4.工程地质(5.31).doc

四川岷江汉阳电航枢纽工程可行性研究报告 4工程地质4工程地质4.1 勘察工作情况2010年11月，四川工程咨询研究院组织专家对我院编制的四川岷江汉阳电航枢纽工程预可行性研究报告进行审查，评审意见如下：1、基本同意对工程区的地震及区域稳定性评价；2、基本同意对水库区的工程地质条件评价意见；3、基本同意对枢纽区工程地质条件评价意见；4、同意对天然建筑材料的初步评价；5、补充：（1）历史地震及对工程区的影响，区域构造稳定性评价，震中分布图；（2）左右两岸近坝库岸段绕阶地砂卵石层向下游渗漏问题评价及建议；（3）近坝左右岸及其余库段阶地的有无浸没问题及评价、塌岸对水库、航运及公路、居民与耕地的影响评价与建议意见；（4）左右岸厂房和船闸的地质比较意见及各持力层选择与厂、船闸抗滑稳定性评价、帷幕防渗边界的初步评价与地质建议；（5）防洪堤的工程地质条件及评价。并对可研设计阶段的工作重点提出了建议。根据预可行性研究阶段勘察的结论意见技术审查会会议纪要、可研阶段勘察任务书和DL/T5410-2009中小型水力发电工程地质勘察规范及其他相关规程规范，本阶段主要主要任务是：（1） 查明库区可能浸没坍岸地段的水文地质、工程地质条件，预测评价浸没、坍岸的范围、危险性，并提出处理措施地质建议；（2） 查明库区防护工程地质条件并作出评价；（3） 查明影响坝址的主要工程地质问题，为坝址选择提供地质依据；（4） 查明选定坝址、厂址、船闸等建筑物区工程地质条件并对地基抗滑稳定、开挖边坡稳定、渗漏等问题作出评价，为选定各建筑物轴线及地基地质缺陷处理方案提供地质依据和建议；（5） 进行天然建筑材料评价。勘察工作在2010年4月初进场，主要采用地质测绘、山地开挖、钻探和室内外试验方法进行，2010年5月末结束外业，完成主要勘察工作量见表1。 4-1汉阳电航工程可行性研究阶段主要完成勘测工作量表1 序号项目工 作 内 容单位工作量前期本次合计1区域收资组日20254521:50000区域地质测绘Km2902103003库区1:10000水库平面工程地质测绘Km2588214041:500坍岸预测剖面测绘Km434385土钻孔m/孔111.5/10325.1/38436.6/486钻孔注水试验次1741587毛细管上升高度观测点2426508地下水位观测次1070809土工试验组252510动探次14183211坝区1:1000坝址平面地质测绘Km21.934.9121:1000坝址剖面地质测绘Km2.94.67.413孔内声波m/孔198/5198/514孔内摄影m20841061815钻孔压水试验段11312934216机钻孔m/孔687.7/23959.9/401647.6/6317物探电法点20020840818室内岩石力学试验组45919水质分析件661220勘探点测量点19734854521节理裂隙统计点101022注水试验次45923动探次44824料场1:10000天然建筑材料调查Km2127890251:2000天然建筑材料平面测绘Km23.48.912.3261:1000天然建筑材料剖面测绘Km6.223.629.827土钻孔m/孔323.9/2936.6/6360.4/3528槽坑探m35401350189029物探电法点23820844630土工试验组151531砂样试验组6632砂砾样碱活性分析组224.2 区域地质及构造稳定性4.2.1 地质概况岷江是长江上游的主要支流，发源于四川省阿坝藏族自治州松潘县弓杠岭，全长750km，流域面积133547km2，该河从松潘县发源后流经茂汶羌族自治县和汶川县，到灌县进入温江地区，再流经乐山市与大渡河汇流，到宜宾入长江工程区位于岷江中游的青神县至乐山市之间的汉阳镇上游村河段，地势总体趋势是西北高东南低，其地貌单元主要为构造剥蚀地貌，其次为河流堆积地貌。构造剥蚀地貌表现为馒头山、条形山脊，一般海拔350700m；由于地壳上升与河流下切，沿江两岸分布、阶地，其中级阶地阶面海拔一般383390m，呈宽窄不一的带状分布于河谷两侧，偶有间断；级阶地阶面海拔一般400420m，零星分布于河谷外缘。区域分布的地层为侏罗系上统（J3）、白垩系下统(K1)、第四系(Q)。其总的分布特点是：以侏罗系上统砖红色细砂岩、白垩系下统粉砂质泥岩和泥质粉砂岩及厚巨厚层状砂岩|细砂岩等软质岩类为主。河谷两侧冲积物非常发育，构成宽广的河漫滩及级阶地。级阶地零星分布，呈基座式。本区所处大地构造位置，在扬子准地台四川台坳川西台陷之南部，娥眉思蒙新生代地槽的东南翼。区域主要地质构造系依其力学性质及组合关系，主要有北东向和近南北向构造。（1）褶皱构造歇马场向斜走向近南北，形态宽缓，向北敞开，核部为白垩系灌口下组地层，两翼为白垩系夹关组地层。牛背山倾伏背斜，东缓西陡，核部为三迭系上统须家河组地层，两翼由侏罗系地层组成。