黃河 XX水電站工程 預可行性研究報告 3 工程地質 國家電力公司 XX勘測設計研究院 工程勘察研究院 二零 一 零年十月 2 附 圖 目 錄 序號 圖 名 比 例 圖 號 1 黃河 XX 水電站工程區域地質圖 1:200000 DHJY-D-01 2 黃河 XX 水電站水庫區工程地質平面圖 1:10000 DHJY-D-02 3 水庫 #滑坡工程地質縱剖面圖 1:1000 DHJY-D-03 4 水庫杏兒溝滑坡 (群 )工程地質縱剖面圖 1:2000 DHJY-D-04 5 水庫區下趙家浸沒預測剖面圖 1:1000 DHJY-D-05 6 黃河 XX 水電站上壩址工程地質平面圖 1:1000 DHJY-D-06 7 上壩址壩軸線工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-07 8 上壩址壩軸線水文地質滲透剖面圖 1:1000 DHJY-D-08 9 上壩址河床縱剖面圖 1:1000 DHJY-D-09 10 上壩址泄洪閘工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-10 11 上壩址發電引水渠軸線工程地質平面圖（ 1/2、 2/2） 1:2000 DHJY-D-11 12 上壩址發電引水渠軸線工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-12 13 上壩址引水發電廠房軸線、后邊墻工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-13 14 黃河 XX 水電站下壩址工程地質平面圖 1:1000 DHJY-D-14 15 下壩址壩軸線工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-15 16 下壩址壩軸 線水文地質滲透剖面圖 1:1000 DHJY-D-16 17 下壩址廠房中心線工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-17 18 下壩址泄洪閘軸線工程地質剖面圖 1:1000 DHJY-D-18 19 天然建筑材料產地分布圖 1:25000 DHJY-D-19 20 干河灘砂礫料、壩殼料場綜合地質勘察成果圖 1:2000 DHJY-D-20 21 張家村土料場綜合地質勘察成果圖 1:2000 DHJY-D-21 3 目 錄 3.1 前言 3.2 區域地質概況 3.2.1 地層巖性 3.2.2 地質構造 3.2.3 區域穩定性及地震 3.3 水庫區工程地質條件 3.3.1 基本工程地質條件 3.3.2 主要工程地質問題及評價 3.4 壩址區工程地質條件 3.4.1 基本工程地質條件 3.4.2 巖 (土 )體物理力學特性 3.4.3 主要工程地質問題及評價 3.4.4 壩址比較及選擇意見 3.5 推薦壩址主要建筑物工程地質條件 3.5.1 主壩壩基工程地質條件 3.5.2 副壩壩基工程地質條件 3.5.3 發電引水渠工程地質條件 3.5.4 廠房區工程地質條件 3.5.5 前池工程地質條件 3.5.6 泄洪閘工程地質條件 3.6 比較壩址主要建筑物工程地質條件 3.6.1 主壩壩基工程地質條件 3.6.2 副壩壩基工程地質條件 3.6.3 廠房區工程地質條件 3.6.4 泄洪閘工程地質條件 3.7 天然建筑材料 3.7.1 概況 3.7.2 砼骨料 3.7.3 壩殼料 3.7.4 防滲土料 3.8 結論及今后工作建議 3.1 前 言 4 XX水電站位于青海省民和縣和甘肅省積石山縣交界的黃河干流上 ,是黃河上游龍（羊峽） 劉（家峽）河段規劃的第七座中型電站，擬選壩址 (上壩址、下壩址 )位于 XX黃河大橋上游，距積石峽壩址 6.3Km。壩址區以黃河為界，左岸屬青海省民和縣官亭鎮，距民和縣城 92Km；右岸屬甘肅省積石山縣 XX鎮，距積石山縣城 29Km。對外有青海省川官（民和 -官亭）公路，交通方便。 該電站以發電為主。設計正常蓄水位 1783m，與積石峽水電站尾水銜接 ,壩頂高程 1785m，最大壩高上壩址 15m、下壩址 46m,裝機容量上壩址 （引水方案） 220 MW、下壩址（河床式廠房） 140MW,總庫容上壩址約 367 萬 m3、下壩址約 560 萬 m3，工程屬中型三等工程，主壩壩型為砂礫石堆石壩，副壩壩型為均質土壩。樞紐主要建筑物為三級，由攔河大壩、發電引水渠（上壩址）、廠房、泄水閘、開關站等建筑物組成， 1990年 4 月底對該樞紐進行了規劃選點踏勘工作， 1991年 5 月底陸續開始地勘工作，同年 11月提交黃河龍羊峽 劉家峽河段中型電站規劃階段 XX 水電站工程地質報告。 