白龍潭水庫工程地質問題評價分析

徐勇

（商丘市睢陽區水利局，河南 商丘 476000）

1 概況

白龍潭水庫位于修武縣岸上鄉岸上村西約500 m處。設計壩型為混凝土面板堆石壩，設計最大壩高約35 m，壩頂高程約285 m，相應高程壩頂長約150 m，總庫容約450萬m3，壩址距上游馬鞍石水庫約2 km。馬鞍石水庫每年向下游泄洪約1 000萬m3。

1.1 地質概況

1.1.1 地形地貌

白龍潭水庫區域屬于華北區太行山南麓高山峽谷地貌，工程區為河谷地貌形態，兩岸巖石陡峭，河谷窄而深，一般高差約50～100 m。兩岸零星發育有一級、二級階地，一級階地分布在高程280～300 m，巖性為卵石，泥質微膠結或未膠結；二級階地分布在高程320～350 m，巖性為卵石，泥質膠結為主，局部鈣質膠結。

1.1.2 地層巖性

在地質測繪及鉆孔揭露范圍內，壩址區地質結構為土巖雙層結構。覆蓋層為第四系全新統沖洪積成因的卵石；下伏基巖主要為奧陶系中統灰巖，泥質灰巖及白云質灰巖，共分為6 個土巖體單元。一是第四系（Q4）：沖積成因，分為上段和下段，巖性主要為卵石。卵石（alQ24）：主要成分為灰色灰巖、灰白色白云質灰巖，次為紫紅色石英砂巖，粒徑8～12 cm，個別大于30 cm，含量50%～60%左右，次圓～次棱角狀，泥砂質充填，未膠結。卵石（alQ14）：主要成分為灰色灰巖、灰白色白云質灰巖，次為紫紅色石英砂巖，粒徑5～10 cm，個別大于15 cm，含量65%～70%左右，次圓～次棱角狀，泥砂質充填，未膠結。局部鈣質膠結。二是奧陶系中統（O2）：巖性主要為白云質灰巖、頁巖及泥質灰巖等。白云質灰巖：灰白色，隱晶質結構，層狀構造，中等～微風化，錘擊聲脆，裂隙發育，可見有高角度節理，局部見有泥質灰巖，淺黃色雜灰白色，巖溶發育。頁巖：灰綠～灰黃色，泥質結構，薄層狀構造，強風化，錘擊易碎，薄片狀。泥質灰巖：淺灰～灰黃色，局部暗紅色，泥灰質結構，層狀構造，見有溶蝕孔洞。

1.2 地質構造與地震

1.2.1 地質構造

1.2.1.1 節理、裂隙

壩址區兩岸在灰巖中各作1組節理裂隙統計點，每個統計面積20×2 m2，節理裂隙比較發育，按發育程度順序，主要有NW、NE、NNE三組。

1.2.1.2 斷層

壩址區斷裂構造發育，根據區域資料及地質測繪，庫區有5 條較大的斷層。F1、F2、F3、F4斷層走向SE 或NW，以近垂直為主。各斷層延伸長度及寬度不一，延伸長度一般為數十米至數百米，寬度一般4～10 m，在斷層內一般巖石碎屑。

1.2.1.3 地震

場區位于華北地震構造區河北平原地震帶，地震活動強度大，頻度高，工程區地震動峰值加速度為0.20 g，相當于地震基本烈度Ⅷ度。

1.3 水文地質條件

1.3.1 地下水類型

該河流為季節性河流，受上游馬鞍石水庫來水量控制，一般暴雨過后，會有短暫洪流，勘察區內地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖巖溶裂隙水。第四系孔隙潛水賦存于河床卵石中；基巖裂隙水賦存于白云質灰巖、泥質灰巖等巖溶裂隙中。勘察期間測得上游壩軸線附近地下水位高程235.25～236.20 m，下游壩軸線附近地下水位高程232.01～232.21 m。地下水主要接受大氣降水、上游地下水逕流補給，而消耗于向下游逕流排泄。

1.3.2 巖、土層的滲透性

為了解各巖土體的滲透性，對壩基巖石進行了現場壓水試驗，試驗成果見表1。試驗結果表明上游壩軸線河床附近發現有斷層存在，透水率較大，透水率為7.80～39.00 Lu，為弱～中等透水層；下游壩軸線附近上部卵石為強透水層;白云質灰巖透水率為1.60～5.40 Lu，為弱透水性;泥質灰巖透水率為2.50～5.20 Lu，為弱透水性，其中在YTX-9 號孔泥質灰巖19.00～19.50 m 處發現一溶洞，該段不起壓；頁巖透水率為3.20～4.40 Lu，為弱透水性。