北斜向北延至木城一带即倾伏，背斜轴向也由北东略转北向。南安向斜系一宽缓短轴向斜，轴向南北，核部为白垩系灌口组下组地层，两翼为侏罗系中统地层。三苏背斜，长30余km；为北东南西向紧密线状背斜，两翼西陡东缓，核部平缓为侏罗系中统遂宁组下组地层，两翼由侏罗系上统蓬莱镇组与白垩系下统灌口组下组地层组成。该背斜在本县南起老黄坡，向北延长出县境。思蒙峨眉新生代向斜槽地在区域上广布第三系和第四系地层，厚达150米以上，其下可能为中生代地层所构的宽敞向斜。龙泉山背斜为规模较大区域性构造，汉阳电航工程区即处在该广泛而平缓背斜构造的西北翼。（2）断裂构造区内断裂构造以北东向为主，代表性的构造有：岷山断块，北起于弓嘎岭，向南经红星岩、雪宝顶、雪姑寨、帽盒山，消失于茂县以北的龙门山构造带；龙门山构造带，呈N4050E方向斜贯区域，长约500km，断面西倾，倾角不定，是另一条著名的活动断裂带。主要由茂汶汶川断裂、北川映秀断裂、彭县灌县断裂和龙门山山前隐伏断裂等四条主干断裂组成宽约3040km的冲断带；鲜水河断裂，北西起于甘孜西北，向南东经炉霍、道孚、乾宁、康定、泸定磨西，至石棉新民以南活动形迹逐渐减弱，最终消失于石棉公益海附近；安宁河断裂，北起于石棉田湾附近，在田湾新民附近与鲜水河断裂呈十分复杂的空间羽列关系，形成了密集的地表破裂图象，向南经麂子坪、紫马垮、野鸡洞、大桥、冕宁、泸沽沙尔、新华、西昌西宁、德昌至会理一带消失，断裂总体走向近南北，全长约375Km；大凉山断裂，大凉山断裂展布于安宁河、则木河断裂东侧的大凉山腹地。北起于石棉，与鲜水河断裂呈左阶羽列，向南经海棠、越西、普雄、昭觉竹核、拖都、布拖、吉夫拉打、交际河至巧家与小江断裂呈右阶羽列，全长约280km。断裂总体走向为N30W至近NS，倾向不定，倾角较陡，显示明显的左旋走滑运动特征；荥经马边盐津断裂带，该断裂带位于四川盆地西南缘，是凉山活动断块的东边界。北起天全以南，向南经荥经、峨边、马边至云南盐津北，全长250余km。由9条规模不等的断裂组成一条宽2530km的北北西向断裂带，总体走向北2530西。断裂带在活动时代、活动强度上具有明显的北老南新、北弱南强的特点；龙泉山断裂，龙泉山断裂带由东、西两条断裂组成，它们相向倾斜，分布在龙泉山背斜的东西两翼，呈北东向延伸，全长200多km。由于龙泉山断裂带的挤压逆冲性质，使龙泉山崛起成为成都平原的东部屏障。4.2.2 区域构造稳定性评价及地震研究区域以龙门山锦屏山玉龙雪山构造带为界，可分为两大地构造单元，以东为稳定的扬子陆块，以西是由冈瓦纳大陆、羌塘昌都陆块和松潘甘孜造山带拼合的复杂地质块体。晚新生代以来，伴随着青藏高原的迅速隆升及高原地壳物质的向东蠕动，高原东部地区沿大型弧形断裂系产生了大规模水平剪切运动，形成川滇和川青两个滑移块体，并沿龙门山锦屏山构造带发生了大规模推覆逆掩运动，形成龙门山盐源前陆薄皮逆冲楔。受这一块体运动总体态势的控制，研究区范围内的现今构造应力均表现为NWWEW向的水平挤压，导致了龙门山构造带由北西向南东的冲断运动，并具明显的右旋走滑运动分量。研究结果表明，鲜水河断裂南东段、安宁河断裂具备有发生7.5级左右强震的构造背景，大凉山断裂、龙门山断裂和荥经马边盐津断裂等具有发生7.08.0级左右强震的构造条件，上述外围边界断裂强震带将不同程度地对本工程场地产生一定的影响。区内其它断裂规模较小或活动性较弱，不致对工程场地造成重要的影响。四川地区的新构造运动及地貌格局主要受喜马拉雅运动的影响。喜马拉雅运动可分为三期，即老第三纪末、新第三纪末和第四纪。第三纪的运动性质以褶皱造山运动为主，第四纪则表现为大面积的整体抬升。在区域整体快速抬升的同时，沿一些边界断裂发生了明显的差异运动(包括水平与垂直运动)，这种运动的速度差异直接导致了不同的地貌格局，为新构造的进一步分区提供了依据。根据第四纪抬升幅度的差异，研究区的新构造运动可划分为如下几个区（表4.2.2.1）。简述如下：研究区新构造运动分区表表4.2.2.1 一级区二级区三级区西部强隆区（）川青面状强隆区（1）龙门山断隆（1-1）川西面状强隆区（2）贡嘎山强断隆（2-1）螺髻山强断隆（2-2）大凉山中升区（3）大凉山断隆（3-1）凉山中升区（3-2）东部弱升区（）四川盆地弱升区（1）成都断陷（1-1）川中微升区（1-2）滇东黔西中等掀升区（2）川东盆岭区（3）综上所述，工程场地处于川中微升区内，新构造运动稳定。根据地震危险性概率分析结果，汉阳电航枢纽区未来50年超越概率为10的地震动参数基岩水平峰值加速度为102cm/sec2，相应的地震基本烈度为度，区域构造稳定性较差。4.3 水库工程地质条件汉阳电航枢纽设计正常蓄水位382.5m时，回水至思蒙河口，库长10.9km。库盆河床宽敞，两岸地形不对称发育河流冲积阶地。库尾右岸发育岷江最大支流的思蒙河，上游左岸自上而下规模较大的之流有炉前沟、换鱼池、慈母溪、观音沟、石笋沟、张家湾、肖家坝等。