2001 年 4 月中旬，我院中標XX 水電站預可行性研究階段的勘測設計工作， 5 月中 旬專業人員進行現場踏勘，擬選上、下兩個壩址進行預可行性研究階段的工作，于 10月底完成本階段的全部勘測工作。 2002 年 2 月規劃院專家組對預可研報告初稿進行了咨詢，并提出咨詢意見。主要勘測工作量見表 3 1 1。 3.2 區域地質概況 3.2.1 地層巖性 本區出露的地層有前震旦系、白堊系、上第三系及第四系，由老到新分述如下： 1前震旦系（ ANZ） 主要分布在積石峽出口以南、大東峽西側地區。巖性為綠色黑云母角閃片巖、石英片巖、后期侵入安山巖、閃長巖、細晶花崗巖，巖質堅硬，多形成陡峻山嶺， 出露高程在 1900m 以上。 2白堊系 (K) 河口群下部巖組，分布于積石峽兩岸，巖性為紫紅色 紫灰色礫巖、中細砂巖、泥質粉砂巖。礫巖呈巨厚層狀，分布于黃河兩岸陡坡，夾條帶狀或透鏡狀砂巖，巖質堅硬，鈣質膠結較好。 3上第三系（ N2） 為上新統臨夏組（ N2L）地層，廣泛分布于丹陽川地，級階地和低山，壩址區是一套紫紅色 淺紫紅色砂礫巖、砂巖、粘土質泥巖，一般呈夾層或互層狀出露，其上部為一套粘土質泥巖夾薄層砂巖，杏 5 兒溝為青灰色砂巖，產狀為 NW297 SW 24。大板梁至杏兒溝一帶為紫紅 色粘土巖、粘土質泥巖與砂層呈互層。右岸紅泥灣一帶為含礫泥質砂巖夾礫巖，產狀為 NE75 SE 17，近底部夾一層鈣質團塊狀礫巖，厚約 4m。上述巖層屬湖相沉積，巖相變化較大。 XX水電站勘測工作量統計表 表 3-1-1 項 目 單 位 壩 址 區 水 庫 區 天 然 建 材 合 計 規 劃 預可研 規劃 預可研 規劃 預可研 地形測量 平 面 1:2000 Km2 5.81 1.5 7.31 1:1000 Km2 1.37 1.37 剖 面 1:2000 km/條 1:1000 km/條 地質測繪 平面 1:10000 Km2 10 10 1:2000 Km2 0 8 3.8 0.43 5.23 1:1000 Km2 1.37 1.37 剖面 1:2000 Km 0 608 4.16 5.726 10.494 1:1000 Km 4.23 0.35 4.58 勘 探 鉆 探 m/孔數 197.85/5 787.28/23 35.70/2 1020.83/30 硐 探 m/硐數 40/2 40/2 井 探 m/井數 82/11 20.6/3 61.8/11 164.4/25 坑 槽 探 m3 2828 358.6 826.9 4013.5 物 探 硐壁聲波測試 m 22.5 22.5 地震法剖面 m/條 350/4 1445/8 1795/12 面波法剖面 m/條 136/2 136/2 試 驗 野 外 試 驗 鉆孔壓水 段 20 104 124 鉆孔抽水 段 1 1 2 砂礫石滲透試驗 組 3 3 建材篩分 組 15 15 容 重 組 19 19 室 內試驗 塊石料物力性質試驗 組 15 15 巖石物力性質試驗 組 3 15 18 砂礫石常規試驗 組 6 6 土 工 試 驗 組 10 10 毛細上升高度 組 3 3 水 質 簡 分 析 組 10 15 25 壩 殼 料 試 驗 組 10 10 6 4第四系（ Q4） 第四系地層廣泛分布，以洪積、沖積、山麓堆積等為主。 沖積砂卵礫石（ Sgr）：分布于、級階地、現代河床及河漫灘。級階地砂卵礫石層厚 20 30m，級階地砂卵礫石層厚 3 5m，其中砂卵礫石含量約占 60 70%，其余為大塊石及漂石?，F代河床及河漫灘覆蓋層厚 4.5 10m，以砂卵礫石為主，局部夾 0.5 1.0m的含礫砂層、含砂礫粉土層，零星可見 大塊石、漂石。 土黃色砂壤土 (SL) 廣泛分布于、級階地上部，一般厚 0.5 1.5m，局部厚達 2.5m左右，成因以沖洪積為主，顆粒組成主要為粉粒及粘粒，粘粒含量較高，其間夾有集積灰白色角礫碎（片）石，層厚 1 2m，多呈透鏡狀分布。 紫紅色粘質土 分布于大板溝洪積扇表部，厚 2 6m，夾有碎石，粘粒含量超過 30%，濕潤狀態時結合力極強，干燥時堅硬。 沖積塊碎石（ Q4pl） 廣 泛分布于大沖溝及溝口洪積扇，厚 5 10m，多見大塊石、漂石，洪積物顆粒大小懸殊，分選性差。 崩坡積物 分布于山麓緩坡或坡腳一帶，結構松散，顆粒組成大小懸殊，厚數 m數十 m。 3.2.2 地質構造 本區大地構造單元屬祁呂弧形西褶帶的次級構造循化槽地與河西系次級構造單元的阿勤卡金山 當蕊五臺山 達里加隆起帶及官亭 臨夏拗陷帶的構造復合部位。工程區地處官亭 臨夏拗陷帶西邊緣，西側為阿勤卡金山、當蕊五臺山、達里加隆起帶，東側為官亭 臨夏拗陷帶，北側為官亭帚狀構造，南側為關灘 帚狀構造，見圖 3-2-1。 