PAGE7PAGE41黃河XX水電站工程預可行性研究報告3工程地質國家電力公司XX勘測設計研究院工程勘察研究院

附圖目錄序號圖名比例圖號1黃河XX水電站工程區(qū)域地質圖1:200000DHJY-D-012黃河XX水電站水庫區(qū)工程地質平面圖1:10000DHJY-D-023水庫Ⅰ#滑坡Ⅰ－Ⅰ工程地質縱剖面圖1:1000DHJY-D-034水庫杏兒溝滑坡(群)Ⅰ－Ⅰ工程地質縱剖面圖1:2000DHJY-D-045水庫區(qū)下趙家浸沒預測剖面圖1:1000DHJY-D-056黃河XX水電站上壩址工程地質平面圖1:1000DHJY-D-067上壩址壩軸線工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-078上壩址壩軸線水文地質滲透剖面圖1:1000DHJY-D-089上壩址河床縱剖面圖1:1000DHJY-D-0910上壩址泄洪閘工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1011上壩址發(fā)電引水渠軸線工程地質平面圖（1/2、2/2）1:2000DHJY-D-1112上壩址發(fā)電引水渠軸線工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1213上壩址引水發(fā)電廠房軸線、后邊墻工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1314黃河XX水電站下壩址工程地質平面圖1:1000DHJY-D-1415下壩址壩軸線工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1516下壩址壩軸線水文地質滲透剖面圖1:1000DHJY-D-1617下壩址廠房中心線工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1718下壩址泄洪閘軸線工程地質剖面圖1:1000DHJY-D-1819天然建筑材料產地分布圖1:25000DHJY-D-1920干河灘砂礫料、壩殼料場綜合地質勘察成果圖1:2000DHJY-D-2021張家村土料場綜合地質勘察成果圖1:2000DHJY-D-21目錄3.1前言···········································3.2區(qū)域地質概況····································3.2.1地層巖性······································3.2.2地質構造······································3.2.3區(qū)域穩(wěn)定性及地震·······························3.3水庫區(qū)工程地質條件·······························3.3.1基本工程地質條件·······························3.3.2主要工程地質問題及評價·························3.4壩址區(qū)工程地質條件·······························3.4.1基本工程地質條件·······························3.4.2巖(土)體物理力學特性····························3.4.3主要工程地質問題及評價··························3.4.4壩址比較及選擇意見······························3.5推薦壩址主要建筑物工程地質條件·····················3.5.1主壩壩基工程地質條件······························3.5.2副壩壩基工程地質條件······························3.5.3發(fā)電引水渠工程地質條件························3.5.4廠房區(qū)工程地質條件······························3.5.5前池工程地質條件································3.5.6泄洪閘工程地質條件··························3.6比較壩址主要建筑物工程地質條件·····················3.6.1主壩壩基工程地質條件·····························3.6.2副壩壩基工程地質條件······························3.6.3廠房區(qū)工程地質條件·······························3.6.4泄洪閘工程地質條件·······························3.7天然建筑材料·······································3.7.1概況·············································3.7.2砼骨料········································3.7.3壩殼料··········································3.7.4防滲土料········································3.8結論及今后工作建議·································3.1前言XX水電站位于青海省民和縣和甘肅省積石山縣交界的黃河干流上,是黃河上游龍（羊峽）—劉（家峽）河段規(guī)劃的第七座中型電站，擬選壩址(上壩址、下壩址)位于XX黃河大橋上游，距積石峽壩址6.3Km。壩址區(qū)以黃河為界，左岸屬青海省民和縣官亭鎮(zhèn)，距民和縣城92Km；右岸屬甘肅省積石山縣XX鎮(zhèn)，距積石山縣城29Km。對外有青海省川官（民和-官亭）公路，交通方便。該電站以發(fā)電為主。設計正常蓄水位1783m，與積石峽水電站尾水銜接,壩頂高程1785m，最大壩高上壩址15m、下壩址46m,裝機容量上壩址（引水方案）220MW、下壩址（河床式廠房）140MW,總庫容上壩址約367萬m3、下壩址約560萬m3，工程屬中型三等工程，主壩壩型為砂礫石堆石壩，副壩壩型為均質土壩。樞紐主要建筑物為三級，由攔河大壩、發(fā)電引水渠（上壩址）、廠房、泄水閘、開關站等建筑物組成，1990年4月底對該樞紐進行了規(guī)劃選點踏勘工作，1991年5月底陸續(xù)開始地勘工作，同年11月提交《黃河龍羊峽—劉家峽河段中型電站規(guī)劃階段XX水電站工程地質報告》。2001年4月中旬，我院中標XX水電站預可行性研究階段的勘測設計工作，5月中旬專業(yè)人員進行現場踏勘，擬選上、下兩個壩址進行預可行性研究階段的工作，于10月底完成本階段的全部勘測工作。2002年2月規(guī)劃院專家組對預可研報告初稿進行了咨詢，并提出咨詢意見。主要勘測工作量見表3—1—1。3.2區(qū)域地質概況3.2.1地層巖性本區(qū)出露的地層有前震旦系、白堊系、上第三系及第四系，由老到新分述如下：1．前震旦系（ANZ）主要分布在積石峽出口以南、大東峽西側地區(qū)。巖性為綠色黑云母角閃片巖、石英片巖、后期侵入安山巖、閃長巖、細晶花崗巖，巖質堅硬，多形成陡峻山嶺，出露高程在1900m以上。2．白堊系(K)河口群下部巖組，分布于積石峽兩岸，巖性為紫紅色—紫灰色礫巖、中細砂巖、泥質粉砂巖。礫巖呈巨厚層狀，分布于黃河兩岸陡坡，夾條帶狀或透鏡狀砂巖，巖質堅硬，鈣質膠結較好。3．上第三系（N2）為上新統臨夏組（N2L）地層，廣泛分布于丹陽川地，Ⅲ級階地和低山，壩址區(qū)是一套紫紅色—淺紫紅色砂礫巖、砂巖、粘土質泥巖，一般呈夾層或互層狀出露，其上部為一套粘土質泥巖夾薄層砂巖，杏兒溝為青灰色砂巖，產狀為NW297°SW∠24°。大板梁至杏兒溝一帶為紫紅色粘土巖、粘土質泥巖與砂層呈互層。