石等充填物，TZK5的巖芯普遍存在較小的溶蝕孔。

4.4人工地貌

測區內的人工地貌主要為人工邊坡、尾礦庫及尾礦堆、人口開鑿河洞，人工邊坡主要為修建遵小鐵路形成，分布鐵路兩側，邊坡為巖質邊坡，巖性主要為白云巖，高度6m～20m不等，坡角一般70°～80°；在本測區內分布著4個尾礦庫及3個比較大的尾礦堆，距離場區較遠；在測區的南部有兩個河洞，主要為河流侵蝕和人工開鑿形成。

5.測區地質

（1）測區地層。測區內出露的地層主要有：新生界第四系地層、元古界下震旦系高于莊組地層。

（2）測區構造根據前人資料并結合本次測繪和物探成果，測區內未發現斷層。測區內構造可分為節理裂隙、褶皺及層理構造。

①節理裂隙。本次工程地質測繪在測區內的天然露頭處對中等風化的白云質灰巖進行了5處節理統計，從統計結果來看，測區內以走向NE的節理最為發育，NW向節理次之，傾角40°～90°。因不同巖性本身特殊的構造特征（如層理特征等）及受到構造應力擠壓程度的不同，所形成的構造節理發育程度及特征也是不相同的。

②褶皺構造。從整個測區范圍來看，根據地層巖性的展布特征、地層產狀的變化可以看出，測區內的構造由連續小的褶曲形成，各個褶曲之間間距較小，使測區內部分小的構造較連續，在山體的側面偶爾可見到，局部由于第四系地層的覆蓋及地質構造作用的破壞，使測區內的褶皺構造很不完整。主要形成了背斜和向斜兩種形式，巖性主要為白云巖。

③層理構造。測區內巖石以白云巖、白云質灰巖夾石英沙巖、頁巖為主，層理特征較明顯，地層產狀以傾向280°～360°、傾角50°～60°居多；單層厚度一般在10cm～30cm，局部厚度可達40cm～50cm，局部可見與石英沙巖、頁巖呈互層狀，單層厚度在20cm～30cm，總體上以中厚層一厚層狀為主，局部為薄層狀。

6.巖土體工程地質特性

6.1第四系地層工程地質特性

測區第四系地層主要分布溝谷及長河岸邊兩側，在基巖表面，該層厚度較小，以粉質黏土和棱角狀礫石組成，呈黃褐、褐黃色，可塑、松散狀態。該層厚度及平面分布不均勻，工程地質性質差。

6.2基巖

根據本次測繪和鉆探所揭露的地層情況看，全區巖體可分為中等風化、微風化兩個風化等級。測區內白云巖抗風化強度最高，巖性互層時，往往表現出差異風化現象。

6.3巖體的工程地質特性

巖體的工程地質特性主要取決于巖體結構面特征、結構體巖石及巖體結構特征。

（1）巖體結構面特征：測區節理面屬于V級。巖石的層面結合良好。中等風化白云巖巖體完整程度為破碎一較破碎，微風化白云巖巖體完整程度為破碎—較破碎。

（2）結構體巖石的力學性質：桃樹峪廠址主要揭露了白云巖，局部有頁巖夾層及花崗巖脈。白云巖中等風化、微風化為堅硬巖，頁巖微風化為堅硬巖，花崗巖中等風化為較硬巖。

（3）巖體的結構類型：測區主要巖體結構類型屬層狀結構，節理密集帶和強風化巖屬碎裂狀結構。

（4）巖體基本質量等級分類：廠區基巖主要為破碎—較破碎。按基本質量分級，測區中等風化白云巖為Ⅳ級，微風化白云巖為Ⅲ-Ⅳ級。

7.水文地質條件

本區在河北省水文地質分區中屬燕山山地水文地質區（Ⅲ），興隆一平泉中低山峽谷裂隙一巖溶水亞區（Ⅲ5），可分為第四系孔隙潛水和基巖裂隙潛水。

測區附近地下水以第四系孔隙型潛水為主，主要賦存于沙礫石層中，埋藏較淺，賦存于河谷區的第四系沖洪積層中，測區內地下水含水介質主要為沙礫石層。地下水水化學類型為S04-HC03-Ca-Mg型。含水層的透水性及給水度較強。主要接受大氣降水及地表水入滲補給，以地下徑流或人工開采及抽取的方式排泄。

基巖裂隙潛水賦存于淺部風化裂隙和構造節理中，因基巖的風化層厚度、風化強度及節理裂隙發育的不均勻性。從節理裂隙發育特征來看，測區基巖裂隙水以風化裂隙水為主。

結論

（1）桃樹峪廠址測區地勢中間低、周圍高，長河自北向南環繞廠址區而過，地貌類型有構造剝蝕低山地貌、河流地貌、巖溶地貌，人工地貌有因修建遵小鐵路形成的人工邊坡、尾礦庫及尾礦堆、人口開鑿河洞。

（2）從區域地質調查資料上顯示，廠址測區內無活動性斷裂構造發育。只是在區域內有小的褶皺。

（3）測繪區主要出露地層為下震旦系高于莊組（Z₁g¹）和新生界第四系地層（Q₄）。地層產狀以傾向280°～360°、傾角50°～60°居多。

（4）測繪區內發育風化裂隙和構造節理，節理以高傾角剪節理為主，風化后節理面粗糙，呈閉合～微張狀態，局部地段被少量石英脈、方解石細脈充填。測區內以NE走向的節理最為發育，NW向節理次之，傾角40°～90°。

（5）廠址區強風化巖體風化裂隙較發育，多呈層狀結構或碎塊狀結構，巖體較破碎。

（6）根據節理統計對邊坡穩定性初步分析，桃樹峪廠址區內自然邊坡穩定，在廠區整平至325.00m高程后形成的最高約130m人工高邊坡，初步判定存在楔形體滑落的可能性，開挖時需采用適當支護措施。

（7）廠址區水文地質條件簡單。地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水，以第四系孔隙潛水為主，基巖裂隙水以淺層風化裂隙水為主；地下水及地表水均屬中性的淡水。地表水有輕微污染。

（8）通過本次工程地質測繪，從區域地形地貌、區域地質概況、測區地形地貌、測區地質、測區巖土體工程地質特性、水文地質條件等進行了調查分析，為廠址的選擇進行了初步的可行性研究。