表1 巖體滲透試驗成果統計表

1.4 不良地質現象

1.4.1 崩塌

崩塌地點主要是奧陶系中段灰巖、泥質灰巖及白云質灰巖形成的絕壁。在兩岸岸坡中主要有E、SE 和NW 三組裂隙，傾角近直立，另外還有受斷層影響的裂隙破碎帶，使溝岸岸邊巖體不穩定，再者灰巖與泥質灰巖強度不一也對岸坡穩定有一定影響，在一定營力作用下發生崩塌。

1.4.2 風化

泥質灰巖、灰巖、白云質灰巖表面風化比較普遍，泥質灰巖、岸坡頁巖抗風化能力相對較差，為中等風化，泥質灰巖表面呈土黃色，頁巖則呈薄片狀分布在岸坡上；灰巖和白云質灰巖相對較好，為弱風化。

1.4.3 岸坡崩塌

庫區發育兩級階地，在兩級階地上上覆第四系全新統下段卵石，由于岸坡較陡，見有卵石塌落現象，當水庫建成后，由于水位升高階地上的卵石受庫水侵泡，會產生兩岸岸坡卵石坍塌淤積。

1.4.4 巖溶

工程區巖溶主要發育于奧陶系中統白云質灰巖中，以溶孔、溶洞和巖溶裂隙為主，溶孔一般3～10 cm，大者可達50 cm，聯通性較好。

2 工程地質條件及評價

2.1 土巖體物理力學性質

勘探期間，為了解巖體的物理力學性質指標，取白云質灰巖巖樣做了物理力學試驗，土、巖體物理力學性指標建議值見表2。

表2 土、巖體物理力學性指標建議值表

2.2 主要的工程地質問題

2.2.1 庫區淤積問題

在兩岸岸坡上上覆第四系全新統下段卵石，由于岸坡較陡，見有卵石塌落現象，當水庫建成后，由于水位升高，卵石的水下休止角較小，會產生兩岸岸坡卵石坍塌淤積，對庫區儲量會造成一定影響。

2.2.2 庫區滲漏問題

由于該水庫位于基巖區，構造發育，在庫區地質測繪時，發現有5 條較大的斷層，但大多數斷層寬度較小，多填充或膠結封閉。在紅石崖處為一大斷層，在該處兩岸布置了3 個鉆孔。從鉆探情況及現場壓水試驗來看，右岸巖芯多呈碎塊狀，透水率在3.90～8.70 Lu，為弱透水性，但左岸較差，巖芯多呈散砂狀，壓水試驗過程中出現多次不起壓的情況，為極強透水。建議對該斷層處進行帷幕灌漿和進行混凝土鋪蓋處理。

2.2.3 壩基壩肩滲漏問題

下游壩址兩岸巖石為弱風化，裂隙、節理相對發育，但從壓水試驗來看，透水率均在10 Lu 以下，為弱透水性，但右岸YTX－9號孔19.00～19.50 m處發現一溶洞，從以上情況來看，存在壩基壩肩滲漏問題，須對溶洞填堵，對裂隙破碎帶灌漿。

2.2.4 施工邊坡穩定問題

河床卵石層厚2.50～17.80 m，工程施工基坑開挖邊坡為卵石均一邊坡，存在邊坡穩定問題。建議采用邊坡比1∶2.00～1∶2.50。

2.2.5 施工排水及導流問題

勘探期間卵石層含有第四系空隙潛水，施工時存在排水問題。另外，工程在一個枯水季節很難做完，應考慮施工導流及排水問題，該河流屬高山峽谷河流，兩岸山體厚而完整，導流難度較大，可在兩岸山體開鑿涵洞進行導流。

3 結語

白龍潭水庫位于修武縣西北部紙坊河上游處，屬太行山峽谷水庫。工程區為土、巖雙層結構，覆蓋層為第四系全新統上段卵石層；上游壩址基巖透水率為中等透水，下游壩址基巖及兩岸巖體透水率相對較小，為弱透水。下伏基巖主要為奧陶系中統灰巖、泥質灰巖及白云質灰巖，存在的主要工程地質問題是庫區淤積問題、庫區滲漏問題、壩基壩肩滲漏問題、施工邊坡穩定問題、施工導流及施工排水問題。設計和施工針對工程地質問題采取相應的處理措施。