黄河xx水电站工程预可行性研究报告

黄河XX水电站工程预可行性研究报告3工程地质国家电力公司XX勘测设计研究院工程勘察研究院二零一零年十月2附图目录序号图名比例图号1黄河XX水电站工程区域地质图1200000DHJYD012黄河XX水电站水库区工程地质平面图110000DHJYD023水库滑坡工程地质纵剖面图11000DHJYD034水库杏儿沟滑坡群工程地质纵剖面图12000DHJYD045水库区下赵家浸没预测剖面图11000DHJYD056黄河XX水电站上坝址工程地质平面图11000DHJYD067上坝址坝轴线工程地质剖面图11000DHJYD078上坝址坝轴线水文地质渗透剖面图11000DHJYD089上坝址河床纵剖面图11000DHJYD0910上坝址泄洪闸工程地质剖面图11000DHJYD1011上坝址发电引水渠轴线工程地质平面图（1/2、2/2）12000DHJYD1112上坝址发电引水渠轴线工程地质剖面图11000DHJYD1213上坝址引水发电厂房轴线、后边墙工程地质剖面图11000DHJYD1314黄河XX水电站下坝址工程地质平面图11000DHJYD1415下坝址坝轴线工程地质剖面图11000DHJYD1516下坝址坝轴线水文地质渗透剖面图11000DHJYD1617下坝址厂房中心线工程地质剖面图11000DHJYD1718下坝址泄洪闸轴线工程地质剖面图11000DHJYD1819天然建筑材料产地分布图125000DHJYD1920干河滩砂砾料、坝壳料场综合地质勘察成果图12000DHJYD2021张家村土料场综合地质勘察成果图12000DHJYD213目录31前言32区域地质概况321地层岩性322地质构造323区域稳定性及地震33水库区工程地质条件331基本工程地质条件332主要工程地质问题及评价34坝址区工程地质条件341基本工程地质条件342岩土体物理力学特性343主要工程地质问题及评价344坝址比较及选择意见35推荐坝址主要建筑物工程地质条件351主坝坝基工程地质条件352副坝坝基工程地质条件353发电引水渠工程地质条件354厂房区工程地质条件355前池工程地质条件356泄洪闸工程地质条件36比较坝址主要建筑物工程地质条件361主坝坝基工程地质条件362副坝坝基工程地质条件363厂房区工程地质条件364泄洪闸工程地质条件37天然建筑材料371概况372砼骨料373坝壳料374防渗土料38结论及今后工作建议431前言XX水电站位于青海省民和县和甘肃省积石山县交界的黄河干流上,是黄河上游龙（羊峡）刘（家峡）河段规划的第七座中型电站，拟选坝址上坝址、下坝址位于XX黄河大桥上游，距积石峡坝址63KM。坝址区以黄河为界，左岸属青海省民和县官亭镇，距民和县城92KM；右岸属甘肃省积石山县XX镇，距积石山县城29KM。对外有青海省川官（民和官亭）公路，交通方便。该电站以发电为主。设计正常蓄水位1783M，与积石峡水电站尾水衔接,坝顶高程1785M，最大坝高上坝址15M、下坝址46M,装机容量上坝址（引水方案）220MW、下坝址（河床式厂房）140MW,总库容上坝址约367万M3、下坝址约560万M3，工程属中型三等工程，主坝坝型为砂砾石堆石坝，副坝坝型为均质土坝。枢纽主要建筑物为三级，由拦河大坝、发电引水渠（上坝址）、厂房、泄水闸、开关站等建筑物组成，1990年4月底对该枢纽进行了规划选点踏勘工作，1991年5月底陆续开始地勘工作，同年11月提交黄河龙羊峡刘家峡河段中型电站规划阶段XX水电站工程地质报告。2001年4月中旬，我院中标XX水电站预可行性研究阶段的勘测设计工作，5月中旬专业人员进行现场踏勘，拟选上、下两个坝址进行预可行性研究阶段的工作，于10月底完成本阶段的全部勘测工作。2002年2月规划院专家组对预可研报告初稿进行了咨询，并提出咨询意见。主要勘测工作量见表311。32区域地质概况321地层岩性本区出露的地层有前震旦系、白垩系、上第三系及第四系，由老到新分述如下1前震旦系（ANZ）主要分布在积石峡出口以南、大东峡西侧地区。岩性为绿色黑云母角闪片岩、石英片岩、后期侵入安山岩、闪长岩、细晶花岗岩，岩质坚硬，多形成陡峻山岭，出露高程在1900M以上。2白垩系K河口群下部岩组，分布于积石峡两岸，岩性为紫红色紫灰色砾岩、中细砂岩、泥质粉砂岩。砾岩呈巨厚层状，分布于黄河两岸陡坡，夹条带状或透镜状砂岩，岩质坚硬，钙质胶结较好。3上第三系（N2）为上新统临夏组（N2L）地层，广泛分布于丹阳川地，级阶地和5低山，坝址区是一套紫红色浅紫红色砂砾岩、砂岩、粘土质泥岩，一般呈夹层或互层状出露，其上部为一套粘土质泥岩夹薄层砂岩，杏儿沟为青灰色砂岩，产状为NW297SW24。大板梁至杏儿沟一带为紫红色粘土岩、粘土质泥岩与砂层呈互层。右岸红泥湾一带为含砾泥质砂岩夹砾岩，产状为NE75SE17，近底部夹一层钙质团块状砾岩，厚约4M。上述岩层属湖相沉积，岩相变化较大。