右岸紅泥灣一帶為含礫泥質砂巖夾礫巖，產狀為NE75°SE∠17°，近底部夾一層鈣質團塊狀礫巖，厚約4m。上述巖層屬湖相沉積，巖相變化較大。XX水電站勘測工作量統計表表3-1-1項目單位壩址區(qū)水庫區(qū)天然建材合計規(guī)劃預可研規(guī)劃預可研規(guī)劃預可研地形測量平面1:2000Km25.811.57.311:1000Km21.371.37剖面1:2000km/條1:1000km/條地質測繪平面1:10000Km210101:2000Km20．83.80.435.231:1000Km21.371.37剖面1:2000Km0．6084.165.72610.4941:1000Km4.230.354.58勘探鉆探m/孔數197.85/5787.28/2335.70/21020.83/30硐探m/硐數40/240/2井探m/井數82/1120.6/361.8/11164.4/25坑槽探m32828358.6826.94013.5物探硐壁聲波測試m22.522.5地震法剖面m/條350/41445/81795/12面波法剖面m/條136/2136/2試驗野外試驗鉆孔壓水段20104124鉆孔抽水段112砂礫石滲透試驗組33建材篩分組1515容重組1919室內試驗組1515巖石物力性質試驗組31518砂礫石常規(guī)試驗組66土工試驗組1010毛細上升高度組33水質簡分析組101525壩殼料試驗組10104．第四系（Q4）第四系地層廣泛分布，以洪積、沖積、山麓堆積等為主。=1\*GB2⑴沖積砂卵礫石（Sgr）：分布于Ⅱ、Ⅲ級階地、現代河床及河漫灘。Ⅱ級階地砂卵礫石層厚20～30m，Ⅲ級階地砂卵礫石層厚3～5m，其中砂卵礫石含量約占60～70%，其余為大塊石及漂石。現代河床及河漫灘覆蓋層厚4.5～10m，以砂卵礫石為主，局部夾0.5～1.0m的含礫砂層、含砂礫粉土層，零星可見大塊石、漂石。=2\*GB2⑵土黃色砂壤土(SL)廣泛分布于Ⅱ、Ⅲ級階地上部，一般厚0.5～1.5m，局部厚達2.5m左右，成因以沖洪積為主，顆粒組成主要為粉粒及粘粒，粘粒含量較高，其間夾有集積灰白色角礫碎（片）石，層厚1～2m，多呈透鏡狀分布。=3\*GB2⑶紫紅色粘質土分布于大板溝洪積扇表部，厚2～6m，夾有碎石，粘粒含量超過30%，濕潤狀態(tài)時結合力極強，干燥時堅硬。=4\*GB2⑷沖積塊碎石（Q4pl）廣泛分布于大沖溝及溝口洪積扇，厚5～10m，多見大塊石、漂石，洪積物顆粒大小懸殊，分選性差。=5\*GB2⑸崩坡積物分布于山麓緩坡或坡腳一帶，結構松散，顆粒組成大小懸殊，厚數m～數十m。3.2.2地質構造本區(qū)大地構造單元屬祁呂弧形西褶帶的次級構造循化槽地與河西系次級構造單元的阿勤卡金山—當蕊五臺山—達里加隆起帶及官亭—臨夏拗陷帶的構造復合部位。工程區(qū)地處官亭—臨夏拗陷帶西邊緣，西側為阿勤卡金山、當蕊五臺山、達里加隆起帶，東側為官亭—臨夏拗陷帶，北側為官亭帚狀構造，南側為關灘帚狀構造，見圖3-2-1。循化槽地大致呈NW290～300°向延伸，為祁呂弧形西褶帶一系列多字型槽地最南邊的一個。其基底為三迭系砂巖、板巖和前震旦系片麻巖、條帶狀混合巖及侵入巖體，上覆地層主要為中、新生代陸相沉積的紅色巖系。由于新生代沉積物的覆蓋和河西系的隆起、拗陷帶與祁呂系槽地反接、復合等干擾，致使槽地內祁呂系構造形跡顯示不清。河西系構造形跡在本區(qū)表現十分明顯，以隆起帶與拗陷帶相間展布，方向NW330～345°。上覆地層主要為新生代第三紀陸相沉積的紅色巖系。河西系影響本區(qū)的主要斷層和旋扭構造有：關門斷層（黃河—百嶺溝斜沖斷層F15）：該斷層規(guī)模較大，在積石峽峽谷出口處通過，構成河西系官亭—臨夏拗陷帶的西界。形成于加里東時期，中、新生代均有活動。斷層橫跨黃河，南北延伸20余Km，北端被北西斷裂所截。斷層西盤為白堊系礫巖、砂礫巖、泥質粉砂巖，東盤為第三系上新統棕紅色粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖。斷裂總體近南北走向，傾向西，傾角65～70°,破碎帶寬數十m，局部達百m，構造巖破碎，擠壓特征明顯。西側砂礫巖以脆性破裂為主，形成密集的剪切劈理構造。東側泥巖表現為強烈的塑性揉皺和擠壓頁理構造，斷層面有斜的擦痕，傾向南，傾伏角42°，西盤相對于東盤作逆沖并伴有右旋走滑分量。該斷裂通過處，黃河Ⅲ級階地（圖3—2—2）以下各階地均未發(fā)現錯斷現象，說明該斷層活動主要在晚更新世以前。XX—關灘斷裂（F18）：該斷層距XX壩址下游約1Km處通過，斷層北起毛家山，經XX南至百嶺溝，全長70Km，斷面略呈舒緩波狀，總體呈NW340～335°延伸，南北兩端多見新生界地層沖覆于上新統紅層之上，破碎帶寬度差別較大，顯示強烈的擠壓特征。斷層構成臨夏拗陷盆地邊界，西側自第三紀以來大幅度隆起，東側堆積了近千米的上新統和第四系碎屑物，塊體間的差異運動明顯。在石王家一帶和南側堡百溝見白堊系砂礫巖沖覆于上新統紅層之上，北側杏兒山東坡，斷層置于上新統地層內部，兩盤產狀顯著不協調，巖性亦有差異，西盤為棕紅色砂質泥巖夾砂巖構成了向斜構造，向南東東方向翹起，東盤以厚層狀砂礫巖夾砂巖為主，破碎帶寬3m，構造巖以碎裂集塊為主，主斷面產狀NW330°SW∠72°（圖3—2—3）。斷層以逆沖擠壓為主兼右旋走滑。該斷層強烈活動在中更新世中晚期，晚更新世晚期以來無明顯的活動。協拉斷裂（F19）：協拉斷裂位于XX以北，該斷層北起多希莊一帶，南東至XX壩址上游杏兒溝—干河灘通過，方向NW340°，全長30余Km。溝兩側巖層產狀有差異。協拉林場剖面地層均屬白堊系，巖性組合特征有很大變化，斷層面產狀NW322°NE∠87°，構造巖以碎裂巖和碎屑巖主，寬度10余m，影響帶可達數十m。斷層在中更新世中晚期有過活動，晚更新世即進入相對穩(wěn)定狀態(tài)。官亭帚狀構造：展布于壩址區(qū)以北，涉及范圍約140Km2，發(fā)育較好，前震旦系、寒武系、白堊系及第三系地層均被卷入。向北西撒開，南東收斂，顯示順時針扭動特征。3.2.3區(qū)域穩(wěn)定性及地震本區(qū)構造活動呈現為差異性上升運動，由于北北西一系列斷層的活動，使隆起帶和拗陷帶相間發(fā)育。關門斷裂、XX—關灘斷裂都牽動了第三系地層，它們逆沖于老地層之上，XX—關灘斷裂為官亭—臨夏拗陷帶西側邊界，斷裂延伸70Km，控制本區(qū)活動格局。盆地內沉積巨厚層第三系紅層，上覆第四系松散堆積物?？傊緟^(qū)斷裂普遍切割上新統地層，均未見到切割晚更新世地層，表明在上更新世末，更新世早期和中期都曾有過強烈活動。它們大體上都終止于距今11～26萬年間，多數在20萬年左右（表3—2—1），中更新世晚期以來的活動跡象不明顯。根據國家地震局1990年出版的1：400萬全國地震烈度區(qū)劃圖，本區(qū)在50年超越概率為10%時的地震基本烈度為Ⅶ度。國家地震局地殼應力研究所在《黃河積石峽水電工程地震基本烈度復核和地震危險性研究報告》和蘭州地震研究所（78）蘭震研烈便字第020號文《黃河李家峽—劉家峽區(qū)段地震基本烈度意見》中，均認為本區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。其重現期為475年，基巖地震水平加速度為0.11g。XX水電站距積石峽僅6.2Km，可取相同地震基本烈度和動參數。綜上所述，工程區(qū)的主要斷裂自中更新世晚期以來無明顯活動跡象，最新活動距今11～26萬年；工程區(qū)周圍100Km范圍內有記載的破壞性地震共26次，其中7級地震2次，6～6.9級3次，4.75～5.75級21次，這些地震對壩址區(qū)的最大影響烈度均末超過Ⅶ度；附近的Ⅶ度危險區(qū)距積石峽壩址都大于25Km（圖3-2-4），對積石峽壩址的影響烈度均不大于Ⅶ度，地震臺網記錄的庫壩區(qū)弱震分布頻度和密度也均低于外圍地震帶。因此，工程區(qū)屬區(qū)域構造基本穩(wěn)定區(qū)。