詹智詠

(遼寧省綏中縣水利建筑工程公司，遼寧 綏中 125200)

?

蔡俄堡水源地工程地質(zhì)條件分析

詹智詠

(遼寧省綏中縣水利建筑工程公司，遼寧 綏中 125200)

蔡俄堡水源地工程壩址位于遼寧桓仁縣鏵來(lái)鎮(zhèn)大二河支溝油瓶溝上，通過對(duì)蔡俄堡水源地工程庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件、壩基巖體特征、壩基巖體完整程度探討分析。結(jié)果表明：庫(kù)區(qū)內(nèi)不存在較大軟弱結(jié)構(gòu)面，庫(kù)岸穩(wěn)定，工程區(qū)附近沒有較大規(guī)模斷層通過，區(qū)域構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，基巖裂隙水，分布于壩基基巖內(nèi)，巖體內(nèi)各結(jié)構(gòu)面展布是其儲(chǔ)藏空間，結(jié)構(gòu)面貫穿通道是其滲流通道，主要按受大氣降水及上部第四系孔隙潛水補(bǔ)給，以補(bǔ)給河流為排泄通道，該壩基基巖為一套白堊系火山碎屑巖地層，巖體富水性、透水較弱，為今后該水源地管理提供科學(xué)依據(jù)。

水文地質(zhì)；庫(kù)區(qū)；壩基巖體；庫(kù)岸穩(wěn)定

蔡俄堡水源地工程壩址位于遼寧桓仁縣鏵來(lái)鎮(zhèn)大二河支溝油瓶溝上，位于桓仁滿族自治縣鏵來(lái)鎮(zhèn)蔡俄堡村南西3 km處，距桓仁—本溪公路約5 km，交通較為方便。本區(qū)處于長(zhǎng)白山主脈南端，地貌為中低山，海拔高程一般600～1 000 m，河谷高程350～450 m，山勢(shì)連綿起伏，地形坡度一般在20°～50°左右。本區(qū)植被茂密，降雨豐富。工程區(qū)附近出露的主要地層有太古代混合巖，寒武系灰?guī)r、頁(yè)巖，中生代侏羅系小東溝組火山沉積巖，白堊系梨樹溝組火山碎屑巖及第四系沖洪積、坡洪積物等。在大地構(gòu)造上看，本區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)膠遼臺(tái)隆太子和-渾江臺(tái)陷桓仁凸起上，工程區(qū)及附近沒有較大規(guī)模斷層通過，屬區(qū)域構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于0.05 g，相應(yīng)地震基本烈度小于Ⅵ度。

1 工程地質(zhì)概況

1.1 地形地質(zhì)條件

庫(kù)區(qū)兩岸山勢(shì)陡峻且較雄厚，為長(zhǎng)白山山脈的余脈，地勢(shì)由西南向西北增高，地貌屬中低山區(qū)，高程為600～800 m，兩岸植被發(fā)育。河谷多為“V”型谷，為沖蝕切割地形，河谷寬度一般50～200 m。庫(kù)區(qū)出露地層巖性較簡(jiǎn)單，各地層巖性描述如下：

第四系(Q4)：具體可分為第四系沖積層和第四系坡洪積層。第四系沖積層，主要分布于河床，構(gòu)成漫灘，由砂礫卵石組成，卵礫石磨圓分選一般，塊徑大小差別較大，厚度為2.5～5.0 m；第四系坡洪積層，主要分布于兩岸山坡及坡腳，為風(fēng)化作用的結(jié)果，主要由風(fēng)化土夾雜塊石組成，厚度不詳。

白堊系梨樹溝組(K1l)：庫(kù)區(qū)內(nèi)廣泛出露，主要巖性為砂巖、粉砂巖及火山角礫巖等。根據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料及調(diào)查，庫(kù)區(qū)未有較大規(guī)模斷層通過。

1.2 水文地質(zhì)條件

地表水及地下水主要受氣象條件和地下賦存條件控制，本區(qū)地下水儲(chǔ)藏類型主要為第四系孔隙潛水、基巖裂隙水、構(gòu)造水及巖溶水。第四系孔隙潛水廣泛分布于各河谷漫灘砂卵礫石層中，以水位較淺、滲流量較大為主要特點(diǎn)，主要接受大氣降水補(bǔ)給，以補(bǔ)給河流及水井為主要排泄方式，受季節(jié)性影響較大?；鶐r裂隙水主要分布于基巖裂隙中，基巖裂隙的發(fā)育程度及貫通性決定了其活動(dòng)性，主要接受大氣降水及上覆第四系孔隙潛水垂直補(bǔ)給，以補(bǔ)給河流及水井為主要排泄方式。本工程區(qū)地層巖性多為侏羅系的一套沉積砂巖、頁(yè)巖及火山角礫巖，巖體透水性、含水性較差，屬于含水貧乏區(qū)。

