李家岩水库朱家岩-青峰岭段向东侧低邻谷的渗漏分析

杨 绍 平， 杨 钻 云， 李 叶

(1.四川水利职业技术学院，四川 成都 611231；2.西华师范大学环境科学与工程学院，四川 南充 637002；3.四川省水利水电勘测设计研究院，四川 成都 611072)

0 引 言

李家岩水库位于岷江支流西河上游，坝址在怀远镇青峰岭社区平安大桥上游约1.3 km河段，采用钢筋混凝土面板堆石坝。水库集雨面积354 km2，多年平均流量14.6 m3/s，设计正常蓄水位763.0 m，最大坝高123.0 m，总库容17 346×104m3，供水引用流量10 m3/s，应急供水流量13 m3/s，电站装机19.2 MW。水库区总体上属峡谷型水库，库盆在地形上封闭条件良好。库区含钙地层大多为互层分布，且断裂构造不发育，水库总体上存在封闭条件，但水库蓄水后，因地形地貌、地层岩性组合等存在差异，库区局部地段有渗漏问题。

1 地质概况

库区位于龙门山前陆逆冲楔南段，松潘-甘孜造山带和扬子陆块之间的过渡带上。晚新生代以来，伴随着青藏高原的快速隆升及高原地壳物质的向东蠕散，在高原东部形成一系列大型弧形走滑断裂。地壳的水平剪切运动在岷山断块和龙门山构造带转换为脆性推覆运动，形成典型的逆断裂构造环境(图1)。龙门山构造带中的茂县-汶川断裂、北川-映秀断裂、彭-灌断裂和龙门山山前隐伏断裂均具有晚更新世至全新世活动的地质地貌证据，主要表现为由北西向南东的逆掩推覆运动。历史上曾发生过数次六级左右地震，最大地震为“5·12”汶川8.0级地震。这些断裂将不同程度地对工程场地的地震安全性产生影响。

区内地势西北高、南东低，山脉走向北东，与构造线展布方向大体一致。主要分布元古界黄水河群，震旦系上统，志留系茂县群，泥盆系上统养马坝组、中统观雾山组和下统甘溪组，石炭系，二迭系上、下统，三迭系上统须家河组、中下统，侏罗系上统莲花口组、中统遂宁组，沙溪庙组、自流井群，白垩系下统夹关组、灌口组，第三系，第四系覆盖层。

2 库区工程地质背景

库区平面上呈“树枝”状，由文井江主库及柏木沟、石江沟、董家沟、古家沟及冷家沟等支库组成，四条支沟回水均较短。库区河道蜿蜒曲折，总体流向S75°E～N40°E，河床高程660～765 m，河床平均比降1.13%，枯水期河水面宽一般5～30 m，谷底宽30～50 m，局部宽达30～100 m(图2)。库盆区基岩主要出露侏罗系上统莲花口组、中统遂宁组、沙溪庙组、自流井群；白垩系下统夹关组及第四系覆盖层(表1)。

库区内断裂构造不发育，仅F1-F3三条次级断层横穿库尾及附近；褶皱构造有大坪山向斜、马家坡背斜，并呈大角度穿过文井江主库区，受褶皱构造影响，库尾至观音岩山泉库段岩层产状为N57～65°E/SE∠20～44°，观音岩山泉至马家坡库段岩层产状为N17°E/NW∠40°,马家坡至下坝址库段岩层产状为N10～86°E/SE∠10～65°，局部岩层扭转近于直立，产状为N25～56°E/NW∠71～84°。岩层走向与河流流向斜交，库区大多为斜向谷，个别段为横向谷或顺向谷(图2)。

图1 研究区构造背景及构造体系略图

图2 库区工程地质示意图

库区分布有数层J3l2、J3l1灰质砾岩及K1j、K1g泥钙质砾岩等含钙地层，其胶结物中含有碳酸盐，易产生溶蚀现象。但含钙地层(灰质、钙质砾岩)分布面积小，岩性不纯，且与砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为互层组合，岩溶发育受限制，属微-弱岩溶发育区；岩溶主要发育于砾岩地层风化、卸荷带中，通道短小、狭窄，发育深度受限制，水平深度一般1～3 m，山脊岩溶系统与最低侵蚀基准面出露的溶洞、溶隙(穴)无直接联系，未形成贯通性通道。

3 水库渗漏分析

库区总体上属峡谷型水库，库盆在地形上封闭条件良好；库盆区含钙地层分布面积小，岩性主要出露砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚韵律互层夹灰质砾岩，与含钙地层多为互层分布；库区内断裂构造不发育，水库存在封闭条件。但水库蓄水后，因局部地形地貌、地层岩性组合等，水库存在渗漏可能性地段，需要进行渗漏分析。本文通过野外地质调查及综合分析，对库区单薄山脊朱家岩至青峰岭段向其东侧低邻谷渗透的可能性进行了评价，特征如下。

表1 库区地层岩性特征一览表

3.1 地形地貌

库区右岸朱家岩-青峰岭段单薄山脊，山脊高程838-964 m，宽约600～2 420 m，上游宽下游窄，东侧又被齐家湾沟、水洞沟、燃灯寺沟、一碗水沟、赵家沟五条冲沟切割而更显单薄(图3)。

