【正文】 粗顆粒巖性成份主要為變質(zhì)砂巖、花崗巖等，一般磨園度較好，分選性差，允許承載力 ～ 。地層結(jié)構(gòu)為：上覆土層（低液限粘土）厚 ～ 。Ⅰ級階地臺面高程 ～ ，高出河水面 5m左右，地形平坦開闊。 綜上述，引水渠兩側(cè)邊坡多 為土、砂卵礫石和紅層構(gòu)成的邊坡，按設(shè)計(jì)邊坡開挖后重點(diǎn)是防滲防沖問題；而表部的土層顆粒細(xì)，含水時(shí)存在凍脹問題，需有處理；渠底為紅層，主要為防沖，應(yīng)襯砌處理。強(qiáng)風(fēng)化崩解層厚 ～ ，呈軟化泥質(zhì)狀態(tài)，弱風(fēng)化帶厚 6～ 8m。其中上部 左右砂卵礫石層含淡黃褐色、 淺灰色壤土，含量 15～ 20%，卵礫石一般磨園度好，分選性差，屬強(qiáng)透水巖層，允許承載力 ～。從試驗(yàn)成果分析，該段土質(zhì)顯低液限性質(zhì)，滲透系數(shù)極小，自重濕陷系數(shù)一般為 ～ ，僅有 1組試值稍大為 ，說明基本無自重濕陷性。 四堡子 — 前池段：段長 約 ，均置于Ⅱ級階地上，沿線臺面高程 1775～ 1779m。 強(qiáng)風(fēng)化層厚 ～ ，弱風(fēng)化帶巖體厚 ～ 10m。 基巖為第三系紅層，其頂板高程 1765～ 1768m，巖性主要為砂礫巖、粘土質(zhì)泥巖。溝床洪積松散堆積層厚9～ 11m（ ZK29揭露其厚度為 ） ,顆粒磨園度一般較好，球度差，巖性主要為花崗 巖、片麻巖、變質(zhì)砂巖等，粒徑 5～ 20cm卵、礫居多，含量占 40～ 50%， 60～ 100cm者漂、塊石隨處可見，零星分布大于 1m者。 XX溝渠段：溝內(nèi)常年流水，平時(shí)流量 ～ ,流量隨季節(jié)變化，較大流量一般集中在 9月份雨季。 地下水埋藏于砂卵礫石層中，一般埋深 12～ 15m，水位高程～ 1779m，渠線向岸里地下水位抬升，近岸邊基本與河水位相同。巖性主要為粘土質(zhì)泥巖，水理性質(zhì)差，遇水易崩解。整體結(jié)構(gòu)疏松，孔隙比 %，濕陷系數(shù) ，屬強(qiáng)濕陷性土；下部為沖洪積砂卵礫石，組成顆粒以卵、礫石為主，其含量 50～ 55%，砂粒含量占 10%左右，地基允許承載力 ～ ，滲透系數(shù) 30～ 50m/d，屬強(qiáng)透水。 發(fā)電引水渠工程地質(zhì)條件 發(fā)電引水渠布置在右岸，向下游延伸跨 XX 溝，至新農(nóng)村Ⅰ級階地發(fā)電，全長約 ,渠底設(shè)計(jì)坡降 （ 1/4000），渠頂高程 1785m，底寬 34m，渠深 9m。覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，呈強(qiáng)透水。相對不透水（ q3Lu）層頂板埋深（地面起算） 32～ 34m。 副壩壩基工程地質(zhì)條件 依據(jù)壩址區(qū)地形條件，副壩布置在左 岸洪積扇上。 壩基基巖為第三系紅層，整體完整性較好，透水性差，相對不透水（ q3Lu）層頂板埋深（地面起算） 34～ 46m，向岸向變淺。 ③ 左岸壩基 覆蓋層厚 ～ ，組成物質(zhì)為洪積砂卵礫石及砂（含碎石）壤土，其中上覆砂壤土（壩基土）層厚 ～ ，其物性試驗(yàn)成果見表 352，可以看出，壩基土 物性變化較大，如果直接做為壩基，需采取一定的夯實(shí)、防滲處理。