斷層活動年代鑒定結果匯總表表3—2—1樣品號代表性斷層樣品性質熱釋光年齡（千年）其它1490C—1XX—關灘（F18）Ⅲ級階地沖積物15.076±0.306斷層上覆物質TL90—2XX—關灘（F18）Ⅲ級階地上部3.70±0.74斷層上覆物質TL90—3XX—關灘（F18）斷層泥262.71±44.66TL90—4協拉（F19）斷層泥212.76±36.17TL90—9關門（F15）斷層泥253.20±50.64TL90—10關門（F15）=4\*ROMANIV～=5\*ROMANV級地砂礫石152.01±30.40斷層上覆物質TL90—11關門（F15）沖積砂礫石41.59±8.31斷層上覆物質3.3水庫區(qū)工程地質條件3.3.1基本工程地質條件XX水電站正常蓄水位1783m時,水庫全長約5.5km,與上游積石峽水電站尾水相銜接,總庫容上壩址約367萬m3、下壩址約560萬m3，其中峽谷段為積石峽峽谷出口段，長約500m，其余為川地水庫。3.3.1.1地形地貌XX水庫庫尾500m峽谷，兩岸呈不對稱的“U”型，左岸高陡，右岸相對較緩；黃河出峽口進入較開闊平坦的丹陽川。川地庫段河流蜿延曲折，總體流向NE40°，水面寬一般100～150m，平均水力坡降2‰。大型沖溝有左岸的大板溝、杏兒溝，右岸的大東峽、干河灘溝，溝長一般為十幾Km，溝口堆積巨大洪積扇，構成河流凸岸。左岸張家村—趙木川、右岸干河灘下游一帶地形開闊平坦，為Ⅱ級洪沖積侵蝕堆積階地，臺面高出河水面22～25m，寬500～700m，階地前緣坡角40～50°。右岸Ⅱ、Ⅲ級階地發(fā)育，Ⅲ級階地高出河水面85m，紅泥灣Ⅲ級階地基座為第三系紅層組成的較陡的岸坡。Ⅰ級階地較窄小，不發(fā)育。綜觀河川兩岸，沖溝深切發(fā)育，為寬闊洪積扇和平坦階地相間展布的地貌景觀，地勢平坦，廣布農田。3.3.1.2地層巖性(1)白堊系（K）河口群下部巖組分布于積石峽兩岸，巖性為一套紫紅色—紫灰色礫巖、中細砂巖、泥質粉砂巖。礫巖呈巨厚層狀構造，位于黃河兩岸陡坡，其間夾有條帶狀或透鏡狀砂巖，巖性堅硬，鈣質膠結較好，力學強度較高，抗風化能力強。紫紅色中～薄層狀中細砂巖和巖性較軟弱的磚紅色泥質粉砂巖，常與礫巖呈夾層或互層狀出露，其中伴有軟弱夾層發(fā)育，在岸坡中部多形成緩坡。(2)第三系上新統臨夏組（N2L）第三系上新統臨夏組（N2L）廣泛分布于丹陽川地，是構成庫盆的基巖主體。丹陽川階地基座及兩岸山體均為該套地層，巖性為紫紅色—淺紫紅色—磚紅色礫巖、砂礫巖、砂巖、粘土質泥巖，一般呈夾層或互層狀出露。(3)第四系松散堆積物（Q）沖積砂卵礫石、沖洪積砂卵礫石夾塊碎石、砂壤土、崩積塊碎石、坡積塊碎石土等。3.3.1.3地質構造庫區(qū)內主要斷層有：關門斷層（F15）、協拉斷裂（F19），均橫切庫岸，向兩岸內側延伸。庫區(qū)基巖以第三系紅層為主，巖層產狀為NW297～325°SW∠18～34°，個別產狀為NE75°SE∠17°。斷裂按走向分為三組：北北東組：NE15～33°NW∠70～88°，寬1～3cm，張性，充填物以片狀粘粒為主，個別有方解石，未膠結，面平直粗糙。呈小斷層出現的錯距一般有0.2～1m。該組較發(fā)育。北北西組：NW330～355°NE或SW∠70～88°，寬0.3～0.5cm，剪性，充填粘土及碎屑，面平直光滑，較密處間距2m。北東東組：NE82°～EW，傾NW或N，傾角70～85°，不甚發(fā)育，個別為小斷層，有明顯錯距。3.3.1.4水文地質條件庫區(qū)內較大的沖溝有：右岸的干河灘溝、大東峽溝；左岸的杏兒溝、大板溝。干河灘溝、大東峽溝內有常年流水，其流量變化受大氣降水影響。杏兒溝、大板溝為季節(jié)性流水。地下水類型按其埋藏條件可分為基巖裂隙水和覆蓋層孔隙性潛水兩類?；鶐r裂隙水主要賦存、運移于基巖裂隙中,排泄于黃河及附近溝谷。孔隙性潛水：主要埋藏于河床、漫灘、兩岸階地，接受河水和大氣降水補給，水量豐沛；沖溝口洪積碎塊石土層及崩坡積塊碎石層中有季節(jié)性潛水，受大氣降水補給，排泄于黃河或附近低洼地帶。基巖裂隙水一般埋藏較深，取樣難度大?？紫缎詽撍ū?—3—1）水化學類型為HCO3-—Ca2+、HCO3-—Ca2+·K++Na+、HCO3-—K++Na+、HCO3-·SO42-·Cl-—K++Na+·Ca2+、HCO3-·Cl-·SO42-—K++Na+·Ca2+型水，說明不同地段水化學類型不同。黃河河水水化學類型為HCO3-—Ca2+·K++Na+型水。3.3.1.5物理地質現象庫區(qū)物理地質現象主要表現為岸坡巖體的卸荷、松動變形、滑坡及崩塌等。由于巖性、巖層產狀與河流、岸坡的關系，加之結構面組合，卸荷、松動變形及崩塌現象主要發(fā)育在峽谷段500m范圍，一般出露位置較高或體積有限，水庫蓄水對其無影響，不影響水庫正常運行。庫區(qū)內規(guī)模較大的滑坡有二處，分別為水庫Ⅰ#滑坡、杏兒溝滑坡（群）。1.Ⅰ#滑坡位于積石峽峽谷出口段右岸（積石峽壩址下游Ⅰ#滑坡），地貌型態(tài)上呈兩頭小、中間大的圈椅狀地形（圖3-3-1），后緣有一近似圓弧形的低洼地帶，其上覆蓋坡積黃土狀砂壤土。前緣堆積高程1790～1820m，后緣高程2070m，滑坡剪出口最低高程1770m。南北向長約500m，滑坡平均厚度60m左右，最厚處達80m，總方量約1350m3。主滑方向為NE18°?；聝蓚葹樯钋袥_溝所限，東側為關門上溝，西側為右下溝，兩溝匯合于滑體后壁。按滑體物質成分的不同，結構形態(tài)特征的差異，將其分為三個小區(qū)（圖3-3-1、3-3-2）。Ⅰ區(qū)為滑動區(qū)，后期曾有過獨立于主滑體的再次活動；Ⅱ區(qū)為蠕變區(qū)，在滑坡形成過程中有過整體短距離運動，后期無活動跡象；Ⅲ區(qū)為蠕動區(qū)，以整體小位移的蠕動為特征。該滑坡的滑床由白堊系K11和K12的礫巖、砂巖巖層組成，其產狀為NW300～320°NE∠35°左右?？傮w看，滑床具上陡下緩的特征，形態(tài)呈躺椅狀，以順層為主，大致可分為后緣拉裂面、中部滑移面、前緣切層（反翹）剪斷面。分析認為，該滑坡在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性較好。在積石峽水電站泄洪水霧作用的條件下，滑坡再次活動的可能性取決于水霧的強度，建議設計需留有一定的防護措施（詳見《黃河積石峽水電站初步設計報告3.工程地質》）。因該滑坡處于庫尾地段，XX水庫建成后水位抬高有限，不會改變其穩(wěn)定狀態(tài)，在不受積石峽泄洪水霧影響的條件下，對XX水庫正常運行無影響。2.杏兒溝滑坡（群），位于左岸杏兒溝溝口段左側，沿溝分布長數Km，后緣為圈椅狀陡坎，坎高數m～十余m，地表形態(tài)大致呈階梯狀，滑坡物質為松散堆積塊碎石，局部有架空現象，其上沖溝發(fā)育，一般切深3～5m，局部達十余m。該滑坡為一不同期次活動的老滑坡群，最新一次大規(guī)?；顒佑诘谒募o黃河Ⅲ級階地形成以前，滑床為傾向杏兒溝的巖層，傾角25～30°（圖3-3-3），且具上陡下緩的特征?；抡w已處于穩(wěn)定狀態(tài)，僅趙木川后山坡一帶在黃河Ⅲ級階地形成以后有再次活動跡象（詳見3.4壩址區(qū)工程地質條件）。因滑坡分布位置較高，水庫蓄水后，雖有前緣地段地下水位抬高的變化，但不影響其整體穩(wěn)定性。3.3.2水庫主要工程地質問題及評價3.3.2.1水庫滲漏峽谷段兩岸山體雄厚，庫盤基巖主要為白堊系下統河口群地層，透水性差，封閉條件良好。川地段水庫兩岸階地發(fā)育，庫盤基巖為第三系上新統紅層，巖性為粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖，透水性差，向岸內巖面抬升。黃河為區(qū)域最低排泄基準面，且無通向下游的大斷裂，亦無低于庫水位的鄰谷及低地，整體封閉條件良好。水庫蓄水后，不存在向鄰谷或沿斷層帶的永久滲漏問題。3.3.2.2固體徑流庫區(qū)內有四條大沖溝，分別為：右岸的大東峽溝和干河灘溝，常年流水，水流較清，含砂量少；左岸的大板溝和杏兒溝，季節(jié)性流水，暴雨洪水會攜帶大量泥砂入庫，尤其是杏兒溝。杏兒溝溝底及兩側松散堆積物豐富，為區(qū)間固體逕流主要來源之一。此外，水庫塌岸、庫岸坡腳松散堆積物、下壩址左壩肩紅層及上游崩塌體亦是水庫固體逕流的來源。水庫蓄水后,雖有岸坡再造、崩坡積物、洪積物等固體物質隨環(huán)境的變化而間歇入庫,但其總量有限，不會影響水庫正常運行。