四川省武都引水工程二期工程可行研究报告第四部分.docx

1、四川省武都引水工程二期工程可行研究报告第四部分第二节 金峰水库 一 库区工程地质条件及评价 (一) 基本地质条件 该水库为武都引水二期工程西梓干渠上的一个囤蓄水库，设计正常高水位485m，相应库容0.968亿m3。水库回水长约4.5km。由一条主沟和三条支沟组成，沟底高程405430m，平均坡降4/1000，沟底宽50100m。组成库周地层岩性为K1j1-2、3、4岩组之灰白色、紫灰色厚层状砂岩以及紫红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩，在高程460m以上以砂岩为主，地形上多形成陡坡或陡坎，高程460m以下为砂泥岩互层，地形上多形成斜坡或阶梯状平台。水库区位于中台山半环状构造南西侧，无断裂构造通过，区域

2、稳定性好，库区岩层产状N70800E /NW 120。(二) 库区主要工程地质问题评价 （1） 库岸稳定水库库岸除局部有坡残积岸坡外，主要为岩质岸坡，据平面地质测绘，在水库正常高水位475m附近及以上均为K1j34岩组之灰白色巨厚层状砂岩，据勘探，砂岩强风化1316m，卸荷带水平宽度1011m，据裂隙调查统计，边坡岩体中主要发育顺坡向的卸荷裂隙，其构造裂隙主要有两组，其产状为：第一组N2535W /NE 80850；第二组N6070E /NW 50坝肩以上K1j31灰白色砂岩，矿物成分以长石为主，少量岩屑，钙泥质胶结。1015坝肩以上K1j22紫红色泥质粉砂岩1015坝肩以上K1j21灰白色砂

3、岩，夹薄层紫红色粉砂质泥岩扩灰白色砾岩，砂岩为厚层状细粒长石岩屑砂岩，钙泥质胶结2022坝肩以上K1j12紫红色粉砂质泥岩，泥质粉砂岩呈不等厚互层3235坝基K1j11灰白色细粒长石岩屑砂岩1015坝基J3p2J3p2102J3P292紫红色粉砂质泥岩，泥质粉砂岩不等厚互层，层中相变、尖灭现象较为突出2035坝基J3p2101J3P291灰白、紫灰色厚层砂岩，层间夹薄层粉砂质泥岩透镜体。 J3p291工区未见主底未见底坝基2、 地质构造 工区位于中台上半环状构造南西侧，区内构造简单，未见断裂构造通过。岩层产状平缓，其产状N7086E/NW72L/min，属弱强透水层，新鲜岩体q=0.96Lu，

4、属微弱透水层，局部地段Q72L/min,属强透水层。上述资料表明：基岩裂隙水多位于风化卸荷带内，且砂岩透水性较强，粉砂质泥岩透水微弱，可视为相对隔水层。据沟谷中金ZK10号钻孔揭示，在孔深27.38m处，具有裂隙承压水现象，其水头27.58m，涌水量Q=12.5L/min，持续时间12H，属局部裂隙承压水。据坝区水质简分析资料（见表4-2-3）表明：坝区河水属重碳酸钙钠钾型水；泉水属重碳酸钙型水；钻孔水属重碳酸钙美型水，各类地表地下水对任何水泥拌制的混凝土均无任何腐蚀性。表4-2-3 坝 区 水 质 分 析 成 果 一 览 表 分类 水化学类型库 尔 洛 夫 表 达 式评 价河 水重碳酸钙 钠

5、M0.82HCO374.61SO415.35T230对任何水泥拌制的混凝土均无任何腐蚀性.Ca71.18Na+K20.0泉 水重 碳酸 钙MHCO389.86 T300Ca62.68Na+K19.71钻孔水重碳酸钙 美MHCO385.77T280Ca51.72Mg31.61 5、 第四系松散堆积层物理力学特征根据坝址区金ZK2、金ZK4、金ZK7、金ZK10号钻孔和金ZT1、ZT2、ZT3、ZT4、ZT5揭示，冲沟内坡洪积层厚8.610 m，分布特点上游薄，下游厚。该层上部为褐黄色棕褐色亚粘土，局部为紫灰色，厚1.54.0m，由上至下含水量增高，呈可软塑状；中部为亚砂土，深灰灰黑色，天然含水量