库盆地貌类型主要为丘陵地貌及冲积堆积地貌为主。库盆段左岸以剥蚀丘陵为主，右岸冲积堆积地貌分布较广泛，剥蚀丘陵主要由白垩系红层构成，局部支流底部见侏罗系地层。山顶高程一般500600m，山顶浑圆状，坡度一般为4045，冲沟发育，沟谷切深小于100m；冲积地貌沿河两岸呈不对称分布，地势平坦，地形开阔。沿河边洲、阶地较发育，边洲洲面高程373378m，洲宽0.20.3km，长度1.21.5km，自上游至下游分别有右岸的思蒙河口洲群、鸭蹼滩、左岸坝区的水塘洲等。沿岸可见、级阶地，其中级阶地阶面高程约384.0386.0m，宽0.51.4km，阶面较平整，前缘较陡，坡高57m，高出河床1015m，自上而下分布于库区左岸文庙村，右岸的瑞丰村、肖家坝等地。级阶地阶面高程约405. 0412. 0m，宽0.10.3km，阶面被冲沟切割起伏不平，前缘保存不完整，坡高1520m，高出河床2830m。自上而下分布于库区左岸文庙子，右岸的筲箕店、吴祠堂、石脚盘冲等地。思蒙河口以上与库盆地貌属同一地貌单元，河道左岸以剥蚀丘陵地貌为主，右岸以冲积堆积地貌为主，、级阶地较发育。库区分布的地层主要有：侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）：主要以棕红、砖红色泥岩，粉砂质泥岩为主，中上部偶夹砂岩透镜体，底部为灰绿色钙质砂岩。厚150878m。分布于库盆左岸中上游慈母溪一带。白垩系：下统夹关组（K1j）为棕红色厚层状砂岩，夹少量粉砂质泥岩，底部有数米砾岩。厚308401m，分布于库盆中上游左岸一带。下统灌口组下组（K1g1）中厚层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、细砂岩及泥岩夹层及石膏透镜体。厚度大于747m，分布于库盆右岸及左岸下游坝区。此外，库尾两岸表部分布有第四系全新更新统冲积层，为低液限粘土，砂卵石，总厚度1830m。水库横亘于娥眉思蒙新生代地槽东南翼，区域地质构造走向以北东南西向为主。库区上部地层夹关组砂岩的岩层产状N3040E，NW3044，倾向河右岸，而其下部灌口组的泥质粉砂岩为主的岩层产状平缓，两组地层岩体层理发育，节理不发育，库区构造较简单，库无大的断裂和褶皱构造。库区水文地质条件比较简单，地下水类型主要为松散层中的孔隙水和基岩裂隙水。前者赋存于河流冲积阶地之砂卵砾石层及残坡积松散层孔隙中。据库区泉井调查，地下水位埋深在59m，地下水动态变化明显受季节控制，并补给河水。另据坝区现场注水试验，砂卵砾石含水层渗透系数在510-2cm/s左右；后者分布于第三系红层内裂隙中，接受大气降水的补给，沿裂隙运移，以下降泉的形式向冲沟、溪沟排泄，流量0.10.2L/s。并汇于岷江，动态随季节变化，一般埋深1020m。库区主要物理地质现象为坍岸，水库区两岸土质岸坡坍岸现象较普遍，据水库地质调查，水库左岸自坝区至肖家坝存在坍岸现象，右岸除山湾至蛮洞子一带为岩质岸坡以及库尾瑞丰上游至思蒙河口岸坡平缓之外，大部分岸坡段存在坍岸现象。库区坍岸现状见表3.1-1库区坍岸段现状统计表表4.3.1-1 编号所处库岸地点坍岸长度（Km）坍岸库岸段地质特征描述宽度(m)影响对象及建议处理措施备注1左岸肖家坝至文庙1.2岸坡高46m，岸坡上陡下缓，上部坡度6070，下部约30，下部为坍塌堆积，上部仍有可能继续坍塌。岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石。1518建议对该类岸坡采取抛石护脚、削坡及水位以上植草等防护措施天然土坡2右岸罗坝0.4岸坡高35m，岸坡坡度7080，坡脚塌岸，后沿坎高12m，下部为坍塌堆积，上部仍有可能继续坍塌。岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石。10153右岸鸭蹼滩0.6岸坡高35m，岸坡坡度7080，坡脚塌岸，后沿坎高12m，下部为坍塌堆积，上部仍有可能继续坍塌。岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石。15204.3.2 水库主要工程地质问题及评价4.3.2.1 水库渗漏问题库盆两岸为剥蚀丘陵环绕，分水岭宽厚，无深切邻谷存在，也无区域断层切穿库盆，当水库蓄水位382.5m时，库水局限于原河槽内。加之库盆为相对不透水的红层岩系构成，又无断层破碎带切穿红层盆地向库外邻谷延伸，地形、地质条件封闭良好，不存在向临谷和沿断层破碎带向库外渗漏的可能。由于近坝库区两岸为级阶地，属典型的二元结构，下部砂卵砾石多为强透水层，据现场注水试验，砂卵砾石层渗透系数K=310-2cm/s左右，阶面宽约500m，坝肩与两岸山体无法形成封闭的防渗圈，当水库蓄水后，在一定的水头的长期作用下，库水可能沿砂卵砾石层向坝下游产生绕渗，将在大坝工程地质问题章节进行详细论述，建议采取必要的防渗措施。