川省达县九节滩水电站工程地质勘察报告

'四川省达州市达县九节滩水电站可行性研究阶段工程地质勘察报告成都市水利电力勘测设计院二OO五年五月 工程名称：四川省达县九节滩水电站工程地质勘察报告勘察阶段：可行性研究阶段勘察单位：成都市水利电力勘测设计院勘察资质：工程勘察乙级221144-sy批准：审查：校核：编写： 目录绪言第一章区域地质概况…………………………………………………第一节地形地貌…………………………………………………第二节地层岩性…………………………………………………第三节地质构造及地震…………………………………………第四节地下水……………………………………………………第五节不良地质作用……………………………………………第二章水库区工程地质条件及评价…………………………………第一节水库区工程地质条件……………………………………第二节水库区渗漏评价…………………………………………第三章坝址工程地质条件及评价……………………………………第一节坝址地质概况……………………………………………第二节上坝址工程地质条件及评价……………………………第三节下坝址工程地质条件评价………………………………第四节坝址选择…………………………………………………第四章厂区工程地质条件及评价……………………………………第一节厂址工程地质条件………………………………………第二节厂址工程地质评价………………………………………第五章天然建筑材料…………………………………………………第一节概况………………………………………………………第二节石料………………………………………………………第三节土料………………………………………………………第四节砂卵石料…………………………………………………第六章结论与建议…………………………………………………… 第一节结论………………………………………………………第二节建议………………………………………………………附件：1、岩芯照片2、岩土水试验报告 附图目录顺序号图名图号 绪言一、工程概况达县九节滩水电站系巴河梯级开发中的第4级（2004年规划）。上游与黄梅溪水电站相衔接，下游与石佛滩水电站相衔接。该电站为坝后式，厂房位于左岸，船闸位于右岸。最大坝高于m，正常高水位m，总库容万m3，单机引用量m3/s，总装机×万kw。大坝初拟为浆砌条石重力坝。二、自然地理条件达县九节滩水电站位于达县石梯镇巴河九节滩河段上，枢纽区地理座标：东径，北纬。交通：坝址距达州市km，有公路相通。坝址河段水运十分发达，上可达平昌风滩，下可至渠县、重庆，坝址处通行船只最大吨位可达120t。气候：工程区气候温和，四季分明。年平均气温16℃，极端最高气温42.3℃，极端最低气温-7.1℃；多年平均蒸发量1030.6～1308.3mm，多年平均日照时数1411.7～1577.3小时；多年平均无霜期275～298天，多年平均相对湿度71～79%，多年平均风速0.8～1.6m/s，历史最大风速21m/s；多年平均降雨量1100～1600mm，5～10月降雨量占年降雨量和80%以上。达县总人口128.54万，全县国内生产总值27.8亿元人民币，年产粮食46万吨，农村人均纯收入1767元。三、地勘工作概况1963年，长江流域规划办公室规划了巴河从平昌县江口镇至渠县三汇镇五级电站，对九节滩坝址进行过水准测量。 1987年，四川省水利水电勘测设计院编制完成了《渠河流域水资源开发利用规划报告》，该报告在编制期间，该院对九节滩坝址也进行了水准测量。2004年10月，成都市水利水电勘测设计院为编制《四川省巴河风此外至九节滩河段水电开发规划调整报告》，对九节滩坝址进行了规划阶段地质勘察工作，共完成坝址平面地质测绘20万m2，坝址剖面地质测绘2330m，天然建筑材料踏勘12处，钻探145m/7孔，室内岩石物理力学试验8组。2005年3月，成都市水利电力勘测设计院受巴鼎电力有限责任公司委托，承担九节滩水电站可研暨初设阶段工程地质勘察工作。根据规划报告审查意见和现场实际情况，我院及时下达了《达县九节滩水电站可研暨初设阶段地勘任务书》和《达县九节滩水电站可研暨初设阶段地勘工作大纲》。2005年3月4日，我院地质、测量、钻探、试验等专业工作人员30余人进驻现场展开地勘工作，历时41天，于4月15日完成野外作业，室内资料整理工作于5月25日完成。本阶段完成的地勘工作详见表1。 