6、26.8%，天然密度1.97g/cm3，砂粒含量44.2，粉粒含量 33.0%，粘粒含量22.8%；局部粘粒含量集中呈泥带；亚砂土中夹少量块碎石和较多腐木，块碎石含量约1015%，碎石直径34，为砂岩和泥质粉砂岩，表面钙化；下部为灰黑色淤泥质粘土，含水量39.8% ，天然密度1.79 g/cm3，孔隙比1.156，流限59.8、塑性指数31.9，有机质含量1.41,厚081.9m，连续性较好，土具臭味，含水量丰，呈软塑状，层中含较多碳化木块；底部为粉细砂层，结构松散，含水量26.4%，天然密度1.79 g/cm3，粘粒含量12.7%，层中含泥块与腐烂木块较多，含水量较高，能搓成土球，该层厚3.

7、45.0m，分布连续好。坝区各土层去样试验见表4-2-4。据坝址区金JZK1，JZK2，JZK3静力触探资料（见表4-2-5）表明：沟底坡洪积层承载力测示值，一般在0.20.77MPa之间，局部遇腐木或块碎石时测示值在1.533.37MPa间。 从测试可以看出，第四系坡洪积层承载力底，且底部粉细砂层分布连续且较厚，存在不均匀变形问题，不宜作坝基持力层，应予以清除。表3-4-2-5 静 力 触 探 测 试 成 果 表 孔号深度（m）高程(m)测试值(Mpa)承载力取值(Mpa)金JZK10.07.7409.61401.910.20.70.010.048.2401.430.781.920.040.

8、19.3100.310.520.70.030.049.9399.710.410.580.020.0310.8398.810.72.850.040.1111398.616.9210.880.280.44金JZK20.05.4405.68400.280.230.740.010.046.6399.081.53.420.080.147.8397.880.311.00.020.059.1396.580.931.680.050.089.9395.780.40.580.020.0310.1395.581.683.440.080.14金JZK30.05.2404.75399.530.060.720.0030.

9、046.2398.531.683.370.070.137.8396.930.371.090.020.059395.731.011.530.050.0810.1394.630.450.770.020.0411393.732.169.840.090.39说明：1、金JZK2、金JZK3经取心鉴定，第四系覆盖层厚度分别为8.6m和9.65m。 2、土层中含较多腐木，故局部测示值偏大。 3、承载力取值按1/2025进行取舍。 表4-2-4 坝 基 土 壤 试 验 成 果 汇 总 表 岩性比重含水量密 度孔隙比孔隙率饱和度流限塑限塑性指数干湿砂粒20.05粉粒0.050.005粘粒0.005胶粒0.00

10、2%g/cm3%粘土组数11111111111111平均值2.8134.71.381.861.03650.994.162.925.9378.045.546.529.0亚粘土组数44444444444444平均值2.7020.931.591.920.70240.978.733.217.8915.334.040.335.718.4亚砂土组数33333333333333平均值2.7126.81.551.970.74142.495.53516.618.344.333.022.817.9粉细砂组数33333333333333平均值3.7026.41.561.970.74842.295.425.122.2

11、12.674.213.212.78.8含腐植质粘土组数33333333332222平均值2.7639.81.281.791.12653.695.359.827.931.94.945.050.230.9续表4-2-4岩性击 实自由膨胀率崩 解快 剪固结快剪压 缩渗透系数有机质含量水溶盐含量PH值最 优含水量最大干密度时间崩解量凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角压缩系数孔隙比%g/cm3%h%MPa0MPa0Mpa-1%粘土组数11111平均值34.71.390.04023.340.8579亚粘土组数444444444444444平均值18.71.73736.137.17350.018617.070.0

12、1421.980.33670.6693.9610-50.49130.0687.4亚砂土组数112223平均值0.019621.30.5514.6910-5粉细砂组数221123平均值0.011328.5840.0712.5910-50.935含腐植质粘土组数333313平均值0.13962.090.79599.1210-51.4076枢 纽 区 岩 、土 物 理 力 学 试 验 成 果 汇 总 表 表4-2-6层位岩石名称风化程度比 重干密度吸水率孔隙率抗剪强度抗压强度软化系数变形指标摩擦系数tg凝聚力干湿应力初始模量切线模量割线模量泊松比%MPaMPaGPaK1j2-1砂岩强风化1591.7