4.3.2.2 库岸稳定性评价与土质岸坡坍岸预测据调查，库区岸坡类型可分为岩质岸坡、土质岸坡两大类型，总长度27.98km。岩质岸坡库岸岩石岸坡为白垩系下统灌口组下组（K1g1）泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及细砂岩等红层构成，浅表部呈弱风化状，该类岸坡长度1.4km，占总库岸长度的5.3 %，主要分布在右岸山湾至蛮子洞库岸段，据调查，构成岸坡的岩层倾角平缓（岩层倾角一般46）倾向右岸，单层厚度薄中厚层不等，岩石强度软硬相间，节理多为陡倾角，局限与层内，发育较稀疏，属层状反向缓倾结构岩质边坡，岩体不存在沿层面滑动的可能；岩体自然坡面虽然较陡（一般7080），但由于节理稀少，不具备将岩体切割成块体的条件，究其形成过程为多年河流切割而成，已经处于稳定状态，故崩塌的可能性很小。另外在库中尾部左岸，公路外侧为岩质边坡，地层为白垩系下统夹关组（K1j）为棕红色厚层状砂岩，夹少量粉砂质泥岩，产状为N3443,NW3440，顺坡倾向河道，属层状同向陡倾结构岩质边坡，该类边坡一般较稳定，且边坡均在库左岸公路外侧，属库外边坡，水库蓄水不会影响该类边坡的稳定，岩质岸坡总体稳定。（2）土质岸坡两岸多由河流冲积堆积的级阶地构成的土质岸坡以及河边修建公路形成人工堆积土质岸坡，这些由松散土体组成的库岸，在汛期尤其是水库蓄水后，其所处的环境和所遭受的动力地质作用将发生明显的变化。首先，原处于干燥状态下的土体，在库水位变化范围经常遭受库水浸泡，甚至一部分处于饱和状态，因而改变了土体的物理力学性质，使其抗剪强度显著降低；其次，水库蓄水后，水面宽阔，岸边遭受浪蚀作用较从前的河流要强烈。这样，使得原处于稳定状态下的岸坡的某些部分不能维持稳定平衡，或原来本不稳定的岸坡，由于环境进一步恶化，从而导致库岸线节节后退，直至达到新的平衡状态为止。据调查，本河段汛期发生岸坡坍塌有三处，累计长度近2Km。水库蓄水后，由于外部环境及水文、工程地质条件的改变，有可能加剧坍岸的发生，现预测评价如下。组成岸坡的物质主要分人工堆积和冲积堆积两大部分，冲积堆积上部主要为河流冲积堆积的含砂低液限粘土层，底部为砂卵砾石层。据室内土工试验成果，低液限粘土天然含水量29.3，孔隙比 0.86，凝聚力1921.8kPa，内摩擦角14.916.9，渗透系数K=1.510-57.810-5cm/s，属中等透水层，砂卵砾石层内摩擦角2830，渗透系数K=310-2cm/s，属强透水层。根据库区构成土质岸坡的物质成份，分别就左岸选择了肖家坝、新路口、滩水桥、大屋茅、中岩寺等典型工程地质单元，右岸选择了蛮子洞、黄桷村、刘家场等典型工程地质单元采用卡丘金计算公式对上述典型单元进行坍岸预测，实测砂卵砾石水下休止角为1520,低液限粘土的水下休止角为913,低液限粘土的水上稳定坡角为35，松散碎块石夹粉土水下休止角18，松散碎块石夹粉土自然稳定坡角40。非均质库岸（上部为粘性土下部为砂卵砾石）计算公式为：St（b-B+hp）ctg+（BhBhP）ctgictgibctg（4.3.2.2-2式）式中：St坍岸最终宽度（m）；A库水位变化幅度（m）；N与土的颗粒大小有关的系数；hp波浪冲刷深度（m）；hB浪击高度或浪爬高（m）；H正常蓄水位以上岸坡高度（m）；浅冲刷后水下稳定坡角（度）；岸坡水上稳定坡角（度）；原始岸坡坡角（度）；i土层数，本工程i=2。依据经验数值、工程类比及调查自然边坡相结合的方法选取计算参数（低液限粘土、壤土、砂砾石）为：N0.8，hp 1m，hB0.1m，10，35，50。典型断面如图4.3.3.2-1。图4.3.2.2-1 汉阳电航枢纽右岸罗坝库岸段坍岸预测地质剖面通过预测并结合已建工程进行工程地质类比，本水库除可能坍岸段包括左岸自中岩寺至大屋茅的公路路基、滩水桥至坝址阶地前缘；右岸刘家场至蛮子洞的阶地前缘、罗坝至石脚盆及库首。各坍岸单元描述如下：库区预测坍岸段地质特征及范围统计表表4.2 编号所处库岸地点坍岸长度（Km）坍岸库岸段地质特征描述宽度(m)影响对象及建议处理措施备注1左岸中岩寺至新路口8.6岸坡高46m，岸坡上陡下缓，上部坡度6070，下部约30。岸坡上部为人工堆积全风化碎块石夹粉土，厚46m,下部为基岩。为公路开挖弃碴兼作路基护坡，填筑物为就近开挖石碴，成分为弱胶结的细砂岩、泥质粉砂岩，基础抗冲刷能力差，蓄水后，细砂岩、泥质粉砂岩碎块在河水浸泡、冲刷下将被软化、离散并被河水带走，致使岸坡失稳。路基基本为基岩，弃碴宽度一般为路肩宽度，13m左右。公路路基：建议对该类岸坡采取防护墙或砌石等形式护坡人工堆积2左岸新路口至坝址6.2岸坡高46m，岸坡上陡下缓，上部坡度6070，下部约30。岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石。