本阶段完成的地勘工作量表1工作项目精度完成工作量地形测量1、主控制点10″30个2、二级导线19km3、水准测量Ⅳ等48km4、地形测量1/10000.55km25、断面测量1/50012km平面地质测绘1、库区1/10002、枢纽区1/10000.40km23、天然建材1/10000.15km2剖面地质测绘1、库区1/5007km2、枢纽区1/5006.5km3、天然建材1/5005.5km钻探m/孔现场测试1、压水试验m/段2、料场筛分组室内试验1、岩石组2、砂卵石组3、土组4、水组 第一章区域地质概况第一节地形地貌工程区位于四川盆地东北部，东北高，西南低。海拔高程270～800m，相对高差450m左右。地貌单元属构造剥蚀堆积类型，具低山深丘峡谷地貌特征。由于岩层倾角较缓，受侵蚀切割形成阶梯状岭谷地貌，山顶宽阔平坦，或成圆顶状。台地边缘深槽峡谷发育，平面上呈现不规则锯齿状，台面宽度数十至数百米，台面地带多为泥岩分布，地形平缓，风化作用相对较强；台地边缘岩坎部位多为砂岩，抗风化能力较强，多形成陡崖。工程区河流呈树枝状，水系发育，巴河为主要干流，上源于平昌县城江口镇处分为通江河、南江河两支，均发源于陕西省米仓山南麓。前者为主流，发源于陕西省南郑县广家店乡境内的大红岩，海拔高程2500m。由北向南流，经陕西省的广家店、碑坝，入川后经平溪、涪阳、通江县城诺江镇、广纳、云台至平昌县城江口镇与南洪河汇合后称巴河。继续南流经白衣、石梯、文崇至渠县三汇镇汇入渠江。河长368.4km，河道平均坡降1.74‰，控制流域面积19927km2。流域形状呈扇形。第二节地层岩性工程区地层属扬子地层区四川省盆地分区通江小区，由中生界白垩系下统和侏罗系上统内陆河湖相碎屑岩组成，第四系全新统松散堆积层以冲洪积、残坡积、崩坡积为主。现将地层由老至新分述如下：1、中生界侏罗系中统上沙溪庙组（J2s） 紫红色、暗紫红色、棕红色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩，夹黄灰、灰紫、青灰色中～细粒长石砂岩。砂岩集中于顶部及下部，厚1280～2169m。该组地层广泛分布于枢纽区。——整合——2、中生界侏罗系上统遂宁组（J3s）红色、鲜红色泥岩、粉砂质泥岩与粉砂岩、泥质砂岩不等厚互层，夹薄层细砂岩。底部及中部各有一层青灰色块状钙质细砂岩，厚5～10m左右。岩石均含钙质，常有斑点状或薄层状之硬石膏赋存于泥岩粉砂岩之中，厚度283m。该组地层广泛分布于九节滩水电站库区。——整合——3、中生界侏罗系上统蓬莱镇组下段（J3p1）上部为紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹砂岩。粉砂岩为中厚层状，易风化。下部以灰紫色、浅灰色厚层状长石石英砂岩为主夹紫红色粉砂质泥岩，底部为长石细砂岩，厚度350余米。该组地层广泛分布于九节滩水电站库区较高台地上。——整合——4、中生界侏罗系上统蓬莱镇组上段（J3p2）上部为紫红色、棕红色砂质泥岩、泥岩及泥质粉砂岩，均含钙质；下部为厚层块状粉砂岩及长石石英砂岩与紫红色砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩，呈不等厚互层，厚度约800m。该组地层广泛分布于该电站库区较高台地上。——整合——5、中生界白垩系下统苍溪组（K1c）黄褐色厚层状中细粒钙质长石石英砂岩夹薄层紫红色泥岩。厚400余米。该组地层分布于库尾较高台地上。6、中生界白垩系下统白龙组（K1b） 黄灰色厚层状中细粒钙质砂岩与棕红色粉砂质泥岩相间产出，呈略等厚互层，厚度326m。该组地层广泛分布于库尾以上河段较高台地上。——不整合——7、第四系全新统包括现代河床冲洪积、残坡积、崩坡积等。冲洪积以砂卵石层为主，分布于沿河两岸；残坡积由砂土、岩屑、块碎石组成，分布于缓坡台地间；崩坡积以块石、孤石为主，杂乱堆积于陡崖脚。第三节地质构造及地震在在地构造上，九节滩水电站位于四川沉降带川中旋扭构造体系仪陇——平昌莲花状构造之东部、川东新华夏构造体系西部，该电站就处于两大构造体系复合地带。构造形迹以褶皱为主，断裂不发育。在复杂的区域构造旋扭应力作用下，褶皱轴线多呈弧形，岩层产状变化频繁，并常有挠曲现象，属仪陇——平昌莲花状构造的有税家槽背斜、平昌向斜、坦溪口背斜、江陵溪向斜；属川东新华夏构造体系的有铁山背斜。1、江陵溪向斜：延伸长度约12km，北段轴向320～330°，南段30～50°。两翼倾角平缓，轴部及翼部多为蓬莱镇组地层。该向斜从北向南进入库尾。2、税家槽背斜：轴向350～325°，由南至北经过涵水溪、柏树垭至龙寺倾伏，延伸长度约70km。两翼倾角平缓，西翼4～12°，东翼4～6°。轴部及翼部多为蓬莱镇组地层，局部出露遂宁组、苍溪组地层。该背斜位于库尾以西。