砂卵礫石層開挖坡比建議值見表 351。 地下水位埋藏于松散砂卵礫石層中：一階臺地中埋深 ，高程；Ⅱ級階地中埋深 ，高程 ，當(dāng)正常蓄水位 1783m時(shí)，增加 。一階臺地上覆 ～ 工堆積砂卵礫石，為小水電引水渠開挖棄碴，下伏Ⅱ級階地殘留砂卵礫石層，厚 ～ 。地表均為第四系全新統(tǒng)（ Q4）松散堆積物，下伏第三系紅層。 ② 右岸壩基 該段地形呈階梯狀向岸內(nèi)抬升，一階臺面高程 1778～ 1780m，寬 65m左右，其上有 XX 小水電引水渠。弱風(fēng)化帶厚 ～ ，下限分布高程 ～ 。砂巖、粘土質(zhì)泥巖、砂礫巖均有且呈互層狀出露，以砂礫巖、砂巖為主，所占比例達(dá) 85%左右，對大壩壩基抗滑穩(wěn)定是有利的。河床覆蓋層為第四紀(jì)晚更新世（ Q3）以后的現(xiàn)代堆積，且工程正常運(yùn)行后均位于地水位以下，屬飽和砂土，而含礫砂層中粒徑大于 5mm的重量百分率小于 70％，粘粒（小于 的重量百分率大于 16％），初判為在振動荷載作用下有可能發(fā)生液化現(xiàn)象，砂卵礫石層發(fā)生液化的可能性較小。據(jù) ZK13孔抽水試驗(yàn)資料，滲透系數(shù) K=，屬強(qiáng)透水。 河床覆蓋層主要由沖積含壤土砂粒、卵石、礫石組成，夾少量漂石、大塊石，大顆粒物質(zhì)一般磨園度較好，呈次園～渾園狀，壤土約占 15～20%。當(dāng)河水位 ，水深 ～ ，水面寬約 104m。裝機(jī)容量220MW。 推薦壩址主要建筑物工程地質(zhì)條件 上壩址布置為引水發(fā)電方案，樞紐建筑物主要為：攔河大壩、左岸泄水閘、發(fā)電引水渠、前池及廠房。 綜上所述，上、下壩址均具備修建低水頭徑流式水電站的地形、地質(zhì)條件，但下壩址左壩肩存在高陡邊坡穩(wěn)定問題，且壩前左岸有較大規(guī)模的崩塌體，筑壩將使水庫淹（浸）沒面積相對較大，并淹沒 XX 小水電站。 30 ③ 下壩址水庫淹（浸）沒面積增加， XX小水電將被淹沒。 區(qū)別在于： ① 壩頂高程相同、同一正常蓄水位時(shí)，上壩址主壩、副壩、防滲線均較長，而下壩址左岸為基巖邊坡，壩體相對短，主體工程量相對較小。 ③ 上壩址距杏兒溝、干河灘 溝口較近，下壩址壩前分布有崩塌體，都存在壩前固體逕流堆積問題。 相同或相近的主要工程地質(zhì)問題： ① 上、下壩址位于同一構(gòu)造單元，無大的構(gòu)造差異。 ⑵ 壩軸線上游 200m處分布的大型崩塌體 (見照片 )，當(dāng)水庫蓄水后，坡腳在庫水面以下 5～ 6m，粘土遇水吸濕膨脹、軟化，加之坡腳細(xì)顆粒物質(zhì)被流水帶走，整體強(qiáng)度降低，失去或降低支撐能力，將會導(dǎo)致崩塌體二次失穩(wěn)坍塌入庫，增加壩前固體物質(zhì)，影響電站正常運(yùn)行，應(yīng)采取處理措施。傾向岸外偏下 游，構(gòu)成岸坡后側(cè)及上游側(cè)切割邊界，下游以第 1組裂隙面切割岸坡，加之層間軟弱結(jié)構(gòu)面（層面）的組合，孕育著岸坡不穩(wěn)定組合體。