第一节 坝址地质概况
本次可研勘察,在九节滩固家河渡口以上1km河段内进行了反复比选,最终选择了上下两个坝址进行坝址比较。上下两个坝址相距231m,处于同一构造,同一地貌及地层单元中,工程地质条件具有一定的相似性和差异性。
一、地形地貌
巴河总体流向为 ,坝址区流向为N8°E。坝址处河道顺道,常年水面宽度约300m,河谷开阔。河流两岸基本对称,右岸稍缓,坡角约18°,左岸稍陡,坡角约23°。两岸斜坡台地上分布有大量的第四系崩坡积物。河底高程251.2~252.1m,上坝址上游180m处靠右有一深潭,河底高程241.9m。在地貌上坝址区属典型的河岸斜坡堆积地貌单元,包括阶地、冲沟及斜坡堆积等地貌形态。
粘土夹砂卵石层,厚度2~3m,结构紧密。
2、冲沟:在下坝址下游80m处左岸发育一冲沟,即固家河沟,沟长约2km,集雨面积约2.0km2,比降约2.3%。该冲沟沟口两岸基岩裸露,为侏罗系上沙溪庙组厚层砂岩。沟口段宽15~20m,沟内长年有水流过。
3、斜坡堆积地貌:坝址处两岸山顶高程300~330m,高出河底50~80m。斜坡地貌形态严格受岩性控制,砂岩出露地带大多形成陡崖,泥岩出露地带则形成缓坡台地。在缓坡台地上分布有崩坡积、残坡积物,岩性为块碎石土、粉质粘土、粉土等,厚度0~5m。
二、地层岩性
坝区地层主要包括覆盖层和基岩两大部分,覆盖层以第四系全新统残坡积和冲洪积为主,基岩为侏罗系上沙溪庙组砂泥岩互层。
1、第四系(Q4)
第四系全新统在坝区广为分布,以残坡积和冲洪积为主。残坡积主要分布在两岸缓坡台地上,
岩性以块碎石土、粉质粘土、粉土为主,厚度0~5m。冲洪积主要分布在河床及岸边,在九节滩坝区冲洪积特未集中大片产出、分布零星,厚度0~2.1m。砂卵石中卵石约占80%,粒径10cm~30cm的居多。
2、侏罗系上沙溪庙组(J2s)
为灰白长石石英砂岩与紫红砂质泥岩互层。砂岩为砂状结构,厚层状构造,岩石坚硬;泥岩为泥质结构块状构造。在坝区以砂岩为主,呈现“石龙过江”。在上坝址坝轴线上,砂岩残余厚度21.20~22.27m。
三、地质构造及地震
坝址位于四川新华夏构造体系铁山背斜西翼,地层单斜,岩层产状336~355°∠6~13°。坝址区无次级褶皱及断裂分布。
在坝址砂岩地层中裂隙发育。在右岸砂岩中除层面裂隙外还发育三组裂隙:
第一组:走向70°~82°,倾NW,倾角45°~82°;
第二组:走向35°~40°,倾SE,倾角38°~69°;
第三组:走向13°~15°,倾SE,倾角82°。
其中,第一组裂隙走向与河道基本垂直,相对较发育,裂隙间距1.5~10m,裂隙延伸长度1m~7m,闭合。第二、三组裂隙仅在局部地段产出,相对不发育,裂隙宽1~2mm,长度1m~5m。
在坝址左岸砂岩中,除层面裂隙外,还发育一组裂隙,走向250°~320°,倾SE,倾角55°~90°,长度3~15m,裂隙间距0.5m~10m,裂隙大都张开,缝宽1~2mm,充填豆石及砂土(附:坝址左右岸J2s砂岩节理玫瑰花图)。
在距坝址数十公里范围内均无活动断层,历史上未发生过大于或等于5级的地震活动,岩体完整,边坡稳定,抗震稳定性好。因此,坝址处于抗震有利地段,场地土类型为坚硬场地土,场地类别为Ⅰ类。
四、地下水
坝区地下水按含水层性质和赋存条件可分为两类。
1、第四系松散堆积层孔隙水:一般以上层滞水或潜水赋存于坝区覆盖层内,受大气降水补给,以泉水形式汇入河中或通过基岩裂隙下渗。由于覆盖层为松散堆积,透水性良好,且分布零星,厚薄不均,受季节性降水影响大,因此,此类地下水不发育,对工程影响不大。
2、基岩裂隙水:坝区基岩为侏罗系砂泥岩互层,泥岩性软节理裂隙不发育,透水性差,为相对隔水层,不利于地下水的储存运移。砂岩坚硬,节理裂隙相对发育,给地下水的补充、运移和排泄创造了良好条件,为相对透水层。但是,各砂岩层之间有泥岩阻隔,无水力联系,又具有临空面,有利于地下水的排泄,因此坝区基岩裂隙水也不发育。在坝区两岸钻孔施工过程中进行了地下水位观测,地下水位与河水位基本一致,这说明地下水位与河水位是完全贯通的。
在上下坝址处各取水样1组,经水质分析,其库尔洛夫式为:
上坝址CO2OM7.15 | HC0359.16S0427.86 | t15° |
Ca64.89Mg32.44 | ||
