n某水库工程地质勘察报告116页word文档文档格式.docx
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下坝址1088.5m
引水线路长度
km
上坝址28.22;
下坝址28.02m
泄洪建筑物尺寸
上坝址溢洪道堰顶宽12m;
下坝址泄洪洞宽1.5m,高1.8m。
引水隧洞进、出口
底板高程
上坝址进口1065.5m,
出口1057.5m;
下坝址进口1063.5m,
出口1057.5m。
导流隧洞进、出口
上坝址1058.0m;
下坝址1051.0m
引水隧洞尺寸
宽1.5m,
高1.8m
导流隧洞尺寸
上坝址宽2m,高2.5m;
下坝址宽3m,高3.7m。
受屏山县水务局府委托,我院承担了该工程项目可行性研究阶段的勘察设计工作,并于2013年5月底进场,6月底完成外业工作,于7月底提交本报告。
本阶段完成的主要地勘、试验工作量见表1-2。
本阶段勘察期间,得到屏山县水务局和当地干部群众的支持,在此,一并致谢。
表1-2完成的主要地勘、试验工作量表
工作内容
项目
工作量
比例尺
可研
区域地质
平面地质测绘
km2
1260
1:
200000
水库区
1.2
2000
剖面地质测绘
km/条
1.5/3
水质简分析
组
3
坑槽探
m3/个
300/5
坝址区
3.2
1000
17.5/35
500
机动取芯钻探
m/孔
506.4/10
超重型N120动力触探
450/15
岩石常规试验
8
压(注)水试验
段
100
4
灌区
85
10000
31.5/45
500~1:
113.5/5
720/24
13
土壤常规试验
6
天然建筑材料
3.8
6.8/17
200~1:
550/35
混凝土粗骨料试验
混凝土细骨料试验
沥青骨料试验
2区域地质
2.1地形地貌
工程区位于四川盆地西南缘与老贵高原之间过渡地带的中山区,总体地势北高南低。
横江系金沙江右岸一级支流,自北向南流经本区,河床平均比降1.55‰,河谷深切,多为“U”型狭谷,两岸山高坡陡,山体连绵,山顶高程1000~1800m,河床高程300~500m,宽度50~150m,相对高差700~1200m。
2.2地层岩性
区内分布地层主要为中生界三叠系上统须家河组(T3xj)灰色、黄灰色厚层~块状中细砂岩夹泥岩、炭质页岩薄层,侏罗系中下统自流井组(J1-2Z)紫红色泥岩夹粉砂岩,侏罗系中统下沙溪庙组(J2s1)紫红色砂质泥岩与紫灰色长石石英砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层,以及上沙溪庙组(J2s2)紫红色砂质泥岩、泥质粉砂岩夹紫灰色长石石英砂岩。
第四系松散堆积层由冲积、崩坡积、坡残积、地滑堆积之砂卵石、块碎石土、粘土等组成,分布于河床、漫滩、坡脚缓坡台地。
2.3地质构造及地震
工程区在大地构造位置上处于四川台拗川中台拱自贡台凹南缘,北西侧及西侧边界为峨边断裂、利店断裂、中都断裂、玛瑙断裂、猊子坝断裂、关村断裂、中村——铜厂沟断裂和靛兰坝断裂等组成的北北西向荥经——马边——盐津构造带,北东侧及南西侧边界为华蓥山断裂、莲峰断裂、贾村背斜、普洱向斜、老鹰嘴向斜等组成的北东向华蓥山构造带(见图3-1)。
区内主要断裂构造及地震活动特征如下。
图2-1区域构造格架及地震分布图
2.3.1荥经—马边—盐津构造带
该构造带位于工程区北西侧及西侧,由峨边断裂、利店断裂、中都断裂、玛瑙断裂、猊子坝断裂、关村断裂、中村——铜厂沟断裂和靛兰坝断裂等组成。
①峨边断裂(①)
位于工程区北西侧。
北起洪雅罗坝西,向南经峨边延伸至马边北西侧,全长120km,南端距工程区约100km。
断裂总体走向北西~北北西,北段倾向北东,倾角70°
~85°
,南段倾南西,倾角60°
~70°
,为逆断层。
取断层泥用热释光法(TL)测龄为27×