循化槽地大致呈 NW290 300向延伸，為 祁呂弧形西褶帶一系列多字型槽地最南邊的一個。其基底為三迭系砂巖、板巖和前震旦系片麻巖、條帶狀混合巖及侵入巖體，上覆地層主要為中、新生代陸相沉積的紅色巖系。由于新生代沉積物的覆蓋和河西系的隆起、拗陷帶與祁呂系槽地反接、復合等干擾，致使槽地內祁呂系構造形跡顯示不清。 河西系構造形跡在本區表現十分明顯，以隆起帶與拗陷帶相間展布，方向 NW330 345。 上覆地層主要為新生代第三紀陸相沉積的紅色巖系。 河西系影響本區的主要斷層和旋扭構造有： 7 關門斷層（黃河 百嶺溝斜沖斷層 F15）： 該斷層規模較大，在積石峽峽谷出口處通過，構成河西系 官亭 臨夏拗陷帶的西界。形成于加里東時期，中、新生代均有活動。 斷層橫跨黃河，南北延伸 20余 Km，北端被北西斷裂所截。斷層西盤為白堊系礫巖、砂礫巖、泥質粉砂巖，東盤為第三系上新統棕紅色粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖。斷裂總體近南北走向，傾向西，傾角 65 70 ,破碎帶寬數十 m，局部達百 m，構造巖破碎，擠壓特征明顯。西側砂礫巖以脆性破裂為主，形成密集的剪切劈理構造。東側泥巖表現為強烈的塑性揉皺和擠壓頁理構造，斷層面有斜的擦痕 ，傾向南，傾伏角 42，西盤相對于東盤作逆沖并伴有右旋走滑分量。該斷裂通過處，黃河級階地（圖 3 2 2）以下各階地均未發現錯斷現象，說明該斷層活動主要在晚更新世以前。 XX 關灘斷裂（ F18）： 該斷層距 XX 壩址下游約 1Km 處通過，斷層北起毛家山，經 XX 南至百嶺溝，全長 70Km，斷面略呈舒緩波狀，總體呈 NW340 335延伸，南北兩端多見新生界地層沖覆于上新統紅層之上，破碎帶寬度差別較大，顯示強烈的擠壓特征。 斷層構成臨夏拗陷盆地邊界，西側自第三紀以來大幅度隆起，東側堆積了 近千米的上新統和第四系碎屑物，塊體間的差異運動明顯。 在石王家一帶和南側堡百溝見白堊系砂礫巖沖覆于上新統紅層之上，北側杏兒山東坡，斷層置于上新統地層內部，兩盤產狀顯著不協調，巖性亦有差異，西盤為棕紅色砂質泥巖夾砂巖構成了向斜構造，向南東東方向翹起，東盤以厚層狀砂礫巖夾砂巖為主，破碎帶寬 3m， 8 構造巖以碎裂集塊為主，主斷面產狀 NW330 SW 72（圖 3 2 3）。斷層以逆沖擠壓為主兼右旋走滑。該斷層強烈活動在中更新世中晚期，晚更新世晚期以來無明顯的活動。 協拉斷裂（ F19） ： 協拉斷裂位于 XX 以北，該斷層北起多希莊一帶，南東至 XX 壩址上游杏兒溝 干河灘通過，方向 NW340，全長 30余 Km。溝兩側巖層產狀有差異。 協拉林場剖面地層均屬白堊系，巖性組合特征有很大變化，斷層面產狀 NW322 NE 87，構造巖以碎裂巖和碎屑巖主，寬度 10余 m，影響帶可達數十 m。斷層在中更新世中晚期有過活動，晚更新世即進入相對穩定狀態。 官亭帚狀構造： 展布于壩址區以北，涉及范圍約 140Km2，發育較好，前震旦系、寒武系、白堊系及第三系地層均被卷入。向北西撒開，南東收斂，顯示順時針扭動特征。 3.2.3 區域穩定性及地震 本區構造活動呈現為差異性上升運動，由于北北西 一系列斷層的活動，使隆起帶和拗陷帶相間發育。關門斷裂、 XX 關灘斷裂都牽動了第三系地層，它們逆沖于老地層之上， XX 關灘斷裂為官亭 臨夏拗陷帶西側邊界，斷裂延伸 70Km，控制本區活動格局。盆地內沉積巨 9 厚層第三系紅層，上覆第四系松散堆積物?？傊緟^斷裂普遍切割上新統地層，均未見到切割晚更新世地層，表明在上更新世末，更新世早期和中期都曾有過強烈活動。它們大體上都終止于距今 11 26萬年間，多數在 20 萬年左右（表 3 2 1），中更新世晚期以來 的活動跡象不明顯。 根據國家地震局 1990 年出版的 1： 400 萬全國地震烈度區劃圖，本區在 50 年超越概率為 10%時的地震基本烈度為度。國家地震局地殼應力研究所在黃河積石峽水電工程地震基本烈度復核和地震危險性研究報告和蘭州地震研究所（ 78）蘭震研烈便字第 020 號文黃河李家峽 劉家峽區段地震基本烈度意見中，均認為本區地震基本烈度為度。其重現期為 475 年，基巖地震水平加速度為 0.11g。 XX水電站距積石峽僅 6.2Km，可取相同地震基本烈度和動參數。 綜上所述，工程區的主要斷裂自中更新世晚期以來無明顯活動 跡象，最新活動距今 11 26 萬年；工程區周圍 100 Km 范圍內有記載的破壞性地震共 26次，其中 7 級地震 2 次， 6 6.9級 3 次， 4.75 5.75級 21次，這些地震對壩址區的最大影響烈度均末超過 度；附近的度危險區距積石峽壩址都大于 25 Km（圖 3-2-4），對 積石峽壩址的影響烈度均不大于度，地震臺網記錄的庫壩區弱震分布頻度和密度也均低于外圍地震帶。