三岔河水库区工程地质条件分析

阴 松

（贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002）

0 概述

三岔河水库工程区位于贵州省务川县黄都镇境内，属于长江流域乌江水系洪渡河上游丰乐河左岸二级支流。拟建大坝坝型为混凝土重力坝，坝高66 m，回水线长1.14 km，正常蓄水位919 m，总库容约180万m3。工程规模属于Ⅳ等小（1）型水库。

1 基本地质条件

1.1 地形地貌

工程区总体为中山溶蚀构造地貌区。库区河段蜿蜒曲折，河床总体平顺，未见陡坎、深潭等现象，常年有地表明流。库岸自然边坡较陡，局部陡峭，大多基岩裸露，植被覆盖较好。

1.2 地质构造

工程区地处大地构造单元属羌塘-扬子-华南板块、扬子陆块、黔北隆起区、遵义台地区、凤冈南北向构造变形区[1]。区内构造主要为NNE向的新华夏系构造体系，由一系列走向N10°～40°E褶皱和压扭性断层组成，相伴有规模较小的NW向的压性断层和张性断层，见图1。

图1 区域构造纲要图

库区位于务川复向斜西翼与黄岩洞背斜东翼之间，地质构造主要为断层和大型裂隙。

（1）断层：水库区发育余家湾断层（f1），该断层NE端起于库腰左岸边，沿邹溪沟左岸斜坡带沿SE向延伸，穿过余家湾村寨止于黄都断层上，全长2.43 km，为压性逆断层，倾向NW，倾角81°。断层带宽0.2 m～1 m，无明显断距，断层带岩体节理裂隙发育，钙质、泥质胶结，胶结程度较好，无架空现象，影响带宽3 m～5 m，上、下盘均为寒武系中上统娄山关群地层，岩层产状变化较小。

（2）大型裂隙：工程区为深切沟谷地貌，两岸地形陡峭，基岩裸露，结构面发育，局部有大型贯通性结构面相互切割导致岩块脱落形成的凹陷负地形分布。其中在库腰右岸至丰乐公路边（高程1125 m～1140 m）发育2组裂隙：①第一组产状N25°～40°W/SW∠80°～85°,宽 0.5 m～2 m，充填粘土、岩屑等，延伸长度35 m～50 m，发育深度8 m～15 m，为构造裂隙，在重力作用下追踪发育形成贯通性裂隙，该组裂隙在库腰S6泉水附近亦较发育；②第二组产状N70°～85°E/SE∠80°～85°，宽1 m～3 m，充填粘土、岩屑、树根等，延伸长度5 m～8 m，局部大于10 m，发育深度10 m～15 m，该组裂隙在库腰右岸位置较高处的公路转弯处共发育3条，其规模较大；上述两组裂隙相互切割导致局部岩体失稳垮塌，见图2。

图2 工程区主要裂隙相对位置图

1.3 地层岩性

库区下游邹溪沟与黄都河汇口一带河床及两岸为∈2-3ls1灰色含钙质白云岩、白云岩。库坝区大部分河床及两岸一带为∈2-3ls2白云岩、灰质白云岩夹白云质灰岩、灰岩。库尾河段河床及两岸为O1t灰岩夹白云质灰岩、白云岩，下部为页岩。邹溪沟上游河段河床及两岸为O1h灰岩夹生物灰岩。

1.4 节理裂隙

坝址区地层连续，岩层呈单斜产出，岩层产状为N10°～20°E/SE∠20°～23°，倾向上游微偏左岸，无大型构造通过，总体连续完整。表层岩体节理裂隙发育，局部规模较大。另外坝址两岸均有卸荷裂隙发育，且延伸方向与河流方向近于一致，倾向河床，倾角70°～85°，连通率60%～70%。坝址区主要的节理裂隙统计见表1。

表1 坝址区主要结构面

2 岩溶水文地质特征

2.1 岩溶发育特征

库区出露地层岩性以碳酸盐岩为主，除库尾上游至分水岭一带有碎屑岩出露外，大多为可溶岩地层，岩溶总体发育。根据岩溶形态及发育规律，可分为地表岩溶和隐伏岩溶。①地表岩溶形态主要为洼地、落水洞及溶蚀裂隙，在工程区NE向的三合场、老鸦树等村寨附近发育最甚，洼地、落水洞的长轴方向多与岩层走向一致。②隐伏岩溶形态主要有溶洞、岩溶管道等，在库岸较高的斜坡地带、河床、两岸∈2-3ls2地层内均有溶洞分布，在库腰及下游邹溪沟村寨对岸均有岩溶泉发育。

根据工程区岩溶发育特点综合分析，其岩溶发育具有如下特点：①岩溶发育严格受岩性控制，即碳酸盐岩较纯的地层岩溶比碳酸盐岩与碎屑岩相间分布的地层更发育；②岩溶发育受深度控制，即浅表岩溶比深部岩溶更发育[2]。

2.2 水文地质特征

2.2.1 地下水的类型及分布

根据岩性、岩层的水理性质及地下水的赋存状态，库区出露岩性以白云岩、白云质灰岩、灰岩等碳酸盐岩为主，地下水以裂隙溶洞水为主，局部为基岩裂隙水；在邹溪沟源头附近出露地层岩性为碎屑岩与碳酸盐岩互层，地下水类型为基岩裂隙水和裂隙溶洞水共存。