XX水电站勘测工作量统计表表311坝址区水库区天然建材项目单位规划预可研规划预可研规划预可研合计12000KM258115731平面11000KM213713712000KM/条地形测量剖面11000KM/条110000KM2101012000KM20838043523平面11000KM213713712000KM0608416572610494地质测绘剖面11000KM423035458钻探M/孔数19785/578728/233570/2102083/30硐探M/硐数40/240/2井探M/井数82/11206/3618/111644/25勘探坑槽探M328283586826940135硐壁声波测试M225225地震法剖面M/条350/41445/81795/12物探面波法剖面M/条136/2136/2钻孔压水段20104124钻孔抽水段112砂砾石渗透试验组33建材筛分组1515野外试验容重组1919块石料物力性质试验组1515岩石物力性质试验组31518砂砾石常规试验组66土工试验组1010毛细上升高度组33水质简分析组101525试验室内试验坝壳料试验组101064第四系（Q4）第四系地层广泛分布，以洪积、冲积、山麓堆积等为主。冲积砂卵砾石（SGR）分布于、级阶地、现代河床及河漫滩。级阶地砂卵砾石层厚2030M，级阶地砂卵砾石层厚35M，其中砂卵砾石含量约占6070，其余为大块石及漂石。现代河床及河漫滩覆盖层厚4510M，以砂卵砾石为主，局部夹0510M的含砾砂层、含砂砾粉土层，零星可见大块石、漂石。土黄色砂壤土SL广泛分布于、级阶地上部，一般厚0515M，局部厚达25M左右，成因以冲洪积为主，颗粒组成主要为粉粒及粘粒，粘粒含量较高，其间夹有集积灰白色角砾碎（片）石，层厚12M，多呈透镜状分布。紫红色粘质土分布于大板沟洪积扇表部，厚26M，夹有碎石，粘粒含量超过30，湿润状态时结合力极强，干燥时坚硬。冲积块碎石（Q4PL）广泛分布于大冲沟及沟口洪积扇，厚510M，多见大块石、漂石，洪积物颗粒大小悬殊，分选性差。崩坡积物分布于山麓缓坡或坡脚一带，结构松散，颗粒组成大小悬殊，厚数M数十M。322地质构造本区大地构造单元属祁吕弧形西褶带的次级构造循化槽地与河西系次级构造单元的阿勤卡金山当蕊五台山达里加隆起带及官亭临夏拗陷带的构造复合部位。工程区地处官亭临夏拗陷带西边缘，西侧为阿勤卡金山、当蕊五台山、达里加隆起带，东侧为官亭临夏拗陷带，北侧为官亭帚状构造，南侧为关滩帚状构造，见图321。循化槽地大致呈NW290300向延伸，为祁吕弧形西褶带一系列多字型槽地最南边的一个。其基底为三迭系砂岩、板岩和前震旦系片麻岩、条带状混合岩及侵入岩体，上覆地层主要为中、新生代陆相沉积的红色岩系。由于新生代沉积物的覆盖和河西系的隆起、拗陷带与祁吕系槽地反接、复合等干扰，致使槽地内祁吕系构造形迹显示不清。河西系构造形迹在本区表现十分明显，以隆起带与拗陷带相间展布，方向NW330345。上覆地层主要为新生代第三纪陆相沉积的红7色岩系。河西系影响本区的主要断层和旋扭构造有关门断层（黄河百岭沟斜冲断层F15）该断层规模较大，在积石峡峡谷出口处通过，构成河西系官亭临夏拗陷带的西界。形成于加里东时期，中、新生代均有活动。断层横跨黄河，南北延伸20余KM，北端被北西断裂所截。断层西盘为白垩系砾岩、砂砾岩、泥质粉砂岩，东盘为第三系上新统棕红色粘土质泥岩、砂岩、砂砾岩。断裂总体近南北走向，倾向西，倾角6570,破碎带宽数十M，局部达百M，构造岩破碎，挤压特征明显。西侧砂砾岩以脆性破裂为主，形成密集的剪切劈理构造。东侧泥岩表现为强烈的塑性揉皱和挤压页理构造，断层面有斜的擦痕，倾向南，倾伏角42，西盘相对于东盘作逆冲并伴有右旋走滑分量。该断裂通过处，黄河级阶地（图322）以下各阶地均未发现错断现象，说明该断层活动主要在晚更新世以前。XX关滩断裂（F18）该断层距XX坝址下游约1KM处通过，断层北起毛家山，经XX南至百岭沟，全长70KM，断面略呈舒缓波状，总体呈NW340335延伸，南北两端多见新生界地层冲覆于上新统红层之上，破碎带宽度差别较大，显示强烈的挤压特征。断层构成临夏拗陷盆地边界，西侧自第三纪以来大幅度隆起，东侧堆积了近千米的上新统和第四系碎屑物，块体间的差异运动明显。在石王家一带和南侧堡百沟见白垩系砂砾岩冲覆于上新统红层之上，北侧杏儿山东坡，断层置于上新统地层内部，两盘产状显著不协8调，岩性亦有差异，西盘为棕红色砂质泥岩夹砂岩构成了向斜构造，向南东东方向翘起，东盘以厚层状砂砾岩夹砂岩为主，破碎带宽3M，构造岩以碎裂集块为主，主断面产状NW330SW72（图323）。断层以逆冲挤压为主兼右旋走滑。该断层强烈活动在中更新世中晚期，晚更新世晚期以来无明显的活动。协拉断裂（F19）协拉断裂位于XX以北，该断层北起多希庄一带，南东至XX坝址上游杏儿沟干河滩通过，方向NW340，全长30余KM。沟两侧岩层产状有差异。协拉林场剖面地层均属白垩系，岩性组合特征有很大变化，断层面产状NW322NE87，构造岩以碎裂岩和碎屑岩主，宽度10余M，影响带可达数十M。断层在中更新世中晚期有过活动，晚更新世即进入相对稳定状态。官亭帚状构造展布于坝址区以北，涉及范围约140KM2，发育较好，前震旦系、寒武系、白垩系及第三系地层均被卷入。向北西撒开，南东收敛，显示顺时针扭动特征。323区域稳定性及地震本区构造活动呈现为差异性上升运动，由于北北西一系列断层的活动，使隆起带和拗陷带相间发育。