龍官橋水庫壩址工程地質(zhì)條件研究

顏勇

（畢節(jié)市勘測設計研究院，貴州 畢節(jié) 551700）

0 引言

龍官橋水庫可研階段共選兩個較典型的壩址進行比較，分別為小旱莊壩址、龍官橋壩址。小旱莊壩址（推薦壩址）：集雨面積為31 km2，河床高程1 620 m，水庫設計正常高蓄水位1 655 m，高于現(xiàn)在河床約35 m，擬建最大壩高約46 m，壩址距城區(qū)12.70 km，至倒天河水庫壩址約12.38 km。龍官橋壩址（比選壩址）：集雨面積為87 km2，河床高程1 595 m，水庫設計正常高蓄水位1 631 m，高于現(xiàn)在河床約36 m，擬建最大壩高約49.30 m，壩址距城區(qū)約10.95 km，至倒天河水庫壩址約10.48 km。

1 工程概況

龍官橋水庫座落在白甫河上游，系長江流域烏江水系六沖河干流左岸一級支流，發(fā)源于畢節(jié)市野角鄉(xiāng)官寨，河源高程2 030.60 m，小旱莊壩址以上集雨面積31 km2，河長8.80 km，多年平均流量0.41 m3/s。水庫校核洪水位1 657.64 m，正常高水位1 655.00 m，總庫容1 097 萬m3，興利庫容751 萬m3，死庫容196 萬m3。工程任務為城市供水，年供水量948 萬m3/a。工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模屬中型。樞紐工程由攔河壩、溢洪道和取水隧洞兼放空洞、導流隧洞等3個部分組成。

2 壩址工程地質(zhì)條件

2.1 小旱莊壩址工程地質(zhì)條件

2.1.1 壩址勘探

龍官橋水庫小旱莊壩址區(qū)布置3 個鉆孔進行壩址基巖勘探，對龍官橋水庫小旱莊壩址基巖滲漏情況和基巖裂隙發(fā)育情況進行分析。勘探孔布置如下：沿壩線在左右岸各布置鉆孔1個，河床中部布置鉆孔1個，共計完成勘探孔3個，進尺186.65 m。2010 年11 月7 日至11 月23 日，為查清趾板基礎工程地質(zhì)條件，沿面板堆石壩趾板線布置鉆孔5個及壩軸線河床部位布置鉆孔1個。

2.1.2 地層巖性

寒武系中上統(tǒng)婁山關群第一段（∈2-3Ls1）：厚度大于250 m，為淺灰、深灰色薄至中厚層泥質(zhì)白云巖、白云巖及粉砂質(zhì)白云巖，為弱巖溶地層，分布于壩址左岸1 654 m～1 679 m、右岸1 652 m高程以下及河谷。第四系松散堆積層（Q）：其廣泛分布于壩址區(qū)河谷兩岸斜坡表層及河谷。兩岸斜坡覆蓋為殘坡積（Qdl）含碎石粘土，厚薄不均，在0～10 m，一般厚度0～4.00 m；河床部位為河流沖積（Qal）砂、卵礫石層及少量坡積層（Qdl），厚度約1～3 m。

2.2 地質(zhì)構造

北西向區(qū)域斷層F15從庫區(qū)左岸斜穿壩址與規(guī)模較小一平移斷層F43在右岸壩址處交匯。斷層F15為直立斷層，走向為N58h8 ；斷層F43為平移斷層，在左岸原采石場北東方向傾向為N90h ，傾角為88h，從采石場至與F15交匯段傾向則變?yōu)镹88h 。從采石場處觀察F43斷裂情況，該斷層軸線部位兩盤間縫隙較小，均為細粒徑角礫及粘土充填，兩側巖石完整，見明顯擦痕。壩址處兩岸鉆孔以下基巖為第四系沉積物覆蓋，壩軸線縱向覆蓋層厚4～6 m、橫向上則厚0～10 m。左岸岸坡巖石節(jié)理裂隙主要有：①S7～54h 48 ∠83h～89h；②S11～76h8 4∠70h～87h，發(fā)育率3～5條/m，屬節(jié)理裂隙發(fā)育。