3、平昌向斜：轴向10～25°，往北变为350°。轴线大致与税家槽背斜轴线平行，成一弧形。轴部在平昌城以西，该向斜极为平缓，南在平昌土地垭翘起，北至龙潭坝翘起，两翼倾角4°～6° 。出露地层为苍溪组和蓬莱镇组上段。4、铁山背斜：该背斜与九节滩水电站密切相关，位于库坝区左岸，坝址距离背斜轴部约20km。铁山背斜为华蓥山背斜北段东翼仙人掌状的孪生分枝构造，总的轴向N20°E。南北两端均有偏转；南端与华蓥山背斜相接部位为N31°E；北段在磨子坪以北渐延出测区，略呈“S”形，区内长39km。轴部地层为须家河组砂岩，抗风化能力强，形成标准的正地形背斜，其轴线与铁山山岭吻合。两翼渐新为珍珠冲组至下沙溪庙组。黄瓜梁以北基本对称，两翼岩层倾角40～60°。以南不对称，西翼陡，岩层倾角40～80°，以70～80°居多，常见直立倒转现象；东翼较缓，倾角在40～50°之间，轴面倾向南东，为线型斜歪背斜。根据GB18306－2001《中国地震动参数区划图》之规定，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅳ度，地震反应谱特征周期为0.35s。第四节地下水工程区地下水主要表现为潜水，按埋藏条件分主要为基岩裂隙水和松散堆积层孔隙水两种类型。1、松散堆积层孔隙水：主要分布在沿河砂卵石层及溪河两岸斜坡堆积层中，受大气降水和地表水体补给，排泄于冲沟及河流中。河床砂卵石层中孔隙水与河水连接性较好，含水较丰富。岩坡松散堆积层中的孔隙水则分布面积小，储量少、厚度薄，且受季节变化影响明显。2、基岩裂隙水：基岩裂隙水主要埋藏于砂岩裂隙中。泥岩软弱致密，裂隙不发育且多闭合，为相对隔水层。工程区砂泥岩相间分布，且砂岩层较薄，泥岩层较厚，故裂隙水储量不丰。裂隙水多以泉的形式沿砂岩底部排除。 第五节不良地质作用工程区不良地质作用以风化剥蚀为主，次为崩塌及滑坡。泥岩、粉砂质泥岩等岩性较软，抗风化能力低，风化后易于剥蚀。崩塌则发生在砂岩形成的高陡边坡地带，下部软岩经风化剥蚀或冲刷后形成倒岩，上覆砂岩因陡倾裂隙切割，在自重作用下产生崩塌。沿河两岸崩塌随处可见，但规模较小。滑坡多发育在河岸坡积体中，但规模小，对该工程的正常运行不会产生不良影响。 第二章水库区工程地质条件及评价第一节水库区工程地质条件一、地形地貌水库区属侵蚀低山丘陵地貌区，地势北高南低。当水库蓄水至正常高水位265.40m时，回水至平昌县黄梅溪，回水距离43km。在回水范围内，坝址处河床高程251m，库尾黄梅溪处河床高程约265m，高差约14m，河道天然纵坡0.033%。库区河流弯延曲折，总体走向由北向南，库区两岸山顶高程500～800m。库区河谷大多呈“V”字型，蓄水至正常高水位时，水面宽度236m～650m，最窄处为虎让乡码头处，最宽则为大中坝处。库内支流一条即位于白家溪的长滩河，汇合口距坝址约35km。长滩河发源于达县碑庙乡背沟湾，经桅杆坝、碑庙、破石溪，大致由东向西在白家湾汇入巴河，全长约50km。库内支沟发育，较大的支沟有10条，详见表2-1。库内支沟统计表表2-1支沟名称岸别距坝址距离(km)支沟长度(km)回水长度(km)1、杜家湾左45.11.22、上溪口右86.50.43、苍子坪沟左10.14.10.14、漏米溪右145.20.35、洛车河右163.10.26、虎跳河左20.24.30.37、桥沟左21.15.30.28、草树沟右236.10.29、道比沟右294.70.210、江陵溪左37150.3 库内阶地零星分布在河谷宽阔地段及河湾凹岸，呈扇形或扁豆状。除桥湾阶地外，其余河段阶地分布零星。桥湾阶地距坝址3km，桥湾镇即兴建于此。该阶地大致呈长方形，长约3km，宽约500m，阶面高程275～288m，高出常年河水面20～38m，为Ⅰ级阶地。该阶地属堆积基座阶地，二元结构明显，上部为砂土层，厚度5～10m，下为砂卵石层，厚5～8m。沿河两岸未见Ⅱ、Ⅲ及以上级阶地。库区内边滩、心滩发育。规模较大的心滩有两处，即位于库内桥湾与滴河之间的大中坝、小中坝。大中坝距坝址8km，长1000m，宽40.0m；小中坝距坝址10km，长800m，宽200m，均为砂卵石堆积，厚度5～8m。规模较大的边滩有4处，分别是九节滩、小斜滩、碑滩子、大沙坝等，长度500～1200m，宽100～300m，均为砂卵石堆积，厚5～10m。库内边滩心滩均为砼用粗细骨料的良好料场。二、地层岩性库区出露中生界侏罗系中上统地层，第四系零星分布，现将地层由老至新分述如下：1、侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）分布在库区大中坝以下河段，包括坝址区。