关门断裂、XX关滩断裂都牵动9了第三系地层，它们逆冲于老地层之上，XX关滩断裂为官亭临夏拗陷带西侧边界，断裂延伸70KM，控制本区活动格局。盆地内沉积巨厚层第三系红层，上覆第四系松散堆积物。总之本区断裂普遍切割上新统地层，均未见到切割晚更新世地层，表明在上更新世末，更新世早期和中期都曾有过强烈活动。它们大体上都终止于距今1126万年间，多数在20万年左右（表321），中更新世晚期以来的活动迹象不明显。根据国家地震局1990年出版的1400万全国地震烈度区划图，本区在50年超越概率为10时的地震基本烈度为度。国家地震局地壳应力研究所在黄河积石峡水电工程地震基本烈度复核和地震危险性研究报告和兰州地震研究所（78）兰震研烈便字第020号文黄河李家峡刘家峡区段地震基本烈度意见中，均认为本区地震基本烈度为度。其重现期为475年，基岩地震水平加速度为011G。XX水电站距积石峡仅62KM，可取相同地震基本烈度和动参数。综上所述，工程区的主要断裂自中更新世晚期以来无明显活动迹象，最新活动距今1126万年；工程区周围100KM范围内有记载的破坏性地震共26次，其中7级地震2次，669级3次，475575级21次，这些地震对坝址区的最大影响烈度均末超过度；附近的度危险区距积石峡坝址都大于25KM（图324），对积石峡坝址的影响烈度均不大于度，地震台网记录的库坝区弱震分布频度和密度也均低于外围地震带。因此，工程区属区域构造基本稳定区。断层活动年代鉴定结果汇总表表321样品号代表性断层样品性质热释光年龄（千年）其它1490C1XX关滩（F18）级阶地冲积物150760306断层上覆物质TL902XX关滩（F18）级阶地上部370074断层上覆物质TL903XX关滩（F18）断层泥262714466TL904协拉（F19）断层泥212763617TL909关门（F15）断层泥253205064TL9010关门（F15）IVV级地砂砾石152013040断层上覆物质10TL9011关门（F15）冲积砂砾石4159831断层上覆物质33水库区工程地质条件331基本工程地质条件XX水电站正常蓄水位1783M时,水库全长约55KM,与上游积石峡水电站尾水相衔接,总库容上坝址约367万M3、下坝址约560万M3，其中峡谷段为积石峡峡谷出口段，长约500M，其余为川地水库。3311地形地貌XX水库库尾500M峡谷，两岸呈不对称的“U”型，左岸高陡，右岸相对较缓；黄河出峡口进入较开阔平坦的丹阳川。川地库段河流蜿延曲折，总体流向NE40，水面宽一般100150M，平均水力坡降2。大型冲沟有左岸的大板沟、杏儿沟，右岸的大东峡、干河滩沟，沟长一般为十几KM，沟口堆积巨大洪积扇，构成河流凸岸。左岸张家村赵木川、右岸干河滩下游一带地形开阔平坦，为级洪冲积侵蚀堆积阶地，台面高出河水面2225M，宽500700M，阶地前缘坡角4050。右岸、级阶地发育，级阶地高出河水面85M，红泥湾级阶地基座为第三系红层组成的较陡的岸坡。级阶地较窄小，不发育。综观河川两岸，冲沟深切发育，为宽阔洪积扇和平坦阶地相间展布的地貌景观，地势平坦，广布农田。113312地层岩性1白垩系（K）河口群下部岩组分布于积石峡两岸，岩性为一套紫红色紫灰色砾岩、中细砂岩、泥质粉砂岩。砾岩呈巨厚层状构造，位于黄河两岸陡坡，其间夹有条带状或透镜状砂岩，岩性坚硬，钙质胶结较好，力学强度较高，抗风化能力强。紫红色中薄层状中细砂岩和岩性较软弱的砖红色泥质粉砂岩，常与砾岩呈夹层或互层状出露，其中伴有软弱夹层发育，在岸坡中部多形成缓坡。2第三系上新统临夏组（N2L）第三系上新统临夏组（N2L）广泛分布于丹阳川地，是构成库盆的基岩主体。丹阳川阶地基座及两岸山体均为该套地层，岩性为紫红色浅紫红色砖红色砾岩、砂砾岩、砂岩、粘土质泥岩，一般呈夹层或互层状出露。3第四系松散堆积物（Q）冲积砂卵砾石、冲洪积砂卵砾石夹块碎石、砂壤土、崩积块碎石、坡积块碎石土等。3313地质构造库区内主要断层有关门断层（F15）、协拉断裂（F19），均横切库岸，向两岸内侧延伸。库区基岩以第三系红层为主，岩层产状为NW297325SW1834，个别产状为NE75SE17。断裂按走向分为三组（1）北北东组NE1533NW7088，宽13CM，张性，充填物以片状粘粒为主，个别有方解石，未胶结，面平直粗糙。呈小断层出现的错距一般有021M。该组较发育。（2）北北西组NW330355NE或SW7088，宽0305CM，剪性，充填粘土及碎屑，面平直光滑，较密处间距2M。（3）北东东组NE82EW，倾NW或N，倾角7085，不甚发育，个别为小断层，有明显错距。3314水文地质条件库区内较大的冲沟有右岸的干河滩沟、大东峡沟；左岸的杏儿12沟、大板沟。干河滩沟、大东峡沟内有常年流水，其流量变化受大气降水影响。杏儿沟、大板沟为季节性流水。地下水类型按其埋藏条件可分为基岩裂隙水和覆盖层孔隙性潜水两类。基岩裂隙水主要赋存、运移于基岩裂隙中,排泄于黄河及附近沟谷。孔隙性潜水主要埋藏于河床、漫滩、两岸阶地，接受河水和大气降水补给，水量丰沛；冲沟口洪积碎块石土层及崩坡积块碎石层中有季节性潜水，受大气降水补给，排泄于黄河或附近低洼地带。基岩裂隙水一般埋藏较深，取样难度大。