3 巖溶及水文地質(zhì)條件

3.1 巖溶地質(zhì)條件

小旱莊壩址出露地層巖性為婁山關群（∈2-3Ls）淺灰、灰色薄至中厚層泥質(zhì)白云巖、白云巖。左壩肩1 655 m 高程、右壩肩1 650 m高程以上出露地層巖性為婁山關群（∈2-3Ls）第一段淺灰、灰色中至厚層白云巖，經(jīng)地表調(diào)查，該層發(fā)育有溶隙、小型溶洞等，巖溶屬中等發(fā)育，為含水巖組；左壩肩1 655 m高程、右壩肩1 650 m高程以下出露地層巖性為婁山關群（∈2-3Ls）第二段淺灰、灰色薄至中厚層泥質(zhì)白云巖，經(jīng)鉆孔勘探及地表調(diào)查，僅存在規(guī)模較小的溶蝕裂隙，該層巖溶發(fā)育較弱，為弱透水巖組。壩址正常高水位以下巖溶不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)大型溶洞、巖溶管道等地下巖溶形態(tài)，地表巖溶形態(tài)發(fā)育較弱。壩址北面沿斷層零星發(fā)育一些小洼地，洼地深幾米至十米左右，洼地地表水在斷層附近以小型落水洞的形式流入灰?guī)r區(qū)進入地下巖溶管道，斷層沿線大型溶洞不發(fā)育，也未現(xiàn)有溶隙泉水等出露，巖溶發(fā)育較弱。

3.2 水文地質(zhì)條件

3.2.1 水文地質(zhì)特征

距壩址32 m 的上游河床右岸1 621.30 m 高程處出露一泉點，流量5 L/s 左右，調(diào)查當?shù)卮迕裨撊c出水常年不斷，經(jīng)實地調(diào)查，該泉水主要由庫首右?guī)r支流通過裂隙滲漏匯集形成；右壩肩高程為1 650 m 處有一泉點，位置在寒武系中上統(tǒng)婁山關群第一、二段接觸部位出露，屬接觸泉，為地表降雨滲入婁山關群第二段白云巖巖體裂隙，遇婁山關群第一段泥質(zhì)白云巖相對隔水后匯集后出露，其流量隨降雨量大小變化較大，降雨停止后流量迅速變小并斷流；右壩肩鉆孔及鉆孔至河床段有多處分散性呈面流狀地下水浸出，流量小，為降雨滲入地下遇泥質(zhì)白云巖隔水層阻擋后分散出露；左壩肩高程1 665 m 處有一間歇性泉水，地表降雨滲入基巖強風化層匯集后出露，其流量隨降雨量大小變化較大，降雨停止后流量迅速變小并逐漸斷流；壩址下游100 m 內(nèi)公路內(nèi)側邊坡有呈面流狀地下水溢出，流量隨降雨大小發(fā)生變化，經(jīng)調(diào)查當?shù)卮迕瘢说叵滤粩嗔鳎治鰹樯鲜鋈疄榈乇斫涤隄B入基巖強風化層匯集后遇泥質(zhì)白云巖隔水巖層后溢出地表，屬懸掛泉。

從地下水出露狀況分析，小旱莊壩址區(qū)內(nèi)地下分水嶺與地表分水嶺一致。地下水補給、徑流、排泄從以下兩種方式進行體現(xiàn)，在垂直方向上，地表水先下滲成為潛流，存在覆蓋層地段，又從覆蓋層孔隙水下滲為基巖裂隙水，基巖裂隙水沿裂隙向地形低處流動。在水平方向上，壩址區(qū)地層巖性為泥質(zhì)白云巖夾白云巖，泥質(zhì)白云巖為相對隔水層，白云巖為相對透水巖層，水文地質(zhì)特征具有互層性，地下水一般流向巖層傾向的方向，以懸掛泉泉水方式出露。河床為該區(qū)地下水最低排泄基準面，由地下水補給河水。