因此，工程區屬區域構造基本穩定區。 斷層活動年代鑒定結果匯總表 表 3 2 1 樣品號 代表性斷層 樣品性質 熱釋光年齡 （千年） 其 它 1490C 1 XX 關灘（ F18） 級階地沖積物 15.076 0.306 斷層上覆物質 TL90 2 XX 關灘（ F18） 級階地上 部 3.70 0.74 斷層上覆物質 TL90 3 XX 關 灘（ F18） 斷層泥 262.71 44.66 TL90 4 協 拉（ F19） 斷層泥 212.76 36.17 TL90 9 關 門（ F15） 斷層泥 253.20 50.64 TL90 10 關 門（ F15） IV V級地砂礫石 152.01 30.40 斷層上覆物質 TL90 11 關 門（ F15） 沖積砂礫石 41.59 8.31 斷層上覆物質 3.3 水庫區工程地質條件 3.3.1 基本工程地質條件 10 XX 水電站正常蓄水位 1783m 時 ,水庫全長約 5.5km,與上游積石峽水電站尾水相銜接 ,總庫容上壩址約 367萬 m3、下壩址約 560萬 m3，其中峽谷段為積石峽峽谷出口段，長約 500m，其余為川地水庫。 3.3.1.1 地形地貌 XX 水庫庫尾 500m 峽谷，兩岸呈不對稱的“ U”型，左岸高陡，右岸相對較緩；黃河出峽口進入較開闊 平坦的丹陽川。川地庫段河流蜿延曲折，總體流向 NE40，水面寬一般 100 150m，平均水力坡降 2。大型沖溝有左岸的大板溝、杏兒溝，右岸的大東峽、干河灘溝，溝長一般為十幾 Km，溝口堆積巨大洪積扇，構成河流凸岸。左岸張家村 趙木川、右岸干河灘下游一帶地形開闊平坦，為級洪沖積侵蝕堆積階地，臺面高出河水面 22 25m，寬 500 700m，階地前緣坡角40 50。右岸、級階地發育，級階地高出河水面 85m，紅泥灣級階地基座為第三系紅層組成的較陡的岸坡。級階地較窄小，不發育。綜觀河川兩岸，沖溝深切發育 ，為寬闊洪積扇和平坦階地相間展布的地貌景觀，地勢平坦，廣布農田。 3.3.1.2 地層巖性 11 (1) 白堊系（ K）河口群下部巖組 分布于積石峽兩岸，巖性為一套紫紅色 紫灰色礫巖、中細砂巖、泥質粉砂巖。礫巖呈巨厚層狀構造，位于黃河兩岸陡坡，其間夾有條帶狀或透鏡狀砂巖，巖性堅硬，鈣質膠結較好，力學強度較高，抗風化能力強。 紫紅色中薄層狀中細砂巖和巖性較軟弱的磚紅色泥質粉砂巖，常與礫巖呈夾層或互層狀出露，其中伴有軟弱夾層發育，在岸坡中部多形成緩坡。 (2) 第三系上新統臨夏組（ N2L） 第三系上新統臨夏組（ N2L）廣泛分布于丹陽川地，是構成庫盆的基巖主體。丹陽川階地基座及兩岸山體均為該套地層，巖性為紫紅色 淺紫紅色 磚紅色礫巖、砂礫巖、砂巖、粘土質泥巖，一般呈夾層或互層狀出露。 (3) 第四系松散堆積物（ Q） 沖積砂卵礫石、沖洪積砂卵礫石夾塊碎石、砂壤土、崩積塊碎石、坡積塊碎石土等。 3.3.1.3地質構造 庫區內主要斷層有：關門斷層（ F15）、協拉斷裂（ F19），均橫切庫岸，向兩岸內側延伸。 庫區基巖以第三系紅層為主，巖層產狀為 NW297 325 SW 1834，個別產狀為 NE75 SE 17。 斷裂按走向分為三組： （ 1） 北北東組： NE15 33 NW 70 88，寬 1 3cm，張性，充填物以片狀粘粒為主，個別有方解石，未膠結面平直粗糙。呈小斷層出現的錯距一般有 0.2 1m。該組較發育。 （ 2） 北北西組： NW330 355 NE 或 SW 70 88，寬 0.30.5cm， 剪性，充填粘土及碎屑，面平直光滑，較密處間距 2m。 （ 3） 北東東組： NE82 EW ，傾 NW或 N，傾角 70 85，不甚發育，個別為小斷層，有明顯錯距。 3.3.1.4 水文地質條 件 庫區內較大的沖溝有：右岸的干河灘溝、大東峽；左岸的杏兒溝、大板溝。干河灘溝、大東峽溝內有常年流水，其量變化受大氣降水影響。杏兒溝、大板溝為季節性流水。 地下水類型按其埋藏條件可分為基巖裂隙水和覆蓋層孔隙性潛水兩類?；鶐r裂隙水主要賦存、運移于基巖裂隙中 ,排泄于黃河及附近溝谷?？紫缎詽撍褐饕癫赜诤哟病⒙﹥砂峨A地，接受河水和大氣降水補給，水量豐沛；沖溝口洪積碎塊石土層及崩坡積塊碎石層中 12 有季節性潛水，受大氣降水補給，排泄于黃河或附近低洼地帶?；鶐r裂隙水一般埋藏較深，取樣難度大?？紫缎詽撍ū?3 3 1）水化學類型為 HCO3- Ca2+ 、 HCO3- Ca2+ K+Na+ 、 HCO3- K+Na+ 、HCO3- SO42- Cl- K+Na+ Ca2+、 HCO3- Cl- SO42- K+Na+ Ca2+型水，說明不同地段水化學類型不同。