104年,表明断裂在中更新世有过活动,现今沿断裂仍有地震活动,最大为1935年峨边南发生的6.0级地震。
②利店断裂(②)
北起峨边五渡,向南经利店延伸至马边以东,全长50km,南端距工程区83km。
断裂总体走向北北西,倾向南西,倾角30°
~60°
,具左旋逆冲性质。
取断层泥用热释光法(TL)测龄为(11.98±
2.40)×
104年;
取断层破碎带中的方解石脉用热释光法(TL)测龄为(16.87±
1.30)×
104年。
另在距断裂不足200m的敏家岩附近,马边河支流沉积的晚更新世湖沼相地层中,可见该套地层发生了明显形变、形成平缓的向斜。
上述迹象表明,该断裂在上更新世中、晚期有过强烈活动,其中南段曾发生过5.0~5.9级地震,现今弱震活动频繁,多沿断裂成带状分布。
③中都断裂(③)
位于工程区北西侧利店断裂南东方向的延伸线上,长15km,距工程区57km。
断裂产状N40°
W/SW∠55°
,属逆断层。
取断层泥中的石英进行电镜扫描鉴定结果,表明断裂主要活动时期为上新世至中更新世。
现今有5级左右地震沿断裂分布。
④玛瑙断裂(④)
位于工程区西侧56km处,全长36km。
断裂产状SN/W∠65°
,具左旋走滑逆冲性质。
取断层泥用热释光法(TL)测龄为(19.68±
1.50)×
104年,表明该断裂在中更新世晚期有过强烈活动。
断裂北端曾发生过多次强震,如1935年12月18日的6.0级地震、1936年4月27日的63/4级地震和同年5月16日的61/2级地震,同时沿断裂还发生过多次4.7~5.9级地震,现今弱震活动也很频繁。
⑤猊子坝断裂(⑤)
位于工程区西侧44km处,长约36km。
断裂产状SN/W∠70°
~80°
,具逆冲性质。
在靠近断裂的大毛长坪河右岸阶地的砂砾石层中取炭屑用14C法测得地层年代为(2.455±
0.084)×
104年,说明猊子坝断裂在晚更新世晚期至全新世有过活动,据砂砾层中砂脉出露的垂直深度推断是一次具有一定强度的地震,其发震时间是在(2.455±
104年之后。
据地震史料记载,沿断裂地震活动频繁,且呈南北向带状分布,最大地震为1216年3月17日在雷波马湖曾发生过7.0级地震和1974年大关北的7.1级地震。
⑥关村断裂(⑥)、中村——铜厂沟断裂(⑦)
关村断裂、中村——铜厂沟断裂分别位于工程区西侧31km和25km处,平行排列,南端于盐津西北与华蓥山断裂带相交汇,长度分别为31km和46km。
产状N10°
~20°
W/SW或NE∠50°
在关村断裂内断层泥上取年代学样品测得其活动年龄为(2.92±
0.22)×
104年和(7.52±
0.59)×
104年,说明在晚更新世期间有过不止一次的活动。
⑦靛兰坝断裂(⑧)
位于工程区北西侧74km处,长15km。
断裂产状N80°
E/SE∠60°
,具挤压逆冲性质。
断裂地貌特征表明,在第四纪具右旋滑动特征。
据地震史料记载:
靛兰坝断裂于1935年~1936年曾发生过多次4.7~5.9级地震,1971年8月16日至23日在马边东南连续发生了6次5.0~5.9级地震。
综上所述:
荥经——马边——盐津断裂带在活动时间和活动强度上具有明显的不均匀性,北段(马边以北)主要活动期是在中更新世,且活动相对较弱;
南段(马边以南)主要活动期是在中、晚更新世,以晚更新世至全新世以来的活动最强烈,强震也主要发生于该段。
2.3.2华蓥山断裂带
该断裂带沿工程区北东侧延伸至南西侧,主要由贾村背斜、普洱向斜、老鹰嘴向斜、华蓥山断裂、莲峰断裂等组成。
①贾村背斜
(1)
轴线方向N50°
E,于水库区右岸约5km处通过,展布方向与河流流向近平行,延伸长度84km。
核部地层为奥陶系和志留系,地层倾角北西翼30°
~50°
,南东翼22°
~65°
,两翼不对称。
②普洱向斜
(2):
轴线方向N30°