2 工程地質(zhì)條件分析

2.1 地形地質(zhì)概述

該壩址位于一狹窄河谷處，兩岸山勢(shì)較陡且較雄厚，植被發(fā)育，左岸山坡坡角約40°～60°，右岸山坡坡角約25°～35°且有一坡洪積階地，屬中低山地貌，高程為600～700 m?，F(xiàn)有河谷寬約150 m，河床寬約60 m，谷底高程482～485 m 。本區(qū)出露的地層主要為第四系(Q4)及白堊系梨樹溝組(K1l)，各地層巖性從新到老描述如下：

第四系(Q4)：可分為第四系沖積層和第四系坡洪積層。第四系沖積層，主要分布于河床，構(gòu)成漫灘，由砂卵礫石組成，卵礫石磨圓較好，塊徑大小差別較大，一般10～20 cm，厚度為3.5～5.0 m；第四系坡洪積層，主要分布于兩岸山坡及坡腳，為風(fēng)化、坡洪積作用的結(jié)果，主要由砂壤土夾雜塊石組成，左岸厚度1.0～2.5 m，右岸厚度1.0～7.30 m。

白堊系梨樹溝組(K1l)：壩址區(qū)主要巖性灰黑色、暗紫色火山角礫巖、安山質(zhì)角礫巖及灰綠色砂質(zhì)凝灰?guī)r等。壩址區(qū)未發(fā)現(xiàn)明顯斷裂構(gòu)造，根據(jù)鉆探成果，只在淺層巖層內(nèi)見有風(fēng)化裂隙及構(gòu)造節(jié)理 ，未見有軟弱夾層及不利結(jié)構(gòu)面。

2.2 壩基巖體特征

2.2.1 風(fēng)化程度

兩岸山坡基巖埋深1.8～7.3 m，河谷基巖埋深3.5～5.5 m。 巖石的風(fēng)化程度主要受自身結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物組成等和外界環(huán)境的影響，自身結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物組成等決定了其風(fēng)化的難易程度，外界環(huán)境則決定了其風(fēng)化的速率。各孔揭露基巖風(fēng)化程度及風(fēng)化下限埋深見表1。從表1可以看出，全風(fēng)化巖厚度較小，可忽略不計(jì)。左岸強(qiáng)風(fēng)化下限埋深5.0 m，厚度1.8～2.0 m，弱風(fēng)化下限埋深11.5m，厚度5.5 m左右；河谷強(qiáng)風(fēng)化下限埋深4.8～8.0 m，厚度1.3～2.5 m，弱風(fēng)化下限埋深12.5～20.0 m，厚度8～12 m。

表1 鉆孔基巖風(fēng)化程度及下限埋深統(tǒng)計(jì)

2.2.2 壩基巖體完整程度

巖體完整程度受風(fēng)化、構(gòu)造節(jié)理、層理等條件控制，根據(jù)鉆孔巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD和巖芯取獲率可初步判定巖體完整性。各鉆孔壩基巖體完整程度統(tǒng)計(jì)見表2。從表2可以看出，壩基巖體強(qiáng)風(fēng)化巖巖體均為破碎，弱風(fēng)化巖巖體為較破碎，微風(fēng)化巖巖體為中等完整。

表2 鉆孔巖體完整程度統(tǒng)計(jì)表

2.2.3 基巖巖石物理力學(xué)性質(zhì)

本次未進(jìn)行巖石試驗(yàn)，可參考工程區(qū)附近在建工程類似巖石試驗(yàn)指標(biāo)。根據(jù)已有巖石試驗(yàn)資料，梨樹溝組巖石物理力學(xué)指標(biāo)參考值見表3。

表3 基巖巖石物理力學(xué)指標(biāo)參考值

2.3 水文地質(zhì)條件及基巖透水性

本區(qū)地下水儲(chǔ)藏類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

第四系孔隙潛水，主要分布于河床，主要接受大氣降水補(bǔ)給，以補(bǔ)給河流和水井抽水為排泄通道，豐水期時(shí)河水補(bǔ)給地下水。第四系卵礫石層滲透系數(shù)約100～150 m/d，屬?gòu)?qiáng)透水層。勘探期間地下水位埋深0.4～0.6 m。

基巖裂隙水，分布于壩基基巖內(nèi)，巖體內(nèi)各結(jié)構(gòu)面展布是其儲(chǔ)藏空間，結(jié)構(gòu)面貫穿通道是其滲流通道，主要按受大氣降水及上部第四系孔隙潛水補(bǔ)給，以補(bǔ)給河流為排泄通道，該壩基基巖為一套白堊系火山碎屑巖地層，巖體富水性、透水較弱。

本次勘察對(duì)基巖鉆孔均進(jìn)行了全孔壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)方法為五點(diǎn)式壓水，每段壓水試驗(yàn)段長(zhǎng)均控制在5.0～7.5 m，各鉆孔壓水試驗(yàn)成果詳見各鉆孔柱狀圖，壩基巖體透水性統(tǒng)計(jì)見表4。從表4可以看出，壩基巖體強(qiáng)風(fēng)化帶最大透水率為11.6 Lu,為中等透水，弱風(fēng)化巖～微風(fēng)化為3.7～7.3 Lu,平均5.3 Lu為弱透水，說(shuō)明巖體節(jié)理多呈閉合狀，且貫穿性較差。

