河北省承德桃树峪核电项目工程地质测绘初步可行性研究

杨林　丁玉芝

摘要：通过对河北省承德桃树峪核电项目工程地质测绘，初步查明桃树峪区域地质条件、测区工程地质条件、水文地质条件，为该区建设核电项目的可行性提供科学依据。

关键词：地形地貌；水文；构造节理

引言

近年来，随着河北电力需求的持续增长，加快开发建设核电项目对于改善华北地区能源结构，优化电源布局，保障电网供应安全，促进节能减排都具有十分重要的意义。

1.地理位置及交通

拟建桃树峪核电项目位于河北省承德市宽城县碾子峪乡桃树峪村，厂址南距碾子峪乡约3km，距宽城县城约45km，北距承德市约123km，交通较便利。

2.区域地形地貌

本区主要为构造剥蚀地貌，区内中间低、四周高，长河自北向南环绕着核岛区而过，区内地形起伏较大，最大高差约为321m。山体植被较发育。

3.区域地质概况

3.1区域地层岩性

（1）区域地层。区域内出露的地层由新到老主要有：新生界第四系地层、元古界下震旦系高于庄组地层。

①第四系（Q₄）：主要分布于沟谷及长河的一级阶地上，主要由冲积、洪积、沙砾石及沙黏土、黏土组成。

②下震旦系高于庄组（Z₁g¹）：上中部为薄一中厚层白云岩，下部为含锰白云岩、含锰页岩、白云质灰岩，白云岩，灰白色，层理较发育，岩石致密坚硬，底部为石英岩状沙岩，向上微潮间带至潮上带含陆屑的燧石白云岩，泥质白云岩，夹白云质沙岩、白云质粉沙岩。

（2）岩浆岩。花岗岩（γ）：出露于测区的东部及北部，呈岩脉分布。在地表出露宽约15m。浅肉红色，中粗粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英及云母组成。

3.2区域构造

厂址位于冀北断隆与燕山南缘断垄分界南侧。根据中国地震灾害防御中心的地震专题资料显示，区域内断裂构造发育，断裂总体上以北东、北东东和北西西向为主。

4.测区地形地貌

厂址区为构造剥蚀低山地貌，地势中间低、周围高，长河自北向南环绕厂址区而过，测区内最高海拔477.7m，位于测区的西部；最低海拔290.00m，位于测区的南部，黄台子村附近，测区内地形起伏较大，按照地貌的成因类型，将本测区地貌划分为构造剥蚀低山地貌、河流地貌、岩溶地貌、人工地貌。

4.1构造剥蚀低山地貌

构造剥蚀低山地貌为测区的主要地貌，在测区内广泛分布，表面普遍覆盖第四系残坡积的耕植土及角砾，第四系地层下为基岩，岩性主要为白云岩及白云岩夹页岩、石英沙岩，在测区的南面岩性主要为角闪辉长岩。在测区内局部地段基岩出露，主要在长河环绕厂址区的周围岸边，岩性主要为白云岩，层理发育。西侧山体较高，基岩出露，岩性主要为白云岩，层理发育，总体倾向北西，倾角60°左右，往东为厂址区，第四系覆盖层较厚，下覆基岩主要为白云岩，局部有页岩夹层及花岗岩脉。

4.2河流地貌

測区内的河流地貌主要为长河，长河从区内流过，河流谷地呈“U”形，河底无基岩出露，河谷横断面多为“U”形，河床纵剖面较平缓，常为一光滑曲线，比降较小，多为弯曲河型。长河在本区有结冰封冻现象，因为枯水期，部分河段变得窄而浅，水流变小。

4.3岩溶地貌

岩溶地貌在桃树峪村西南部山脚处出现，可溶性岩石为白云岩，溶洞最大处2m～3m，其他多为溶蚀孔，大小不一，形状不规则，在厂区内的钻孔中也揭露了岩溶现象，其中TZK2在深度29.4m～38.5m范围发现溶洞，溶洞内有黏性土、砾石等充填物，TZK5的岩芯普遍存在较小的溶蚀孔。

4.4人工地貌

测区内的人工地貌主要为人工边坡、尾矿库及尾矿堆、人口开凿河洞，人工边坡主要为修建遵小铁路形成，分布铁路两侧，边坡为岩质边坡，岩性主要为白云岩，高度6m～20m不等，坡角一般70°～80°；在本测区内分布着4个尾矿库及3个比较大的尾矿堆，距离场区较远；在测区的南部有两个河洞，主要为河流侵蚀和人工开凿形成。

5.测区地质

（1）测区地层。测区内出露的地层主要有：新生界第四系地层、元古界下震旦系高于庄组地层。

（2）测区构造根据前人资料并结合本次测绘和物探成果，测区内未发现断层。测区内构造可分为节理裂隙、褶皱及层理构造。

①节理裂隙。本次工程地质测绘在测区内的天然露头处对中等风化的白云质灰岩进行了5处节理统计，从统计结果来看，测区内以走向NE的节理最为发育，NW向节理次之，倾角40°～90°。因不同岩性本身特殊的构造特征（如层理特征等）及受到构造应力挤压程度的不同，所形成的构造节理发育程度及特征也是不相同的。