3.3.2.3庫岸穩(wěn)定當正常蓄水位1783m高程時,庫岸整體是穩(wěn)定的，但水庫臨水岸坡多為第四系全新統（Q4）松散地層，巖性以沖洪積砂卵礫石為主。水庫蓄水后，岸內地下水位相應抬高，加之受水的浸泡和風浪作用，局部將產生庫岸再造。Ⅰ#滑坡堆積體分布位置高于庫水位，水庫蓄水不會引發(fā)庫岸穩(wěn)定問題。杏兒溝滑坡(群)遠離庫水數百m，水庫蓄水亦不會產生庫岸再造。分析認為，庫區(qū)產生坍岸的主要地段有：右岸的XX—干河灘溝口段、紅泥灣一帶及康家咀村臺地前緣局部；右岸的郭家村Ⅱ級階地前緣部位等。經圖解法（圖3-3-4）計算預測坍岸寬度、方量見表3—3—2。塌落物總方量約20.6萬m3，沿庫岸分散撒開，對水庫正常運行影響不大。3.3.2.4水庫淹（浸）沒1．淹沒庫區(qū)內無廠礦企業(yè),但河道兩岸耕地廣泛分布，人口相對集中,并有跨河、順河高壓輸電線路、XX小水電及發(fā)電引水渠以及通向庫區(qū)的簡易公路等。當正常蓄水位1783m時，左岸張家溝至趙木川村一帶，以杏兒溝為界：上游Ⅱ級階地岸邊狹長地帶及突岸部位被淹；下游趙木川洪積扇農田及部分民房、跨河高壓輸電線路、簡易公路被淹及右岸大東峽溝口至康家咀Ⅱ級階地前緣狹長地帶、XX小水電及發(fā)電引水渠、順河高壓輸電線路將被淹。預測坍岸寬度、坍岸量表表3—3—2岸別塌岸地段預測坍岸寬度（m）預測坍岸量（萬m3）備注水庫左岸郭家村段臺地前緣358.4為沖洪積砂卵礫石水庫右岸XX—干河灘溝17.511為沖洪積砂卵礫石紅泥灣一帶6.51.2為崩坡積碎石土2．浸沒=1\*GB2⑴浸沒區(qū)地質概況庫區(qū)地形以槽谷形態(tài)為主，浸沒多發(fā)生在兩岸堆積階地及低洼洪積扇地帶，主要浸沒區(qū)有下趙家、趙木川等。松散堆積物呈二元結構，下部以沖、洪砂卵礫石為主，層厚7.1～12.0m，礫、砂含量占45～50%，局部夾有0.5～1.1m厚的含卵礫中粗砂層，一般呈透鏡體狀分布。上覆粉質粘土（局部為砂壤土），一般層厚3.5～8.0m，粘粒含量較高。上部0.3～0.5m為耕植土，是浸沒影響的主要層位。基巖為第三系紅層，為相對隔水層，基巖面略向河床傾斜。本區(qū)氣候干旱少雨，地下水主要類型為孔隙性潛水。地下水均埋藏于砂卵礫石層中，埋深9.5～14.0m，其水位隨季節(jié)性變化明顯，接受大氣降水、農田灌溉水、后緣溝谷地下水等補給，排泄于黃河。水質分析見表3—3—2，其地下水類型為HCO3-·CI-·SO42-－K++Na+·Ca2+、HCO3-·SO42-·CI-－K++Na+·Ca2+、HCO3-－Ca2+·K++Na+、HCO3-－K++Na+型水等，PH值7.2～8.56，礦化度0.237～0.851g/l。=2\*GB2⑵浸沒預測有關參數及標準=1\*GB3①按正常蓄水位1783m作浸沒評價。=2\*GB3②采用6月份地下水位為浸沒計算的起始水位。=3\*GB3③滲透系數：本工程確定粉質粘土的滲透系數為0.1m/d，砂卵礫石層滲透系數為35m/d。=4\*GB3④地下水臨界深度：主要受土壤毛細水上升高度和植物根系深度兩個基本因素控制。庫區(qū)浸沒地段多屬粉質粘土、壤土，試驗毛細水上升高度大于1.8m，農作物根系深度在0.3～0.5m之間，取0.5m安全超高，參考黃河上游部分水電站水庫浸沒計算臨界深度，確定地下水臨界深度為2.5m。=5\*GB3⑤預測計算公式選擇：根據浸沒區(qū)地層結構及其邊界條件，采用無滲入時非均質巖層隔水底板正坡傾斜的計算公式，即2 y=2式中符號意義見圖3-3-5。=3\*GB2⑶浸沒預測當正常蓄水位1783m時，各浸沒地段預測結果見表3—3—3，預測剖面見圖3—3—6?？偨]面積約0.0615Km2。綜上所述，本水庫庫區(qū)內無廠礦企業(yè)；不存在永久性滲漏問題；固體逕流總量相對較小、庫岸再造有限，對水庫正常運行基本無影響；淹（浸）沒范圍較小，發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能性不大，水庫Ⅰ#滑坡、杏兒溝滑坡天然狀態(tài)下穩(wěn)定性較好，水庫蓄水后對其穩(wěn)定條件影響不大。總體上水庫工程地質條件良好。浸沒地段浸沒預測成果表表3—3—3浸沒區(qū)地名岸別距壩址里程（Km）浸沒平均寬度（m）浸沒區(qū)長度（m）浸沒高程（m）浸沒面積（Km2）備注下趙家左800504701783～1785.60.02350.0615Km2（92畝）趙木川壩前804751783～17860.038康家咀右1.01783～1786沿庫岸狹長地帶3.4壩址區(qū)工程地質條件3.4.1壩址區(qū)基本工程地質條件3.4.1.1地質條件概述（1）地形地貌壩址區(qū)位于XX黃河大橋上游，下壩址軸線距黃河大橋河道距離320m，上、下壩址軸線河道距離480m。壩址區(qū)黃河呈舒緩的“S”型展布，黃河以NE18°方向流向上壩址，在兩壩址間轉為NE70°流向下壩址，順向流出。平水期河水位1772.6～1771.5m時，水面寬75～120m，一般水深1.8～5.6m，最大水深5.8m。壩址區(qū)兩岸地形呈不對稱的“U”型，除下壩址左岸外，兩岸均為低洼臺地。右岸為干河灘溝及XX溝與黃河匯合而成的洪沖積=1\*ROMANI、Ⅱ、Ⅲ級階地；Ⅰ級階地臺面高程1779～1780m，寬75～80m，高出河水面8m；Ⅱ級階地臺面高程1783m以上，高出河水面11m，臺面寬闊；Ⅱ、Ⅲ級階地臺面廣泛分布民房及農田；后緣谷坡較陡處是大河溝和干河灘溝的狹長分水嶺，山頂高程2075m。左岸上壩址為一洪積扇，扇面高程1777～1787m，向后緣呈1.7%的坡比抬升，其上有通向杏兒溝鄉(xiāng)的簡易公路，外側為農田，內側為民宅；下壩址為巖質高陡岸坡，局部近直立，高差達220余m。兩岸發(fā)育的較大沖溝有：左岸的杏兒溝，距上壩址壩軸線400m。右岸的干河灘溝及XX溝，干河灘溝距上壩址壩軸線850m左右，XX溝在下壩址下游，距下壩址壩軸線約380m。（2）地層巖性壩址區(qū)出露的地層巖性有第三系上新統臨夏組紅層、第四系沖積、洪積、沖洪積、坡積、崩積等松散堆積物。分述如下：①第三系上新統臨夏組（N2L）壩址區(qū)基巖為第三系上新統臨夏組紅層，巖性為泥巖、砂巖、砂礫巖，呈互層狀發(fā)育。按巖性分述如下：粘土質泥巖：紫紅色、灰黃色，中厚層狀構造，粘土質、泥質結構，單層厚3～40cm，一般出露厚2～4m不等，局部其間夾有砂巖、砂礫巖。顯紫紅色者含粘粒較多，顯灰黃色者含泥較多，干燥狀態(tài)下質地較堅硬，透水性差或不透水，但遇水易軟化、崩解。與砂巖、砂礫巖的接觸面常有紅色粘土膜。砂巖：紫紅色，中厚層狀構造，中粗粒結構，偶含小礫。單層厚一般為0.9～1.2m，局部厚20～40cm，最厚達2.0m。層底多礫石集中，一般礫徑2～3cm，底面大部分呈波浪狀，起伏差約1.0cm，泥鈣質膠結，相對耐風化，整體強度較高。一般出露厚度2～3m。砂礫巖：紫紅色，中厚層～巨厚層狀構造，中粗粒結構，以粗粒（礫石）為主，礫徑一般0.5～2cm,大者5～6cm，礫石多呈次棱角狀，含量占30～40%，巖性為石英巖、花崗巖、變質砂巖等，泥鈣質膠結，抗風化能力較差，遇水易破壞其結構，強度明顯降低，層底有明顯波痕。一般出露厚度為2～6m。②第四系（Q）壩址區(qū)第四系地層均為全新統（Q4）松散堆積物，主要有：沖洪積砂卵礫石（sgr）、砂壤土(sl)，主要分布在壩區(qū)右岸=1\*ROMANI、Ⅱ級階地。據現有勘探資料表明，=1\*ROMANI級階地上部為0.5～1.0m厚的砂壤土，下部為砂卵礫石，其層厚12.60～15.00m。=2\*ROMANII級階地臺面開闊，上部為1.0～2.5m厚的砂壤土，局部厚達2.0m左右，下部砂卵礫石層厚22.50～26.30m。沖積砂卵礫石（sgr）：主要分在河床及河漫灘，據鉆孔、物探資料顯示，其層厚4.5～10.4m，上壩址較薄而下壩址相對較厚。洪積物（pl）:主要分布在趙木川村一帶，為規(guī)模較大的洪積扇。其表層為砂壤土，前緣層1.0～1.5m，向岸里漸變增厚，局部厚達6m左右。下伏砂卵礫石層厚6～11.4m，且厚度隨基巖面起伏變化。