13、0.11700.96174125036砂岩弱风化071042832.807615.07.63491502044粉砂质泥岩弱风化2752258118180504735221.08118111047K1j1-2粉砂质泥岩新鲜27422580917880450663104730189201208035J3p2-10-2粉砂质泥岩弱风化27523363615270500611903130076095088017粉砂质泥岩新鲜27423952812771114704270158230194J3P2-10-1砂岩弱风化2672374861124078069245.106517050747.22178901

14、7J3p2-9-2泥质粉砂岩弱风化273246419989053023.444019140277389311062泥质粉砂岩新鲜2752474051018063023.46.10.26130267159172031粉砂质泥岩新鲜27424346311310510832.70.3240151942070216、坝基岩体质量特征 （1）、 基岩石物理力学特征组成坝基岩石主要为K1j和J3P2层之砂岩，泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，取样试验成果（见表4-2-6）表明：K1j强风化砂岩湿抗压强度1.7Mpa，软化系数0.11，属软质岩；弱风化砂岩湿抗压强度32.8Mpa，软化系数0.76，属中硬岩；弱风化粉

15、砂质泥岩湿抗压强3.5Mpa,软化系数0.74，属软质岩；J3p层之弱风化砂岩湿抗压强度45.1Mpa,软化系数0.70,属中硬岩；弱风化粉砂质泥岩湿抗压强度1.9Mpa,软化系数0.31，属软质岩；新鲜粉砂质泥岩湿抗强度4.3Mpa,软化系数0.34，属软质岩；弱风化泥质粉砂岩湿抗压强度4.4Mpa，软化系数0.19，属软质岩，新鲜泥质粉砂岩湿抗压强度6.1Mpa,软化系数0.26属软质岩。（2）、 岩体风化、卸荷特征勘探及平面地质测绘，坝区岩石风化受岩性、卸荷及地形条件影响 ，差异较大，由砂岩组成的坝肩高陡边坡风化较深，强风化厚度1416m，弱风化厚度1521m，两岸平台由砂泥岩互层组成的

16、岸坡，强风化厚度1115m，弱风化厚度1314m，河床强风化厚度28m，弱风化厚度1013m。强风化带内岩石呈散体状结构碎裂状结构，弱风化带内岩石呈镶嵌碎裂结构。据平硐勘探揭示，岸边卸荷带水平宽度一般1011m. （3）、坝基岩体质量分类根据前述坝基岩体风化、卸荷特征、岩石物理力学性质、岩体结构特征，对坝基岩石作如下分类：弱风化砂岩为BIV1，新鲜砂岩为 BIV2，强风化砂岩和新鲜粉砂质泥岩为CIV类。（二）、上坝址工程地质条件上坝址冲沟走向S160E，沟宽6085m，沟底高程409.1m，两岸基本对称。设计初拟有大坝、导流洞和泄洪洞等水工建筑物，现将各水工建筑物工程地质条件分述如下：1、上坝

17、2线工程地质条件上坝2轴线S75015/W，正常高水位485m时，轴线长414.28 m。现以上坝左轴线桩为0+000，向左为负，向右为正，将工程地质条件分述如下：（1）、 左坝肩（桩号0-1000+048.24）左坝肩为一条形山脊,自然坡度30400,最高高程570 m正常高水位(485m)处,坝肩宽430m，坝肩边坡除局部有0.51.5m厚的坡残积层覆盖外，基岩大多裸露。据金ZK1号钻孔揭示，坝肩岩性在高程540 m以上为K1j32层之粉砂质岩与泥质粉砂岩互层，高程503540m为 K1j31层灰白色厚层状砂岩，其中在高程517520m夹一厚约3.0 m的粉砂质泥岩；高程492503m为K1j22层粉砂质泥岩，约10m；以下为K1j21层灰白色厚层状砂岩。岩石产状为：N48660 E/NW 120,倾向坡内，据平面地质测绘，边坡中主要发育有两组裂隙， N5055E/NW7085； N1525W/NE6580，两组裂隙在岸边浅部常形成卸荷裂隙，间距12m，张开 0.20.4裂面粗糙，据金PD1号平硐揭示，岸边卸荷水平宽度1011 m，岩石强、弱风化带铅直厚度分别为1516m和1719m。钻孔压（注）水试验：强风化带内岩石渗透系数K=0.8cm/sec或以流量Q=72升/分的水量注入孔内，无水位抬升值，为强透水层，新鲜弱风化