为紫红色粉砂质泥岩，含粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、水云母粉砂质泥岩与黄灰然中厚层状长石石英砂岩不等厚互层，总厚度1000余米。——整合——2、侏罗系上统遂宁组（J3s）分布在库区大中坝与洛车之间河段，为鲜红色钙质粉砂质泥岩，夹浅灰色薄至中厚层长石石英砂岩，具波痕、泥裂及虫迹，斜层理发育，底部为6m厚砖红色粉砂岩。总厚度289m。——整合——3、侏罗系上统蓬莱镇组（J3p） 分布在库区洛车以上河段，分上下两段，下段为紫红色粉砂质泥岩与浅灰色长石石英砂岩互层，厚360余米。上段为灰白色长石石英砂岩夹紫红色泥质粉砂岩、紫红色泥岩，厚310余米。——不整合——4、第四系全新统（Q4）第四系全新统零星分布于沿河两岩，主要为冲洪积和崩坡积两大类。冲洪积主要分布在河漫滩、边滩、阶地上，岩性以砂卵石、砂土为主。崩坡积主要分布沿河岸边，以块碎石土为主，厚度0～15m。三、地质构造库区处于新华夏构造与平昌——仪陇旋扭构造两大构造体系结合部位。库区坝址至道北一带处于新华夏构造铁山背斜西翼，道北至库尾则处于平昌——仪陇旋扭构造江陵溪向斜轴部附近。岩层倾角较缓，多为4～8°。在库区坝址至道北一带，岩层产状变化不大，多为，在道北至库尾一带，由于受旋扭构造作用影响，岩层倾向变化较大。库内砂岩岸坡卸荷裂隙较发育，导致崩塌作用在砂岩形成的高陡边坡地带随处可见。库内泥岩岸坡则表现为网状风化裂隙发育，但网状裂隙延伸短，切割浅，加速泥岩的风化作用。库区内未见断裂构造。四、地下水库区内水文地质条件简单，含水层可分为两种类型：第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。1、第四系松散堆积层孔隙水：此类含水层分布零星，主要埋藏于河谷阶地、漫滩和山麓堆积中，靠大气降水补给，排泄于河谷、河流中，或补给下伏基岩，地下水位随大气降水的多少而升降。在库内桥湾一级阶地，这类地下水较发育，一下水埋深3～5m，含水层为砂土、砂卵石层，当地居民生活用水即打井取此类地下水，该层地下水属潜水，单井时抽水量一般5～10m3。2、基岩裂隙水： 此类含水层不要受岩性和地质构造的控制，砂岩坚硬、性脆，裂隙发育，为相对含水层；而泥岩性软裂隙不发育，为相对隔水层。库区内泥岩广泛分布，砂岩含水层薄且各砂岩层间无水边联系，因而地下水不发育，库区内未见有较大的、较集中的泉点出露。五、物理地质作用库区内主要物理地质作用表现为风化剥落、崩塌、滑坡等。1、风化剥落：库区两岸岩体具临空面，风化作用较为强烈，砂岩在风化作用下岩石由灰白色、浅灰色逐渐演变成淡黄色、黄色，泥岩则形成网状风化。岩石在风化后逐渐剥落，形成残坡积层。2、崩塌：库区内砂岩抗风化能力强，泥岩抗风化能力弱，下部泥岩经风化剥蚀掏空后，使上部砂岩失去支撑产生崩塌作用。库区崩塌作用随处可见，较大的崩塌体位于道北下游左岸一带，该崩塌体长约1km，宽约30m，厚约8m，主要成分为大孤石、块碎石（附道北左岸崩塌体照片）。3、滑坡：库区内小型滑坡、微型滑坡较多，大型滑坡仅一处，即倒虹材滑坡。倒虹材滑坡位于桥湾乡与大中坝之间巴河主河道左岸。2004年8月中旬后，连续20多天的降雨，导致坡积松散土层和强风化基岩层饱和，进而变形、滑移，2004年9月3日～5日的特大暴雨后于5日日凌晨发生特大滑坡。滑坡造成1人死亡、11人重伤，死亡大牲畜391头，58户160间房屋倒塌，损毁良田256亩，公路2.5km。370m直径1.0m的沙滩河水库巴河倒虹管输水管线被扭曲折断后随滑坡坡面移动30～50m。滑坡造成直接经济损失3100万元。 2004年10月，137地质队对滑坡体进行勘察，共布置11个总进尽206.92m，坑探4处，物探80点，取样试验15组。勘探查明，滑坡体长约450m，主滑面长1200m，后缘陡壁高15～30m，后缘处滑坡体厚度20m，前缘滑舌宽约200m，滑面深8～15m，滑坡体总体积720万方。滑坡体前缘冲入巴河，堆积在河道内的滑坡体约40万方，占据河道宽度8～12m。该滑坡体系由中厚层堆积层迁引式滑坡，进而诱发下伏强风化岩体推移式滑坡，属大型滑坡。强降水是该滑坡产生的主要外因，斜坡上覆盖的大量松散土层是该滑坡产生的物质基础。经稳定计算，该滑坡体处于欠稳定状态，现国土部门正在争取资金进行整治。（附倒虹材滑坡照片）第二节水库区工程地质评价一、水库渗漏问题工程地质评价九节滩水电站水库蓄水至正常高水位265.40m时，在库内最大水深约14m。