蓄水后，本岸段正处当冲段，河水冲刷掏蚀陡坎，将形成坍岸。1518库区天然土质岸坡：建议对该类岸坡采取抛石护脚、削坡及水位以上植草等防护措施天然土坡3右岸刘家场至蛮子洞2.0岸坡高35m，岸坡上陡下缓，上部坡度7080，下部约40，岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石。河水冲刷形成陡坎。坍岸现象普遍，坍岸宽度3m，并有继续坍岸可能。917.54右岸罗坝至肖家坝2.4岸坡高35m，岸坡坡度7080，坡脚塌岸，后沿坎高12m，岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石，河水冲刷形成陡坎，坍岸现象普遍并有继续坍岸可能。10155右岸库首0.5岸坡高35m，岸坡坡度7080，坡脚塌岸，后沿坎高12m，岸坡上部为低液限粘土，厚34m,下部为砂卵砾石，河水冲刷形成陡坎，蓄水后，整个岸坡将浸泡在河水中，坍岸将普遍存在。1520总的来看，左岸坍塌岸段分两类1）、人工堆积岸坡，预测坍岸长度8.6km，坍岸宽度13m；2）、自然土质岸坡预测坍岸长度6.2km，坍岸宽度1518m；右岸均为自然土质岸坡，预测坍岸总长度4.9km,宽度920m。整个库区预测可能坍岸总长度约19.7km，占总岸坡长度的70%。4.3.2.3 水库浸没问题 浸没判别原则根据水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）附录C（浸没评价）：有堤防部位级阶地或漫滩堤内地面高程低于正常蓄水位，判别为可能浸没区；若级阶地或漫滩地表水文网发育，不考虑地下水位雍高，如地表水文网不发育，则计算雍高地下水位。雍高地下水位埋深如果小于临界地下水埋深，且上部无粘性土层，或粘性土层很薄（3m）时，则为可能浸没区，否则，为不易浸没区。 浸没的临界地下水位埋深的确定通过现场调查，级阶地上部低液限粘土的毛细管水上升带高度为0.4m，毛细管上升高度统计表见表4.3.2.3-1砂壤土取0.3m；阶地上一般作物主要以水稻、油菜、蔬菜为主，其根系深度按0.5m考虑；库区乡镇房屋最高3层，一般2层，经调查，普通民房基础的砌置深度为1.0m。图4.3.2.3-1 浸没剖面示意图毛细管上升高度现场观测成果表表4.3.2.3-1 点号毛细管上升高度(m)地质描述点号毛细管上升高度(m)地质描述10.35位于瑞丰镇养猪场附近溪沟边，水深0.20.5m，沟底为砂卵砾石，岸坡为粉质粘土，属级阶地，地表种植蔬菜，春夏季为水稻田，溪沟两岸地势稍低，远测较高。70.30位于罗坝村阶地前缘，岩性为砂壤土，挖砂船挖砂形成水坑，坑内水位与河水位齐平，坑边陡砍可见砂壤土毛细管上升高度。20.43位于瑞丰镇刘家场村附近，与1号点为同一溪沟，溪边小路高出水面小于0.40m部位开始湿滑，大于0.4m部位路面较干燥。80.36位于水塘村阶地中央溪沟边，岩性为粉质粘土，灰色，粘粒含量高，土质松散，沟边种植水杉等树木，阶地地表种植花生等作物，阶面高程385m以上。30.3位于刘家场下游侧阶地中央溪沟边，土质为壤土，粘粒含量稍低，沟边种植毛竹，远侧为菜地。90.38位于水塘村阶地前缘桥边，岩性为粉质粘土，灰色，粘粒含量高，土质松散，沟边种植水杉等树木，阶地地表种植花生等作物，阶面高程373m左右，蓄水后将被淹没。40.4m位于瑞丰镇阶地后缘附近溪沟边，地表种植蔬菜，植物根系埋深0.30.4m。100.42位于梁家山村溪沟边，岩性为粘土，属岗地，灰黄色，粘粒含量高，两岸种植水稻等作物，地面高程约在385m左右。50.40.5m位于鸭蹼滩上有阶地前缘溪沟出口处，岩性为粉质粘土，灰黑色，粘粒含量较高，沟底高程接近岷江枯水期水面。110.38位于慈母溪侧，沟两岸为由慈母溪形成的次生阶地，阶面高程约390m，岩性为粉质粘土，种植水稻。60.38位于罗坝村级阶地内溪沟边，岩性为粉质粘土，灰黄色，粉质稍高，地表为红薯等作物。12由上述确定的参数，计算得出各浸没对象的临界地下水位埋深：不同浸没对象临界地下水位埋深值表4.3.2.3-2 浸没对象临界地下水位埋深（m）一般作物Hcr0.40.50.9普通民房区Hcr0.41.01.4（3）库区浸没综合评价按汉阳坝址平均流量回水位为基准面推算（见表4.3.2.3-3），库区存在两处浸没区：刘家场浸没区（H1）、库首左岸浸没区（H2）。