E,于水库区左岸山顶一带通过,展布与河流流向近于平行,延伸长度16km。
核部地层为上沙溪庙组,地层倾角北西翼4°
~32°
,南东翼10°
~58°
③老鹰嘴向斜(3):
轴线方向N40°
~40°
E,于坝址下游约5km处斜穿横江,延伸长42km。
核部地层为白垩系,翼部为侏罗系。
地层倾角北西翼12°
~14°
,南东翼14°
~35°
④华蓥山断裂(⑨)
位于工程区北东侧,由若干条断裂呈羽状排列,总体产状N45°
E/SE∠30°
,具右旋逆冲性质,全长约600km,对工程区有影响的是该断裂的南西段,最近距离为2km。
取断层泥进行SEM和热释光法(TL)分析,表明在中更新世中期至晚更新世早期有过活动。
从地震活动分布来看,主要分布于南西段南溪至宜宾一带,不仅小震活动频繁,中强地震也主要分布于该段,如公元前26年宜宾51/2级地震、1610年高县贾村51/2级地震、1892年2月10日南溪5级地震、1959年11月13日富顺5级地震和1987年6月11日南溪4.5级地震等。
表明该断裂在晚更新世以来有较明显的活动。
⑤莲峰断裂(⑩)
位于工程区南西侧,产状N30°
E/NW∠40°
~75°
,具右旋逆冲性质,全长约150km,距工程区最近距离为38km。
据断裂上的年代学样品表明其最新一次活动为(10.62±
3.18)×
104年~(17.47±
1.29)×
104年,反映该断裂最晚活动时间在晚更新世中、晚期。
2.4区域构造稳定性评价
工程区位于四川盆地弱活动断裂构造区西南缘,从本区区域地质构造及地震分布来看,工程区内无断裂分布,近场30km范围内也无历史地震记载。
因此,工程场区地震效应主要受外围北北西向的荥经——马边——盐津构造带与北东向的华蓥山构造带中强地震波及的影响。
据GB1806—2001《中国地震动参数区划图》及国家标准第1号修改单,工程区地震动峰值加速度为0.15g(对应的地震基本烈度为Ⅶ度),地震反应谱特征周期为0.40s,区域构造稳定性较差。
2.5水文地质条件
区内地下水类型为覆盖层中孔隙潜水和基岩裂隙水。
覆盖层中孔隙潜水赋存于河床砂卵石层中,主要接受大气降水补给;
基岩裂隙水赋存于砂岩裂隙中,其含水程度取决于砂岩分布厚度和裂隙发育程度。
据水质简分析成果资料表明(见表2-1~表2-3),区内地表水、地下水化学类型分别为重碳酸硫酸钙镁型(HCO3.SO4—Ca.Mg)和重碳酸钙钠(HCO3-Ca)型水,对任何水泥拌制的混凝土和钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
表2-1环境水对混凝土腐蚀性判别标准
类型
HCO3-
(mmol/L)
SO42-
(mg/L)
Cl-
Ca2+
Mg2+
侵蚀性CO2
PH值
水化学类型
河水
1.91
30.74
10.64
35.67
8.39
0.00
8.1
重碳酸硫酸钙镁型
(HCO3.SO4—Ca.Mg)
界限指标
HCO3->1.07
SO42-<250
Mg2+<1000
CO2<15
PH>6.5
腐蚀程度
无腐蚀
井水
2.03
69.16
4.96
37.68
21.64
8.2
重碳酸钙型
(HCO3—Ca)
>1.07
<250
表2-2环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性判别标准
18.33
<100
22.25
表2-3环境水对钢结构的腐蚀性判别标准
SO42-+Cl-
41.38
SO42-+Cl-<500
PH值3~11
弱腐蚀
74.12
3水库区工程地质条件
本阶段在清平乡岩坪村老海龙沟拟选上、下两个坝址,相距约210m,设计正常蓄水位分别为1091.0m和1088.5m,回水长度分别约为1.56km和1.37km,总库容分别为380.32×
3.1基本地质条件
(1)地形地貌
