李家巖水庫朱家巖-青峰嶺段向東側低鄰谷的滲漏分析

楊 紹 平， 楊 鉆 云， 李 葉

(1.四川水利職業技術學院，四川 成都 611231；2.西華師范大學環境科學與工程學院，四川 南充 637002；3.四川省水利水電勘測設計研究院，四川 成都 611072)

0 引 言

李家巖水庫位于岷江支流西河上游，壩址在懷遠鎮青峰嶺社區平安大橋上游約1.3 km河段，采用鋼筋混凝土面板堆石壩。水庫集雨面積354 km2，多年平均流量14.6 m3/s，設計正常蓄水位763.0 m，最大壩高123.0 m，總庫容17 346×104m3，供水引用流量10 m3/s，應急供水流量13 m3/s，電站裝機19.2 MW。水庫區總體上屬峽谷型水庫，庫盆在地形上封閉條件良好。庫區含鈣地層大多為互層分布，且斷裂構造不發育，水庫總體上存在封閉條件，但水庫蓄水后，因地形地貌、地層巖性組合等存在差異，庫區局部地段有滲漏問題。

1 地質概況

庫區位于龍門山前陸逆沖楔南段，松潘-甘孜造山帶和揚子陸塊之間的過渡帶上。晚新生代以來，伴隨著青藏高原的快速隆升及高原地殼物質的向東蠕散，在高原東部形成一系列大型弧形走滑斷裂。地殼的水平剪切運動在岷山斷塊和龍門山構造帶轉換為脆性推覆運動，形成典型的逆斷裂構造環境(圖1)。龍門山構造帶中的茂縣-汶川斷裂、北川-映秀斷裂、彭-灌斷裂和龍門山山前隱伏斷裂均具有晚更新世至全新世活動的地質地貌證據，主要表現為由北西向南東的逆掩推覆運動。歷史上曾發生過數次六級左右地震，最大地震為“5·12”汶川8.0級地震。這些斷裂將不同程度地對工程場地的地震安全性產生影響。

區內地勢西北高、南東低，山脈走向北東，與構造線展布方向大體一致。主要分布元古界黃水河群，震旦系上統，志留系茂縣群，泥盆系上統養馬壩組、中統觀霧山組和下統甘溪組，石炭系，二迭系上、下統，三迭系上統須家河組、中下統，侏羅系上統蓮花口組、中統遂寧組，沙溪廟組、自流井群，白堊系下統夾關組、灌口組，第三系，第四系覆蓋層。

2 庫區工程地質背景

庫區平面上呈“樹枝”狀，由文井江主庫及柏木溝、石江溝、董家溝、古家溝及冷家溝等支庫組成，四條支溝回水均較短。庫區河道蜿蜒曲折，總體流向S75°E～N40°E，河床高程660～765 m，河床平均比降1.13%，枯水期河水面寬一般5～30 m，谷底寬30～50 m，局部寬達30～100 m(圖2)。庫盆區基巖主要出露侏羅系上統蓮花口組、中統遂寧組、沙溪廟組、自流井群；白堊系下統夾關組及第四系覆蓋層(表1)。

庫區內斷裂構造不發育，僅F1-F3三條次級斷層橫穿庫尾及附近；褶皺構造有大坪山向斜、馬家坡背斜，并呈大角度穿過文井江主庫區，受褶皺構造影響，庫尾至觀音巖山泉庫段巖層產狀為N57～65°E/SE∠20～44°，觀音巖山泉至馬家坡庫段巖層產狀為N17°E/NW∠40°,馬家坡至下壩址庫段巖層產狀為N10～86°E/SE∠10～65°，局部巖層扭轉近于直立，產狀為N25～56°E/NW∠71～84°。巖層走向與河流流向斜交，庫區大多為斜向谷，個別段為橫向谷或順向谷(圖2)。

圖1 研究區構造背景及構造體系略圖

圖2 庫區工程地質示意圖

庫區分布有數層J3l2、J3l1灰質礫巖及K1j、K1g泥鈣質礫巖等含鈣地層，其膠結物中含有碳酸鹽，易產生溶蝕現象。但含鈣地層(灰質、鈣質礫巖)分布面積小，巖性不純，且與砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖為互層組合，巖溶發育受限制，屬微-弱巖溶發育區；巖溶主要發育于礫巖地層風化、卸荷帶中，通道短小、狹窄，發育深度受限制，水平深度一般1～3 m，山脊巖溶系統與最低侵蝕基準面出露的溶洞、溶隙(穴)無直接聯系，未形成貫通性通道。

3 水庫滲漏分析

庫區總體上屬峽谷型水庫，庫盆在地形上封閉條件良好；庫盆區含鈣地層分布面積小，巖性主要出露砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖不等厚韻律互層夾灰質礫巖，與含鈣地層多為互層分布；庫區內斷裂構造不發育，水庫存在封閉條件。但水庫蓄水后，因局部地形地貌、地層巖性組合等，水庫存在滲漏可能性地段，需要進行滲漏分析。本文通過野外地質調查及綜合分析，對庫區單薄山脊朱家巖至青峰嶺段向其東側低鄰谷滲透的可能性進行了評價，特征如下。

表1 庫區地層巖性特征一覽表

3.1 地形地貌

庫區右岸朱家巖-青峰嶺段單薄山脊，山脊高程838-964 m，寬約600～2 420 m，上游寬下游窄，東側又被齊家灣溝、水洞溝、燃燈寺溝、一碗水溝、趙家溝五條沖溝切割而更顯單薄(圖3)。