汉阳坝址平均流量回水成果表（考虑泥沙淤积）表4.3.2.3-3 序号断面名称河底高程（m）累距（m）平均流量q=490m3/s天然水面线（m）382.5mCs1下坝线3700373.18382.50Cs2上坝线370.7422.4373.42382.50Cs3大山369.61378.2373.75382.50Cs4文庙子372.52421.6373.85382.50Cs5黄沟儿3713315374.17382.50Cs6新路口371.74438.5375.57382.51Cs7老虎石376.95381.1376.03382.51Cs8杉树桥375.66472.3378.30382.52Cs9姜沟儿375.17619.9378.98382.53Cs10刘家场374.68769.5379.10382.54Cs11火烧场374.99455.7379.27382.55Cs12下寺375.610159.5379.83382.56Cs13木鱼口376.510586380.16382.58Cs14下渡口378.611609.8380.90382.66Cs15老井坎377.412346.7381.36382.76Cs16沙河坝376.613066381.60382.85H1、瑞丰镇刘家场村阶地中间溪沟左侧地面高程在382.7383.4m的一般作物区可能存在浸没，地层为级阶地冲积堆积（Q4-1al），上部为低液限粘土层，较为松散，厚2.55.2m，渗透系数（3.06）10-5cm/s，弱透水；下部为砂卵砾石层，厚度大，中等强透水。地下水位380.7382.5m，埋深1.02.9m，为第四系孔隙水。蓄水后本区的浸没发生在上部低液限粘土层中，该区地下水临界埋深为0.9m，根据勘察资料和浸没计算而该区农作物根系位于低液限粘土层上，当设计水位为382.5m时，按多年平均流量的回水位计算，该地段属浸没区，可能浸没面积为6.9ha。H2、库首左岸向阳村、上游村外阶地后缘山脚有一溪沟，溪沟出口在下坝址上游测，沟侧农田地面高程在382.7383.7m，靠近阶地外缘溪沟侧部分农田可能存在浸没，地层为级阶地冲积堆积（Q4-1al），上部为低液限粘土层，较为松散，厚2.55.2m，现场注水试验测定渗透系数（2.37.5）10-5cm/s，弱透水；下部为砂卵砾石层，厚度大，为中等强透水层。地下水位379.0382.5m，埋深1.02.9m，为第四系孔隙水。蓄水后本区的浸没发生在Q4al低液限粘土层中，该区农田地下水临界埋深为0.9m，房屋地下水临界埋深为1.4m，根据勘察资料和浸没计算而该区农作物根系位于低液限粘土层上，当设计水位为382.5m时，该地段属浸没区，可能浸没面积为25.0ha。岷江汉阳电航枢纽工程库区可能浸没面积一览表表4.3.3.3-3 可能浸没区类别可能浸没区名称地面高程（m）浸没临界高程（m）可能浸没面积（ha）合计（ha）一般耕地浸没区刘家场382.7383.4383.46.931.9库首左岸382.7383.7383.425.04.3.2.4 固体径流水库区岸坡变形破坏微弱，基岩岸坡局部仅见小规模的崩塌，库区内无大的滑坡、泥石流分布。库岸再造的主要物质源为阶地堆积物，由于阶坡高度不大，塌岸宽度有限，植被发育，枯水季节河水清澈，所产生的固体物质不丰富，因此，库区的固体径流物质不会影响水库的正常运行。4.3.2.5 水库诱发地震问题水库坝高、库容条件：汉阳枢纽工程闸坝高约25m，坝前抬高水位约9.5m，统计资料显示，我国有6例坝高小于50m的水库诱发过地震，其中两例位于弱震区，四座位于无震区，无震区的4座水库的诱发地震等级3.0级，震中烈度度。库容在110108m3的水库发生水库诱发地震的概率为1，本水库库容8620104m3。 岩性条件：从水库地震与地层岩性发震概率看，目前世界上发生水库地震的100余座水库中，有半数属于岩溶型水库地震。我国已发生水库地震的21座水库中，其中17座水库区有大面积碳酸盐岩分布，占发震比例数的80。汉阳电航枢纽工程库区无碳酸盐岩分布，主要为三叠系和侏罗系的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、页岩、长石砂岩、长石石英砂岩，以软弱岩类为主，均属相对隔水层，透水性差，在库水的作用下，难以聚集巨大的应变能而导致水库诱发地震。故从岩性条件上看，本水库诱发地震的可能性较小。 外围构造及地震条件：水库地处四川盆地内，在大地构造单元上属于扬子陆块的川中台拱，新构造运动分区属于四川盆地弱升区的川中微升区内，差异运动较弱，基本上处于整体抬升状态，是一个新构造运动稳定的地区。库区无活动性断裂通过，近场内的近代弱震活动空间格局分布很不均匀，近场西南部和东南部的地震活动密度明显高于近场中北部。此外，从近场震中分布图（图2.2.3.2）中可以看出，在工程场地附近5km范围内，历史上无Ms4.7级地震发生，近代地震活动水平也较低，仅有数十次零星的12级微震活动，显示工程场地及其附近地区处于地震构造环境相对稳定的地区。构造应力场条件：库区的现代构造应力场的主压应力方向为NWNWW(或NEE)向。在这样的现代构造应力场中，NWNNW走向的断层易于发生左旋走滑运动，NE向的断层则易于产生右旋走滑运动。