孔隙性潜水（表331）水化学类型为HCO3CA2、HCO3CA2KNA、HCO3KNA、HCO3SO42CLKNACA2、HCO3CLSO42KNACA2型水，说明不同地段水化学类型不同。黄河河水水化学类型为HCO3CA2KNA型水。3315物理地质现象库区物理地质现象主要表现为岸坡岩体的卸荷、松动变形、滑坡及崩塌等。由于岩性、岩层产状与河流、岸坡的关系，加之结构面组合，卸荷、松动变形及崩塌现象主要发育在峡谷段500M范围，一般出露位置较高或体积有限，水库蓄水对其无影响，不影响水库正常运行。库区内规模较大的滑坡有二处，分别为水库滑坡、杏儿沟滑坡（群）。1滑坡位于积石峡峡谷出口段右岸（积石峡坝址下游滑坡），地貌型态上呈两头小、中间大的圈椅状地形（图331），后缘有一近似圆弧形的低洼地带，其上覆盖坡积黄土状砂壤土。前缘堆积高程17901820M，后缘高程2070M，滑坡剪出口最低高程1770M。南北向长约500M，滑坡平均厚度60M左右，最厚处达80M，总方量约1350M3。主滑方向为NE18。滑坡两侧为深切冲沟所限，东侧为关门上沟，西侧为右下沟，两沟汇合于滑体后壁。按滑体物质成分的不同，结构形态特征的差异，将其分为三个小区（图331、332）。区为滑动区，后期曾有过独立于主滑体的再次活动；区为蠕变区，在滑坡形成过程中有过整体短距离运动，后期无活动迹象；区为蠕动区，以整体小位移的蠕动为特征。该滑坡的滑床由白垩系K11和K12的砾岩、砂岩岩层组成，其产状为NW300320NE35左右。总体看，滑床具上陡下缓的特征，形态呈躺椅状，以顺层为主，大致可分为后缘拉裂面、中部滑移面、前缘切层（反翘）剪断面。分析认为，该滑坡在天然状态下稳定性较好。在积石峡水电站泄洪水雾作用的条件下，滑坡再次活动的可能性取决于水雾的强度，建13议设计需留有一定的防护措施（详见黄河积石峡水电站初步设计报告3工程地质）。因该滑坡处于库尾地段，XX水库建成后水位抬高有限，不会改变其稳定状态，在不受积石峡泄洪水雾影响的条件下，对XX水库正常运行无影响。2杏儿沟滑坡（群），位于左岸杏儿沟沟口段左侧，沿沟分布长数KM，后缘为圈椅状陡坎，坎高数M十余M，地表形态大致呈阶梯状，滑坡物质为松散堆积块碎石，局部有架空现象，其上冲沟发育，一般切深35M，局部达十余M。该滑坡为一不同期次活动的老滑坡群，最新一次大规模活动于第四纪黄河级阶地形成以前，滑床为倾向杏儿沟的岩层，倾角2530（图333），且具上陡下缓的特征。滑坡整体已处于稳定状态，仅赵木川后山坡一带在黄河级阶地形成以后有再次活动迹象（详见34坝址区工程地质条件）。因滑坡分布位置较高，水库蓄水后，虽有前缘地段地下水位抬高的变化，但不影响其整体稳定性。1415332水库主要工程地质问题及评价3321水库渗漏峡谷段两岸山体雄厚，库盘基岩主要为白垩系下统河口群地层，透水性差，封闭条件良好。川地段水库两岸阶地发育，库盘基岩为第三系上新统红层，岩性为粘土质泥岩、砂岩、砂砾岩，透水性差，向岸内岩面抬升。黄河为区域最低排泄基准面，且无通向下游的大断裂，亦无低于库水位的邻谷及低地，整体封闭条件良好。水库蓄水后，不存在向邻谷或沿断层带的永久渗漏问题。3322固体径流库区内有四条大冲沟，分别为右岸的大东峡沟和干河滩沟，常年流水，水流较清，含砂量少；左岸的大板沟和杏儿沟，季节性流水，暴雨洪水会携带大量泥砂入库，尤其是杏儿沟。杏儿沟沟底及两侧松散堆积物丰富，为区间固体迳流主要来源之一。此外，水库塌岸、库岸坡脚松散堆积物、下坝址左坝肩红层及上游崩塌体亦是水库固体迳流的来源。水库蓄水后,虽有岸坡再造、崩坡积物、洪积物等固体物质随环境的变化而间歇入库,但其总量有限，不会影响水库正常运行。3323库岸稳定当正常蓄水位1783M高程时,库岸整体是稳定的，但水库临水岸坡多为第四系全新统（Q4）松散地层，岩性以冲洪积砂卵砾石为主。水库蓄水后，岸内地下水位相应抬高，加之受水的浸泡和风浪作用，局部将产生库岸再造。滑坡堆积体分布位置高于库水位，水库蓄水不会引发库岸稳定问题。杏儿沟滑坡群远离库水数百M，水库蓄水亦不会产生库岸再造。分析认为，库区产生坍岸的主要地段有右岸的XX干河滩沟口段、红泥湾一带及康家咀村台地前缘局部；右岸的郭家村级阶地前缘部位等。经图解法（图334）计算预测坍岸宽度、方量见表332。塌落物总方量约206万M3，沿库岸分散撒开，对水库正常运行影响不大。3324水库淹（浸）没1淹没库区内无厂矿企业,但河道两岸耕地广泛分布，人口相对集中,并16有跨河、顺河高压输电线路、XX小水电及发电引水渠以及通向库区的简易公路等。当正常蓄水位1783M时，左岸张家沟至赵木川村一带，以杏儿沟为界上游级阶地岸边狭长地带及突岸部位被淹；下游赵木川洪积扇农田及部分民房、跨河高压输电线路、简易公路被淹及右岸大东峡沟口至康家咀级阶地前缘狭长地带、XX小水电及发电引水渠、顺河高压输电线路将被淹。预测坍岸宽度、坍岸量表表332岸别塌岸地段预测坍岸宽度（M）预测坍岸量（万M3）备注水库左岸郭家村段台地前缘3584为冲洪积砂卵砾石XX干河滩沟17511为冲洪积砂卵砾石水库右岸红泥湾一带6512为崩坡积碎石土2浸没172浸没区地质概况库区地形以槽谷形态为主，浸没多发生在两岸堆积阶地及低洼洪积扇地带，主要浸没区有下赵家、赵木川等。