古县麦沟河水库坝址地质条件分析研究

李 萍

(古县水务局，山西 古县 042400)

古县麦沟河水库坝址地质条件分析研究

李 萍

(古县水务局，山西 古县 042400)

从地形地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象等方面出发，对古县麦沟河水库坝址的地质条件进行了分析，并探讨了坝址区地下水赋存条件、岩体的渗透性、地下水等特征，提出了坝址区岩土体物理力学参数建议值。

坝址，工程地质，岩性，地下水，力学特性

麦沟河水库在麦沟河河段选择了2个坝址，上坝址位于圣王坡河段相对狭窄处，下坝址位于左村上游约1.2 km的河道拐弯处，两坝址相距约540 m。

1 上坝址工程地质条件

上坝址位于圣王坡河段相对狭窄处。本段河流比较顺直，流向为SW126°。坝址为两岸不对称的“U”形河谷，谷底地形平缓，河谷谷底高程770 m。左岸地形相对平缓，地形坡度为8°～20°，在坝址下游发育一冲沟；右岸发育一台地，台面高程为784 m～794 m，坡度为8°～10°，台地前缘地形较陡，坡度为40°～60°，在坝址上游发育一条冲沟，切割较深。河水季节性强，雨后水位上涨较快，河面较宽；平水期水深约0.2 m，河面宽约2 m～3 m。在正常蓄水位时河谷宽约260 m。坝址区主要出露第四系地层，其中左岸主要为崩坡积层和洪积层，崩坡积层厚度约1 m～3 m，洪坡积层厚度约3 m～5 m；右岸主要为洪坡积层，厚度约20 m～25 m。基岩出露较小，只在两岸岸坡局部有出露。坝址区未发现断层，裂隙不发育。裂隙主要发育三组，以NW向裂隙最为发育，NWW向次之，裂隙以陡倾角为主，缓倾角次之，中等倾角不发育。坝址区地下水类型主要为第四系松散堆积层中孔隙水及基岩裂隙水两种，地下水主要接受大气降水的补给，向河谷排泄。第四系孔隙水赋存于松散堆积层中，不发育。地下水主要为基岩裂隙水，多沿裂隙相对较发育区和风化囊集中分布，完整岩体地段地下水不发育。 坝址区物理地质现象主要表现为风化与卸荷。全、强风化一般分布在缓坡地段，垂直深度一般10 m～15 m；弱风化深度一般河床较浅，垂直深度25 m～30 m，两岸稍深，一般垂直深度30 m～40 m不等。

2 下坝址工程地质条件

2.1 地形地貌

坝址位于左村上游约1.2 km，圣王坡下游约540 m处。河段河流呈“S”形，总体呈SW155°。下坝址为两岸不对称的“U”形河谷，谷底地形平缓，河谷谷底高程761 m。左岸发育台地，台面高程为784 m～788 m，坡度为8°～10°，台地前缘地形较陡，基岩裸露，地形坡度为30°～35°，局部可达60°。右岸783 m高程以下地形坡度在30°～35°，783 m高程以上地形坡度为10°～15°，在坝址下游侧发育一条冲沟，切割较浅。河水季节性强，平水期水深约0.2 m，河面宽约1 m～3 m。在正常蓄水位时河谷宽度约130 m。

2.2 地层岩性

坝址区主要为基岩出露。其中两岸776 m以下及河床出露二叠系上统上石盒子组第三段的砂岩，右岸776 m以上出露紫红色砂质页岩。776 m以上为洪积层夹崩坡积层，其中上部为厚约4 m～5 m的亚粘土，中部为厚约5 m～6 m的碎石土层，下部为厚约3 m～5 m的砂砾石层。

2.3 地质构造

坝址区未发现断层，裂隙不发育。岩层平缓，产状为NE2°～5°NW∠3°～10°。主要发育三组裂隙：1)NW300°～320°SW(NE)∠75°～85°，裂隙面起伏粗糙，闭合，延伸长度大于5 m；2)NE5°～20°SE∠80°～86°，裂隙面起伏粗糙，闭合，延伸1 m～3 m；3)NW290°～315°SW∠15°～30°，裂隙面平直粗糙，微张，充填岩片、碎屑，延伸长度一般小于1 m。其中第1)组裂隙最为发育。