該處岸坡后緣沿 F3發(fā)育成巖質(zhì)沖溝（圖 341）， F3斷層是影響岸坡變形的控制結(jié)構(gòu)面，其產(chǎn)狀為 NE55176。水庫蓄水后，使坡腳軟弱巖層浸水，又給邊坡失穩(wěn)提供了條件。 、崩解問題 28 地基巖體強(qiáng)度低、巖質(zhì)較軟弱，在上覆較厚覆蓋層被挖除、基坑爆破開挖過程中擾動條件下，將發(fā)生卸荷松弛回彈，巖體遇水還可發(fā)生膨脹松弛和崩解，特別是粘土質(zhì)泥巖，粘土礦物成份含量高，遇水后表現(xiàn)出膨脹軟化（泥化）、失水收縮干裂的性質(zhì)，而上覆砂卵礫石層和膠結(jié)差或沒有膠結(jié)的砂礫巖中均含有一定的地下水，對地基巖體不利。 建議：在建基高程允許的情況下，河床壩段要充分利用厚實(shí)砂巖層，避開粘土質(zhì)泥巖和膠結(jié)差或沒有膠結(jié)的砂礫巖層。地基巖體變形模量小，泊桑比較大，尤其是粘土質(zhì)泥巖極易產(chǎn)生崩解、碎裂和軟化，變形條件差，加之砂礫巖膠結(jié)差或沒有膠結(jié)，泡水后強(qiáng)度很低，做為基礎(chǔ)持力層，樞紐建筑物須預(yù)防地基巖體變形所產(chǎn)生不均勻沉陷，以免引起上部建筑物的變位而影響正常運(yùn)行和安全。建議結(jié)合近壩庫岸防護(hù)處理，以增加其滲徑。當(dāng)滲漏時(shí)間長、地下水坡降增大（大于允許水力坡降）、動水壓力大于水中細(xì)顆粒物質(zhì)重量時(shí)，會出現(xiàn)流沙現(xiàn)象，導(dǎo)致管涌發(fā)生，引起滲透穩(wěn)定問題。近壩 Ⅱ階地砂卵礫石裸露，庫水將在其靜水壓力作用下沿最短途徑向下游繞滲。上部為 ～ 的砂壤土，下部為砂卵礫石，層厚～ 25m（ ZK15孔揭露 ），屬強(qiáng)透水層，允許水力坡降 ～。103 飽 26 干 和 g\cm3 % % % MPa MPa 1 砂礫 巖 弱 風(fēng) 化 2 3 粘土質(zhì)泥巖 21． 8 4 24． 0 ※ ZK211 5 砂 巖 6 7 粘土質(zhì)泥巖巖 微 風(fēng) 化 21． 7 0． 99 8 18． 6 16． 7 0． 80 9 砂 巖 10 ※ ZK91 4 ※ ZK213 ※ ZK92 砂 礫巖 10． 3 29． 0 0． 09 ※ ZK22 ※ ZK212 帶 ※ 者為鉆孔巖芯試樣。鑒于其厚度較大，不易全部挖除，需采取有效的防滲處理措施。 ⑵ 地基松散體滲透穩(wěn)定問題 上、下壩址副壩均置于松散堆積層上，右岸為 II級階地，左岸下壩址無副壩，上壩址為洪積扇。對于巖體層面，發(fā)生滲透變形與其產(chǎn)狀、是否有逸出點(diǎn)有關(guān)。 （土）體滲透穩(wěn)定問題 ⑴ 地基巖體滲透穩(wěn)定問題 粘土質(zhì)泥巖、砂巖、砂礫巖在上、下壩址壩基均有 出露。呈順坡向不連結(jié)續(xù)切割面，切割壩肩，與壩軸線呈 70～ 87176。壩軸線上 游 90m 處 F3斷層橫切河床，其破碎帶寬 20cm，傾 向下游，延伸長，錯(cuò)動變位大，形成上游拉開切割面；第 2 組裂隙面產(chǎn)狀 NE52～ 70176。這種組合條件，上、下壩址壩基（主要指河床）都有可能存在。河床基 25 巖頂板順河縱向坡度約 11176。壩址區(qū)（上、下壩址）就位于其上游翼。 