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 1:200000 DHJY-D-01 2 黄河 XX 水电站水库区工程地质平面图 1:10000 DHJY-D-02 3 水库 #滑坡工程地质纵剖面图 1:1000 DHJY-D-03 4 水库杏儿沟滑坡 (群 )工程地质纵剖面图 1:2000 DHJY-D-04 5 水库区下赵家浸没预测剖面图 1:1000 DHJY-D-05 6 黄河 XX 水电站上坝址工程地质平面图 1:1000 DHJY-D-06 7 上坝址坝轴线工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-07 8 上坝址坝轴线水文地质渗透剖面图 1:1000 DHJY-D-08 9 上坝址河床纵剖面图 1:1000 DHJY-D-09 10 上坝址泄洪闸工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-10 11 上坝址发电引水渠轴线工程地质平面图（ 1/2、 2/2） 1:2000 DHJY-D-11 12 上坝址发电引水渠轴线工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-12 13 上坝址引水发电厂房轴线、后边墙工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-13 14 黄河 XX 水电站下坝址工程地质平面图 1:1000 DHJY-D-14 15 下坝址坝轴线工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-15 16 下坝址坝轴 线水文地质渗透剖面图 1:1000 DHJY-D-16 17 下坝址厂房中心线工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-17 18 下坝址泄洪闸轴线工程地质剖面图 1:1000 DHJY-D-18 19 天然建筑材料产地分布图 1:25000 DHJY-D-19 20 干河滩砂砾料、坝壳料场综合地质勘察成果图 1:2000 DHJY-D-20 21 张家村土料场综合地质勘察成果图 1:2000 DHJY-D-21 3 目 录 3.1 前言 3.2 区域地质概况 3.2.1 地层岩性 3.2.2 地质构造 3.2.3 区域稳定性及地震 3.3 水库区工程地质条件 3.3.1 基本工程地质条件 3.3.2 主要工程地质问题及评价 3.4 坝址区工程地质条件 3.4.1 基本工程地质条件 3.4.2 岩 (土 )体物理力学特性 3.4.3 主要工程地质问题及评价 3.4.4 坝址比较及选择意见 3.5 推荐坝址主要建筑物工程地质条件 3.5.1 主坝坝基工程地质条件 3.5.2 副坝坝基工程地质条件 3.5.3 发电引水渠工程地质条件 3.5.4 厂房区工程地质条件 3.5.5 前池工程地质条件 3.5.6 泄洪闸工程地质条件 3.6 比较坝址主要建筑物工程地质条件 3.6.1 主坝坝基工程地质条件 3.6.2 副坝坝基工程地质条件 3.6.3 厂房区工程地质条件 3.6.4 泄洪闸工程地质条件 3.7 天然建筑材料 3.7.1 概况 3.7.2 砼骨料 3.7.3 坝壳料 3.7.4 防渗土料 3.8 结论及今后工作建议 3.1 前 言 4 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 6.3Km。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） 220 MW、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 3 1 1。 3.2 区域地质概况 3.2.1 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 5 儿沟为青灰色砂岩，产状为 NW297 SW 24。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 NE75 SE 17，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 3-1-1 项 目 单 位 坝 址 区 水 库 区 天 然 建 材 合 计 规 划 预可研 规划 预可研 规划 预可研 地形测量 平 面 1:2000 Km2 5.81 1.5 7.31 1:1000 Km2 1.37 1.37 剖 面 1:2000 km/条 1:1000 km/条 地质测绘 平面 1:10000 Km2 10 10 1:2000 Km2 0 8 3.8 0.43 5.23 1:1000 Km2 1.37 1.37 剖面 1:2000 Km 0 608 4.16 5.726 10.494 1:1000 Km 4.23 0.35 4.58 勘 探 钻 探 m/孔数 197.85/5 787.28/23 35.70/2 1020.83/30 硐 探 m/硐数 40/2 40/2 井 探 m/井数 82/11 20.6/3 61.8/11 164.4/25 坑 槽 探 m3 2828 358.6 826.9 4013.5 物 探 硐壁声波测试 m 22.5 22.5 地震法剖面 m/条 350/4 1445/8 1795/12 面波法剖面 m/条 136/2 136/2 试 验 野 外 试 验 钻孔压水 段 20 104 124 钻孔抽水 段 1 1 2 砂砾石渗透试验 组 3 3 建材筛分 组 15 15 容 重 组 19 19 室 内试验 块石料物力性质试验 组 15 15 岩石物力性质试验 组 3 15 18 砂砾石常规试验 组 6 6 土 工 试 验 组 10 10 毛细上升高度 组 3 3 水 质 简 分 析 组 10 15 25 坝 壳 料 试 验 组 10 10 6 4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 20 30m，级阶地砂卵砾石层厚 3 5m，其中砂卵砾石含量约占 60 70%，其余为大块石及漂石。现代河床及河漫滩覆盖层厚 4.5 10m，以砂卵砾石为主，局部夹 0.5 1.0m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 0.5 1.5m，局部厚达 2.5m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 1 2m，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 2 6m，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 5 10m，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。 3.2.2 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 3-2-1。 循化槽地大致呈 NW290 300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 NW330 345。 上覆地层主要为新生代第三纪陆相沉积的红色岩系。 河西系影响本区的主要断层和旋扭构造有： 7 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 65 70 ,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 3 2 2）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 NW340 335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， 8 构造岩以碎裂集块为主，主断面产状 NW330 SW 72（图 3 2 3）。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 NW322 NE 87，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。 