2.4 物理地质现象

坝址区物理地质现象主要表现为岩体的风化与卸荷。局部存在少量的崩塌现象，不存在对工程有影响的滑坡、泥石流等不良物理地质现象。

岩体风化主要受岩性、构造结构面及地形控制。依据地表测绘及钻孔勘探揭示，两岸岸坡存在夹层风化现象，强风化深度一般在3 m～5 m，砂质页岩风化深度较深，全、强风化深度一般在10 m～15 m。河床为弱风化的砂岩，弱风化深度在25 m～30 m。

岩体卸荷作用不明显，卸荷裂隙发育程度和卸荷深度受地形地貌、地层岩性、地质构造等因素控制，推测两岸岩体弱卸荷水平深度为20 m～30 m。

两岸776 m高程以下边坡较陡，由于风化及卸荷等因素的影响，局部有规模较小的岩块崩塌发生，堆积于边坡坡脚较平缓的部位或沟底，其方量较小，对工程影响不大。

2.5 水文地质条件

2.5.1 地下水赋存条件

坝址区地下水类型主要为第四系松散堆积层中孔隙水及基岩裂隙水两种，地下水主要接受大气降水的补给，向河谷排泄。第四系孔隙水赋存于松散堆积层中，不发育。地下水主要为基岩裂隙水，多沿裂隙相对较发育区和风化囊集中分布，完整岩体地段地下水不发育。

2.5.2 岩体的渗透性

对坝基、趾板岩体进行了15段压水试验，其中中等透水性(10 Lu≤q<100 Lu)有3段，占20%；弱透水性(1 Lu≤q<10 Lu)有12段，占80%。由压水试验成果可知：岩体透水性主要取决于岩体的风化程度和节理裂隙发育情况，在垂直方向上，具有自上而下透水率总体呈逐渐变小趋势。强风化岩体具强透水～中等透水性，局部具弱透水性，弱风化岩体具弱透水性，局部具微透水性。从岩性上看，弱风化的砂质页岩呈弱透水性，而弱风化的砂岩为中等透水～弱透水。

2.5.3 地下水

坝址区地下水有覆盖层孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水埋藏于松散堆积中的孔隙中，透水性较好，靠大气降雨补给，就地补给，就地排泄。基岩裂隙水主要赋存于岩体裂隙中或风化囊中，以大气降水渗入补给为主。从钻孔实测的地下水位统计结果可知(见表1)：两岸地下水埋深一般在16 m～22.5 m，对应高程在767 m左右，低于水库正常蓄水位。

表1 坝址钻孔地下水位结果统计表

2.5.4 岩土体的物理力学特性

坝址区基岩为二叠系上统上石盒子组第三段(P2S3)的杏黄色的砂岩和紫红色砂质页岩互层，控制岩体质量的主要因素为岩质类型、岩体完整性，结构面性状及风化、卸荷状态。根据钻探及地质测绘，结合地层岩性，将坝址区工程岩体结构大体分为如下3类，即层状结构、碎裂结构和散体结构(见表2)。

根据坝址区岩体坚硬程度与岩体结构特征，参照GB 50487-2009水利水电工程地质勘察规范，对坝基岩体进行工程地质分类。微新～弱风化的砂岩、微新砂质页岩为Ⅲ类岩体，强风化砂岩、弱风化砂质页岩为Ⅳ类岩体，全、强风化砂质页岩为Ⅴ类岩体。

表2 坝址区岩体结构分类表

根据现场地质测绘和钻孔资料，结合实际的工程地质条件，并参考其他工程类似岩体物理力学指标，提出坝址区岩土体物理力学参数建议值见表3,表4。

表3 土体物理力学性质参数建议值表

表4 岩(石)体物理力学性质参数建议值表

从临近工程分析：①亚粘土层：呈棕黄色，质地均一，块状、无层理，钙质结核较发育。透水性较小，一般为弱透水性，稍密～中密，具有弱湿陷性或无湿陷性。②碎石土层：呈稍密状，具强透水性。③砂砾石层：呈弱胶结状，为中等～强透水性。

Analysis and research on dam address geological conditions of Guxian Maigou river reservoir

LI Ping

(Guxian Water Affairs Bureau, Guxian 042400, China)

From the topography, formation lithology, geological structure, physical geological phenomena and other aspects, this paper analyzed the geological conditions of Guxian Maigou river reservoir dam address, and discussed the groundwater occurrence condition of dam address area, the permeability of rock mass, groundwater and other characteristics, put forward the physical and mechanical parameters recommended values of rock and soil dam address.

dam address, engineering geology, lithology, groundwater, mechanical property

1009-6825(2014)36-0229-02

2014-10-13

李 萍(1973- )，女，工程师

TV697

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