黃河河水水化學類型為 HCO3-Ca2+ K+Na+型水。 3.3.1.5 物理地質現象 庫區物理地質現象主要表現為岸坡巖體的卸荷、松動變形、滑坡及崩塌等。 由于巖性、巖層產狀與河流、岸坡的關系，加之結構面組合，卸荷、松動變形及崩塌現象主要發育在峽谷段 500m 范圍，一般出露位置較高或體積有限，水庫蓄水對其無影響，不影響水庫正常運行。 庫區內規模較大的滑坡有二處，分別為水庫 #滑坡、杏兒溝滑坡（群）。 1. #滑坡位于積石峽峽谷出口段右岸（積石峽壩址下游 #滑坡），地貌型態上呈兩頭小、中間大的圈椅狀地形（圖 3-3-1），后緣有一近似圓弧形的低洼地帶，其上覆蓋坡積黃土狀砂壤土。前緣堆積高程1790 1820m，后緣高程 2070m，滑坡剪出口最低高程 1770m。南北向長約 500m，滑坡平均厚度 60m 左右，最厚處達 80m，總方量約 1350m3。主滑方向為 NE18?；聝蓚葹樯钋袥_溝所限，東側為關門上溝，西側為右下溝，兩溝匯合于滑體后壁。 按滑體物質成分的不同，結構形態特征的差異，將其分為三個小區（圖 3-3-1、 3-3-2）。區為滑動區，后期曾有過獨立于主滑體的再次活動；區為蠕變區，在滑坡形成過程中有過整體短距離運動，后期無活動跡象；區為蠕動區，以整體小位移的蠕動為特征。 該滑坡的滑床由白堊系 K11和 K12的礫巖、砂巖巖層組成，其產狀為NW300 320 NE 35左右?？傮w看，滑床具上陡下緩的特征，形態呈躺椅狀，以順層為主，大致可分為后緣拉裂面、中部滑移 面、前緣切層（反翹）剪斷面。 分析認為，該滑坡在天然狀態下穩定性較好。在積石峽水電站泄洪水霧作用的條件下，滑坡再次活動的可能性取決于水霧的強度，建議設計需留有一定的防護措施（詳見黃河積石峽水電站初步設計報告 3.工程地質）。因該滑坡處于庫尾地段， XX水庫建成后水位抬高有限，不會改變其穩定狀態，在不受積石峽泄洪水霧影響的條件下，對 XX水庫正常運行無影響。 2.杏兒溝滑坡（群），位于左岸杏兒溝溝口段左側，沿溝分布長數 Km，后緣為圈椅狀陡坎，坎高數 m十余 m，地表形態大致呈階梯狀， 13 滑坡物質為松散堆積塊碎石，局 部有架空現象，其上沖溝發育，一般切深 3 5m，局部達十余 m。該滑坡為一不同期次活動的老滑坡群，最新一次大規?；顒佑诘谒募o黃河級階地形成以前，滑床為傾向杏兒溝的巖層，傾角 25 30（圖 3-3-3），且具上陡下緩的特征?；抡w已處于穩定狀態，僅趙木川后山坡一帶在黃河級階地形成以后有再次活動跡象（詳見 3.4 壩址區工程地質條件）。因滑坡分布位置較高，水庫蓄水后，雖有前緣地段地下水位抬高的變化，但不影響其整體穩定性。 14 15 3.3.2 水庫主要工程地質問題及評價 3.3.2.1 水庫滲漏 峽谷段兩岸山體雄厚，庫盤基巖主要為白堊系下統河口群地層，透水性差，封閉條件良好。川地段水庫兩岸階地發育，庫盤基巖為第三系上新統紅層，巖性為粘土質泥巖、砂巖、砂礫巖，透水性差，向岸內巖面抬升。黃河為區域最低排泄基準面，且無通向下游的大斷裂，亦無低于庫水位的鄰谷及低地，整體封閉條件良好。水庫蓄水后，不存在向鄰谷或沿斷層帶的永久滲漏問題。 3.3.2.2 固體徑流 庫區內有四條大沖溝，分別為：右岸的大東峽溝 和干河灘溝，常年流水，水流較清，含砂量少；左岸的大板溝和杏兒溝，季節性流水，暴雨洪水會攜帶大量泥砂入庫，尤其是杏兒溝。杏兒溝溝底及兩側松散堆積物豐富，為區間固體逕流主要來源之一。此外，水庫塌岸、庫岸坡腳松散堆積物、下壩址左壩肩紅層及上游崩塌體亦是水庫固體逕流的來源。 水庫蓄水后 ,雖有岸坡再造、崩坡積物、洪積物等固體物質隨環境的變化而間歇入庫 ,但其總量有限，不會影響水庫正常運行。 3.3.2.3 庫岸穩定 當正常蓄水位 1783m高程時 ,庫岸整體是穩定的，但水庫臨水岸坡多為第四系全新統（ Q4）松散地層 ，巖性以沖洪積砂卵礫石為主。水庫蓄水后，岸內地下水位相應抬高，加之受水的浸泡和風浪作用，局部將產生庫岸再造。 #滑坡堆積體分布位置高于庫水位，水庫蓄水不會引發庫岸穩定問題。杏兒溝滑坡 (群 )遠離庫水數百 m，水庫蓄水亦不會產生庫岸再造。分析認為，庫區產生坍岸的主要地段有：右岸的 XX干河灘溝口段、紅泥灣一帶及康家咀村臺地前緣局部；右岸的郭家村級階地前緣部位等。經圖解法（圖 3-3-4）計算預測坍岸寬度、方量見表 3 3 2。塌落物總方量約 20.6 萬 m3，沿庫岸分散撒開，對水庫正常運行影響不大。 3.3.2.4 水庫淹（浸）沒 1 淹沒 庫區內無廠礦企業 ,但河道兩岸耕地廣泛分布，人口相對集中 ,并有跨河、順河高壓輸電線路、 XX 小水電及發電引水渠以及通向庫區的簡易公路等。 