松散堆积物呈二元结构，下部以冲、洪砂卵砾石为主，层厚71120M，砾、砂含量占4550，局部夹有0511M厚的含卵砾中粗砂层，一般呈透镜体状分布。上覆粉质粘土（局部为砂壤土），一般层厚3580M，粘粒含量较高。上部0305M为耕植土，是浸没影响的主要层位。基岩为第三系红层，为相对隔水层，基岩面略向河床倾斜。本区气候干旱少雨，地下水主要类型为孔隙性潜水。地下水均埋藏于砂卵砾石层中，埋深95140M，其水位随季节性变化明显，接受大气降水、农田灌溉水、后缘沟谷地下水等补给，排泄于黄河。水质分析见表332，其地下水类型为HCO3CISO42KNACA2、HCO3SO42CIKNACA2、HCO3CA2KNA、HCO3KNA型水等，PH值72856，矿化度02370851G/L。浸没预测有关参数及标准按正常蓄水位1783M作浸没评价。采用6月份地下水位为浸没计算的起始水位。渗透系数本工程确定粉质粘土的渗透系数为01M/D，砂卵砾石层渗透系数为35M/D。地下水临界深度主要受土壤毛细水上升高度和植物根系深度两个基本因素控制。库区浸没地段多属粉质粘土、壤土，试验毛细水上升高度大于18M，农作物根系深度在0305M之间，取05M安全超高，参考黄河上游部分水电站水库浸没计算临界深度，确定地下水临界深度为25M。预测计算公式选择根据浸没区地层结构及其边界条件，采用无渗入时非均质岩层隔水底板正坡倾斜的计算公式，即Y21ZILKZHH式中符号意义见图335。浸没预测当正常蓄水位1783M时，各浸没地段预测结果见表333，预测剖面见图336。总浸没面积约00615KM2。综上所述，本水库库区内无厂矿企业；不存在永久性渗漏问题；固体迳流总量相对较小、库岸再造有限，对水库正常运行基本无影响；淹（浸）没范围较小，发生水库诱发地震的可能性不大，水库滑坡、杏儿沟滑坡天然状态下稳定性较好，水库蓄水后对其稳定条件影响不18大。总体上水库工程地质条件良好。浸没地段浸没预测成果表表333浸没区地名岸别距坝址里程（KM）浸没平均宽度（M）浸没区长度（M）浸没高程（M）浸没面积（KM2）备注下赵家8005047017831785600235赵木川左坝前8047517831786003800615KM2（92亩）康家咀右1017831786沿库岸狭长地带34坝址区工程地质条件341坝址区基本工程地质条件3411地质条件概述（1）地形地貌坝址区位于XX黄河大桥上游，下坝址轴线距黄河大桥河道距离320M，上、下坝址轴线河道距离480M。坝址区黄河呈舒缓的“S”型展布，黄河以NE18方向流向上坝址，在两坝址间转为NE70流向下坝址，顺向流出。平水期河水位1772617715M时，水面宽75120M，一般水深1856M，最大水深58M。坝址区两岸地形呈不对称的“U”型，除下坝址左岸外，两岸均为低洼台地。右岸为干河滩沟及XX沟与黄河汇合而成的洪冲积19I、级阶地；级阶地台面高程17791780M，宽7580M，高出河水面8M；级阶地台面高程1783M以上，高出河水面11M，台面宽阔；、级阶地台面广泛分布民房及农田；后缘谷坡较陡处是大河沟和干河20滩沟的狭长分水岭，山顶高程2075M。左岸上坝址为一洪积扇，扇面高程17771787M，向后缘呈17的坡比抬升，其上有通向杏儿沟乡的简易公路，外侧为农田，内侧为民宅；下坝址为岩质高陡岸坡，局部近直立，高差达220余M。两岸发育的较大冲沟有左岸的杏儿沟，距上坝址坝轴线400M。右岸的干河滩沟及XX沟，干河滩沟距上坝址坝轴线850M左右，XX沟在下坝址下游，距下坝址坝轴线约380M。（2）地层岩性坝址区出露的地层岩性有第三系上新统临夏组红层、第四系冲积、洪积、冲洪积、坡积、崩积等松散堆积物。分述如下第三系上新统临夏组（N2L）坝址区基岩为第三系上新统临夏组红层，岩性为泥岩、砂岩、砂砾岩，呈互层状发育。按岩性分述如下粘土质泥岩紫红色、灰黄色，中厚层状构造，粘土质、泥质结构，单层厚340CM，一般出露厚24M不等，局部其间夹有砂岩、砂砾岩。显紫红色者含粘粒较多，显灰黄色者含泥较多，干燥状态下质地较坚硬，透水性差或不透水，但遇水易软化、崩解。与砂岩、砂砾岩的接触面常有红色粘土膜。砂岩紫红色，中厚层状构造，中粗粒结构，偶含小砾。单层厚一般为0912M，局部厚2040CM，最厚达20M。层底多砾石集中，一般砾径23CM，底面大部分呈波浪状，起伏差约10CM，泥钙质胶结，相对耐风化，整体强度较高。一般出露厚度23M。砂砾岩紫红色，中厚层巨厚层状构造，中粗粒结构，以粗粒（砾石）为主，砾径一般052CM,大者56CM，砾石多呈次棱角状，含量占3040，岩性为石英岩、花岗岩、变质砂岩等，泥钙质胶结，抗风化能力较差，遇水易破坏其结构，强度明显降低，层底有明显波痕。一般出露厚度为26M。第四系（Q）坝址区第四系地层均为全新统（Q4）松散堆积物，主要有冲洪积砂卵砾石（SGR）、砂壤土SL，主要分布在坝区右岸I、级阶地。据现有勘探资料表明，I级阶地上部为0510M厚的砂壤土，下部为砂卵砾石，其层厚12601500M。II级阶地台面开21阔，上部为1025M厚的砂壤土，局部厚达20M左右，下部砂卵砾石层厚22502630M。冲积砂卵砾石（SGR）主要分在河床及河漫滩，据钻孔、物探资料显示，其层厚45104M，上坝址较薄而下坝址相对较厚。