巴河为工程区较大范围内唯一的最低侵蚀基准面，是库内地下水和地表水的汇集区。水库在地貌上属侵蚀低山丘陵区，河谷两岸分水岭高出河水面150～600m，四周山体雄厚，无单薄分水岭。库区内支沟发育短而浅，比降大。库区内岩层为一套巨厚的侏罗系陆相碎屑岩，以泥岩、砂质泥岩和长石石英砂岩为主，无灰岩等碳酸盐岩分布。库区内无断裂构造，无任何渗漏途径，邻谷遥远。因此，库区不存在向邻谷渗漏的工程地质条件。二、水库浸没问题工程地质评价水库蓄水至正常高水位时，回水至平昌县黄梅溪。库内农田除坝前右岸有少部分农田被淹同外，其余大部分农田地面高程均高出正常高水位5～10m。库内最集中的成片农田位于桥湾镇一带，面积300余亩，距坝址2～4km。该片良田地面高程273～288m，比水库正常高水位还高8～23m，无浸没影响。 库内共有6个场镇，共街面高程大致为桥湾274.8m，滴河270～280m，洛车m，虎让285.00～330.00m，道北290.00m，江陵279.80m，均高出正常高水位10～25m。因此水库蓄水后对库区内乡镇街道及建筑物无浸蚀危害。库区范围内属农业区，无工矿企业存在，无未被开采的有价值矿床，无国家保护文物。三、库岸稳定的工程地质评价在水库两岸，绝大部分为岩质边坡，岸坡稳定。仅局部地段由于地形陡峻，特别是砂岩形成的陡崖地段，因裂隙切割和重力作用导致少量岩体崩塌，但规模小，不会对水库的正常运行构成威胁。2004年9月5日暴雨诱发的倒虹材滑坡，其前缘滑舌被推入河中，仅占据河道8～12m，该处河道宽度400余米，滑坡体对河道的影响是微不足道的。该滑坡体整治项目已获国家发改委、国土资源部立项，将于近期进行整治。库区内除倒虹材滑坡外，其余深厚覆盖层地带也有局部的、规模很小的滑坡存在，其体积几方至几十方不等，不会对水库的政党运行造成破坏影响。 第三章坝址工程地质条件及评价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。1、阶地：在坝址区阶地不发育，无Ⅰ级阶地，仅在上坝址坝轴线右岸290m高程处附近残留Ⅱ级阶地，残留面积约50m2。阶面高程290～295m，高出河水面38～43m。阶地残留物为粉质粘土夹砂卵石层，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）为灰白色长石石英砂岩与紫红色砂质泥岩互层。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CO2OM7.15HC0359.16S0427.86t15°Ca64.89Mg32.44下坝址CO2OM7.01HC0356.86S0426.67Cl10.59t15°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241.90m，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。2、坝基、坝肩稳定评价坝基岩层产状，倾向上游略偏右岸。坝基岩体属BⅡ类，坚硬完整，岩体厚度大。岩体中不存在泥化夹层及破碎带。坝基中砂泥岩结合面接合面接合紧密，呈渐变关系。坝基岩体裂隙间距大，岩体属“完整”等级。坝基岩体无强风化层，弱风化底界埋深0.7～3.58m。因此，上坝址良好的地质条件对坝基稳定利。两坝肩覆盖层薄，基岩大部裸露。左坝肩坡角19°，边坡稳定，无崩塌滑坡等不良地质作用。卸荷裂隙不发育。微风化深度较大，其中强风化底界埋深7.65m～10.55m，弱风化底界埋深11.05m～14.70m。强风化层以下岩体坚硬完整，岩心采取率平均值为93%，RQD平均值为87，右坝肩坡角20°，边坡稳定，崩塌零星，无滑坡等不良地质作用。右坝肩岩体无强风化层，弱风化底界埋深4.7m。右坝肩发育一组构造裂隙，其走向与河道方向基本垂直。裂隙带宽5～10m。因此，清除左坝肩风化岩体和右坝肩裂隙发育带后，两坝肩岩体稳定。3、坝基坝肩渗漏评价(1)坝基渗漏根据坝基钻孔压水试验，坝基渗漏严重。坝基渗漏利用达西定律，将边界简化，求得：q=K·H·T/(2b+T)Q=q·B式中：Q——坝基渗漏总量；q——坝基单宽剖面渗漏量； K——岩石渗透系数，根据透水率损等，取平均值8.12m/d；H——坝上下游水位差，取14m；2b——坝底宽，取10m；T——透水层厚度，取20m；B——河宽，取395m。代入式中计算，整个坝基渗漏量为29936m3/d。