3.2.3 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 9 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 11 26万年间，多数在 20 万年左右（表 3 2 1），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 1： 400 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 0.11g。 XX水电站距积石峡仅 6.2Km，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 11 26 万年；工程区周围 100 Km 范围内有记载的破坏性地震共 26次，其中 7 级地震 2 次， 6 6.9级 3 次， 4.75 5.75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 25 Km（图 3-2-4），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 3 2 1 样品号 代表性断层 样品性质 热释光年龄 （千年） 其 它 1490C 1 XX 关滩（ F18） 级阶地冲积物 15.076 0.306 断层上覆物质 TL90 2 XX 关滩（ F18） 级阶地上 部 3.70 0.74 断层上覆物质 TL90 3 XX 关 滩（ F18） 断层泥 262.71 44.66 TL90 4 协 拉（ F19） 断层泥 212.76 36.17 TL90 9 关 门（ F15） 断层泥 253.20 50.64 TL90 10 关 门（ F15） IV V级地砂砾石 152.01 30.40 断层上覆物质 TL90 11 关 门（ F15） 冲积砂砾石 41.59 8.31 断层上覆物质 3.3 水库区工程地质条件 3.3.1 基本工程地质条件 10 XX 水电站正常蓄水位 1783m 时 ,水库全长约 5.5km,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。 3.3.1.1 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 100 150m，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 22 25m，宽 500 700m，阶地前缘坡角40 50。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。 3.3.1.2 地层岩性 11 (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。 3.3.1.3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 NW297 325 SW 1834，个别产状为 NE75 SE 17。 断裂按走向分为三组： （ 1） 北北东组： NE15 33 NW 70 88，宽 1 3cm，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 0.2 1m。该组较发育。 （ 2） 北北西组： NW330 355 NE 或 SW 70 88，宽 0.30.5cm， 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： NE82 EW ，倾 NW或 N，倾角 70 85，不甚发育，个别为小断层，有明显错距。 3.3.1.4 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；左岸的杏儿沟、大板沟。干河滩沟、大东峡沟内有常年流水，其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 12 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 3 3 1）水化学类型为 HCO3- Ca2+ 、 HCO3- Ca2+ K+Na+ 、 HCO3- K+Na+ 、HCO3- SO42- Cl- K+Na+ Ca2+、 HCO3- Cl- SO42- K+Na+ Ca2+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 HCO3-Ca2+ K+Na+型水。 3.3.1.5 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 3-3-1），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1790 1820m，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 3-3-1、 3-3-2）。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NW300 320 NE 35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， 13 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 3 5m，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 25 30（图 3-3-3），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 3.4 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。 14 15 3.3.2 水库主要工程地质问题及评价 3.3.2.1 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。 3.3.2.2 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。 3.3.2.3 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 3-3-4）计算预测坍岸宽度、方量见表 3 3 2。塌落物总方量约 20.6 万 m3，沿库岸分散撒开，对水库正常运行影响不大。 3.3.2.4 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 16 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 3 3 2 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 35 8.4 为冲洪积砂卵砾石 水库右岸 XX 干河滩沟 17.5 11 为冲洪积砂卵砾石 红泥湾一带 6.5 1.2 为崩坡积碎石土 2 浸没 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 7.1 12.0m，砾、砂含量占 45 50%，局 部夹有 0.5 1.1m 厚的含卵砾中粗砂层，一般呈透镜体状分布。上 17 2 覆粉质粘土（局部为砂壤土），一般层厚 3.5 8.0m，粘粒含量较高。上部 0.3 0.5m 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 9.5 14.0m，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 3 3 2，其地下水类型为 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， 矿化度 0.237 0.851g/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 0.1m/d，砂卵砾石层渗透系数为 35 m/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 1.8m ，农作物根系深度在 0.3 0.5m之间，取 0.5m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 2.5m。 