库区无大的断层通过，由断层引起的深部构造应力改变而产生诱发水库地震的可能性不大。从地形地貌条件分析，库区地形切割较小，属中低山丘陵宽谷地貌，水库蓄水不易诱发地震。综合以上分析认为，本库区蓄水后诱发地震的可能性小。4.3.3 库首两岸拟建防护堤堤基工程地质条件及评价4.3.3.1 左岸拟建防护堤堤基工程地质条件及评价 4.3.3.1.1 地质概况防护堤堤顶宽7.5m，内、外坡坡比1:2沿左岸阶地前缘布置，堤长1993.5m(其中包括坝前防洪堤长318.5m)，最大堤高7.5m，堤身采用粘土斜墙弃碴填筑，填筑料可就近取河床疏挖卵石，斜墙防渗土料可采用左岸土料场的粘土料。阶地高程384.3384.9m，阶面平坦，在桩号0+355处被溪沟切割，沟深3.5m左右，未切穿土层，1+360处被溪沟切割，沟深6.0m左右，切穿土层，沟底见砂卵砾石。第四系松散堆积层全新统冲积堆积（Q4-1al）：褐黄色低液限粘土、可塑状，中至高压缩性，厚4.95.6m；砂卵砾石，结构松散，透水性强，厚约5.08.5m。下伏基岩为白垩系下统灌口组下组（K1g1）：中厚层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、细砂岩夹泥岩及石膏透镜体。4.3.3.1.2 工程地质评价水库蓄水后该段堤防无外滩，堤基为典型的双层结构，上部粘性土为低液限粘土，弱透水，渗透系数一般在10-5数量级内，标贯击数为46击，属中、高压缩性土，土层厚4.95.6m。下部砂卵砾石层承载力高，为强透水层，厚度8.410.5m，工程地质条件较差，相关各土类力学参数见表4.3.3-1。4.3.3.1.3 振动液化判别工程区的地震基本烈度为度，应作土的振动液化判别。根据水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）附录M，土的粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率大于或等于70%时，可判为不液化；对粒径小于5mm的颗粒含量的质量百分率大于30%的土，在地震基本烈度为度工况下，粒径小于0.005mm的颗粒含量的质量百分率不低于16%时，可判为不液化。堤防区下部为卵砾石，大于5mm的颗粒含量的质量百分率达80%以上，大于70%，为不液化土；上部为低液限粘土，粒径小于0.005mm大于50%。综上所述，根据水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）附录M，左岸堤防区不存在砂性土液化问题。4.3.3.1.4 渗漏及渗透稳定问题由于堤基为级阶地，属典型的二元结构，下部砂卵砾石多为强透水层，据现场注水试验，砂卵砾石层渗透系数K=310-2cm/s左右，阶面宽约500m，阶地后缘为溪沟并将引至坝下游排水，坝肩与两岸山体无法形成封闭的防渗圈，当水库蓄水后，在一定的水头作用下，库水易沿砂卵砾石层向阶地后缘溪沟渗透并绕坝流入下游，导致库水流失，并且在渗流作用下，砂卵砾石层中砂、土等细颗粒沿着大颗粒的卵、砾石空隙通道移动或者被带走而产生管涌;或者渗流沿着基岩与砂卵砾石接触面把其中的细小颗粒带走而形成接触冲刷，因此堤基存在渗透变形问题。建议在堤基采取防渗措施，如在堤基采取灌浆形式也可以增加大坝两侧绕坝渗流的渗径等形式，减少渗流量和降低渗流速度。4.3.3.2 右岸拟建防护堤堤基工程地质条件及评价 4.3.3.1.1地质概况防护堤堤顶宽324m，内、外坡坡比1:2沿左岸阶地前缘布置，堤长564.6m，最大堤高6.5m，堤身采用粘土斜墙弃碴填筑，填筑料可就近取河床疏挖卵石，斜墙防渗土料可采用右岸土料场的粘土料。阶地高程382.5384.7m，阶面平坦。第四系松散堆积层全新统冲积堆积（Q4-1al）：褐黄色低液限粘土、可塑状，中至高压缩性，厚1.04.7m，沿线土层厚度变化较大；中部为含泥粉细砂层，稍密，中、低压缩性，透水性较强，厚度04.2m不等，底部为砂卵砾石，结构松散，透水性强，厚约5.57.5m。下伏基岩为白垩系下统灌口组下组（K1g1）：中厚层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、细砂岩夹泥岩及石膏透镜体。4.3.3.1.2 工程地质评价水库蓄水后该段堤防无外滩，堤基上部粘性土为低液限粘土，弱透水，渗透系数一般在10-5数量级内，标贯击数为46击，属中、高压缩性土，沿线大部分上部土层较薄，1.04.7m。中部为一层含泥粉细砂，渗透系数在10-4数量级内，标贯击数7击左右，属中、低压缩性土，透水性属中弱透水层，下部砂卵砾石层承载力高，为强透水层，厚度5.57.5m，相关各土类力学参数见表4.3.3.3-1。4.3.3.1.3 振动液化判别工程区的地震基本烈度为度，应作土的振动液化判别。