白龍?zhí)端畮?kù)工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià)分析

徐勇

（商丘市睢陽(yáng)區(qū)水利局，河南 商丘 476000）

1 概況

白龍?zhí)端畮?kù)位于修武縣岸上鄉(xiāng)岸上村西約500 m處。設(shè)計(jì)壩型為混凝土面板堆石壩，設(shè)計(jì)最大壩高約35 m，壩頂高程約285 m，相應(yīng)高程壩頂長(zhǎng)約150 m，總庫(kù)容約450萬m3，壩址距上游馬鞍石水庫(kù)約2 km。馬鞍石水庫(kù)每年向下游泄洪約1 000萬m3。

1.1 地質(zhì)概況

1.1.1 地形地貌

白龍?zhí)端畮?kù)區(qū)域?qū)儆谌A北區(qū)太行山南麓高山峽谷地貌，工程區(qū)為河谷地貌形態(tài)，兩岸巖石陡峭，河谷窄而深，一般高差約50～100 m。兩岸零星發(fā)育有一級(jí)、二級(jí)階地，一級(jí)階地分布在高程280～300 m，巖性為卵石，泥質(zhì)微膠結(jié)或未膠結(jié)；二級(jí)階地分布在高程320～350 m，巖性為卵石，泥質(zhì)膠結(jié)為主，局部鈣質(zhì)膠結(jié)。

1.1.2 地層巖性

在地質(zhì)測(cè)繪及鉆孔揭露范圍內(nèi)，壩址區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)為土巖雙層結(jié)構(gòu)。覆蓋層為第四系全新統(tǒng)沖洪積成因的卵石；下伏基巖主要為奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，共分為6 個(gè)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?guī)r、灰白色白云質(zhì)灰?guī)r，次為紫紅色石英砂巖，粒徑8～12 cm，個(gè)別大于30 cm，含量50%～60%左右，次圓～次棱角狀，泥砂質(zhì)充填，未膠結(jié)。卵石（alQ14）：主要成分為灰色灰?guī)r、灰白色白云質(zhì)灰?guī)r，次為紫紅色石英砂巖，粒徑5～10 cm，個(gè)別大于15 cm，含量65%～70%左右，次圓～次棱角狀，泥砂質(zhì)充填，未膠結(jié)。局部鈣質(zhì)膠結(jié)。二是奧陶系中統(tǒng)（O2）：巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖及泥質(zhì)灰?guī)r等。白云質(zhì)灰?guī)r：灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，中等～微風(fēng)化，錘擊聲脆，裂隙發(fā)育，可見有高角度節(jié)理，局部見有泥質(zhì)灰?guī)r，淺黃色雜灰白色，巖溶發(fā)育。頁(yè)巖：灰綠～灰黃色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，強(qiáng)風(fēng)化，錘擊易碎，薄片狀。泥質(zhì)灰?guī)r：淺灰～灰黃色，局部暗紅色，泥灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，見有溶蝕孔洞。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震

1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

1.2.1.1 節(jié)理、裂隙

壩址區(qū)兩岸在灰?guī)r中各作1組節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)點(diǎn)，每個(gè)統(tǒng)計(jì)面積20×2 m2，節(jié)理裂隙比較發(fā)育，按發(fā)育程度順序，主要有NW、NE、NNE三組。

1.2.1.2 斷層

壩址區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，根據(jù)區(qū)域資料及地質(zhì)測(cè)繪，庫(kù)區(qū)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(zhǎng)度及寬度不一，延伸長(zhǎng)度一般為數(shù)十米至數(shù)百米，寬度一般4～10 m，在斷層內(nèi)一般巖石碎屑。

1.2.1.3 地震

場(chǎng)區(qū)位于華北地震構(gòu)造區(qū)河北平原地震帶，地震活動(dòng)強(qiáng)度大，頻度高，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.20 g，相當(dāng)于地震基本烈度Ⅷ度。

1.3 水文地質(zhì)條件

1.3.1 地下水類型

該河流為季節(jié)性河流，受上游馬鞍石水庫(kù)來水量控制，一般暴雨過后，會(huì)有短暫洪流，勘察區(qū)內(nèi)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(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等巖溶裂隙中。勘察期間測(cè)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(bǔ)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(duì)壩基巖石進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明上游壩軸線河床附近發(fā)現(xiàn)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(qiáng)透水層;白云質(zhì)灰?guī)r透水率為1.60～5.40 Lu，為弱透水性;泥質(zhì)灰?guī)r透水率為2.50～5.20 Lu，為弱透水性，其中在YTX-9 號(hào)孔泥質(zhì)灰?guī)r19.00～19.50 m 處發(fā)現(xiàn)一溶洞，該段不起壓；頁(yè)巖透水率為3.20～4.40 Lu，為弱透水性。