主要工程地質(zhì)問題 、壩肩抗滑穩(wěn)定問題 第三系紅層做為壩基，尤其是粘土質(zhì)泥巖連續(xù)性強(qiáng)，分布范圍廣，工程性狀差，存在壩基抗滑穩(wěn)定問題，主要表現(xiàn)為淺表層抗滑穩(wěn)定。 （ 3）巖（土）體物理力學(xué)參數(shù)建議值 巖（土）體物理力學(xué)參數(shù)的選取是以綜合考慮了工程規(guī)模、工程作用力特點(diǎn)及巖體力學(xué)特性等，同時(shí)經(jīng)過工程類比，參考黃河上游尼那、直崗拉卡、黃 豐水電站等工程資料，提出本工程有關(guān)巖體力學(xué)參數(shù)建議值（表 3— 4— 5），松散層力學(xué)參數(shù)建議值見表 3— 4— 6。 鉆孔壓水試驗(yàn)成果匯總表 24 表 3— 4— 3 位 置 岸 別 孔 數(shù) 壓水試驗(yàn)段 強(qiáng)透水 中等 透水 弱透水 微透水 極微透水 無法止水 q(Lu) ＞ 100 100～10 10～ 1 1～ ＜ 段 次 段 次 段次 段次 段次 段次 % 壩 址 區(qū) 左岸 2 10 0 1 6 2 1 0 10 60 20 10 右岸 14 47 0 0 22 17 4 4 0 0 47 36 8 8 河床 8 47 0 4 20 10 4 9 0 8 43 21 8 20 ∑ 24 104 0 5 48 29 9 13 % 0 5 46 28 9 12 （ 2）彈性波測試 本階段在壩址區(qū) PD1 平硐中進(jìn)行硐壁巖體彈性波測試 4 段、長度。微風(fēng)化巖體：砂巖干抗壓強(qiáng)度～ ，飽和抗壓 ～ ，軟化系數(shù) ～ ，彈性模量 (E)～ 。 （ 1） 巖石抗壓強(qiáng)度 室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果列于表 3— 4— 4。 (2)巖體透水性隨巖性的不同而有所變化：粘土質(zhì)泥巖試段透水率（ q）小于 ；以 粘土質(zhì)泥巖為主的夾砂巖、砂礫巖的試段，試值一般在 ～ 5 Lu 之間；砂巖、砂礫巖試段試值多介于 5～ 10 Lu之間，個(gè)別砂礫巖段試值達(dá) Lu；砂礫巖試段試值略大于砂巖。 壩址區(qū)（含引水渠線、廠房） 24 個(gè)鉆孔 104 段壓水試驗(yàn)成果分析列于表 3— 4— 3。沖洪積砂卵礫石層層次紊亂，不均勻系數(shù)為 ～ ，孔隙率 ～ %，經(jīng)鉆孔注水試驗(yàn)及試坑注水試驗(yàn)，其滲透系數(shù)為 30m/d，屬中等透水，是右壩肩的主要滲透通道。說明工程區(qū)不同部位水質(zhì)略有變化，但對砼均無腐蝕性。 SO42— K++Na+178。 K++Na+、 23 HCO3178。 SO42— Ca2+178。 CI— K++Na+178。 K++Na+、HCO3178。 分析成果表明 :河水礦化度 ～ ,PH 值 ～ ，總硬度為 ～ (1/2CaCO3),水化學(xué)類型為 HCO3Ca2+178。 NE∠ 12～ 14176。 NW∠ 11～ 18176。 SE∠ 58～ 82176。 NE（ SW）∠ 75～ 86176。 面稍彎曲粗糙。 NE∠ 75～ 80176。上部斷距明顯約 30m。 SE∠51176。