根据水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）附录M，土的粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率大于或等于70%时，可判为不液化；对粒径小于5mm的颗粒含量的质量百分率大于30%的土，在地震基本烈度为度工况下，粒径小于0.005mm的颗粒含量的质量百分率不低于16%时，可判为不液化。堤防区下部为卵砾石，大于5mm的颗粒含量的质量百分率达80%以上，大于70%，为不液化土；上部为低液限粘土，粒径小于0.005mm大于50%。而中部含泥粉细砂层粒径小于5mm的颗粒含量的质量百分率约90%，大于30%，在地震基本烈度为度工况下，粒径小于0.005mm的颗粒含量的质量百分率约10%15%，低于16%，故中部含泥粉细砂层属于可能液化土层。综上所述，根据水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）附录M，右岸堤防区中部含泥粉细砂层可能存在振动液化问题，建议挖除该层将地基建于砂卵砾石之上，或对中上部土层进行旋喷灌浆处理。4.3.3.1.4 渗漏及渗透稳定问题由于堤基为级阶地，下部砂卵砾石多为强透水层，据现场注水试验，砂卵砾石层渗透系数K=310-2cm/s左右，阶面宽约500m，阶地后缘为溪沟并将引至坝下游排水，坝肩与两岸山体无法形成封闭的防渗圈，当水库蓄水后，在一定的水头作用下，库水易沿砂卵砾石层向阶地后缘溪沟渗透并绕坝流入下游，导致库水流失，并且在渗流作用下，砂卵砾石层中砂、土等细颗粒沿着大颗粒的卵、砾石空隙通道移动或者被带走而产生管涌;或者渗流沿着基岩与砂卵砾石接触面把其中的细小颗粒带走而形成接触冲刷，因此堤基存在渗透变形问题。建议在堤基采取防渗措施，如在堤基采取灌浆形式也可以增加大坝两侧绕坝渗流的渗径等形式，减少渗流量和降低渗流速度。4-32岷江汉阳电航枢纽防护区土体主要地质参数推荐值表表4.3.3-1 土类地层时代物理力学指标允许承载力R(KPa)抗冲刷流速摩擦系数f砼/土允许渗透坡降开挖坡比天然含水量w(%)天然密度(%)孔隙比(e)土粒比重Gs塑性指数Ip液性指数IL渗透系数K(cm/s)压缩系数av1-2Mpa-1内摩擦角()凝聚力C(KPa)临时永久干湿低液限粘土Q4-1al()29.31.501.900.862.7113.520.43210-50.3114.916.919.021.81800.650.280.50.551:1.51:1.75砂卵砾石310-2/2830/3801.51.80.420.180.201:1.51:1.75砂卵砾石Q4-2al(河漫滩)510-2/2426/3501.51.80.420.150.181:1.51:1.754.4 各坝址工程地质条件比较与坝址选择4.4.1 上坝址工程地质条件坝区河流流向N68W，主河床位于左侧，平水位373.9m时，河床河水面宽265m，最大水深3.2m，河床高程370.3372.1m；当设计正常蓄水位382.5m时，相应河床宽793.9m。坝址区为一对称“U”河谷，两岸为级阶地，阶面高程384.2384.8m，高出河水面1015m，宽一般大于500m。级阶地后缘为丘陵，山顶高程400430m，山顶浑圆，山坡坡角3035。右岸阶地后缘山脚下有一溪沟将阶地与山体隔离，蜿蜒至下游河道拐弯处（阶地尽头处）汇入主河道。坝区大部分为第四系覆盖，仅在坝址上游585m的右岸码头附近见基岩出露，在河边形成基岩陡崖，崖高10m左右。坝区出露地层为白垩系下统红层及第四系松散堆积层，由老至新分述如下：（1）白垩系下统灌口组下组下段（K1g1-1）：紫红色中厚层状粉砂质泥岩与细砂岩互层，夹薄层泥质粉砂岩及石膏透镜体，厚度大于36m。（2）白垩系下统灌口组下组上段（K1g1-2）：紫红色中厚层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩夹细砂岩、薄层泥岩及石膏透镜体，厚22m。分布在坝区两岸及河床，为坝基主要持力层。（3）第四系松散堆积层全新统冲积堆积（Q4-1al 、Q4-2al）：褐黄色低液限粘土、可塑状，中至高压缩性，厚15m；砂卵砾石，结构松散，透水性强，厚约1.213.0m，分布于河床、边滩及级阶地一带。坝址处于龙泉山背斜之西北翼，岩层产状N4045E，NW410倾向下游，坝区节理不甚发育，仅在坝址上游陡崖出露的基岩浅表部发现近垂直层理的节理，密度约12条/m，微张，局限于层内，在坝区钻孔中仅在ZK3号孔中发现一组陡倾角节理。据钻探资料，坝基岩体中夹有薄层的泥岩夹层，其特征和分布情况见表4.4.1-1。另外，在岩层中见石膏以短小透镜体状零零散散点缀在白垩系灌口组岩体当中，石膏透镜体的单层厚度一般340mm，透镜体延展一般不超过1m。上坝址泥岩夹层分布一览表表4.4.1-1 编号