表1 巖體滲透試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

1.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象

1.4.1 崩塌

崩塌地點(diǎn)主要是奧陶系中段灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r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(wěn)定，再者灰?guī)r與泥質(zhì)灰?guī)r強(qiáng)度不一也對(duì)岸坡穩(wěn)定有一定影響，在一定營(yíng)力作用下發(fā)生崩塌。

1.4.2 風(fēng)化

泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r表面風(fēng)化比較普遍，泥質(zhì)灰?guī)r、岸坡頁(yè)巖抗風(fēng)化能力相對(duì)較差，為中等風(fēng)化，泥質(zhì)灰?guī)r表面呈土黃色，頁(yè)巖則呈薄片狀分布在岸坡上；灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r相對(duì)較好，為弱風(fēng)化。

1.4.3 岸坡崩塌

庫(kù)區(qū)發(fā)育兩級(jí)階地，在兩級(jí)階地上上覆第四系全新統(tǒng)下段卵石，由于岸坡較陡，見有卵石塌落現(xiàn)象，當(dāng)水庫(kù)建成后，由于水位升高階地上的卵石受庫(kù)水侵泡，會(huì)產(chǎn)生兩岸岸坡卵石坍塌淤積。

1.4.4 巖溶

工程區(qū)巖溶主要發(fā)育于奧陶系中統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r中，以溶孔、溶洞和巖溶裂隙為主，溶孔一般3～10 cm，大者可達(dá)50 cm，聯(lián)通性較好。

2 工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

2.1 土巖體物理力學(xué)性質(zhì)

勘探期間，為了解巖體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，取白云質(zhì)灰?guī)r巖樣做了物理力學(xué)試驗(yàn)，土、巖體物理力學(xué)性指標(biāo)建議值見表2。

表2 土、巖體物理力學(xué)性指標(biāo)建議值表

2.2 主要的工程地質(zhì)問題

2.2.1 庫(kù)區(qū)淤積問題

在兩岸岸坡上上覆第四系全新統(tǒng)下段卵石，由于岸坡較陡，見有卵石塌落現(xiàn)象，當(dāng)水庫(kù)建成后，由于水位升高，卵石的水下休止角較小，會(huì)產(chǎn)生兩岸岸坡卵石坍塌淤積，對(duì)庫(kù)區(qū)儲(chǔ)量會(huì)造成一定影響。

2.2.2 庫(kù)區(qū)滲漏問題

由于該水庫(kù)位于基巖區(qū)，構(gòu)造發(fā)育，在庫(kù)區(qū)地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，發(fā)現(xiàn)有5 條較大的斷層，但大多數(shù)斷層寬度較小，多填充或膠結(jié)封閉。在紅石崖處為一大斷層，在該處兩岸布置了3 個(gè)鉆孔。從鉆探情況及現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)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(yàn)過程中出現(xiàn)多次不起壓的情況，為極強(qiáng)透水。建議對(duì)該斷層處進(jìn)行帷幕灌漿和進(jìn)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(fēng)化，裂隙、節(jié)理相對(duì)發(fā)育，但從壓水試驗(yàn)來看，透水率均在10 Lu 以下，為弱透水性，但右岸YTX－9號(hào)孔19.00～19.50 m處發(fā)現(xiàn)一溶洞，從以上情況來看，存在壩基壩肩滲漏問題，須對(duì)溶洞填堵，對(duì)裂隙破碎帶灌漿。

2.2.4 施工邊坡穩(wěn)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(wěn)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(dǎo)流問題

勘探期間卵石層含有第四系空隙潛水，施工時(shí)存在排水問題。另外，工程在一個(gè)枯水季節(jié)很難做完，應(yīng)考慮施工導(dǎo)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(dǎo)流難度較大，可在兩岸山體開鑿涵洞進(jìn)行導(dǎo)流。

3 結(jié)語

白龍?zhí)端畮?kù)位于修武縣西北部紙坊河上游處，屬太行山峽谷水庫(kù)。工程區(qū)為土、巖雙層結(jié)構(gòu)，覆蓋層為第四系全新統(tǒng)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(duì)較小，為弱透水。下伏基巖主要為奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，存在的主要工程地質(zhì)問題是庫(kù)區(qū)淤積問題、庫(kù)區(qū)滲漏問題、壩基壩肩滲漏問題、施工邊坡穩(wěn)定問題、施工導(dǎo)流及施工排水問題。設(shè)計(jì)和施工針對(duì)工程地質(zhì)問題采取相應(yīng)的處理措施。