2.2.2 地下水的补给、径流、排泄

库区地下水主要接受大气降水补给，通过洼地、落水洞、裂隙、溶隙下渗补给；主要径流方式为脉状流和管道流，运移方向主要受地形地貌、地层岩性的控制，总体上在分水岭地带接受降雨渗入补给后，垂直河床运移，最终呈集中型和分散型补给河水[3]。

2.2.3 岩溶水动力条件

库区河谷地层岩性以碳酸盐岩为主，邹溪沟源头附近为碎屑岩与碳酸盐岩互层结构，地表坡面流下渗后垂直河流运移，最终以泉或其它分散方式向河内排泄，在库区沟底或坡脚发育多个泉水，各特性见表2。

表2 库区泉水特性统计表

结合坝址区钻孔地下水位观测情况分析，两岸坡地下水位高于河床，邹溪沟干流为常态流，两岸部分切割深、积水面积较大的支沟也为常态流，且在库区沟段内发育多个泉水，沟水具有越往下游流量越大的趋势。库区两岸地下水总体垂直河流径流，为地下水补给河水。

2.2.4 水化学特征

对坝址区水样进行水质简分析试验，成果见表3。可见库区水属于弱碱性水；参照《水利水电勘察技术规范》(GB 50487-2008)，该水样对混凝土结构物无一般酸性型、碳酸型、重碳酸型、镁离子型、硫酸盐型的可腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋无氯盐、镁盐和硫酸盐等腐蚀性[4]。

表3 水质简分析成果表

3 库区渗漏分析

3.1 左岸渗漏分析

库区左岸朱四坝冲沟发育，全长约2.26 km，总体往SW向径流补给黄都河，沟底水力坡降约10%。与水库之间的山体厚度超过1.36 km，之间山体最高高程为1210 m。出露地层为∈2-3ls2白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩等。朱四坝附近地下水径流方向主要自SE往NW向径流，结合钻孔地下水位观测情况，库区与朱四坝冲沟之间存在地下分水岭，且地下分水岭水位峰值高于水库正常蓄水位高程919 m。在库腰左岸有余家湾（f1）断层发育，该断层走向与河流流向近于平行，断层带宽0.2 m～0.5 m，无明显断距，断层带岩体节理较破碎，但无架空现象，亦无沿断层发育岩溶管道的可能，即该断层为非导水性断层，水库蓄水后不会沿左岸集中向库外渗漏。库区邻谷渗漏分析图见图3。

图3 左、右岸邻谷渗漏分析剖面图

3.2 右岸渗漏分析

库区右岸有低邻谷（阎王溪）发育，该冲沟全长约4.2 km，沟底水力坡降5%～15%，冲沟延伸方向与邹溪沟近于平行。库区与冲沟之间山体厚度1.73 km，与邻谷之间山头高程1290.9 m，出露地层为∈2-3ls2白云岩、白云质灰岩、灰岩等，无垂直库区河段的构造破坏。在库区右岸坡地表未见溶洞、落水洞等岩溶发育，根据钻孔地下水位观测情况及其它水文地质条件综合分析，库区右岸地下水位总体低平，与阎王溪之间有地下分水岭分布，且地下分水岭高程远高于水库正常蓄水位919 m，即水库蓄水后不会向右岸的低邻谷集中渗漏。

3.3 库尾及库底渗漏分析

库尾正常蓄水位以上河段河床水力比降为15%～30%，沟内常年有地表径流，且位置较高一带有1 m页岩、粉砂质页岩等碎屑岩分布，岩层倾向上游，水库蓄水后不会通过库尾向库外渗漏。

在库腰S6泉水附近，上游一定范围的河段内有贯通性溶蚀裂隙发育，上游河水通过溶蚀裂隙下渗补给地下水，但均通过S6泉水排出地表补给河水。两岸山体雄厚，S6泉水下游河段常年有地表径流，两岸有泉水补给。根据同期对不同河段的测流结果，其库坝区河水流量具有往下游逐渐增大的趋势，水库蓄水后不会通过库底集中向库外渗漏。

3.4 绕坝渗漏分析

库区左、右岸地下水位均高于河床水位，但水力坡降较小，总体低平，水库蓄水后可能会通过坝肩建基面附近岩体节理裂隙向库外渗漏，但可通过防渗帷幕处理。在邹溪沟出口河床附近及右岸（黄都河左岸坡脚一带）未见泉水发育；左岸S1泉水的补给源位于SE侧的朱四坝一带，该区域的地下水径流方向为自SE往NW向径流，其间通过节理裂隙或其他径流通道穿过余家湾断层，其控制积水面积与泉水流量匹配。拟建坝址河床建基面以下未见岩溶管道，水库蓄水后不会绕两库岸或河底向黄都河渗漏。

4 结语

以库区基本地质条件为基础，重点探究其岩溶水文地质特征，最后对库区渗漏可能性进行综合分析，得出该处建坝蓄水后不会出现通过左右岸、库尾集中向库外渗漏情况，库首绕坝渗漏可通过防渗帷幕处理。