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 y=2)(2221zILKKzH hh 式中符号意义见图 3-3-5。 浸没预测 当正常蓄水位 1783m 时，各浸没地段预测结果见表 3 3 3，预测剖面见图 3 3 6。总浸没面积约 0.0615Km2。 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 大。总体上水库工程地质条件良好。 18 浸没地段浸没预测成果表 表 3 3 3 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 左 800 50 470 1783 1785.6 0.0235 0.0615 Km2 （ 92亩） 赵木川 坝前 80 475 1783 1786 0.038 康家咀 右 1.0 1783 1786 沿库岸狭长地 带 3.4 坝址区工程地质条件 3.4.1 坝址区基本工程地质条件 3.4.1.1 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 1772.6 1771.5m时，水面宽 75 120m， 一般水深 1.8 5.6m，最大水深 5.8m。 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 I、级阶地；级阶地台面高程 1779 1780m，宽 75 80m，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 19 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 1777 1787m ，向后缘呈 1.7%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。 20 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 3 40cm，一般出露厚 2 4m 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 0.9 1.2m，局部厚 20 40cm，最厚达 2.0m。层底多砾石集中，一般砾径 2 3cm，底面大部分呈 波浪状，起伏差约 1.0cm，泥钙质胶结，相对耐风化，整体强度较高。一般出露厚度 2 3m。 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 0.5 2cm,大者 5 6cm，砾石多呈次棱角状，含量占 30 40%，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 2 6m。 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 0.5 1.0m 厚的砂壤土，下部为砂卵砾石，其层厚 12.60 15.00m。 II级阶地台面开阔，上部为 1.0 2.5m厚的砂壤土，局部厚达 2.0m左右，下部砂卵砾石层厚 22.50 26.30m。 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 4.5 10.4m，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 1.0 1.5m，向岸里渐变增厚，局部厚达 6m左右。下伏砂卵砾石层厚 6 11.4m，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 20 50cm，大者 21 达 2.0m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 2 3m，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 10 14，上游翼倾向上游偏左岸，岩层走向为 NE22 27、倾NW、倾角 14 18，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 3 4 1），可见延伸长度一般 30 40m，最 大 150m左右。 裂隙按其产状划分为四组（表 3 4 2）。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 46 55 ,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 NW320 350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 18101841m 左右，高出河水面 68m，前缘（坡脚）高程 1778m，地表分布面积 2.7万 m2，横向宽约 230m，推测厚度 15 20m，体积约 48万 m3。该段边坡坡角 46 55，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 3 5m，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。 22 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130 160m，推测厚 20 30m。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 4 6m，弱风化带厚 12 16m。 (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。 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 5.85 16.5m 相差较大，但水力坡降两岸基本一致，在 0.014 0.016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 0.15。总体是地下水补给河水。 坝址区断层汇总表 表 3 4 1 23 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 220m NW335 SW 65 压扭性正断层 2 20 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 135m NE8 NW65 张性正 断层 5 10 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 90m NE55 SE51 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 70m NW330 NE 75 80 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 3 4 2 组号 产 状 性质 宽度（ cm） 延伸长度（ m） 代表性裂隙 1 NW320 350 NE（ SW） 75 86 张性 0.2 0.5(个别局部 5 10) 10 40 L3 、 L4、 L7、L10等 2 NE40 70 SE 58 82 张性 2 8 20 30 L8组、 L9组 3 NE15 45 NW 11 18 （背斜下游翼） 层面 多闭合 延伸长 4 NW310 330 NE 12 14 （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 3 3 1。 分析成果表明 :河水矿化度 0.314 0.413g/l,PH值 8.22 8.44，总硬度为 3.237 4.250mmol/(1/2CaCO3),水化学类型为 HCO3-Ca2+ K+Na+型水；地下水矿化度 0.590 0.924g/l,PH 值 7.20-7.65, 总硬度为5.354 9.089 mmol/(1/2CaCO3)，水化学类型为 HCO3-Ca2+ K+Na+、HCO3- SO42- CI- K+Na+ Ca2+、 HCO3-Ca2+、 HCO3- SO42- Ca2+ K+Na+型水；沟水矿化