水库区属四川盆地西南缘与老贵高原过渡地带的中山区,山顶高程1250~1920m,河床高程1020~1098m,相对高差一般大于210~890m。
库区主要由老海龙沟组成,河流流向为SW—NE,平均比降约26.8‰,两岸地形陡缓相间,陡坡坡角30~65°
,局部为峻坡、峭壁甚至呈负地形;
缓坡坡角3~12°
。
河谷两岸支沟发育,多与老海龙沟流向垂直。
(2)地层岩性
水库区出露地层、岩性及分布见表3-1-1。
表3-1-1库区地层岩性一览表
界
系
统
地层代号
厚度(m)
岩性
分布位置
新
生
第
四
全
冲洪积堆积层
Q4al+pl
8~12
上部为粉质粘土,褐黄色,呈软塑状,局部粘性较差.下部为土夹孤块卵砾石加沙。
河床及两岸台地。
坡洪积堆积层
Q4dl+pl
6~15
主要由褐黄色粉质粘土、粉土组
成,局部地段分布有孤块石及粉细砂层。
支沟沟床及两岸斜坡。
崩坡积堆积层
Q4col+dl
0~10
主要由孤块碎石夹粉土、粉土夹块碎石组成.孤块碎石:
黄灰、灰白色,成份以砂岩为主,少量泥质粉砂岩,块径20~300cm。
粉土,褐紫色,疏松软弱,粘性较差。
分布于坡麓一带。
坡残积堆积层
Q4dl+el
1~7
主要由褐黄色粉质粘土组成,局部夹块碎石,粉质粘土湿润、可塑状,块碎石
成份为强风化砂岩及页岩。
分布于沟谷两岸坡
上部平缓地带。
中
侏
罗
沙溪庙组
J2s
163~251
灰白色长石石英砂岩,暗紫色、灰绿色粉砂岩与钙质泥岩互层。
顶部为黑色"
叶肢介页岩"
;
底部中粗粒长石石英砂岩,局部具砾岩。
库区
自流井组
J2z
104~220
上部:
鲜红色钙质泥岩,偶夹介壳灰岩;
下部:
暗紫色、灰绿色粉砂岩、砂质泥岩互层;
底部:
灰白色石英砂岩。
(3)地质构造
库区断层不发育,构造裂隙在砂岩中较发育,泥岩等软岩中不发育。
据调查统计,库区岩体中总共发育两组优势构造裂隙,分别为:
①N60°
W/SW∠70~85°
,裂面起伏粗糙,闭合,间距0.5~1.5m,延伸1.0~5.0m;
②N30°
E/SE∠70~80°
,裂面起伏粗糙,闭合,间距0.7~1.0m,延伸2.0~4.0m。
(4)物理地质现象
水库区物理地质现象主要表现为岩体风化剥蚀作用、岸坡岩体崩塌及滑坡。
岩体风化:
据坝址区勘探资料及地质测绘,河床强风化带厚1~2m,弱风化带厚4~6m;
岸坡强风化带厚3~12m,弱风化带厚8~15m。
岩体崩塌:
崩塌作用主要分布于山体陡缓相间地带,岩性主要为砂、泥岩互层。
岸坡泥质粉砂岩风化剥蚀后,上部砂岩因裂隙切割成块体,卸荷松动后崩塌堆积于坡脚地带,形成崩坡积堆积层,平面呈带状或三角形分布,范围一般都不大。
滑坡:
根据调查当地居民,80年代,由于暴雨,坝址区上游约540m左岸大湾沟顶部曾发生过滑移,造成顶部覆盖层弧形拉裂沉陷,拉裂口宽度约0.2~0.4m,沉陷约0.3~0.5m,目前坡顶弧形拉裂口已被当地居民复耕,但痕迹依然清晰(见图3-1-2)。
由于冲沟较窄,过水能力低,造成坡顶孤块石随沟水冲下,致使沟口一农户房屋冲垮。
以后,每当雨季到来,当地村干部都将通知该处居民到别处躲避,但至今未发生滑动。
图3-1-3大湾沟滑坡拉裂口
根据现场地质测绘,该堆积体厚度4.5~7.2m,下伏基岩为泥岩,岩层产状N50~60°
W/NE∠8°
,分布高程1110~1130m,高出正常蓄水位约19m,高程1110m以下局部基岩裸露,顺河向宽30~40m,顺坡向长约200m,体积约2.4×
经调查,该堆积体主要沿覆盖层和基岩接触面产生滑移,物质组成主要为崩坡积堆积之孤块碎石土,结构松散~稍密,孤块碎石成分主要为砂岩和粉砂岩,次为泥质粉砂岩,块径一般为3~20cm,最大可达2m左右,含量约80~90%;
土为红褐色~灰褐色粉质粘土,干燥~稍湿,充填于块碎石之间,含量约10~20%。
参考临近工程试验数据,该堆积体天然状态下抗剪强度φ=32°