3.2 地层岩性及地质构造

朱家岩-青峰岭段出露地层岩性为侏罗系上统莲花口组上段(J3l2)砂岩、砾岩与粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚互层与白垩系下统夹关组(K1j)砂岩、粉砂质泥岩及厚层块状砾岩夹岩屑砂岩。其中，靠山脊西侧(临河侧)为J3l2砂岩、粉砂质泥岩互层夹薄层砾岩,薄-中层状，分布较连续，总厚度大于100 m，为相对隔水层；沿山脊为K1j厚层砾岩夹岩屑砂岩，总厚度50～55 m；靠东侧(临沟侧)为K1j砂岩、粉砂质泥岩互层,薄-中层状，分布较连续，总厚度大于120 m，为相对隔水层。未见断层分布。岩层为单斜构造，朱家岩山脊段岩层陡立，产状N15～54°E/SE∠66～84°，山脊走向产状N30～40°E；青峰岭山脊段岩层变缓，产状N10～44°E/SE∠30～55°。岩层向山脊东侧倾斜，文井江为顺向谷，各支沟为横向谷(图3)。

另据调查统计资料表明，朱家岩至青峰岭单薄山脊除层面裂隙外，还发育三组构造裂隙：①N26～30°W/SW∠60～67°，延伸长度5～10 m，间距0.2～2 m，宽度0.2～5 mm，充填泥质、碎屑；②N70～78°W/NE∠65～75°，延伸长度1.5～5 m，间距0.5～2 m，宽度0.5～3 mm，充填泥质、碎屑；③N18°E/NW∠64°，延伸长度8～10 m，间距0.6～1.5 m，宽度1～5 mm，充填泥质、碎块。

综上，单薄山脊朱家岩至青峰岭段断裂构造不发育，裂隙规模小，且均有填隙物，沿着断裂构造发生渗透的可能性很小。

3.3 水文地质特征

单薄山脊朱家岩至青峰岭段在下坝址右坝肩分水岭部位零星分布有落水洞，分布高程834～836 m，落水洞上部多呈椭圆形，直径一般1～1.5 m，可测深度6～10 m，下部为不规则的裂隙状管道，直径0.1～0.3 m，多被黏土或岩块充填。大气降水通过地表转化为地下径流，主要沿山脊砂、砾岩层面、裂隙面向青峰岭电站引水洞排泄，其径流方式为裂隙型。沿两侧山脊上部未见水平溶洞，仅在上、下坝址间及下坝址右岸河边见数个小型溶隙、溶槽，分布高程661～665 m，洞口多呈不规则的楔形，洞高1～2 m，宽0.5～1 m，洞深2-3 m，主要顺风化、卸荷带层面发育，全部为干洞。

单薄山脊青峰岭-朱家岩段两侧泉水点分布较多，发现的有13处，一般沿砂岩、粉砂质泥岩与砾岩界面出露，分布高程750～840 m，流量0.01～0.06 L/s不等，枯季流量均较稳定。朱家岩至坝址段西侧发现有两处泉水出露，分布高程770～777 m，流量0.01～0.02 L/s，东侧未见泉水点分布，发育的数条冲沟枯季均无流水，推测与青峰岭电站引水洞揭穿砾岩中的含水层有关。

图3 单薄山脊朱家岩至青峰岭段东侧低邻谷渗漏分析

据钻孔资料表明，下坝ZK9钻孔揭示单薄山脊垭口处在孔深22.2～71.8 m(高程815.04～765.44 m)段为岩屑砂岩、粉砂质泥岩互层，其余段为砾岩；孔深22.2 m(高程815.04 m)以下新鲜岩体透水率q=0.5～2.3 Lu，属微-弱透水层；该长观孔2012年12月28日终孔水位814.28 m，2014年6月至2015年9月测得地下水位稳定在高程814.07～815.2 m之间，均高于正常蓄水位763 m。下坝ZK7钻孔揭示在孔深16.1～95.9 m(高程782.73～702.93 m)段为砂岩、粉砂质泥岩互层，其余段为砾岩夹薄层砂岩、粉砂质泥岩；孔深16.1 m(高程782.73 m)以下新鲜岩体透水率q=1.4～8.6 Lu，属弱透水层，局部裂隙发育，透水率q=29～36 Lu，属中等透水层；该长观孔2013年1月14日终孔水位780.33 m，2014年6月至2015年9月测得地下水位稳定在高程772.66～773.86 m之间，均高于水库正常蓄水位。因此，该单薄山脊新鲜岩体透水性较弱，且存在地下水分水岭，并高于正常蓄水位。

4 结 论

通过对库区地形地貌、岩性组合、地质构造及水文地质等因素的系统分析，结合库区内实际工况信息，对单薄山脊朱家岩-青峰岭段向其东侧低邻谷渗透的可能性进行了分析和评价。得出如下结论：

(1)受地形条件、地层岩性、地质构造及水文地质条件控制，朱家岩-青峰岭单薄山脊砾岩地层岩溶主要顺层弱发育，不存在贯穿山脊的贯通性岩溶通道。

(2)高程799m以下新鲜岩体透水性较弱，两侧分布的泉水点高程较高，泉水调查及钻探揭示均表明单薄山脊存在地下水分水岭，且高于正常蓄水位。

(3)东西两侧均分布有厚度较大的非含钙地层，已将朱家岩-青峰岭单薄山脊西侧良好封闭，水库蓄水后，库水不存在向东侧五处低邻谷产生永久渗漏问题。