峡江水利枢纽工程坝址选址的地形地质因素

王义兴

（江西省水利规划设计院，江西南昌 330029）

1 工程概况

峡江水利枢纽工程位于赣江中游江西省峡江县老县城（巴邱镇）上游峡谷河段，距峡江县巴邱镇约6 km，是一座以防洪、发电、航运为主，兼有灌溉等综合利用功能的大（1）型水利枢纽工程，也是江西省大江大河治理的主要枢纽工程之一。枢纽主要建筑物有混凝土重力坝、泄水闸、河床式电站厂房、船闸、左、右岸灌溉进水口及鱼道等。枢纽坝顶全长845 m，坝顶高程51.2 m（黄河高程，下同），最大坝高 44.9 m。

本工程于2008年11月经国务院批准立项，2009年9月正式开工，2013年7月下闸蓄水，2013年9月首台机组并网发电。按施工总进度，2015年8月底工程全部竣工。

2 枢纽坝址选址过程

早在1958～1959年，原水利电力部长江流域规划办公室对位于峡江县巴邱镇上游1 km处峡谷河段进行过坝址地质勘察工作。1990年，江西省赣江流域规划委员会组织编制的《江西省赣江流域规划报告》，以该坝址作为规划梯级列入赣江流域规划，推荐作为近期开发工程。

1990年至1993年期间，长江水利委员会长江勘测设计规划研究院对峡江水利枢纽工程坝址选址进行了初步研究工作，在规划坝址（即可研下坝址）上游约3.7 km的蒋沙河段增选了一条比较坝址（即可研上坝址），并进行了初步地勘工作，建议上坝址作为今后地质勘察工作重点。2003年、2008年江西省水利规划设计院在前期拟定的上、下坝址分别进行了项目建议书和可行性研究阶段地质勘察工作，为设计最终选定上坝址作为峡江水利枢纽工程建坝坝址提供了较为充分可靠的地形地质资料依据。

3 坝址地形地质条件

3.1 上坝址

上坝址位于峡江县巴邱镇上游峡谷河段的进口段，坝址处正常蓄水位46.0 m高程时河谷宽约750 m，平水期河床宽约 540 m，河床底高程 27.0～30.5 m，河床砂砾石厚度 0.5～3.6 m。 河流流向 N24°W，主槽居中。 两岸坝肩山体地形基本对称，左岸山顶高程150.0 m以上，山体坡角 20°～25°；右岸坝肩山顶高程 147.0 m，山体坡角27°左右。河谷两岸发育有一级阶地，左岸阶地宽0～230 m，阶面高程 39.0～41.0 m；右岸阶地宽度一般 0～100 m，阶面高程 40.0～42.0 m；阶地覆盖层厚度 8～10 m。

坝址处赣江河段大部分存在坍岸现象，以左岸较严重，其它不良物理地质现象不发育。

坝址区出露地层有泥盆系上统中棚组、三门滩组、石炭系下统梓山组，第四系冲积层与坡积层。坝基岩性主要为石炭系下统梓山组砂质绢云千枚岩及炭质绢云千枚岩，石英砂岩，变余粉砂岩。除石英砂岩外，其他几类岩石坝基均存在缓倾角软弱夹层。

坝址区地层呈北东东向斜构造，向斜轴向N60°～70°E，核部地层为石炭系下统梓山组，两翼为泥盆系上统三门滩组与中棚组地层。坝址区位于向斜核部。

坝址区北东、北西西向断裂发育，断层倾角一般60°以上，少数中等倾角，发育规模较大的断层有：F3、F5、F6、F8断层，F8断层带宽约 4～16 m，其它断层带宽 0.1～5.0 m，断层带一般两侧为断层泥，中部为糜棱岩、碎裂岩。另左岸揭露F13的缓倾角断层为厚9.5 m左右的巨厚层间剪切带，带内岩性为强风化粉砂质泥岩，呈硬塑粘土状。