,C=15Kpa,“地震”状态下堆积体抗剪强度φ=28°
,C=10Kpa,对坡体中潜在的1#、2#和3#滑面进行计算分析(见图3-1-3)。
稳定计算成果见表3-1-4。
图3-1-3大湾沟堆积体稳定分析
表3-1-4大湾沟堆积体稳定计算成果表
工况
计算方法
①
②
③
④
天然
天然+地震
暴雨
暴雨+地震
Stab软件
(剩余推力法)
1.39
1.04
1.12
1.03
Slide软件
(bishop法)
1.36
1.05
1.13
由上表可知,该堆积体在“天然”和“暴雨”状态下处于稳定状态,在“天然+地震”和“暴雨+地震”状态下,堆积体处于临界稳定状态,潜在滑动面深度4.5~7.2m,沿基岩与覆盖层接触面滑动,由于该滑坡体距离沟口约240m,距离坝址区约540m,如果一旦发生滑坡,对大坝安全运行无较大影响。
(5)水文地质条件
据水质简分析成果资料表明,区内地表水、地下水化学类型分别为重碳酸硫酸钙镁型(HCO3.SO4—Ca.Mg)和重碳酸钙钠(HCO3-Ca)型水,对任何水泥拌制的混凝土和钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
3.2水库区主要工程地质问题及评价
(1)水库渗漏
库盆两岸山体宽厚,无低于正常蓄水位的邻谷分布,老海龙沟为区内最低侵蚀基准面,是地表水及地下水的最终排泄区,两岸山体高程为1250~1920m,地下分水岭位置高于正常高水位,因此,不存在向邻谷渗漏问题。
库盆岩体由砂、泥岩组成,岩层倾向右岸,河谷为纵向谷,库内断层不发育,普洱向斜轴线于左岸山顶一带顺河向下游延伸,无集中渗漏通道,因此,也不存在向下游集中渗漏的问题。
综上所述,库盆封闭条件较好,不会产生永久渗漏。
(2)库岸稳定
据平面地质测绘,正常蓄水位附近大都为基岩岸坡,库尾和局部缓坡地段分布有覆盖层。
整个库区左、右岸岩质岸坡长2.42km,占82%;
覆盖层岸坡长0.57km,仅占18%。
其稳定性分别评价于下。
①岩质岸坡
库区岩质边坡高度大多在100.0m以上,坡角一般20°
~45°
,局部为峭壁,岩体以厚层~巨厚层状砂岩为主,岩石为硬岩,岩层产状平缓,为N50~60°
W/NE∠8~12°
,岩体中发育两组构造裂隙,分别为①N60°
和②N30°
,地表植被茂盛,无倾向坡外的贯通性结构面分布,库岸边坡整体稳定性较好;
局部陡崖受浅部卸荷裂隙的控制,岩体可能存在小规模的坍塌,但对水库正常运行无大的影响。
②覆盖层岸坡
主要位于库尾,两岸总长度约0.56km,地形为斜坡及台地,坡度8°
~25°
库岸覆盖层为为坡残积堆积之块碎石土,厚度1.8~3.2m,块石成份为弱风化砂岩,粒径一般2~8cm,最大可达30cm以上,充填物为粉质粘土,下伏基岩面平缓,不存在整体稳定问题。
(3)水库浸没及矿产文物淹没
本据调查,可能产生浸没的地段主要位于库尾两岸。
根据地形地貌及地质条件,该段岸坡为缓坡地形。
根据《水利水电工程地质手册》,地下水位雍高计算公式采用“含水层均一,隔水层水平时的雍高计算公式”,其计算示意图见图3-3。
雍高计算公式:
Yn=(Hn2+Y12-H12)1/2或Yn+1=(Hn+12+Yn2-Hn2)1/2
式中:
Y1——水库正常蓄水位;
H1、Hn、Hn+1——水库蓄水前在断面1、n、n+1处的地下水含水层厚度;
Y1、Yn、Yn+1——地下水位雍高后在各断面处的含水层厚度。
图3-2-1库尾两岸坡浸没示意图
经测算,库尾左岸岸坡浸没宽度约4~16m,长度约180m,浸没面积约2.5亩;
右岸岸坡浸没宽度约6~36m,长度约360m,浸没面积约13.2亩,存在小面积浸没。
根调查,库区淹没范围内主要为农田和旱林地,无矿产和文物古迹分布,故库区不存在矿产资源和文物古迹淹没问题。
(4)水库诱发地震
水库区及附近无大的断层通过,两