洪积物（PL）主要分布在赵木川村一带，为规模较大的洪积扇。其表层为砂壤土，前缘层1015M，向岸里渐变增厚，局部厚达6M左右。下伏砂卵砾石层厚6114M，且厚度随基岩面起伏变化。崩积物COL崩积碎块石土，结构松散，具架空现象，层厚数M至数十M不等。物质组成大小悬殊，块石块径一般为2050CM，大者达20M左右，其上小冲沟发育，有多处落水洞。坡积物（DL）主要分布在左岸赵木川后山坡及坡脚一带，为块碎石土，夹少量卵、砾石，整体结构松散，下游侧厚23M，向上游渐变或突变增厚，赵木川村中部后山坡一带，厚达数十M。3地质构造坝址区位于官亭临夏凹陷带西侧边缘。左岸原渡口处（黄河大桥上游约40M）有一微向岸里倾伏的舒缓背斜，其轴线产状为NW335、倾伏角为14，下游翼倾向下游偏左岸，岩层走向为NW325,倾NE，倾角1014，上游翼倾向上游偏左岸，岩层走向为NE2227、倾NW、倾角1418，平行轴向出现一系列张性断裂，如F1、F2、F3及L2、L3等。根据坝址区地质测绘资料统计，断裂发育主要集中在下坝址左岸（坝区其它部位大范围覆盖），共发现断层4条（表341），可见延伸长度一般3040M，最大150M左右。裂隙按其产状划分为四组（表342）。第1、2组为张性裂隙，多充填岩块、岩屑，未胶结，一般上宽下窄，局部闭合，发育间距260M不等；第3、4组为层面裂隙，多呈闭合状，发育。其中第2组裂隙基本顺坡向发育，高陡倾角，倾向岸外，为边坡稳定性主控结构面，与第1、3、4组裂隙面的切割组合构成边坡不稳定块体。4物理地质现象坝址区物理地质现象主要表现为浅表层岩体的风化卸荷及松动变形、陡岸崩塌和滑坡等。下坝址左岸为岩质高陡边坡，高程1820M以下，坡角4655,公路内侧近岸及高程1820M以上地形近直立。由于边坡高陡，加之风化作用的影响，岸坡顺坡向卸荷裂隙发育，与层面及NW320350组裂隙的不利组合，使岸坡岩体产生较多的不稳定块体，尤其在雨季，受降雨、重力作用等的综合影响，多见掉块、小规模崩塌现象。坝轴线上游200M处分布一大型崩塌体见照片。后缘高程2218101841M左右，高出河水面68M，前缘（坡脚）高程1778M，地表分布面积27万M2，横向宽约230M，推测厚度1520M，体积约48万M3。该段边坡坡角4655，其上冲沟发育。崩塌体由块石、碎石、土质组成，块石块径一般为2M左右，大者35M，局部肯架空现象。崩塌体形成机制分析岸坡受第1、2组裂隙切割，破坏了岸坡岩体结构，是边坡变形失稳的重要因素，加之坡脚粘土质泥岩的层面组合（第3组裂隙）、遇水崩解、抗冲刷能力差的工程特性，长期受河水冲刷侧蚀的作用，形成反坡地形，其上部岩体在重力作用下产生较大规模的崩塌堆积。坝址区发育赵木川滑坡，位于赵木川村后山坡。地貌形态呈“簸箕”状，地形上陡下缓，滑坡组成物为块碎石土，其上冲沟发育，隶属杏儿沟滑坡（群）。该滑坡上、下游边界条件较为明显，均以冲沟为界，滑移错断级阶地砂卵砾石层。滑坡前缘高程1792M，横向宽130160M，推测厚2030M。杏儿沟滑坡（群）形成以后，顺黄河岸边一带堆积了级阶地砂卵砾石层，之后由于地壳变化，黄河在水力作用条件下下切，形成河床深槽，给滑坡体提供了临空条件，影响了滑坡局部稳定性，导致该部位滑坡再次活动，形成赵木川村后山坡滑坡。赵木川滑坡目前处于稳定状态，既使水库蓄水后，水边距滑坡前缘最近距离约130M，地下水位的抬升低于滑床及滑带，不会降低滑带组成物质的力学参数，因而对滑坡稳定无影响。风化程度坝址区第四系松散堆积物广泛分布，仅下坝址左岸基岩裸露。岩坡高陡，风化卸荷较剧烈，强风化带厚一般46M，弱风化带厚1216M。4水文地质地下水类型坝区地下水类型按其埋藏条件可分为孔隙性潜水和基岩裂隙水两类。孔隙性潜水主要分布在河床砂卵砾石层、河漫滩及岸边洪、冲积的松散堆积层中，除河床砂卵砾石层、河漫滩主要接受黄河河水补给外，岸边、级阶地、洪积扇砂卵砾石层主要接受大气降水、冲沟及灌溉水补给，排泄于黄河。基岩裂隙水赋存、运移于第三系红层裂隙中，接受大气降水补给，向前缘松散堆积层及邻近沟谷排泄，最终排泄于黄河。坝址区基岩岩层平缓，岩性层次复杂，裂隙水与砂岩、砂砾岩层间交汇赋存条件较好，地下水丰盈，若遇粘土质泥岩，受其岩性、结构的影响，裂隙水与层间水串通，运移条件复杂。23地下水动态及水质坝址区两岸地下水埋藏深度依地层岩性的不同随之变化，除下坝址左岸外，两岸均为第四系松散堆积物，随地貌单元、岩性结构的变化，埋藏深度从585165M相差较大，但水力坡降两岸基本一致，在00140016之间。下坝址左岸红层中地下水埋藏深度较大，水力坡降大致为015。总体是地下水补给河水。坝址区断层汇总表表341编号位置产状性质破碎带宽度（CM）带内物质组成及其它特征F1坝轴线下游220MNW335SW65压扭性正断层220夹透镜状岩块、似鳞片状岩，顺断层面排列，挤压紧密，泥质胶结差。断带两侧物质风化蚀变呈黄色，影响带局部岩体松动错位。F2坝轴线下游135MNE8NW65张性正断层510夹块状岩、片状岩，顺断层面排列，泥质胶结差。面粗糙稍弯曲。上盘有牵引现象，隐约可见水平擦痕。错距6M。F3坝轴线上游90MNE55SE51压扭性正断层20夹透镜状岩块，长轴顺断层排列，泥质胶结差。