左坝肩渗漏利用达西定律，视绕坝渗流线为圆形，求得：Q=0.366KH(h1+h2)lg(B/V0)式中：Q——坝肩渗漏总量；K——岩石渗透系数，根据透水率换算为1m/d；H——坝上下游水位差，取14m；h1、h2——上下游透水层厚度，上游取20m，下游取25m；B——库岸可能漏水段长度，取50m；V0——最小绕渗半径，取5m。代入式中计算，左坝肩绕坝渗漏量为230.58m3/d。同理计算，右坝肩渗漏量为682.9m3/d。整个大坝坝基坝肩渗漏总量30849.5m3/d，年渗漏量达1126×104m3。第三节下坝址工程地质条件及评价一、下坝址工程地质条件下坝址位于九节滩固家河口上游80m处，河底高程251.0～251.20m，局部冲坑250.2m。蓄水至正常高水位m时，河面宽度m。左岸山顶高程为284.78m，左岸坡角260m以下为11°，260m高程经上为21°。右岸山顶高程为307.60m，右岸坡角为31°。 下坝址覆盖层为第四系全新统冲洪积和崩塌积。冲洪积分布在右岸边，以砂卵石为主，厚度0～3m。河床部分基岩裸露，无覆盖层。崩塌积分布在两岸，以块碎石土和粉土为主，厚度0～5m。下坝址出露基岩为侏罗系中统上沙溪庙组砂泥岩互层。左坝肩、坝基、右坝肩地表均为砂岩，残斜厚度分别为6～27m，4～6m，6～38m，呈现“石龙过江”。下伏紫红色泥岩。下坝址地层单斜，岩层产状，无次级褶皱及断裂分布。左岸除层面裂外，还发育一组裂隙，走向250°～320°，倾SE，倾角55°～90°，间距5～10m，裂隙宽1mm。右岸除层面裂隙外，还发育一组裂隙，走向75°～82°，倾NW，倾角54°～82°，间距8～10m，闭合。根据下坝址4个钻孔揭露，层面裂隙平均间距6.6m，岩体完整程度属“完整”等级。下坝址主要不良地质作用亦表现为风化作用。坝基于冲蚀作用强烈，也无强风化层残留，弱风化层底界埋深1.2m～1.4m。两坝肩强风化层底界埋深1.5～2.2m。下坝址4个钻孔共压水78.44m/16段，其中q＞100Lu的4段，均集中于每个钻孔的顶部，10Lu＜q＜100Lu的4段，1Lu＜q＜100Lu的3段，0.1Lu＜q＜1Lu的3段，q=0Lu的2段。二、下坝址工程地质评价1、坝基岩体质量评价坝基岩体为细粒长石砂岩，细粒砂状结构，孔隙式胶结，灰白色，巨厚层状。残余厚度4～12.9m，下伏砂质泥岩。取砂岩样6组，饱和抗压强度分别为42.2、35.6、47.7、40.1、43.2、39.6MPa，算术平均值41.4MPa，小值平均值38.4MPa，取泥岩样两组，上部泥岩饱和抗压平均值11.2MPa。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4个钻孔统计，岩心采取率平均值为88.5%，RQD平均值71.62。依据《水利水电工程地质勘察规范》附录L的规定，坝基砂岩属B Ⅱ类，砂质泥岩属CⅣ类。2、坝基坝肩稳定评价坝基岩层产状，倾向上游略偏右岸。坝基岩体砂岩强度高，坚硬完整，属BⅡ类，下伏泥岩抗压强度低，平均值11.2MPa，为软质岩，属CⅣ类。坝基中砂泥岩之间接合紧密，接合面无裂隙。整个坝基岩体裂隙间距大，岩体属“完整”等级。坝基岩体无强风化层，弱风化层底界埋深1.2～1.4m。因此，下坝址地质条件好，坝基稳定。但是，下坝址坝基砂岩层厚度较小，最薄处仅4m。两坝肩覆盖层厚0～2.5m，大部分基岩裸露。左坝肩坡角11°，边坡稳定，无崩滑坡等不良地质作用。岩心采率平均值88%，RQD平均值66。右坝肩坡角31°，以砂岩为主，夹薄层砂质泥岩，岩坡陡峻。亦无崩塌滑坡等不良地质作用。岩心采取率85.4%，RQD平均值71。两坝肩不良地质作用表现为风化作用，清除表层强风化带后，两坝肩岩体稳定。3、坝基坝肩渗漏评价根据坝基钻孔压水试验，坝基坝肩渗漏严重，利用达西定律简化计算，坝基渗漏量5723m3/d，左坝肩渗漏量1377.34m3/d，右坝肩渗漏量1287m3/d，整个坝段年渗漏总量达261×104m3。第四节坝址选择上下坝址相距231m，两坝址所处河谷形态，河床宽度，覆盖层性质，地质构造条件，风化程度，相对隔水层埋深等均无多大差别，都具备兴建该工程的地质条件。从持力层厚度，坝基岩性，左坝肩高程，下游冲沟等方面比较，两坝址存在一定的差异性，比较如下： 1、上坝址两坝肩高度较高，311.80m～312.0m，高出坝顶50余米，山体雄厚，完全具备建坝的地形条件。下坝址左岸山顶高程271.70m，覆盖层厚约3m，强风化岩层厚约2.5m，因此，下坝址左岸中风化岩层顶面高底约为265.60m，九节滩水电站正常高水位即为265.40m，因此，如选择下坝址建坝，左岸还得兴建一副坝。