下坝址CO2OM7.01 | HC0356.86S0426.67Cl10.59 | t15° |
Ca60.78Mg37.25 | ||
比照GB50287-99《水利水电工程地质勘察规范》附录G环境水对混凝土侵蚀评价标准,各项指标均符合施工水标准,对砼无侵蚀性。
五、不良地质作用
坝区地质作用主要表现为风化、崩塌和冲刷作用。
风化:坝区基岩风化程度与岩性、埋藏条件等密切相关,残部表现为较均匀的风化,深部在地下水作用下表现为沿裂隙面风化的特征。坝址区河床部分广泛出露J2s砂岩,抗风化作用较强,同时长期受河水冲刷,强风化已无保留,中风化带底界埋深0.6~10.55m。两岸由于卸荷裂隙发育,风化作用较为强烈,强风化带底界埋深最大为10.55m,中风化带底界埋深量大为14.70m。
崩塌:在坝区两岸,由于边坡较缓,18°~23°,崩塌作用不强烈,仅发生在砂岩形成的陡崖一带。坝区两岸覆盖层以坡积物为主,崩积物很少。
冲刷:坝区河流比降约为1/100,相对较陡,加之砂泥岩互层,泥岩抗冲刷能力较弱,在泥岩分布区形成了多个深坑,比较大且深的冲坑位于上坝址上游180m~280m处,坑底高程24
1.90m,坑深10.10m,冲坑直径约100m。
第二节 上坝址工程地质条件及评价
一、上坝址工程地质条件
上坝址位于九节滩固家河口上游364m处,距下坝址284m,河底高程251.40m~251.70m。蓄水至正常高水位 m时,河面宽度 m。左岸山顶海拔高程311.80m,285m以下坡角19°,285m以上坡角30.7°;右岸山顶海拔高程312.0m,坡角20°。
上坝址覆盖层为第四系全新统冲洪积和崩坡积。冲洪积不发育,仅在上坝址上游80m处左岸,下游70m处左岸有零星分布,以砂卵石为主,卵石粒径10cm~40cm的占40%,厚度2~6m。崩坡积分布在两岸斜坡地带,崩积少,以坡积为主,岩性为块碎石土和粉土,厚度1~5m。上坝址出露基岩为侏罗系上沙溪庙组砂泥岩互层。坝基全为砂岩,残余厚度18.57m~22.27m,与下坝址一样呈现“石龙过江”景象;左坝肩272.90m以下为砂岩,272.90m以上为砂泥岩互层;右坝肩263.53m左岸右岸以下的砂岩,263.53m以上为砂质泥岩。
上坝址处地层单斜,岩层产状 ,无次级褶皱及断裂分布。左岸除层面裂隙外,还发育一组
裂隙,其走向250°~320°,倾SE,倾角55°~90°,长度3~15m,裂隙间距0.5m~10m,裂缝大都张开,缝宽1~2mm。右岸除层面裂隙外,还发育一组裂隙,其走向70°~82°,倾NW,倾角45°~82°,与河道基本垂直。根据上坝址16个钻孔统计,层面裂隙平均间距5.2m,岩体完整程度等级属“完整”。在ZK3孔3.52~3.6m,14.6m~14.76m两处发生掉钻。
上坝址主要不良地质作用为风化作用。坝基由于冲蚀作用强烈,已无强风化层残留,弱风化层底界埋深0.6~5.14m。左岸强风化层底界埋深7.65~10.55m,弱风化层底界埋深11.05~14.70m。右岸无强风化层,弱风化层底界埋深4.7m。
上坝址14个钻孔共压水352.75m/72段,q>100Lu的共29段,主要位于钻孔上部,10Lu≤q<100Lu的共18段,1Lu≤q<10Lu的共3段,0.1Lu≤q<1Lu的2段,q=0Lu的共20段。
二、上坝址工程地质评价
1、坝基岩体质量评价
坝基岩体为砂岩,通过薄片鉴定,为细粒长石砂岩,其中碎屑占90%,填隙物占50%。碎屑物中长石占70%,石英占25%,其它为岩屑、黑云母、白云母、绿帘石、电气石等含量微;
填隙物中以绿泥石为主,沸石和水云母含量微。细粒砂状结构、孔隙式交结。
取砂岩样7组,饱和抗压强度分别为58.1、61.7、44.8、57.7、65.3、36.3、37.2MPa,算术平均值51.6MPa,小值平均值39.4MPa。
坝基岩体层理不明显,层面及节理裂隙不发育,岩体完整性程度属“完整”等级。坝区14个钻孔统计,岩心采取率平均值得为82.2%,RQD平均值70.88;除开风化层,岩心采取率平均值为85.6%,RQD平均值86.8。
依据《水利水电工程地质勘察规范》附录L的规定,坝基岩体属BⅡ类。
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