崩積物(col)：崩積碎塊石土，結構松散，具架空現象，層厚數m至數十m不等。物質組成大小懸殊，塊石塊徑一般為20～50cm，大者達2.0m左右，其上小沖溝發(fā)育，有多處落水洞。坡積物（dl）：主要分布在左岸趙木川后山坡及坡腳一帶，為塊碎石土，夾少量卵、礫石，整體結構松散，下游側厚2～3m，向上游漸變或突變增厚，趙木川村中部后山坡一帶，厚達數十m。(3)地質構造壩址區(qū)位于官亭～臨夏凹陷帶西側邊緣。左岸原渡口處（黃河大橋上游約40m）有一微向岸里傾伏的舒緩背斜，其軸線產狀為NW335°、傾伏角為14°，下游翼傾向下游偏左岸，巖層走向為NW325°,傾NE，傾角10～14°，上游翼傾向上游偏左岸，巖層走向為NE22～27°、傾NW、傾角14～18°，平行軸向出現一系列張性斷裂，如F1、F2、F3及L2、L3等。根據壩址區(qū)地質測繪資料統計，斷裂發(fā)育主要集中在下壩址左岸（壩區(qū)其它部位大范圍覆蓋），共發(fā)現斷層4條（表3—4—1），可見延伸長度一般30～40m，最大150m左右。裂隙按其產狀劃分為四組（表3—4—2）。第1、2組為張性裂隙，多充填巖塊、巖屑，未膠結，一般上寬下窄，局部閉合，發(fā)育間距2～60m不等；第3、4組為層面裂隙，多呈閉合狀，發(fā)育。其中第2組裂隙基本順坡向發(fā)育，高陡傾角，傾向岸外，為邊坡穩(wěn)定性主控結構面，與第1、3、4組裂隙面的切割組合構成邊坡不穩(wěn)定塊體。(4)物理地質現象壩址區(qū)物理地質現象主要表現為淺表層巖體的風化卸荷及松動變形、陡岸崩塌和滑坡等。=1\*GB3①下壩址左岸為巖質高陡邊坡，高程1820m以下，坡角46～55°,公路內側近岸及高程1820m以上地形近直立。由于邊坡高陡，加之風化作用的影響，岸坡順坡向卸荷裂隙發(fā)育，與層面及NW320～350°組裂隙的不利組合，使岸坡巖體產生較多的不穩(wěn)定塊體，尤其在雨季，受降雨、重力作用等的綜合影響，多見掉塊、小規(guī)模崩塌現象。壩軸線上游200m處分布一大型崩塌體(見照片)。后緣高程1810～1841m左右，高出河水面68m，前緣（坡腳）高程1778m，地表分布面積2.7萬m2，橫向寬約230m，推測厚度15～20m，體積約48萬m3。該段邊坡坡角46～55°，其上沖溝發(fā)育。崩塌體由塊石、碎石、土質組成，塊石塊徑一般為2m左右，大者3～5m，局部肯架空現象。崩塌體形成機制分析：岸坡受第1、2組裂隙切割，破壞了岸坡巖體結構，是邊坡變形失穩(wěn)的重要因素，加之坡腳粘土質泥巖的層面組合（第3組裂隙）、遇水崩解、抗沖刷能力差的工程特性，長期受河水沖刷側蝕的作用，形成反坡地形，其上部巖體在重力作用下產生較大規(guī)模的崩塌堆積。=2\*GB3②壩址區(qū)發(fā)育趙木川滑坡，位于趙木川村后山坡。地貌形態(tài)呈“簸箕”狀，地形上陡下緩，滑坡組成物為塊碎石土，其上沖溝發(fā)育，隸屬杏兒溝滑坡（群）。該滑坡上、下游邊界條件較為明顯，均以沖溝為界，滑移錯斷Ⅲ級階地砂卵礫石層?；虑熬壐叱?792m，橫向寬130～160m，推測厚20～30m。杏兒溝滑坡（群）形成以后，順黃河岸邊一帶堆積了Ⅲ級階地砂卵礫石層，之后由于地殼變化，黃河在水力作用條件下下切，形成河床深槽，給滑坡體提供了臨空條件，影響了滑坡局部穩(wěn)定性，導致該部位滑坡再次活動，形成趙木川村后山坡滑坡。趙木川滑坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，既使水庫蓄水后，水邊距滑坡前緣最近距離約130m，地下水位的抬升低于滑床及滑帶，不會降低滑帶組成物質的力學參數，因而對滑坡穩(wěn)定無影響。=3\*GB3③風化程度：壩址區(qū)第四系松散堆積物廣泛分布，僅下壩址左岸基巖裸露。巖坡高陡，風化卸荷較劇烈，強風化帶厚一般4～6m，弱風化帶厚12～16m。(4)水文地質①地下水類型壩區(qū)地下水類型按其埋藏條件可分為孔隙性潛水和基巖裂隙水兩類?？紫缎詽撍褐饕植荚诤哟采奥训[石層、河漫灘及岸邊洪、沖積的松散堆積層中，除河床砂卵礫石層、河漫灘主要接受黃河河水補給外，岸邊Ⅰ、Ⅱ級階地、洪積扇砂卵礫石層主要接受大氣降水、沖溝及灌溉水補給，排泄于黃河?；鶐r裂隙水：賦存、運移于第三系紅層裂隙中，接受大氣降水補給，向前緣松散堆積層及鄰近溝谷排泄，最終排泄于黃河。壩址區(qū)基巖巖層平緩，巖性層次復雜，裂隙水與砂巖、砂礫巖層間交匯賦存條件較好，地下水豐盈，若遇粘土質泥巖，受其巖性、結構的影響，裂隙水與層間水串通，運移條件復雜。②地下水動態(tài)及水質壩址區(qū)兩岸地下水埋藏深度依地層巖性的不同隨之變化，除下壩址左岸外，兩岸均為第四系松散堆積物，隨地貌單元、巖性結構的變化，埋藏深度從5.85～16.5m相差較大，但水力坡降兩岸基本一致，在0.014～0.016之間。下壩址左岸紅層中地下水埋藏深度較大，水力坡降大致為0.15?？傮w是地下水補給河水。壩址區(qū)斷層匯總表表3—4—1編號位置產狀性質破碎帶寬度（cm）帶內物質組成及其它特征F1壩軸線下游220mNW335°SW∠65°壓扭性正斷層2～20夾透鏡狀巖塊、似鱗片狀巖，順斷層面排列，擠壓緊密，泥質膠結差。斷帶兩側物質風化蝕變呈黃色，影響帶局部巖體松動錯位。F2壩軸線下游135mNE8°NW∠65°張性正斷層5～10夾塊狀巖、片狀巖，順斷層面排列，泥質膠結差。面粗糙稍彎曲。上盤有牽引現象，隱約可見水平擦痕。錯距6m。F3壩軸線上游90mNE55°SE∠51°壓扭性正斷層20夾透鏡狀巖塊，長軸順斷層排列，泥質膠結差。上部斷距明顯約30m。F4壩軸線下游70mNW330°NE∠75～80°壓扭性正斷層2夾塊、巖屑，擠壓緊密，泥質膠結。面稍彎曲粗糙。壩址區(qū)裂隙分組特征表表3—4—2組號產狀性質寬度（cm）延伸長度（m）代表性裂隙1NW320～350°NE（SW）∠75～86°張性0.2～0.5(個別局部5～10)10～40L3、L4、L7、L10等2NE40～70°SE∠58～82°張性2～820～30L8組、L9組3NE15～45°NW∠11～18°（背斜下游翼）層面多閉合延伸長4NW310～330°NE∠12～14°（背斜上游翼）層面多閉合延伸長工程區(qū)15組河水、地下水、溝水水質化學分析成果列表3—3—1。分析成果表明:河水礦化度0.314～0.413g/l,PH值8.22～8.44，總硬度為3.237～4.250mmol/(1/2CaCO3),水化學類型為HCO3--Ca2+·K++Na+型水；地下水礦化度0.590～0.924g/l,PH值7.20-7.65,總硬度為5.354～9.089mmol/(1/2CaCO3)，水化學類型為HCO3--Ca2+·K++Na+、HCO3-·SO42-·CI-—K++Na+·Ca2+、HCO3--Ca2+、HCO3-·SO42-—Ca2+·K++Na+型水；溝水礦化度0.235-0.628g/l,PH值7.31-8.28,總硬度為2.500～4.233mmol/(1/2CaCO3)，水化學類型為HCO3--Ca2+·K++Na+、HCO3-·CI-·SO42-—K++Na+·Ca2+、HCO3--Ca2+型水。說明工程區(qū)不同部位水質略有變化，但對砼均無腐蝕性。③巖體透水性右岸Ⅰ、Ⅱ級階地物質組成以沖洪積砂卵礫石為主，上覆1.0～2.0m的砂壤土，據鉆孔揭露，覆蓋層厚12.6～26.3m，地下水埋深7～16.5m，均分布在沖洪積砂卵礫石層中。沖洪積砂卵礫石層層次紊亂，不均勻系數為271.48～556.00，孔隙率33.2～35.4%，經鉆孔注水試驗及試坑注水試驗，其滲透系數為30m/d，屬中等透水，是右壩肩的主要滲透通道。壩址區(qū)基巖巖性為粘土質泥巖、砂礫巖、砂巖，巖石顆粒組成差異極大，砂礫巖中礫石粒徑一般0.5～2cm，砂巖以中粗砂粒為主，相對較均勻，而粘土質泥巖顆粒則小于0.05mm，故巖性巖體透水性差異較大。壩址區(qū)（含引水渠線、廠房）24個鉆孔104段壓水試驗成果分析列于表3—4—3。從試驗成果分析，壩區(qū)巖體透水性具以下特征：(1)巖體透水性以弱透水為主，微透水次之。