因此，从左坝肩地形来看，上坝址明显优于下坝址。2、上坝址坝基全为J2s砂岩，厚度18.57～22.27m；坝基为统一的砂岩地基，下坝址坝基砂岩厚度4～12.9m，下伏砂质泥岩。因此，从坝基岩性来看，上坝址明显优于下坝址。3、上坝址下游340m范围内两岸均无冲沟，下坝址下游80m处发育一冲沟，对电站尾水出流、消力设施的兴建均有较大影响。4、上坝址坝基全断面均为砂岩，坝基渗漏量为29936m3/d，下坝址砂岩层薄，下伏砂质泥岩，砂质泥岩为相对隔水层。因此下坝址坝基渗漏量为5723m3/d，比上坝址要少得多。上坝址两坝肩渗漏量为：左坝肩230.58m3/d，右坝肩682.9m3/d；下坝址两坝肩渗漏量为：左坝肩1377.34m3/d，右坝肩1287m3/d。从坝肩渗漏量看，上坝址比下坝址要少得多。5、下坝址水头为m，多年平均发电量为Kw，上坝址水头为m，多年平均发电量为。综合比较，上下坝址均具建坝的工程地质条件，但上坝址优于下坝址，故推荐上坝址。 上下坝址工程地质条件比较表表3-1比较项目上坝址下坝址坝基1、河床高程251.40m～251.70m251.0m～251.20m2、河床宽度297.70m274.35m3、坝高16.0m16.40m4、坝顶长度394.0m384.60m5、覆盖层特性砂卵石层零星分布，厚2～6m砂卵石层，零星分布，厚0～3m6、基岩特性J2s砂岩，厚度18.57m～22.27m。单轴饱和抗压平均值51.6MPa，岩心采取率平均值82.2%，RQD平均值70.88。J2s砂岩，厚度4～12.9m，单轴饱和抗压平均值41.4MPa，岩心采取率平均值86.7%，RQD平均值71.62；下伏泥岩层厚度大于10m，单轴饱和抗压强度平均值11.2MPa，岩心采取率92.5%，RQD平均值63.5。7、风化作用无强风化层，弱风化层底界埋深0.6～5.14m无强风化层，弱风化层底界埋深1.2～1.4m8、裂隙发育程序裂隙不发育，岩体属“完整”等级裂隙不发育，岩体属“完整”等级9、渗漏情况29936m3/d5723m3/d10、岩体分类BⅡ类砂岩属BⅡ类，泥岩属CⅣ类坝肩11、地形条件左岸山顶海拔高程311.80m，坡角19°～30.7°，右岸山顶海拔高程312.0m，坡角20°左岸山顶高程271.70m，坡角11～21°，右岸山顶高程307.6m，坡角31°12、覆盖层特性以坡积粉土为主，厚1～5m以坡积粉土为主，厚0～3m13、基岩特性左岸砂岩厚32.27m，右岸砂岩厚34.44m左岸砂岩厚21.56m，右岸砂岩厚37.51m14、风化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左岸强风化层底界埋深2.5m，弱风化层底界埋深6.2m，右岸强风化层底界埋深3.6m，弱风化层底界埋深14.8m15、渗漏左坝肩渗坝渗漏230.58m3/d，右坝肩绕坝渗漏682.9m3/d左坝肩1377.34m3/d，右坝肩1287m3/d16、冲沟上下游300m内均无冲沟下游80m处发育一冲沟厂址17、位置坝后左岸下游坝后左岸下游18、地面高程251.72m～257.67m251.60m～267.10m19、岩性砂岩砂岩电站20、水头21、装机22、多年平均发电量 第五章天然建筑材料第一节概况达县九节滩水电站工程的天然建筑材料，根据本阶段的《工程地质勘察工作大纲》要求，按可研暨初设阶段进行勘察，设计需用量及调查量如表5-1。天然建筑材料设计需用量调查量表表5-1建材名称需用量(万m3)调查量(万m3)倍比石材3.021.553.52砂卵石料8.0142.523.25土料0.812.832.85通过调查，本区石料有良好的断面露头，质量较好，故在调查中未进行专门性的钻探工作，利用了天然露头对石料进行取样试验。本工程区砂卵石料场在坝址上游河床漫滩分布，储量丰富，综合比较质量、运输和开采条件等因素，选择了小斜滩，大中坝料场产地进行调查。土料场选择了距坝址较近的周家沟土料场。第二节石料本次调查的石料场属侏罗系上沙溪庙组地层中的厚层砂岩，倾角12° ，岩层裂隙不甚发育，完整性较好。此产地为打耙石石料场，它位于坝址下游左岸打耙石处，距离坝址1.0km。砂岩为青灰色中细粒长石石英砂岩，平均厚度20m左右。产地呈台状地形分布，有良好的露头，有剥离层1.5m左右，具有临空开采面，采石条件好。崖脚下为巴河，可用船运至坝址及厂址，运输极为方便，总储量为21.55万m3。岩石质量技术指标为：软化系数：0.81湿抗压强度：51.5MPa自然抗压强度：63.6MPa干密度：2.51g/cm3湿密度：2.56g/cm3上述各项指标，此料场品质符合设计规范，能满足工程需要。