上部断距明显约30M。F4坝轴线下游70MNW330NE7580压扭性正断层2夹块、岩屑，挤压紧密，泥质胶结。面稍弯曲粗糙。坝址区裂隙分组特征表表342组号产状性质宽度（CM）延伸长度（M）代表性裂隙1NW320350NE（SW）7586张性0205个别局部5101040L3、L4、L7、L10等2NE4070SE5882张性282030L8组、L9组3NE1545NW1118（背斜下游翼）层面多闭合延伸长4NW310330NE1214（背斜上游翼）层面多闭合延伸长工程区15组河水、地下水、沟水水质化学分析成果列表331。分析成果表明河水矿化度03140413G/L,PH值822844，24总硬度为32374250MMOL/1/2CACO3,水化学类型为HCO3CA2KNA型水；地下水矿化度05900924G/L,PH值720765,总硬度为53549089MMOL/1/2CACO3，水化学类型为HCO3CA2KNA、HCO3SO42CIKNACA2、HCO3CA2、HCO3SO42CA2KNA型水；沟水矿化度02350628G/L,PH值731828,总硬度为25004233MMOL/1/2CACO3，水化学类型为HCO3CA2KNA、HCO3CISO42KNACA2、HCO3CA2型水。说明工程区不同部位水质略有变化，但对砼均无腐蚀性。岩体透水性右岸、级阶地物质组成以冲洪积砂卵砾石为主，上覆1020M的砂壤土，据钻孔揭露，覆盖层厚126263M，地下水埋深7165M，均分布在冲洪积砂卵砾石层中。冲洪积砂卵砾石层层次紊乱，不均匀系数为2714855600，孔隙率332354，经钻孔注水试验及试坑注水试验，其渗透系数为30M/D，属中等透水，是右坝肩的主要渗透通道。坝址区基岩岩性为粘土质泥岩、砂砾岩、砂岩，岩石颗粒组成差异极大，砂砾岩中砾石粒径一般052CM，砂岩以中粗砂粒为主，相对较均匀，而粘土质泥岩颗粒则小于005MM，故岩性岩体透水性差异较大。坝址区（含引水渠线、厂房）24个钻孔104段压水试验成果分析列于表343。从试验成果分析，坝区岩体透水性具以下特征1岩体透水性以弱透水为主，微透水次之。2岩体透水性随岩性的不同而有所变化粘土质泥岩试段透水率（Q）小于01LU；以粘土质泥岩为主的夹砂岩、砂砾岩的试段，试值一般在055LU之间；砂岩、砂砾岩试段试值多介于510LU之间，个别砂砾岩段试值达376LU；砂砾岩试段试值略大于砂岩。342岩（土）体物理力学特性坝址区第三系粘土质泥岩、砂岩、砂砾岩，由于岩相变化较大，岩（土）体各项物理力学指标亦有较大差异。（1）岩石抗压强度室内物理力学性质试验成果列于表344。由表可见，弱风化岩体粘土质泥岩干抗压强度143240MPA，遇水易崩解，弹性模量E105166GPA；砂砾岩干抗压强度96139MPA，饱和抗压6381MPA，软化系数045084，弹性模量E092171GPA；砂岩干抗压强度287356MPA，饱和抗压159162MPA，软化系数045046，弹性模量E334388GPA。微风化岩体砂岩干抗25压强度737914MPA，饱和抗压542568MPA，软化系数062074，弹性模量E8281061GPA。由表344可以看出相同风化程度的不同岩石，由于其物质组成、结构特征的差异，试验试值差异较大；相同（相近）风化程度的同种岩石，试验试值受试样的影响变化明显，钻孔岩芯试样受钻进用水、扰动、自然风干的影响，裂纹发育，所以试值明显偏小。钻孔压水试验成果汇总表表343强透水中等透水弱透水微透水极微透水无法止水QLU1001001010110101段次段次段次段次段次段次位置岸别孔数压水试验段01621左岸21001060201000221744右岸14470047368804201049河床84708432182024104054829913坝址区054628912（2）弹性波测试本阶段在坝址区PD1平硐中进行硐壁岩体弹性波测试4段、长度225M。测试成果表明纵波速度（VP）向硐内渐变增高，波速值10501520M/S，对应动弹模量（ED）146264GPA，未见波速盲区或波速异常变化；014M段岩体波速10501340M/S，说明该段岩体（砂砾岩、砂岩）呈弱风化，整体强度偏低，完整性较差，与地质编录012M段为岸坡卸荷带基本相符；向硐内主要为粘土质泥岩夹少量砂岩，其波速试值大于1500M/S。（3）岩（土）体物理力学参数建议值岩（土）体物理力学参数的选取是以综合考虑了工程规模、工程作用力特点及岩体力学特性等，同时经过工程类比，参考黄河上游尼那、直岗拉卡、黄丰水电站等工程资料，提出本工程有关岩体力学参数建议值（表345），松散层力学参数建议值见表346。层26面、岩性分界面、结构面抗剪参数建议值F/040045，C/002，F040,C0。343主要工程地质问题1坝基、坝肩抗滑稳定问题第三系红层做为坝基，尤其是粘土质泥岩连续性强，分布范围广，工程性状差，存在坝基抗滑稳定问题，主要表现为浅表层抗滑稳定。黄河大桥上游约85M（原渡口）处左岸发育一微向岸倾伏的舒缓背斜，上游翼岩层产状倾向上游偏左岸，倾角1418，坝址区（上、下坝址）就位于其上游翼。