(2)巖體透水性隨巖性的不同而有所變化：粘土質泥巖試段透水率（q）小于0.1Lu；以粘土質泥巖為主的夾砂巖、砂礫巖的試段，試值一般在0.5～5Lu之間；砂巖、砂礫巖試段試值多介于5～10Lu之間，個別砂礫巖段試值達37.6Lu；砂礫巖試段試值略大于砂巖。3.4.2巖（土）體物理力學特性壩址區(qū)第三系粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖，由于巖相變化較大，巖（土）體各項物理力學指標亦有較大差異。（1）巖石抗壓強度室內物理力學性質試驗成果列于表3—4—4。由表可見，弱風化巖體：粘土質泥巖干抗壓強度14.3～24.0MPa，遇水易崩解，彈性模量(E)1.05～1.66GPa；砂礫巖干抗壓強度9.6～13.9MPa，飽和抗壓6.3～8.1MPa，軟化系數0.45～0.84，彈性模量(E)0.92～1.71GPa；砂巖干抗壓強度28.7～35.6MPa，飽和抗壓15.9～16.2MPa，軟化系數0.45～0.46，彈性模量(E)3.34～3.88Gpa。微風化巖體：砂巖干抗壓強度73.7～91.4MPa，飽和抗壓54.2～56.8MPa，軟化系數0.62～0.74，彈性模量(E)8.28～10.61GPa。由表3—4—4可以看出：=1\*GB3①相同風化程度的不同巖石，由于其物質組成、結構特征的差異，試驗試值差異較大；=2\*GB3②相同（相近）風化程度的同種巖石，試驗試值受試樣的影響變化明顯，鉆孔巖芯試樣受鉆進用水、擾動、自然風干的影響，裂紋發(fā)育，所以試值明顯偏小。鉆孔壓水試驗成果匯總表表3—4—3位置岸別孔數壓水試驗段強透水中等透水弱透水微透水極微透水無法止水q(Lu)＞100100～1010～11～0.1＜0.1段次段次段次段次段次段次%壩址區(qū)左岸21001621010602010右岸14470022174400473688河床84704201049084321820∑24104054829913%054628912（2）彈性波測試本階段在壩址區(qū)PD1平硐中進行硐壁巖體彈性波測試4段、長度22.5m。測試成果表明：縱波速度（Vp）向硐內漸變增高，波速值1050～1520m/s，對應動彈模量（Ed）1.46～2.64GPa，未見波速盲區(qū)或波速異常變化；0～14m段巖體波速1050～1340m/s，說明該段巖體（砂礫巖、砂巖）呈弱風化，整體強度偏低，完整性較差，與地質編錄0～12m段為岸坡卸荷帶基本相符；向硐內主要為粘土質泥巖夾少量砂巖，其波速試值大于1500m/s。（3）巖（土）體物理力學參數建議值巖（土）體物理力學參數的選取是以綜合考慮了工程規(guī)模、工程作用力特點及巖體力學特性等，同時經過工程類比，參考黃河上游尼那、直崗拉卡、黃豐水電站等工程資料，提出本工程有關巖體力學參數建議值（表3—4—5），松散層力學參數建議值見表3—4—6。層面、巖性分界面、結構面抗剪參數建議值：f/=0.40～0.45，c/=0.02，f=0.40,c=0。3.4.3主要工程地質問題=1\*Arabic1.壩基、壩肩抗滑穩(wěn)定問題第三系紅層做為壩基，尤其是粘土質泥巖連續(xù)性強，分布范圍廣，工程性狀差，存在壩基抗滑穩(wěn)定問題，主要表現為淺表層抗滑穩(wěn)定。黃河大橋上游約85m（原渡口）處左岸發(fā)育一微向岸傾伏的舒緩背斜，上游翼巖層產狀傾向上游偏左岸，傾角14～18°，壩址區(qū)（上、下壩址）就位于其上游翼。據壩址區(qū)平面地質測繪資料，水平或低傾角的結構面主要為層面，因此層面是可能形成潛在底滑面的結構面。河床基巖頂板順河縱向坡度約11°，與巖層（層面）交線傾伏角近水平，形成潛在底滑面，第1、第2組結構面構成側向及上、下游切割面，而下游臨空面由壩下沖刷坑構成，從而形成壩基潛在滑體。這種組合條件，上、下壩址壩基（主要指河床）都有可能存在。由于上述組合的存在，對下壩址左壩肩抗滑穩(wěn)定不利。壩軸線上游90m處F3斷層橫切河床，其破碎帶寬20cm，傾向下游，延伸長，錯動變位大，形成上游拉開切割面；第2組裂隙面產狀NE52～70°SE∠58～80°，呈順坡向不連結續(xù)切割面，切割壩肩，與壩軸線呈70～87°夾角；軸線下游90m處發(fā)育F2斷層橫切河床，F2破碎帶寬5～10cm，傾向上游，充填粘土；或在尾水水力作用下，基巖受沖刷易形成下游臨空面，當壩基下伏粘土質泥巖產生壓縮變形或層面形成底滑面時，左壩肩地基將有產生滑動的可能。2.地基巖（土）體滲透穩(wěn)定問題=1\*GB2⑴地基巖體滲透穩(wěn)定問題粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖在上、下壩址壩基均有出露。其粘土礦物含量較高，吸水后膨脹，使巖石中孔隙減少，透水性降低，透水率多小于5Lu，呈弱～微透水，在庫水作用下，壩基巖體發(fā)生滲透破壞的可能性較小。對于巖體層面，發(fā)生滲透變形與其產狀、是否有逸出點有關。在庫水作用下，壩基巖體尤其在灌漿帷幕后的排水帷幕排水孔處滲透坡降較大，這些部位的巖層比較容易發(fā)生管涌破壞，需要防護處理。=2\*GB2⑵地基松散體滲透穩(wěn)定問題上、下壩址副壩均置于松散堆積層上，右岸為=2\*ROMANII級階地，左岸下壩址無副壩，上壩址為洪積扇。洪積扇：分布在上壩址左岸，上部為砂壤土（碎石混合土），一般層厚1.5～2.0m，向后緣變厚，下伏洪積砂卵礫石，層厚7～16m，結構松散，呈強透水，在長期滲漏條件下，可能產生滲透穩(wěn)定問題。鑒于其厚度較大，不易全部挖除，需采取有效的防滲處理措施。壩址區(qū)巖石物理力學性質試驗成果表表3—4—4室內偏號巖性風化程度比重干密度孔隙率飽和吸水率吸水率單軸抗壓強度軟化系數彈性模量E×103干飽和g\cm3%%%MPaMPa1砂礫巖弱風化2.712.3812.23.623.5713.96.30.451.7122.702.3612.64.164.089.68.10.840.923粘土質泥巖2.762.3116.321．81.0642.772.3315.924．01.05※ZK21-12.712.3214.414.31.665砂巖2.732.3912.53.873.8635.616.20.463.8862.722.3912.13.763.7428.715.90.453.347粘土質泥巖巖微風化2.792.2519.421．70．9982.792.2718．616．70．809砂巖2.722.604.41.251.2373.754.20.748.28102.722.594.81.271.2591.456.80.6210.61※ZK9-12.712.498.13.034.88.50.274※ZK21-32.712.4011.456.42.00.044.89※ZK9-2砂礫巖2.722.4410．329．02.70．091.94※ZK22※ZK21-22.702.3811.93.639.74.60.123.55帶※者為鉆孔巖芯試樣。Ⅱ級階地：壩址區(qū)右岸大范圍分布，臺面前緣高程1784～1791m，向后緩坡抬升。上部為1.0～1.5m的砂壤土，下部為砂卵礫石，層厚17.6～25m（ZK15孔揭露24.9m），屬強透水層，允許水力坡降0.15～0.18?；鶐r頂板高程1765～1766.5m，低于正常蓄水位小于18m，低于現代河水位（▽1779～1772m）6m左右，。近壩1.3KmⅡ階地砂卵礫石裸露，庫水將在其靜水壓力作用下沿最短途徑向下游繞滲。據ZK3孔砂卵礫石層抽水試驗資料，滲透系數31m/d，通過ZK3孔的縱向剖面粗略算出單寬滲漏流量Q為2.22m3/d。當滲漏時間長、地下水坡降增大（大于允許水力坡降）、動水壓力大于水中細顆粒物質重量時，會出現流沙現象，導致管涌發(fā)生，引起滲透穩(wěn)定問題。為此，砂卵礫石層必須防滲處理。建議結合近壩庫岸防護處理，以增加其滲徑。壩址區(qū)巖體力學參數建議值表表3—4—5巖石名稱風化程度模量值（GPa）抗剪強度允許承載力巖體/巖體砼/巖體彈模（E）變模（E0）f′c′(Mpa)fC(Mpa)f′c′(Mpa)fC(Mpa)（MPa）粘土質泥巖弱風化0.8∫1.00.5∫0.70.45∫0.500.050.4500.45∫0.500．