當正常蓄水位 1783m 時，左岸張家溝至趙木川村一帶，以杏兒溝為界：上游級階地岸邊狹長地帶及突岸部位被淹；下游趙木川洪積扇農田及部分民房、跨河高壓輸電線路、簡易公路被淹及右岸大東峽 16 溝口至康家咀級階地前緣狹長地帶、 XX 小水電及發電引水渠、順河高壓輸電線路將被淹。 預測坍岸寬度、坍岸量表 表 3 3 2 岸 別 塌 岸 地 段 預測坍岸寬度（ m） 預測坍岸量 （萬 m3） 備 注 水庫左岸 郭家村段臺地前緣 35 8.4 為沖洪積砂卵礫石 水庫右岸 XX 干河灘溝 17.5 11 為沖洪積砂卵礫石 紅泥灣一帶 6.5 1.2 為崩坡積碎石土 2 浸沒 浸沒區地質概況 庫區地形以槽谷形態為主，浸沒多發生在兩岸堆積階地及低洼洪積扇地帶，主要浸沒區有下趙家、趙木川等。松散堆積物呈二元結構，下部以沖、洪砂卵礫石為主，層厚 7.1 12.0m，礫、砂含量占 45 50%，局 部夾有 0.5 1.1m 厚的含卵礫中粗砂層，一般呈透鏡體狀分布。上 17 2 覆粉質粘土（局部為砂壤土），一般層厚 3.5 8.0m，粘粒含量較高。上部 0.3 0.5m 為耕植土，是浸沒影響的主要層位?；鶐r為第三系紅層，為相對隔水層，基巖面略向河床傾斜。 本區氣候干旱少雨，地下水主要類型為孔隙性潛水。地下水均埋藏于砂卵礫石層中，埋深 9.5 14.0m，其水位隨季節性變化明顯，接受大氣降水、農田灌溉水、后緣溝谷地下水等補給，排泄于黃河。水質分析見表 3 3 2，其地下水類型為 HCO3- CI-SO42- K+Na+ Ca2+、HCO3- SO42- CI- K+Na+ Ca2+、 HCO3- Ca2+ K+Na+、 HCO3- K+Na+型水等， PH值 7.2 8.56， 礦化度 0.237 0.851g/l。 浸沒預測有關參數及標準 按正常蓄水位 1783m 作浸沒評價。 采用 6 月份地下水位為浸沒計算的起始水位。 滲透系數：本工程確定粉質粘土的滲透系數為 0.1m/d，砂卵礫石層滲透系數為 35 m/d。 地下水臨界深度：主要受土壤毛細水上升高度和植物根系深度兩個基本因素控制。庫區浸沒地段多屬粉質粘土、壤土，試驗毛細水上升高度大于 1.8m ，農作物根系深度在 0.3 0.5m之間，取 0.5m安全超高，參考黃河上游部分水電站水庫浸沒計算臨界深度，確定地下水臨界深度為 2.5m。 預測計算公式選擇：根據浸沒區地層結構及其邊界條件，采用無滲入時非均質巖層隔水底板正坡傾斜的計算公式，即 y=2)(2221zILKKzH hh 式中符號意義見圖 3-3-5。 浸沒預測 當正常蓄水位 1783m 時，各浸沒地段預測結果見表 3 3 3，預測剖面見圖 3 3 6。總浸沒面積約 0.0615Km2。 綜上所述，本水庫庫區內無廠礦企業；不存在永久性滲漏問題；固體逕流總量相對較小、庫岸再造有限，對水庫正常運行基本無影響；淹（浸）沒范圍較小，發生水庫誘 發地震的可能性不大，水庫 #滑坡、杏兒溝滑坡天然狀態下穩定性較好，水庫蓄水后對其穩定條件影響不 大?？傮w上水庫工程地質條件良好。 18 浸沒地段浸沒預測成果表 表 3 3 3 浸沒區地名 岸別 距壩址里程（ Km） 浸沒平均寬度（ m） 浸沒區長度（ m） 浸沒高程（ m） 浸沒面積（ Km2） 備注 下趙家 左 800 50 470 1783 1785.6 0.0235 0.0615 Km2 （ 92畝） 趙木川 壩前 80 475 1783 1786 0.038 康家咀 右 1.0 1783 1786 沿庫岸狹長地 帶 3.4 壩址區工程地質條件 3.4.1 壩址區基本工程地質條件 3.4.1.1 地質條件概述 （ 1）地形地貌 壩址區位于 XX 黃河大橋上游，下壩址軸線距黃河大橋河道距離320m，上、下壩址軸線河道距離 480m。壩址區黃河呈舒緩的“ S”型展布，黃河以 NE18方向流向上壩址，在兩壩址間轉為 NE70流向下壩址，順向流出。平水期河水位 1772.6 1771.5m時，水面寬 75 120m， 一般水深 1.8 5.6m，最大水深 5.8m。 壩址區兩 岸地形呈不對稱的“ U”型，除下壩址左岸外，兩岸均為低洼臺地。右岸為干河灘溝及 XX 溝與黃河匯合而成的洪沖積 I、級階地；級階地臺面高程 1779 1780m，寬 75 80m，高出河水面8m；級階地臺面高程 1783m 以上，高出河水面 11m，臺面寬闊；、級階地臺面廣泛分布民房及農田；后緣谷坡較陡處是大河溝和干河 19 灘溝的狹長分水嶺，山頂高程 2075m。左岸上壩址為一洪積扇，扇面高程 1777 1787m ，向后緣呈 1.7%的坡比抬升，其上有通向杏兒溝鄉的簡易公路，外側為農田，內側為民宅；下壩址為巖質高陡岸坡，局部 近直立，高差達 220余 m。 