据坝址区平面地质测绘资料，水平或低倾角的结构面主要为层面，因此层面是可能形成潜在底滑面的结构面。河床基岩顶板顺河纵向坡度约11，与岩层（层面）交线倾伏角近水平，形成潜在底滑面，第1、第2组结构面构成侧向及上、下游切割面，而下游临空面由坝下冲刷坑构成，从而形成坝基潜在滑体。这种组合条件，上、下坝址坝基（主要指河床）都有可能存在。由于上述组合的存在，对下坝址左坝肩抗滑稳定不利。坝轴线上游90M处F3断层横切河床，其破碎带宽20CM，倾向下游，延伸长，错动变位大，形成上游拉开切割面；第2组裂隙面产状NE5270SE5880，呈顺坡向不连结续切割面，切割坝肩，与坝轴线呈7087夹角；轴线下游90M处发育F2断层横切河床，F2破碎带宽510CM，倾向上游，充填粘土；或在尾水水力作用下，基岩受冲刷易形成下游临空面，当坝基下伏粘土质泥岩产生压缩变形或层面形成底滑面时，左坝肩地基将有产生滑动的可能。2地基岩（土）体渗透稳定问题地基岩体渗透稳定问题粘土质泥岩、砂岩、砂砾岩在上、下坝址坝基均有出露。其粘土矿物含量较高，吸水后膨胀，使岩石中孔隙减少，透水性降低，透水率多小于5LU，呈弱微透水，在库水作用下，坝基岩体发生渗透破坏的可能性较小。对于岩体层面，发生渗透变形与其产状、是否有逸出点有关。在库水作用下，坝基岩体尤其在灌浆帷幕后的排水帷幕排水孔处渗透坡降较大，这些部位的岩层比较容易发生管涌破坏，需要防护处理。地基松散体渗透稳定问题上、下坝址副坝均置于松散堆积层上，右岸为II级阶地，左岸下坝址无副坝，上坝址为洪积扇。洪积扇分布在上坝址左岸，上部为砂壤土（碎石混合土），一般层厚1520M，向后缘变厚，下伏洪积砂卵砾石，层厚716M，27结构松散，呈强透水，在长期渗漏条件下，可能产生渗透稳定问题。鉴于其厚度较大，不易全部挖除，需采取有效的防渗处理措施。坝址区岩石物理力学性质试验成果表表344单轴抗压强度软化系数弹性模量E103干密度孔隙率饱和吸水率吸水率干饱和室内偏号岩性风化程度比重GCM3MPAMPA1271238122362357139630451712砂砾岩270236126416408968108409232762311632181064277233159240105ZK211粘土质泥岩27123214414316652732391253873863561620463886砂岩弱风化27223912137637428715904533472792251942170998粘土质泥岩岩27922718616708092722604412512373754207482810272259481271259145680621061ZK912712498130348850274ZK213砂岩27124011456420004489ZK92ZK2227224410329027009194ZK212砂砾岩微风化270238119363974601235528带者为钻孔岩芯试样。级阶地坝址区右岸大范围分布，台面前缘高程17841791M，向后缓坡抬升。上部为1015M的砂壤土，下部为砂卵砾石，层厚17625M（ZK15孔揭露249M），属强透水层，允许水力坡降015018。基岩顶板高程176517665M，低于正常蓄水位小于18M，低于现代河水位（17791772M）6M左右，。近坝13KM阶地砂卵砾石裸露，库水将在其静水压力作用下沿最短途径向下游绕渗。据ZK3孔砂卵砾石层抽水试验资料，渗透系数31M/D，通过ZK3孔的纵向剖面粗略算出单宽渗漏流量Q为222M3/D。当渗漏时间长、地下水坡降增大（大于允许水力坡降）、动水压力大于水中细颗粒物质重量时，会出现流沙现象，导致管涌发生，引起渗透稳定问题。为此，砂卵砾石层必须防渗处理。建议结合近坝库岸防护处理，以增加其渗径。坝址区岩体力学参数建议值表表345抗剪强度模量值（GPA）岩体/岩体砼/岩体允许承载力岩石名称风化程度弹模（E）变模（E0）FCMPAFCMPAFCMPAFCMPA（MPA）粘土质泥岩08100507045050005045004505000504500810砂岩10150810055060008055005506000805501520砂砾岩弱风化08100608050055005050005005500505000608粘土质泥岩10150710045050008045004505000804500810砂岩微风化1525101506006501006000550600100550152029砂砾岩101508100550600080550050055008050006083坝基岩体变形及其下游防冲刷问题及评价红层粘土质泥岩、砂岩、砂砾岩在上、下坝址坝基的出露，无论横向还是纵向岩性差异较大，表现为软硬相间，强度差异性较大。地基岩体变形模量小，泊桑比较大，尤其是粘土质泥岩极易产生崩解、碎裂和软化，变形条件差，加之砂砾岩胶结差或没有胶结，泡水后强度很低，做为基础持力层，枢纽建筑物须预防地基岩体变形所产生不均匀沉陷，以免引起上部建筑物的变位而影响正常运行和安全。红层的工程地质特性决定了其抗冲刷能力差，在水力作用下易形成深坑，提供不稳定的临空面，对建筑物安全不利。建议在建基高程允许的情况下，河床坝段要