②褶皱构造。从整个测区范围来看，根据地层岩性的展布特征、地层产状的变化可以看出，测区内的构造由连续小的褶曲形成，各个褶曲之间间距较小，使测区内部分小的构造较连续，在山体的侧面偶尔可见到，局部由于第四系地层的覆盖及地质构造作用的破坏，使测区内的褶皱构造很不完整。主要形成了背斜和向斜两种形式，岩性主要为白云岩。

③层理构造。测区内岩石以白云岩、白云质灰岩夹石英沙岩、页岩为主，层理特征较明显，地层产状以倾向280°～360°、倾角50°～60°居多；单层厚度一般在10cm～30cm，局部厚度可达40cm～50cm，局部可见与石英沙岩、页岩呈互层状，单层厚度在20cm～30cm，总体上以中厚层一厚层状为主，局部为薄层状。

6.岩土体工程地质特性

6.1第四系地层工程地质特性

测区第四系地层主要分布沟谷及长河岸边两侧，在基岩表面，该层厚度较小，以粉质黏土和棱角状砾石组成，呈黄褐、褐黄色，可塑、松散状态。该层厚度及平面分布不均匀，工程地质性质差。

6.2基岩

根据本次测绘和钻探所揭露的地层情况看，全区岩体可分为中等风化、微风化两个风化等级。测区内白云岩抗风化强度最高，岩性互层时，往往表现出差异风化现象。

6.3岩体的工程地质特性

岩体的工程地质特性主要取决于岩体结构面特征、结构体岩石及岩体结构特征。

（1）岩体结构面特征：测区节理面属于V级。岩石的层面结合良好。中等风化白云岩岩体完整程度为破碎一较破碎，微风化白云岩岩体完整程度为破碎—较破碎。

（2）结构体岩石的力学性质：桃树峪厂址主要揭露了白云岩，局部有页岩夹层及花岗岩脉。白云岩中等风化、微风化为坚硬岩，页岩微风化为坚硬岩，花岗岩中等风化为较硬岩。

（3）岩体的结构类型：测区主要岩体结构类型属层状结构，节理密集带和强风化岩属碎裂状结构。

（4）岩体基本质量等级分类：厂区基岩主要为破碎—较破碎。按基本质量分级，测区中等风化白云岩为Ⅳ级，微风化白云岩为Ⅲ-Ⅳ级。

7.水文地质条件

本区在河北省水文地质分区中属燕山山地水文地质区（Ⅲ），兴隆一平泉中低山峡谷裂隙一岩溶水亚区（Ⅲ5），可分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙潜水。

测区附近地下水以第四系孔隙型潜水为主，主要赋存于沙砾石层中，埋藏较浅，赋存于河谷区的第四系冲洪积层中，测区内地下水含水介质主要为沙砾石层。地下水水化学类型为S04-HC03-Ca-Mg型。含水层的透水性及给水度较强。主要接受大气降水及地表水入渗补给，以地下径流或人工开采及抽取的方式排泄。

基岩裂隙潜水赋存于浅部风化裂隙和构造节理中，因基岩的风化层厚度、风化强度及节理裂隙发育的不均匀性。从节理裂隙发育特征来看，测区基岩裂隙水以风化裂隙水为主。

结论

（1）桃树峪厂址测区地势中间低、周围高，长河自北向南环绕厂址区而过，地貌类型有构造剥蚀低山地貌、河流地貌、岩溶地貌，人工地貌有因修建遵小铁路形成的人工边坡、尾矿库及尾矿堆、人口开凿河洞。

（2）从区域地质调查资料上显示，厂址测区内无活动性断裂构造发育。只是在区域内有小的褶皱。

（3）测绘区主要出露地层为下震旦系高于庄组（Z₁g¹）和新生界第四系地层（Q₄）。地层产状以倾向280°～360°、倾角50°～60°居多。

（4）测绘区内发育风化裂隙和构造节理，节理以高倾角剪节理为主，风化后节理面粗糙，呈闭合～微张状态，局部地段被少量石英脉、方解石细脉充填。测区内以NE走向的节理最为发育，NW向节理次之，倾角40°～90°。

（5）厂址区强风化岩体风化裂隙较发育，多呈层状结构或碎块状结构，岩体较破碎。

（6）根据节理统计对边坡稳定性初步分析，桃树峪厂址区内自然边坡稳定，在厂区整平至325.00m高程后形成的最高约130m人工高边坡，初步判定存在楔形体滑落的可能性，开挖时需采用适当支护措施。

（7）廠址区水文地质条件简单。地下水类型为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，以第四系孔隙潜水为主，基岩裂隙水以浅层风化裂隙水为主；地下水及地表水均属中性的淡水。地表水有轻微污染。

（8）通过本次工程地质测绘，从区域地形地貌、区域地质概况、测区地形地貌、测区地质、测区岩土体工程地质特性、水文地质条件等进行了调查分析，为厂址的选择进行了初步的可行性研究。