新民水库库区工程地质条件分析

2017-08-07王毅

水利科学与寒区工程 2017年6期

关键词：冲沟坝址新民

王毅

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳 550001)

新民水库库区工程地质条件分析

王毅

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳 550001)

水库工程建设较为复杂，为保证工程建设任务的有序开展和建设质量，需对工程地质进行勘察。本文结合新民水库库区工程进行分析，从地形地貌、地层岩性、岩溶水文地质特征、物理地质现象四个方面进行论述。由地质条件分析结果可知该工程地质构成较为复杂，但无不良地质。

水库；地质；地形地貌；水文

为保证水利工程建设任务的顺利开展，需要对工程现场和周边环境进行全面勘察[1]，了解地区工程地质条件，为工程设计与施工方案的编制提供依据[2-3]。若地质勘查结果中显示存在不良地质，则需尽量避开，并制定应急预案，从而保证工程建设任务的顺利开展，提高工程的施工质量和经济效益。

1 地形地貌

拟建新民水库位于贵州省西部毕节地区威宁县石门乡新民村。坝址距威宁县城约61.0 km，距云南省昭通市约20.5 km。受地形、地质条件和设计布置的限制，本阶段坝址选择新民小河中段，即坝段位于新民村南偏西8°方向1000～1200 m一带，上、下坝址相距约310 m，左岸有乡村公路直通石门乡新民村，右岸有乡村公路直通新民村张家湾子，但两条公路位置较高，工程区交通条件较差。

库区为侵蚀、溶蚀高中山峡谷地貌，河谷深切，沿河可见狭长阶地发育。两岸山顶海拔高程2100～2460 m，相对高差120～360 m，右岸紧邻下坝址坝肩处和左岩处各有一条深切冲沟发育，浅切冲沟发育数条；左岸距离下坝址约210 m及张家大地处各有中等切割冲沟发育，浅切冲沟发育数条；两岸山体总体雄厚完整、无低邻谷分布。

新民小河呈北东向展布，流向北东向，河流的平均比降5.2%，河床宽20～50 m，水深一般为0.3～1.5 m，库区两岸地形坡度多大于40°，上游两岸地形坡度多大于30°，河谷多为不对称的“V”形走向。河流主要靠上游发源于结衣一带泉水补给，距离坝址约5.0 km，两岸地形相对较对称，河流弯曲，河床高程1925～2090 m。其中结衣一带地形高程为2090～2180 m，其为地形相对较平缓的山地，结衣一带的农户主要分布于山地坡脚附近，坡脚至半坡主要为当地农户耕地。结衣至库区段，河段长约3.3 km。其中营盘包包河段河谷岸坡相对较缓，右岸有少量耕地与大量林地分布，左岸主要由林地覆盖。左岸河段河谷相对较缓，右岸冲沟一带分布耕地，坡脚缓坡地带有零星农户分布，左岸为缓坡，主要分布荒地和林地。张家大地至坝址河段，为峡谷河段，河谷较窄，两岸地形相对较对称，主要由林地覆盖，河谷有狭窄阶地发育，呈长条形展布，高出河水位2～5 m。蓄水河段高程1925～1986 m，水库坝区抬高水位61 m，正常蓄水位1986 m，回水长1.1 km，即由坝址至上游张家大地一带，库区段河流纵坡比降平均为5.7%。

水库左岸水平距离5 km处分布有女姑小河，河床高程2100 m左右，远高于正常蓄水位1986 m，无低邻谷分布；右岸低邻谷主要为租嘎河。

2 地层岩性

水库区第四系残坡积层分布较广，基岩在地形陡峻处出露，库区地层岩性由上至下依次为：

(1)第四系覆盖层(Q)。冲洪积物(Qal+pl)：上部褐黄、褐红、褐黑色砂卵砾石，局部含大粒径块石，多呈扁平状，厚0～5 m，主要分布于河床及冲沟底部，呈条状或扇形状分布。

崩塌堆积物(Qcol)：为碎块状、巨块石，厚0～15 m，分布于河流两岸，多呈条带状分布。

残坡积物(Qel+dl)：为紫红、褐黄、褐黑色黏土夹碎石，主要分布于岸坡地带，厚0～2 m。

(2)威宁组(C2w)。灰白、肉灰色生物碎屑灰岩，鲕状灰岩夹白云质灰岩、硅藻岩。厚度132～530 m。分布于库区左岸。

(3)摆佐组(C1b)。浅灰、灰白色灰岩、生物碎屑灰岩，夹白云质灰岩、白云岩。厚度34～256 m。分布于库区左岸。

(4)大塘组(C1d)。上司段(C1ds)：深灰、浅灰色白云质灰岩、白云岩，局部夹黑色页岩。厚度25～570 m，分布于库区左岸。

旧司段(C1dj)：上部黑色页岩、灰质页岩夹煤线及灰岩透镜体；下部灰色细粒石英砂岩、黑页岩夹煤线。厚度17～568 m，分布于库区左岸。

(5)泥盆系上统(D3w)。泥盆系上统第一段(D3w1)：白色、灰白色白云岩、灰质白云岩。厚-巨厚层状，岩质较硬，隐节理发育断口粗糙呈贝壳状，岩芯主要呈短柱状、碎块状及砂状，厚度约352～434 m。分布于库盆区及库区左岸。