20 兩岸發育的較大沖溝有：左岸的杏兒溝，距上壩址壩軸線 400m。 右岸的干河灘溝及 XX 溝，干河灘溝距上壩址壩軸線 850m 左右， XX 溝在下壩址下游，距下壩址壩軸線約 380m。 （ 2）地層巖性 壩址區出露的地層巖性有第三系上新統臨夏組紅層、第四系沖積、洪積、沖洪積、坡積、崩積等松散堆積物。分述如下： 第三系上新統臨夏組（ N2L） 壩址區基巖為第三系上 新統臨夏組紅層，巖性為泥巖、砂巖、砂礫巖，呈互層狀發育。按巖性分述如下： 粘土質泥巖：紫紅色、灰黃色，中厚層狀構造，粘土質、泥質結構，單層厚 3 40cm，一般出露厚 2 4m 不等，局部其間夾有砂巖、砂礫巖。顯紫紅色者含粘粒較多，顯灰黃色者含泥較多，干燥狀態下質地較堅硬，透水性差或不透水，但遇水易軟化、崩解。與砂巖、砂礫巖的接觸面常有紅色粘土膜。 砂巖：紫紅色 ， 中厚層狀構造，中粗粒結構，偶含小礫。單層厚一般為 0.9 1.2m，局部厚 20 40cm，最厚達 2.0m。層底多礫石集中，一般礫徑 2 3cm，底面大部分呈 波浪狀，起伏差約 1.0cm，泥鈣質膠結，相對耐風化，整體強度較高。一般出露厚度 2 3m。 砂礫巖：紫紅色 ， 中厚層巨厚層狀構造，中粗粒結構，以粗粒（礫石）為主，礫徑一般 0.5 2cm,大者 5 6cm，礫石多呈次棱角狀，含量占 30 40%，巖性為石英巖、花崗巖、變質砂巖等，泥鈣質膠結，抗風化能力較差，遇水易破壞其結構，強度明顯降低，層底有明顯波痕。一般出露厚度為 2 6m。 第四系（ Q） 壩址區第四系地層均為全新統（ Q4）松散堆積物，主要有： 沖洪積砂卵礫石（ sgr）、砂壤土 (sl)，主要分布在壩區右岸 I、級階地。據現有勘探資料表明， I級階地上部為 0.5 1.0m 厚的砂壤土，下部為砂卵礫石，其層厚 12.60 15.00m。 II級階地臺面開闊，上部為 1.0 2.5m厚的砂壤土，局部厚達 2.0m左右，下部砂卵礫石層厚 22.50 26.30m。 沖積砂卵礫石（ sgr）：主要分在河床及河漫灘，據鉆孔、物探資料顯示，其層厚 4.5 10.4m，上壩址較薄而下壩址相對較厚。 洪積物（ pl） :主要分布在趙木川村一帶，為規模較 大的洪積扇。其表層為砂壤土，前緣層 1.0 1.5m，向岸里漸變增厚，局部厚達 6m左右。下伏砂卵礫石層厚 6 11.4m，且厚度隨基巖面起伏變化。 崩積物 (col)：崩積碎塊石土，結構松散，具架空現象，層厚數 m至數十 m 不等。物質組成大小懸殊，塊石塊徑一般為 20 50cm，大者 21 達 2.0m左右，其上小沖溝發育，有多處落水洞。 坡積物（ dl）：主要分布在左岸趙木川后山坡及坡腳一帶，為塊碎石土，夾少量卵、礫石，整體結構松散，下游側厚 2 3m，向上游漸變或突變增厚，趙木川村中部后山坡一帶，厚達數十 m。 (3)地質構 造 壩址區位于官亭臨夏凹陷帶西側邊緣。左岸原渡口處（黃河大橋上游約 40m）有一微向岸里傾伏的舒緩背斜，其軸線產狀為 NW335、傾伏角為 14，下游翼傾向下游偏左岸，巖層走向為 NW325 ,傾 NE，傾角 10 14，上游翼傾向上游偏左岸，巖層走向為 NE22 27、傾NW、傾角 14 18，平行軸向出現一系列張性斷裂，如 F1、 F2、 F3及 L2、 L3等。 根據壩址區地質測繪資料統計，斷裂發育主要集中在下壩址左岸（壩區其它部位大范圍覆蓋），共發現斷層 4 條（表 3 4 1），可見延伸長度一般 30 40m，最 大 150m左右。 裂隙按其產狀劃分為四組（表 3 4 2）。第 1、 2 組為張性裂隙，多充填巖塊、巖屑，未膠結，一般上寬下窄，局部閉合，發育間距 260m 不等；第 3、 4 組為層面裂隙，多呈閉合狀，發育。其中第 2 組裂隙基本順坡向發育，高陡傾角，傾向岸外，為邊坡穩定性主控結構面，與第 1、 3、 4 組裂隙面的切割組合構成邊坡不穩定塊體。 (4)物理地質現象 壩址區物理地質現象主要表現為淺表層巖體的風化卸荷及松動變形、陡岸崩塌和滑坡等。 下壩址左岸為巖質高陡邊坡，高程 1820m 以下，坡角 46 55 ,公路內側近岸及高程 1820m 以上地形近直立。由于邊坡高陡，加之風化作用的影響，岸坡順坡向卸荷裂隙發育，與層面及 NW320 350組裂隙的不利組合，使岸坡巖體產生較多的不穩定塊體，尤其在雨季，受降雨、重力作用等的綜合影響，多見掉塊、小規模崩塌現象。 壩軸線上游 200m 處分布一大型崩塌體 (見照片 )。后緣高程 18101841m 左右，高出河水面 68m，前緣（坡腳）高程 1778m，地表分布面積 2.7萬 m2，橫向寬約 230m，推測厚度 15 20m，體積約 48萬 m3。