050.4500.8∫1.0砂巖1.0∫1.50.8∫1.00.55∫0.600．080.5500.55∫0.600.080.5501.5∫2.0砂礫巖0.8∫1.00.6∫0.80.50∫0.550.050.5000.50∫0.550.050.5000.6∫0.8粘土質泥巖微風化1.0∫1.50.7∫1.00.45∫0.500.080.4500.45∫0.500.080.4500.8∫1.0砂巖1.5∫2.51.0∫1.50.60∫0.650.100.6000.55∫0.600.100.5501.5∫2.0砂礫巖1.0∫1.50.8∫1.00.55∫0.600.080.5500.50∫0.550.080.5000.6∫0.83.壩基巖體變形及其下游防沖刷問題及評價紅層粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖在上、下壩址壩基的出露，無論橫向還是縱向巖性差異較大，表現為軟硬相間，強度差異性較大。地基巖體變形模量小，泊桑比較大，尤其是粘土質泥巖極易產生崩解、碎裂和軟化，變形條件差，加之砂礫巖膠結差或沒有膠結，泡水后強度很低，做為基礎持力層，樞紐建筑物須預防地基巖體變形所產生不均勻沉陷，以免引起上部建筑物的變位而影響正常運行和安全。紅層的工程地質特性決定了其抗沖刷能力差，在水力作用下易形成深坑，提供不穩(wěn)定的臨空面，對建筑物安全不利。建議：在建基高程允許的情況下，河床壩段要充分利用厚實砂巖層，避開粘土質泥巖和膠結差或沒有膠結的砂礫巖層。紅層抗沖刷流速2.5～3.5m/d。4.地基巖體吸濕膨脹、崩解問題地基巖體強度低、巖質較軟弱，在上覆較厚覆蓋層被挖除、基坑爆破開挖過程中擾動條件下，將發(fā)生卸荷松弛回彈，巖體遇水還可發(fā)生膨脹松弛和崩解，特別是粘土質泥巖，粘土礦物成份含量高，遇水后表現出膨脹軟化（泥化）、失水收縮干裂的性質，而上覆砂卵礫石層和膠結差或沒有膠結的砂礫巖中均含有一定的地下水，對地基巖體不利。因此，需加強基坑排水和開挖時的保護措施松散堆積物力學參數建議值表3—4—6名稱密度孔隙比抗剪強度變形模量允許承載力允許滲透坡降滲透系數干γd(g/cm3)濕γ(g/cm3)fC(MPa)Eo(MPa)R(MPa)m/d沖洪積砂卵礫石層1.952.050.27∫0.3045∫0.55040∫550.40∫0.500.15∫0.1825∫50洪積塊砂卵礫石層1.902.000.30∫0.4540∫0.45030∫4530∫0.4512∫0.1525∫505.邊坡穩(wěn)定問題下壩址左岸邊坡高陡、組成巖性軟弱、斷裂較發(fā)育等，是邊坡不穩(wěn)定因素。水庫蓄水后，使坡腳軟弱巖層浸水，又給邊坡失穩(wěn)提供了條件。=1\*GB2⑴壩軸線上游30m至F3斷層沖溝一段岸坡，長約50m，蓄水后將會發(fā)生坍塌。該處岸坡后緣沿F3發(fā)育成巖質沖溝（圖3-4-1），F3斷層是影響岸坡變形的控制結構面，其產狀為NE55°SE∠51°，傾向岸外偏下游，構成岸坡后側及上游側切割邊界，下游以第1組裂隙面切割岸坡，加之層間軟弱結構面（層面）的組合，孕育著岸坡不穩(wěn)定組合體。水庫蓄水后坡腳泥巖浸水軟化，加之受水面風浪的沖刷、淘空，邊坡巖體失去支撐，導致大規(guī)模坍塌，估計方量約11萬m3，大量推移物質將堆積壩前，堵塞底孔，影響左側機組發(fā)電，需進行處理。=2\*GB2⑵壩軸線上游200m處分布的大型崩塌體(見照片)，當水庫蓄水后，坡腳在庫水面以下5～6m，粘土遇水吸濕膨脹、軟化，加之坡腳細顆粒物質被流水帶走，整體強度降低，失去或降低支撐能力，將會導致崩塌體二次失穩(wěn)坍塌入庫，增加壩前固體物質，影響電站正常運行，應采取處理措施。3.4.4壩址比較及選擇意見上、下壩址河道距離480m，其壩址工程地質條件類似，有著相同或相近的工程地質問題，同時也存在明顯的區(qū)別。相同或相近的主要工程地質問題：=1\*GB3①上、下壩址位于同一構造單元，無大的構造差異。=2\*GB3②河床及右岸具基本相同的地貌單元及地層結構。=3\*GB3③上壩址距杏兒溝、干河灘溝口較近，下壩址壩前分布有崩塌體，都存在壩前固體逕流堆積問題。=4\*GB3④基巖巖性均為粘土質泥、砂巖、砂礫巖，巖質軟弱、抗壓強度低、水理性質差、允許承載力小、變形大。區(qū)別在于：=1\*GB3①壩頂高程相同、同一正常蓄水位時，上壩址主壩、副壩、防滲線均較長，而下壩址左岸為基巖邊坡，壩體相對短，主體工程量相對較小。=2\*GB3②下壩址左岸為高陡邊坡，存在邊坡穩(wěn)定問題。=3\*GB3③下壩址水庫淹（浸）沒面積增加，XX小水電將被淹沒。=4\*GB3④下壩址砂礫巖膠結差或沒有膠結（據鉆孔資料），較上壩址差。綜上所述，上、下壩址均具備修建低水頭徑流式水電站的地形、地質條件，但下壩址左壩肩存在高陡邊坡穩(wěn)定問題，且壩前左岸有較大規(guī)模的崩塌體，筑壩將使水庫淹（浸）沒面積相對較大，并淹沒XX小水電站。因此，上壩址相對優(yōu)于下壩址，本階段以上壩址為推薦壩址。 3.5推薦壩址主要建筑物工程地質條件上壩址布置為引水發(fā)電方案，樞紐建筑物主要為：攔河大壩、左岸泄水閘、發(fā)電引水渠、前池及廠房。設計正常蓄水位1783m，壩頂高程1785m，主壩壩型為砂礫石堆石壩，副壩壩型為均質土壩。裝機容量220MW。3.5.1.主壩壩基工程地質條件天然河道河水面寬150m，后因興建XX小水電站，右岸開挖發(fā)電引渠，棄碴向河床堆積使河床變窄。當河水位1772.6m時，水深1.8～2.0m，水面寬約104m。=1\*GB3①河床壩基為第四系全新統（Q4）松散堆積物覆蓋，下伏第三系紅層。河床覆蓋層主要由沖積含壤土砂粒、卵石、礫石組成，夾少量漂石、大塊石，大顆粒物質一般磨園度較好，呈次園～渾園狀，壤土約占15～20%。覆蓋層厚8.5～9.0m，結構松散。據ZK13孔抽水試驗資料，滲透系數K=9.68m/d，屬強透水。ZK13孔資料顯示，孔深4.5～5.0m段砂粒、礫石相對集積，分布高程1768.28～1767.78m，呈透鏡狀展布。河床覆蓋層為第四紀晚更新世（Q3）以后的現代堆積，且工程正常運行后均位于地水位以下，屬飽和砂土，而含礫砂層中粒徑大于5mm的重量百分率小于70％，粘粒（小于0.005mm的重量百分率大于16％），初判為在振動荷載作用下有可能發(fā)生液化現象，砂卵礫石層發(fā)生液化的可能性較小?；鶐r為第三系紅層，頂板高程1761.9～1762.3m，基巖面形態(tài)為開闊的“U”字型，推測凹型底部在河床主流線一帶。砂巖、粘土質泥巖、砂礫巖均有且呈互層狀出露，以砂礫巖、砂巖為主，所占比例達85%左右，對大壩壩基抗滑穩(wěn)定是有利的。巖體淺表部有厚1.5～2.0m的強風化崩解層，機械擾動易呈碎塊狀、松散砂礫狀。弱風化帶厚10.2～13.6m，下限分布高程1747.8～1752.3m。相對不透水（q<3Lu）層頂板埋深（地面起算）25～46m，右側埋深較淺。=2\*GB3②右岸壩基該段地形呈階梯狀向岸內抬升，一階臺面高程1778～1780m，寬65m左右，其上有XX小水電引水渠。二階臺面為Ⅱ級階地臺面，前緣高程1791m。地表均為第四系全新統（Q4）松散堆積物，下伏第三系紅層。第四系全新統（Q4）松散堆積物：為砂粒、卵石、礫石及少量漂石、大塊石，整體結構松散，屬強透水層。一階臺地上覆1.5～3.0m厚的人工堆積砂卵礫石，為小水電引水渠開挖棄碴，下伏Ⅱ級階地殘留砂卵礫石層，厚11.0～13.6m。壩肩部位Ⅱ級階地（二階臺地），上覆0.5～1.4m，下部砂卵礫石層厚24.7～24.9m。地下水位埋藏于松散砂卵礫石層中：一階臺地中埋深5.7m，高程1772.6m；Ⅱ級階地中埋深16.0m，高程1775.5m，當正常蓄水位1783m時，增加7.5m厚的泡水層。相對不透水（q<3Lu）層頂板埋深（地面起算）22～28m。砂卵礫石層開挖坡比建議值見表3-5-1。向岸里Ⅱ級階地砂卵礫層分布，結構松散，呈強透水，有繞壩滲漏問題，需防滲處理。