泥盆系上统第二段(D3w2)：灰色、灰白色灰岩。中厚-厚层状，岩质较硬，节理发育，岩体较破碎，断口平整，敲击宜沿节理面断裂，岩芯主要呈长柱状、柱状、块状，厚度约45～138 m。分布于库盆区及库区右岸。

3 岩溶水文地质特征

3.1 岩溶

从地表调查揭露情况显示，库区的石炭系大塘组(上司段C1ds)、泥盆系上统望城坡组(D3w1)等地层基本为浅层溶洞，为相对弱岩溶带，分布于库区下游的小坪子、野衣梁子、陈家屋基、白沙地，库区的张家湾子、两天窝，右岸的土基寨、古戛寨，库尾及上游的结衣、小营盘一带。

水库区库盆主要由泥盆系上统望城坡组(D3w1)白云岩、石炭系大塘组旧司段(C1dj)砂页岩及石炭系大塘组(上司段C1ds)灰质白云岩组成，受地层中相对隔水岩组砂页岩、白云岩的限制，岩溶发育程度较低。

库区的隔水层主要发育在石炭系大塘组上司段(C1ds)、旧司段(C1dj)层位上，分布于库区左岸上部山体的猴子岩至兰家丫口一带，水库左岸地层岩性主要为D3w1白云岩，滴稀盐酸基本不起泡，为弱岩溶岩石，C1dj砂页岩位于较高处，与D3w1白云岩断层接触，据地表地质调查左岸岩溶弱发育。

3.2 水文地质

据地表调查，水库区河流两岸台地上均有泉水分布，且分布位置较高，以上层滞水为主，流量小，旱季大多干涸，较稳定的泉水均位于冲沟底部，少量位于冲沟中部。大型岩溶出水点大多位于测区的P1q、P1m灰岩层位中，少量位于D3w地层及其他地层中。受二叠系峨嵋山玄武岩组(P2β)、梁山组(P1l)，石炭系大塘组旧司段(C1dj)中泥岩、页岩、石英砂岩、泥质白云岩、白云质泥岩、砂页岩等隔水地层所阻隔，隔水层之上与隔水层之下具不同的分层水位。

左岸C1dj砂页岩与D3w1白云岩断层接触，接触带多见小泉水出露，基本判断为上层滞水，不代表稳定地下水位，但基本表明断层为阻水断层，C1dj砂页岩具有可靠的隔水性能。

右岸存在租噶河低矮邻谷，邻谷高程约1650 m，低于正常蓄水位约330 m，但分水岭较为宽厚，约3 km，岸坡泉水露点较高，出露高程1910～2100 m，主要分布于库区河谷两岸冲沟的中部及底部，流量0.1～5.0 L/s，较稳定。

下坝址河床钻孔zk3揭露地下水位低于河水位约15 m，上坝址钻孔水位与河床水位基本齐平。据初步分析，下坝址处右岸发育F2断层，岩体较破碎，岩层倾向右岸偏下游，河床比降较陡，造成此处河水沿裂隙及断层破碎带向下游补给，造成地下水位低。

河谷为走向谷，河床高程1925～1959 m，钻孔水位与河水位关系见表1。

表1 钻孔地下水位统计表

由表1统计知，钻孔水位与地下水位差异较小。河谷两岸有泉水出露，以明流形式向河流排泄，建库河流整体为两岸地下水补给河水。下坝址由于深层卸荷裂隙发育，河床比降较陡，所以河水易沿裂隙向下游补给排泄。

库区地下水主要受集雨区内大气降水补给，通过两岸及河床岩(土)体的孔隙、裂隙、层面等通道径流，向库区新民小河河谷排泄，新民小河为区内最低排泄基准面，两岸地下水比降5%～15%。

4 物理地质现象

库区为中山深切割峡谷地形，出露地层主要为三叠系、二叠统的碳酸盐岩、碎屑岩地层，碳酸盐岩夹碎屑岩地层仅在局部出露，库区河谷大部坡缓谷浅，地形时而开阔时而狭窄，未见较大规模的滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象，不良物理地质现象总体弱发育，主要表现为微、小型滑坡及泥石流，以及风化、岸坡卸荷危岩、残坡积及河床冲洪堆积等，分布在河流、溪沟两岸缓坡及坡脚地带，其类型和规模受地形、岩性、构造及风化深度等控制，规模大小不等，分布零星。