錯(cuò)距6m。面粗糙稍彎曲。 NW∠65176。斷帶兩側(cè)物質(zhì)風(fēng)化蝕變呈黃色，影響帶局部巖體松動錯(cuò)位。 SW∠ 65176?？傮w是地下水補(bǔ)給河水。 ②地下水動態(tài)及水質(zhì) 壩址區(qū)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(jié)構(gòu)的變化，埋藏深度從 ～ 相差較大，但水力坡降兩岸基本一致，在～ 之間。 基巖裂隙水：賦存、運(yùn)移于第 三系紅層裂隙中，接受大氣降水補(bǔ)給，向前緣松散堆積層及鄰近溝谷排泄，最終排泄于黃河。 (4)水文地質(zhì) ①地下水類型 壩區(qū)地下水類型按其埋藏條件可分為孔隙性潛水和基巖裂隙兩類。 ③ 風(fēng)化程度：壩址區(qū)第四系松散堆積物廣泛分布，僅下壩址左岸基巖裸露。杏兒溝滑坡（群）形成以后，順黃河岸邊一帶堆積了Ⅲ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(wěn)定性，導(dǎo)致該部位滑坡再次活動，形成趙木川村后山坡滑坡。該滑坡 上、下游邊界條件較為明顯，均以沖溝為界，滑移錯(cuò)斷Ⅲ級階地砂卵礫石層。 ② 壩址區(qū)發(fā)育趙木川滑坡，位于趙木川村后山坡。崩塌 體由塊石、碎石、土質(zhì)組成，塊石塊徑一般為 2m左右，大者 3～ 5m，局部肯架空現(xiàn)象。該段邊坡坡角 46～ 55176。 壩軸線上游 200m處分布一大型崩塌體 (見照片 )。由于邊坡高陡，加之風(fēng)化作用的影響，岸坡順坡向卸荷裂隙發(fā)育，與層面及 NW320～ 350176。 ① 下壩址左岸為巖質(zhì)高陡邊坡，高程 1820m以下，坡角 46～ 55176。其中第 2組裂隙基本順坡向發(fā)育，高陡傾角，傾向岸外，為邊坡穩(wěn)定性主控結(jié)構(gòu)面，與第 4組裂隙面的切割組合構(gòu)成邊坡不穩(wěn)定塊體。 裂隙按其產(chǎn)狀劃分為四組（表 3— 4— 2）。平行軸向出現(xiàn)一系列張性斷裂，如 F F F3及 L L3等。上游翼傾向上游偏左岸，巖層走向?yàn)?NE22～ 27176。下游翼傾向下游偏左岸，巖層走向?yàn)?NW325176。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(chǎn)狀為 NW335176。 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(jié)構(gòu)松散，下游側(cè)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(dá)數(shù)十 m。 崩積物 (col)：崩積碎塊石土，結(jié)構(gòu)松散，具架空現(xiàn)象，層厚數(shù) m至數(shù)十 m不等。其表層為砂壤土，前緣層 ～ ，向岸里漸變增厚，局部厚達(dá) 6m左右。 沖積砂卵礫石（ sgr）：主要分在河床及河漫灘，據(jù)鉆孔、物探資料顯示，其層厚 ～ ，上壩址較薄而下壩址相對較厚。據(jù)現(xiàn)有勘探資料表明， I級階地上部為 ～ ， 20 下部為砂卵礫石，其層厚