該段邊坡坡角 46 55，其上沖溝發育。崩塌 體由塊石、碎石、土質組成，塊石塊徑一般為 2m 左右，大者 3 5m，局部肯架空現象。崩塌體形成機制分析：岸坡受第 1、 2 組裂隙切割，破壞了岸坡巖體結構，是邊坡變形失穩的重要因素，加之坡腳粘土質泥巖的層面組合（第 3 組裂隙）、遇水崩解、抗沖刷能力差的工程特性，長期受河水沖刷側蝕的作用，形成反坡地形，其上部巖體在重力作用下產生較大規模的崩塌堆積。 22 壩址區發育趙木川滑坡，位于趙木川村后山坡。地貌形態呈“簸箕”狀，地形上陡下緩，滑坡組成物為塊碎石土，其上沖溝發育，隸屬杏兒溝滑坡（群）。該滑坡 上、下游邊界條件較為明顯，均以沖溝為界，滑移錯斷級階地砂卵礫石層?；虑熬壐叱?1792m， 橫向寬130 160m，推測厚 20 30m。杏兒溝滑坡（群）形成以后，順黃河岸邊一帶堆積了級階地砂卵礫石層，之后由于地殼變化，黃河在水力作用條件下下切，形成河床深槽，給滑坡體提供了臨空條件，影響了滑坡局部穩定性，導致該部位滑坡再次活動，形成趙木川村后山坡滑坡。 趙木川滑坡目前處于穩定狀態，既使水庫蓄水后，水邊距滑坡前緣最近距離約 130m，地下水位的抬升低于滑床及滑帶，不會降低滑帶組成物質的力學參數，因而對滑坡穩定無 影響。 風化程度：壩址區第四系松散堆積物廣泛分布，僅下壩址左岸基巖裸露。巖坡高陡，風化卸荷較劇烈，強風化帶厚一般 4 6m，弱風化帶厚 12 16m。 (4)水文地質 地下水類型 壩區地下水類型按其埋藏條件可分為孔隙性潛水和基巖裂隙水兩類。 孔隙性潛水：主要分布在河床砂卵礫石層、河漫灘及岸邊洪、沖積的松散堆積層中，除河床砂卵礫石層、河漫灘主要接受黃河河水補給外，岸邊、級階地、洪積扇砂卵礫石層主要接受大氣降水、沖溝及灌溉水補給，排泄于黃河。 基巖裂隙水：賦存、運移于第 三系紅層裂隙中，接受大氣降水補給，向前緣松散堆積層及鄰近溝谷排泄，最終排泄于黃河。壩址區基巖巖層平緩，巖性層次復雜，裂隙水與砂巖、砂礫巖層間交匯賦存條件較好，地下水豐盈，若遇粘土質泥巖，受其巖性、結構的影響，裂隙水與層間水串通，運移條件復雜。 地下水動態及水質 壩址區兩岸地下水埋藏深度依地層巖性的不同隨之變化，除下壩址左岸外，兩岸均為第四系松散堆積物，隨地貌單元、巖性結構的變化，埋藏深度從 5.85 16.5m 相差較大，但水力坡降兩岸基本一致，在 0.014 0.016之間。下壩址左岸紅層中地下水埋藏深度較大 ，水力坡降大致為 0.15?？傮w是地下水補給河水。 壩址區斷層匯總表 表 3 4 1 23 編號 位 置 產 狀 性 質 破碎帶 寬度（ cm） 帶內物質組成及其它特征 F1 壩軸線下 游 220m NW335 SW 65 壓扭性正斷層 2 20 夾透鏡狀巖塊、似鱗片狀巖，順斷層面排列，擠壓緊密，泥質膠結差。斷帶兩側物質風化蝕變呈黃色，影響帶局部巖體松動錯位。 F2 壩軸線下 游 135m NE8 NW65 張性正 斷層 5 10 夾塊狀巖、片狀巖，順斷層面排列，泥質膠結差。面粗糙稍彎曲。上盤有牽引現象，隱約可見 水平擦痕。錯距6m。 F3 壩軸線上 游 90m NE55 SE51 壓扭性正斷層 20 夾透鏡狀巖塊，長軸順斷層排列，泥 質膠結差。上部斷距明顯約 30m。 F4 壩軸線下 游 70m NW330 NE 75 80 壓扭性正斷層 2 夾塊、巖屑，擠壓緊密，泥質膠結。 面稍彎曲粗糙。 壩址區裂隙分組特征表 表 3 4 2 組號 產 狀 性質 寬度（ cm） 延伸長度（ m） 代表性裂隙 1 NW320 350 NE（ SW） 75 86 張性 0.2 0.5(個別局部 5 10) 10 40 L3 、 L4、 L7、L10等 2 NE40 70 SE 58 82 張性 2 8 20 30 L8組、 L9組 3 NE15 45 NW 11 18 （背斜下游翼） 層面 多閉合 延伸長 4 NW310 330 NE 12 14 （背斜上游翼） 層面 多閉合 延伸長 工程區 15組河水、地下水、溝水水質化學分析成果列表 3 3 1。 分析成果表明 :河水礦化度 0.314 0.413g/l,PH值 8.22 8.44，總硬度為 3.237 4.250mmol/(1/2CaCO3),水化學類型為 HCO3-Ca2+ K+Na+型水；地下水礦化度 0.590 0.924g/l,PH 值 7.20-7.65, 總硬度為5.354 9.089 mmol/(1/2CaCO3)，水化學類型為 HCO3-Ca2+ K+Na+、HCO3- SO42- CI- K+Na+ Ca2+、 HCO3-Ca2+、 HCO3- SO42- Ca2+ K+Na+型水；溝水礦化