3 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)存在問題

1)滲漏。庫(kù)區(qū)兩岸山體雄厚，無(wú)單薄分水嶺，且?guī)靺^(qū)內(nèi)無(wú)區(qū)域性斷裂通過及較大構(gòu)造破碎帶，地下水無(wú)集中滲流通道，水庫(kù)蓄水后，無(wú)滲漏問題。

2)坍塌與淤積。庫(kù)區(qū)兩岸植被發(fā)育，且兩岸基巖不存在傾向庫(kù)內(nèi)的大型軟弱結(jié)構(gòu)面，水位以下邊坡較緩，庫(kù)岸基本穩(wěn)定。河谷第四系沖積層，多為砂卵礫石層，且?guī)靺^(qū)兩岸植被發(fā)育，水庫(kù)運(yùn)行后，無(wú)淤積來(lái)源，不存在淤積問題。

3)淹沒與浸沒。水庫(kù)運(yùn)行后，水位抬高(設(shè)計(jì)正常蓄水位為496.89 m)，經(jīng)調(diào)查，在水庫(kù)回水線范圍內(nèi)無(wú)村莊、廠礦企業(yè)、文物及農(nóng)田等，只是將兩岸山坡一定量的森林等淹沒。在庫(kù)尾附近，地表地層多為砂卵礫石層，且無(wú)農(nóng)田及村莊，不存在浸沒問題。

表4 壩基巖體透水性統(tǒng)計(jì)(按鉆孔)

4 結(jié)語(yǔ)

(1)庫(kù)區(qū)無(wú)滲漏、淤積及浸沒問題，庫(kù)區(qū)內(nèi)不存在較大軟弱結(jié)構(gòu)面，庫(kù)岸穩(wěn)定。

(2)工程區(qū)及附近沒有較大規(guī)模斷層通過，屬區(qū)域構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于0.05 g，相應(yīng)地震基本烈度小于Ⅵ度。

(3)本壩址區(qū)位于一狹窄河谷口處，兩岸山體雄厚，坡度較大，無(wú)不良地質(zhì)問題，適宜建壩。

(4)河床覆蓋層為第四系沖積層， 由砂卵礫石組成，卵礫石磨圓一般，塊徑大小差別較大，一般10～20 cm，厚度為3.5～5.5 m，為強(qiáng)透水層；岸坡及右岸堆積階地為第四系坡洪積層，主要由砂壤土夾雜塊石組成，左岸厚度1.0～2.5 m，右岸厚度1.0～7.30 m ，屬中等透水。需進(jìn)行防滲處理或挖除。

(5)本壩址區(qū)基巖主要為白堊系梨樹溝組(K1l)火山角礫巖、安山質(zhì)角礫巖及灰綠色砂質(zhì)凝灰?guī)r等。巖石屬中硬巖，全風(fēng)化厚度較小，強(qiáng)風(fēng)化巖厚度1.5～2.5 m，壩基未見較大斷裂構(gòu)造及軟弱夾層，無(wú)不良工程地質(zhì)問題，適宜修建各壩型?；鶐r強(qiáng)風(fēng)化巖屬中等透水，弱風(fēng)化巖及微風(fēng)化巖屬弱透水層，建議對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖及弱風(fēng)化巖上部進(jìn)行防滲處理。建議兩岸壩基巖體開挖邊坡為1：0.75。

(6)工程區(qū)內(nèi)石料豐富，河谷分布3～5 m厚砂卵礫石層，儲(chǔ)量較大，混凝土骨料匱乏。適宜修建砂礫石面板。塊石用量不大，可就近購(gòu)買?；炷凉橇蠄?chǎng)可在大二河河漫灘或一級(jí)階地開采或采購(gòu)，質(zhì)量?jī)?chǔ)量可滿足設(shè)計(jì)要求，但距工程區(qū)較遠(yuǎn)，約10 km，交通較為方便。

[1]王現(xiàn)國(guó),葛雁,周奇蒙,等.地下水源熱泵運(yùn)行期間水熱變化模擬分析[J].水電能源科學(xué).2012(02).

[2]張中旺,李新民.南水北調(diào)中線工程水源地的主要問題與對(duì)策[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(04).

[3]顧金山,陸曉如,顧玉亮.上海青草沙水源地原水工程規(guī)劃[J]. 給水排水. 2009(01).

[4]王傳勝,潘良保.南水北調(diào)中線工程水源地水環(huán)境保護(hù)[J]. 地理學(xué)與國(guó)土研究. 1999(03).

[5]劉兆孝,穆宏強(qiáng),陳蕾.南水北調(diào)中線工程水源地保護(hù)問題與對(duì)策[J]. 人民長(zhǎng)江. 2009(16).

2016-12-10

詹智詠(1969-)，男，遼寧綏中人，工程師，主要從事水利工程施工管理工作。

P641.6

B

1004-1184(2017)02-0089-03