=3\*GB3③左岸壩基覆蓋層厚11.87～13.26m，組成物質為洪積砂卵礫石及砂（含碎石）壤土，其中上覆砂壤土（壩基土）層厚0.8～3.7m，其物性試驗成果見表3-5-2，可以看出，壩基土物性變化較大，如果直接做為壩基，需采取一定的夯實、防滲處理。下伏洪積砂卵礫石層，松散密度1.83g/cm3，壓縮模量av(0.1～0.2)7.317MPa-1，f=0.5，c=0，屬強透水，其承載力0.4～0.5MPa，滿足載荷要求，其間無影響沉降變形的砂層或透鏡體，但需做好防滲處理。壩基基巖為第三系紅層，整體完整性較好，透水性差，相對不透水（q<3Lu）層頂板埋深（地面起算）34～46m，向岸向變淺。弱風化帶巖體厚11.0～12.5m。3.5.2副壩壩基工程地質條件依據壩址區(qū)地形條件，副壩布置在左岸洪積扇上。副壩長約120m，壩基地層結構基本同左岸主壩壩基，在其壩肩部位覆蓋層變厚，其中上覆砂壤土層厚4.5～5.0m，推測砂卵礫石層厚9～10m，下伏第三系紅層，弱風化巖體厚11.0～12.0m。相對不透水（q<3Lu）層頂板埋深（地面起算）32～34m。砂卵礫石層開挖邊坡建議值表3－5—1邊坡性質建議值備注水上水下永久1：1.21：1.75臨時1：11：1.35推測自副壩壩肩向岸里32.5m左右，為一古河床深槽，深槽凹型底部覆蓋層最大厚度約23m,基巖頂板高程1764～1765m，巖面向兩側呈不對稱的“V”字型抬升，內陡外緩。覆蓋層結構松散，呈強透水。此槽距左岸水邊（天然河道）約430m，預計滲透穩(wěn)定能滿足要求，可視需要進行適當防滲處理。3.5.3發(fā)電引水渠工程地質條件發(fā)電引水渠布置在右岸，向下游延伸跨XX溝，至新農村Ⅰ級階地發(fā)電，全長約3.8Km,渠底設計坡降0.00025（1/4000），渠頂高程1785m，底寬34m，渠深9m。引水渠進口—XX公路：位于右岸Ⅱ級階地上，Ⅱ級階地為二元結構：上部為沖洪積砂壤土，一般層厚1.0～1.5m，局部略有變化。整體結構疏松，孔隙比48.3%，濕陷系數0.095，屬強濕陷性土；下部為沖洪積砂卵礫石，組成顆粒以卵、礫石為主，其含量50～55%，砂粒含量占10%左右，地基允許承載力0.4～0.5MPa，滲透系數30～50m/d，屬強透水?；鶐r為第三系臨夏組紅層，頂板高程1766～1767m，巖面近水平。巖性主要為粘土質泥巖，水理性質差，遇水易崩解。自巖面1.5～2.0m為強風化崩解層，弱風化帶巖體厚8.5～10m，透水率（q）一般小于5Lu，屬弱～微透水，允許承載力0.8～1.0MPa。地下水埋藏于砂卵礫石層中，一般埋深12～15m，水位高程1775.5～1779m，渠線向岸里地下水位抬升，近岸邊基本與河水位相同。水質分析見表3-3-2，對砼無腐蝕性。XX溝渠段：溝內常年流水，平時流量0.5～1.0m3/s,流量隨季節(jié)變化，較大流量一般集中在7、8、9月份雨季?，F代溝床寬40～60m，兩側人工造成耕地，上覆回填土層厚0.3～0.8m。溝床洪積松散堆積層厚9～11m（ZK29揭露其厚度為9.7m）,顆粒磨園度一般較好，球度差，巖性主要為花崗巖、片麻巖、變質砂巖等，粒徑5～20cm卵、礫居多，含量占40～50%，60～100cm者漂、塊石隨處可見，零星分布大于1m者。覆蓋層結構松散，滲透系數大于50m/d，屬強透水，允許承載力0.45～0.65MPa?；鶐r為第三系紅層，其頂板高程1765～1768m，巖性主要為砂礫巖、粘土質泥巖。據ZK29孔資料，砂礫巖巖芯完整性差，呈松散砂、礫石狀。強風化層厚1.5～2.0m，弱風化帶巖體厚6.5～10m。該段地下水位埋藏較淺，埋深隨溝流、黃河水位影響變化，一般深度0.5～1.0m。四堡子—前池段：段長約2.2Km，均置于Ⅱ級階地上，沿線臺面高程1775～1779m。Ⅱ級階地為二元結構：上部為亞粘土（低液限粘土），結構疏松，層厚0.8～3.5m,顆粒組成見表3-5-2，其它試驗成果見表3-5-3。從試驗成果分析，該段土質顯低液限性質，滲透系數極小，自重濕陷系數一般為0.001～0.011，僅有1組試值稍大為0.019，說明基本無自重濕陷性。下部為沖洪積砂卵礫石，層厚2.5～10m，顆粒成份為花崗巖、片麻巖等，局部夾含卵石礫砂層，據鉆孔資料分析，厚者達3.84m。其中上部4.0m左右砂卵礫石層含淡黃褐色、淺灰色壤土，含量15～20%，卵礫石一般磨園度好，分選性差，屬強透水巖層，允許承載力0.4～0.5Mpa。基巖為粘土質泥巖，頂板位于地下水位以下，其分布高程1773.14m(ZK30孔)～1764.30m(ZK31孔)，依據壩址區(qū)階地基座巖面變幅情況，推測該段巖面起伏變化不大。強風化崩解層厚1.5～2.0m，呈軟化泥質狀態(tài)，弱風化帶厚6～8m。地下水埋藏于強透水的砂卵礫石層中，一般埋深5.8～9.0m，水力坡降5‰左右，水位分布高程1763～1773m，且隨季節(jié)性變化較明顯。綜上述，引水渠兩側邊坡多為土、砂卵礫石和紅層構成的邊坡，按設計邊坡開挖后重點是防滲防沖問題；而表部的土層顆粒細，含水時存在凍脹問題，需有處理；渠底為紅層，主要為防沖，應襯砌處理。3.5.4廠房區(qū)工程地質條件廠房區(qū)位于四堡子鄉(xiāng)新農村上游側，黃河Ⅰ級階地中心地帶。Ⅰ級階地臺面高程1768.8～1771.5m，高出河水面5m左右，地形平坦開闊。廠房（包括安裝間）地段臺面高程1768.5～1769.1m。地層結構為：上覆土層（低液限粘土）厚0.5～1.1m。其下為含壤土砂卵礫石，層厚7.60～8.55m，整體呈淺灰色、灰白色，其中壤土含量10～15%。粗顆粒巖性成份主要為變質砂巖、花崗巖等，一般磨園度較好，分選性差，允許承載力0.40～0.45MPa。下伏基巖為第三系紅層，巖性為粘土質泥巖。從ZK33、ZK34、ZK35孔資料分析：自基巖面1.5～2.0m為強風化崩解層，巖芯破碎，呈粘稠狀、碎粒狀。巖體弱風化帶厚4.65～6.15m，下限分布高程1754～1756m，巖芯較完整，為短柱狀夾碎塊狀，微風化巖體巖芯完整。個別柱狀巖芯中可見白色石膏膜，一般厚3～5mm；壓水試驗資料表明，透水率（q）均小于3Lu，最大僅2.14Lu，其中小于1Lu者占38%。說明巖體透水性差，屬弱透水～微透水，弱風化巖體以弱透水為主；該區(qū)段發(fā)育3組裂隙，以傾角30°、50°者主，次為傾角70°者?？赡茉趶S區(qū)施工過程中，產生小規(guī)模失穩(wěn)或掉塊現象，但無大的影響。地下水埋藏于階地砂卵礫石層中，水量豐盈，水位埋深3.4～3.8m，水面分布高程1765.3～1766.3m，向岸外、下游具明顯降低趨勢，水位變化受季節(jié)性影響。地下水水質類型為HCO3-—Ca2+型水，對砼無腐蝕性。總之，廠房區(qū)工程地質條件相對較好，無大的工程地質問題。但由于粘土質泥巖遇水、風干條件下易崩解，應采取相應的開挖保護措施和基坑排水措施。3.5.5前池工程地質條件前池位于四堡子鄉(xiāng)尕周莊上游側，黃河Ⅱ級階地前緣一帶。Ⅱ級階地前緣臺面高程1774.0～1774.5m，高出前緣Ⅰ級階地臺面4m左右，地形平坦開闊。上覆土（低液限性）層厚0.8～1.3m，呈黃褐色，上疏下密，一般粘粒含量較高，濕水后用手可搓直徑1.5mm的土條；其下為含壤土砂卵礫石層，厚9.4～12m，其中壤土含量占15～20%,漂、卵、礫石成為變質砂巖、花崗巖等，一般磨園度較好，屬強透水，允許承載力0.40～0.45MPa，無不均勻沉降變形、地震液化問題；基巖為第三系紅層，巖性為粘土質泥巖。從ZK31、ZK32孔資料分析：基巖淺表層1.5～2.0m為強風化崩解層；巖體弱風化帶厚4.0～6.0m，下限分布高程1761～1772m，一般透水率(q)小于3Lu，屬弱透水。微風化巖體透水性差，屬微透水。地下水埋藏于階地砂卵礫石層中，水量較豐，水位埋深8.5～8.8m，分布高程1766m左右，與Ⅰ級階地臺地下水位基本一致，略向岸內抬升，水位變化受季節(jié)性影響?？傮w上，前池段工程地質條件相對較好，砂卵礫石層和紅層均為前池地基，無大的工程地質問題，但仍需進行基坑排水和紅層的開挖保護。3.5.6泄洪建筑物工程地質條件=1\*GB2⑴泄洪閘工程地質條件泄洪閘布設于左岸洪積扇上，其軸線位置距ZK13孔48.37m。