3.2.2 巖石條件

堆積體為殘坡積土層、沖積砂礫卵石層和早期垮塌體。根據(jù)鉆孔揭露情況，壩址區(qū)左右岸坡覆蓋層厚達4.20 m，河床覆蓋層厚3.80 m，基巖零星裸露。兩岸在鉆孔以上基巖出露，無堆積物。右岸坡在鉆孔以下部位及左岸鉆孔以下除基巖零星裸露外，均為殘坡積土層、沖積砂礫卵石層和早期垮塌體，表層為耕植層。土層上部較松散，下部夾較多碎塊石；沖積砂礫卵石層分布在河床內(nèi)，結構松散。第四系覆蓋層結構松散，孔巖芯縱波速度（飽和狀態(tài)）4 785～6 109 m/s，平均5 727 m/s。

3.2.3 卸荷及危巖體

岸坡地形上陡下緩，兩壩肩下部30h左右，上部邊坡較陡，坡度500～900度，節(jié)理裂隙發(fā)育，特別是右岸節(jié)理裂隙主要有①N10～15h8 / ∠70～75h；②S30～60h 48 ∠80h～88h，發(fā)育率3～5 條/m，順河向卸荷裂隙發(fā)育，裂隙延伸長度5～40 m，深5～20 m，張開（表層張開達30 cm）、松馳，局部分離，自然狀態(tài)下邊坡整體穩(wěn)定，壩基施工開挖后，穩(wěn)定性較差，易造成崩塌、滑坡，危及水庫大壩施工和運行安全。

3.3 地形地貌

3.3.1 地層巖性

壩址左岸基巖大部份裸露，第四系覆蓋層較薄，厚0～2 m，巖石強風化層厚5～10 m；右岸基巖裸露較少，第四系覆蓋層較厚，為粘土夾風化碎塊石，厚2～11 m，局部達15 m，下部巖石強風化層厚8 m 左右；河床部位未見基巖出露，第四系覆蓋層為粘土夾碎石、沖積砂卵礫石及淤砂，厚2.50～9.00 m，下部巖石強風化層厚7～15 m。

3.3.2 地質(zhì)構造

壩址區(qū)為單斜地層，巖層產(chǎn)狀為傾向S80h ，傾角13h左右，巖層傾向下游偏右岸，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果及鉆探剖面顯示，未發(fā)現(xiàn)斷裂及其它不良地質(zhì)構造現(xiàn)象，根據(jù)鉆探成果及孔內(nèi)聲波測試，鉆孔深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)軟弱層及溶洞等現(xiàn)象。根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，壩址區(qū)無破壞性地質(zhì)構造通過，層面裂隙較發(fā)育，受區(qū)域地質(zhì)構造的影響，節(jié)理裂隙發(fā)育。

3.3.3 水文地質(zhì)條件

地下水位埋深從河谷向自然岸坡漸深，左岸坡1995 年的勘探孔ZK3 孔水位埋深30.00 m，高程為1 598.20 m，高出河床水位2.70 m 左右；右岸坡此次勘探孔ZK3 號鉆孔水位埋深32.40 m，高程為1 601.30 m，高出河床水位5.80 m左右，壩址區(qū)未見泉水出露。河床為本區(qū)域地下水最低排泄基準面，補給型式為地下水補給河水；壩段區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育，壓水試驗透水率值多大于20Lu，新鮮完整巖體屬相對隔水層，但埋藏較深，水庫建成正常蓄水后，在節(jié)理裂隙控制條件下有繞壩滲透條件，需進行防滲帷幕處理。

4 結語

對兩個壩址進行地表地質(zhì)勘測、鉆探等工作，得出龍官橋壩址庫首河床部位存在縱向滲漏深度較大，防滲處理較困難，對于水庫蓄水影響較大，需要進行后續(xù)的合理處置。