3.2 地層巖性及地質構造

朱家巖-青峰嶺段出露地層巖性為侏羅系上統蓮花口組上段(J3l2)砂巖、礫巖與粉砂巖、粉砂質泥巖不等厚互層與白堊系下統夾關組(K1j)砂巖、粉砂質泥巖及厚層塊狀礫巖夾巖屑砂巖。其中，靠山脊西側(臨河側)為J3l2砂巖、粉砂質泥巖互層夾薄層礫巖,薄-中層狀，分布較連續，總厚度大于100 m，為相對隔水層；沿山脊為K1j厚層礫巖夾巖屑砂巖，總厚度50～55 m；靠東側(臨溝側)為K1j砂巖、粉砂質泥巖互層,薄-中層狀，分布較連續，總厚度大于120 m，為相對隔水層。未見斷層分布。巖層為單斜構造，朱家巖山脊段巖層陡立，產狀N15～54°E/SE∠66～84°，山脊走向產狀N30～40°E；青峰嶺山脊段巖層變緩，產狀N10～44°E/SE∠30～55°。巖層向山脊東側傾斜，文井江為順向谷，各支溝為橫向谷(圖3)。

另據調查統計資料表明，朱家巖至青峰嶺單薄山脊除層面裂隙外，還發育三組構造裂隙：①N26～30°W/SW∠60～67°，延伸長度5～10 m，間距0.2～2 m，寬度0.2～5 mm，充填泥質、碎屑；②N70～78°W/NE∠65～75°，延伸長度1.5～5 m，間距0.5～2 m，寬度0.5～3 mm，充填泥質、碎屑；③N18°E/NW∠64°，延伸長度8～10 m，間距0.6～1.5 m，寬度1～5 mm，充填泥質、碎塊。

綜上，單薄山脊朱家巖至青峰嶺段斷裂構造不發育，裂隙規模小，且均有填隙物，沿著斷裂構造發生滲透的可能性很小。

3.3 水文地質特征

單薄山脊朱家巖至青峰嶺段在下壩址右壩肩分水嶺部位零星分布有落水洞，分布高程834～836 m，落水洞上部多呈橢圓形，直徑一般1～1.5 m，可測深度6～10 m，下部為不規則的裂隙狀管道，直徑0.1～0.3 m，多被黏土或巖塊充填。大氣降水通過地表轉化為地下徑流，主要沿山脊砂、礫巖層面、裂隙面向青峰嶺電站引水洞排泄，其徑流方式為裂隙型。沿兩側山脊上部未見水平溶洞，僅在上、下壩址間及下壩址右岸河邊見數個小型溶隙、溶槽，分布高程661～665 m，洞口多呈不規則的楔形，洞高1～2 m，寬0.5～1 m，洞深2-3 m，主要順風化、卸荷帶層面發育，全部為干洞。

單薄山脊青峰嶺-朱家巖段兩側泉水點分布較多，發現的有13處，一般沿砂巖、粉砂質泥巖與礫巖界面出露，分布高程750～840 m，流量0.01～0.06 L/s不等，枯季流量均較穩定。朱家巖至壩址段西側發現有兩處泉水出露，分布高程770～777 m，流量0.01～0.02 L/s，東側未見泉水點分布，發育的數條沖溝枯季均無流水，推測與青峰嶺電站引水洞揭穿礫巖中的含水層有關。

圖3 單薄山脊朱家巖至青峰嶺段東側低鄰谷滲漏分析

據鉆孔資料表明，下壩ZK9鉆孔揭示單薄山脊埡口處在孔深22.2～71.8 m(高程815.04～765.44 m)段為巖屑砂巖、粉砂質泥巖互層，其余段為礫巖；孔深22.2 m(高程815.04 m)以下新鮮巖體透水率q=0.5～2.3 Lu，屬微-弱透水層；該長觀孔2012年12月28日終孔水位814.28 m，2014年6月至2015年9月測得地下水位穩定在高程814.07～815.2 m之間，均高于正常蓄水位763 m。下壩ZK7鉆孔揭示在孔深16.1～95.9 m(高程782.73～702.93 m)段為砂巖、粉砂質泥巖互層，其余段為礫巖夾薄層砂巖、粉砂質泥巖；孔深16.1 m(高程782.73 m)以下新鮮巖體透水率q=1.4～8.6 Lu，屬弱透水層，局部裂隙發育，透水率q=29～36 Lu，屬中等透水層；該長觀孔2013年1月14日終孔水位780.33 m，2014年6月至2015年9月測得地下水位穩定在高程772.66～773.86 m之間，均高于水庫正常蓄水位。因此，該單薄山脊新鮮巖體透水性較弱，且存在地下水分水嶺，并高于正常蓄水位。

4 結 論

通過對庫區地形地貌、巖性組合、地質構造及水文地質等因素的系統分析，結合庫區內實際工況信息，對單薄山脊朱家巖-青峰嶺段向其東側低鄰谷滲透的可能性進行了分析和評價。得出如下結論：

(1)受地形條件、地層巖性、地質構造及水文地質條件控制，朱家巖-青峰嶺單薄山脊礫巖地層巖溶主要順層弱發育，不存在貫穿山脊的貫通性巖溶通道。

(2)高程799m以下新鮮巖體透水性較弱，兩側分布的泉水點高程較高，泉水調查及鉆探揭示均表明單薄山脊存在地下水分水嶺，且高于正常蓄水位。

(3)東西兩側均分布有厚度較大的非含鈣地層，已將朱家巖-青峰嶺單薄山脊西側良好封閉，水庫蓄水后，庫水不存在向東側五處低鄰谷產生永久滲漏問題。