第三节砂卵石料该工程区由于巴河水流较缓，故在河两岸漫滩上富集了大量的砂卵石。在考虑开采、运输及质量等因素后，选了小斜滩、大中坝砂卵石料场进行勘察。下面按各产地分述于后。一、小斜滩砂卵石料场位于坝址上游1.4km的巴河左岸，水上厚度平均为4.85m，储量约70.08万m3。可船运至坝址，交通十分方便。该料场含砾率为71.85%，净砾石储量约为51.79万m3，其中各级砾石储量见表5-2。小斜滩砂卵石料场各级砾石储量表表5-2粒径组(mm)＞150150～8080～4040～2020～5储量(万m3)05.5413.348.558.82砾石各项质量指标见表5-3。 小斜滩砂卵石料场砾石质量指标表表5-3项目名称指标备注1、表观密度2.70g/cm3合格2、堆积密度2.10g/cm3合格3、孔隙率36.5%合格4、吸水率1%合格5、冻融损失率5%合格6、针片状颗粒含量6%合格7、软弱颗粒含量微合格8、含泥量微合格9、碱活性骨料含量10、硫酸盐及硫化物含量(换算成SO3)微合格11、有机质含量浅于标准色合格12、粒度模数13、轻物质含量无合格本料场含砂率为28.15%，净砂储量约为24.47万m3。其质量指标见表5-4。小斜滩砂卵石料场砂质量指标表表5-4项目名称指标备注1、表观密度2.63g/cm3合格2、堆积密度1.61g/cm3合格3、孔隙率35%合格4、云母含量1%合格5、含泥量(粘、粉粒)2%合格6、碱活性骨料含量7、硫酸盐及硫化物含量(换算成SO3)微合格8、有机质含量合格合格9、轻物质含量微合格10、细度细度模数2.689合格平均粒径0.37mm合格因此该料场砂为中砂，质量较好。 二、大中坝砂卵石料场该料场位于坝址上游5.5km的巴河河心，水上平均开采厚度为3.87m，储量约72.44万m3。可船运至坝址，交通较为方便。此料场含砾率为70.09%，净砾石储量约为52.46万m3，其中各级砾石储量见表5-5。大中坝砂卵石料场各级砾石储量表表5-5粒径组(mm)＞150150～8080～4040～2020～5储量(万m3)04.6911.1910.9311.46其各项质量指标见表5-6。大中坝砂卵石料场砾石质量指标表表5-6项目名称指标备注1、表观密度2.68g/cm3合格2、堆积密度2.11g/cm3合格3、孔隙率35.8%合格4、吸水率1.12%合格5、冻融损失率5%合格6、针片状颗粒含量3%合格7、软弱颗粒含量微合格8、含泥量微合格9、碱活性骨料含量10、硫酸盐及硫化物含量(换算成SO3)微合格11、有机质含量浅于标准色合格12、粒度模数13、轻物质含量无合格大中坝砂卵石料场含砂率为29.91%，净砂储量约为28.11万m3，其质量指标见表5-7。 大中坝砂卵石料场砂质量指标表表5-7项目名称指标备注1、表观密度2.59g/cm3合格2、堆积密度2.10g/cm3合格3、孔隙率31%合格4、云母含量1%合格5、含泥量(粘、粉粒)2.1%合格6、碱活性骨料含量7、硫酸盐及硫化物含量(换算成SO3)0.28%合格8、有机质含量合格合格9、轻物质含量微合格10、细度细度模数2.738合格平均粒径0.378mm合格由此可知，该料场砂为中砂，质量较好，能满足工程需要。第四节土料本次对周家沟土料场进行了调查。猴儿包土料场位于坝址下游1.3km处福寿~桥湾公路的右侧，运输较为方便。勘察工作布置了剖面3条，间距60m，平面测绘采用了1/1000比例。料场面积为12610万m2，有用层厚度推测开采2.65m，其储量采用平均厚度法计算为2.83万m3，是需用量的2.85倍，并取样1组扰动土作室内土工试验，其各项质量技术指标见表5-8。 周家沟土料质量指标表表5-8项目名称防渗体土料备注1、粘粒含量19%合格2、塑性指数12.5合格3、渗透系数9.2×10-6cm/s合格4、有机质含量(按重量计)微合格5、水溶盐含量1%合格6、天然含水量18%合格7、pH值8.5合格8、紧密密度1.56g/cm3合格9、SiO2/R2O32.3合格按塑性指数分类属于粉质粘土。第五节评价和建议一、评价达县九节滩水电站工程所调查的各类天然建筑材料，在数量和质量上都能满足工程需要。1、石料：打耙石条块石料场石材质量好，储量丰富，交通极为方便，运输条件优越，是本工程的主要开采料场。2、砂卵石料：各砂卵石料场开采条件好，储量丰富，交通十分方便，距离坝址较近。3、土料：料场土料储量能满足工程需要，交通方便，运距近。二、建议综上所述，各类天然建筑材料质量较好，均满足规范要求。'