坝基岩体北北西向、北东东向节理最为发育，北西向、北西西向节理次之。该4组节理充填泥质、铁质物，延伸长，大部分为陡倾角，少量中等倾角，未见规模较大的缓倾角裂隙。

坝址区缓倾角层间剪切错动带极发育，一般宽2～50 mm，少数宽 5～40 cm，斜倾上游，倾伏角 5°～13°。 带内一般为弱上片理化炭质绢云千枚岩，局部间夹石英脉和泥质，少数界面有泥膜或中间夹泥线。

根据坝基岩体质量差异及枢纽挡水建筑物坝高，上坝址采用弱下～微风化岩体作为闸坝地基。可利用岩体建基面高程一般为：左岸 24.0～52.0 m，右岸 25.0～51.0 m，河床部位 23.0～29.0 m。 相对不透水层按岩体透水率q≤5 Lu控制，建基面以下可利用岩体透水率一般小于5 Lu，属相对隔水层，仅局部构造部位岩体透水率大于5 Lu。两岸地下水位高于坝前正常蓄水位，建库不存在绕坝渗漏问题。

坝址顺河向的北西向节理和横河向的北东东向节理发育，与缓倾角层间错动带可构成向下游滑移的组合体，坝基可能存在深层抗滑问题。

3.2 下坝址

下坝址位于巴邱镇上游峡谷河段的出口段，赣江以N45°E流向穿过坝址，主槽基本居中。坝址处正常蓄水位46.0 m高程时河谷宽460～500 m，平水期河床宽350～400 m，河床底高程 22.0～31.0 m，河床砂砾石层厚度1～5 m。两岸山体雄厚，地形基本对称，山顶高程220 m左右，右岸岸坡坡角约30°，左岸岸坡较陡，坡角约35°～45°。 坝址区两岸阶地不发育。

坝址区物理地质现象较发育。右岸有金岗山滑坡体，滑床倾向赣江，分布高程 150.0～50.0 m，面积约 5×104m2，体积约100×104m3。左岸有刀剑石崩塌体，规模不大。

坝址出露地层为震旦系下统变质岩，泥盆系上统砂质页岩、砂岩及砾岩，第四系堆积层。坝基岩性主要为泥盆系上统砂岩、砾岩，夹砂质页岩；岩层走向北东，倾南东，与河流呈 50°～60°交角，倾向上游。

坝址发育断层12条，一组走向NE方向，主要为水平平移断层，大致与河流平行，规模大；另一组走向NW，大致与河流直交，规模小；断层构造岩主要为断层泥和胶结差的角砾岩。由于断层密集，于河床部位形成2条顺河向规模大的断层破碎带，沿断裂带形成较大的风化深槽，其中河床左侧风化槽宽度约80 m，槽内强风化带厚度28～30 m；右侧风化槽宽度约65 m，槽内强风化带厚度23～30 m。

坝基岩体主要发育北西、北北西两组节理裂隙，倾角50°以上，延伸长度数米至10余米。坝址可利用弱风化岩体作为闸坝地基，左岸弱风化基本出露，开挖量不大；右岸强风化层厚度15 m左右，开挖量大。河床部位弱风化岩体大部分出露，建基面高程一般22.0～29.0 m，但河床2个风化深槽强风化带厚度大，左岸风化深槽开挖深度达 28.0～32.0 m，建基面高程 0.0～2.0 m；右侧深槽开挖深度达 25 m，建基面高程-2.3～3.5 m。

坝址左岸因处断层破碎带，岩体相对隔水层（q≤5 Lu）顶板埋深达35～37 m；右岸相对隔水层顶板埋深达35～46 m。河床部位相对隔水层顶板埋深不一，一般浅者6～20 m，断层带附近深者34～35 m。两岸坡地下水位高程在 49.0～54.0 m 以上，不存在绕坝渗漏问题。

坝基岩层走向与河流呈50°～60°交角，倾向上游，未发现倾向上下游的缓倾角软弱结构面，坝基岩体抗滑条件较好。

4 坝址地形地质条件比较

4.1 上坝址

两岸山体雄厚，基本对称，地形封闭条件好。河谷较开阔，利于枢纽建筑物布置。

河谷基岩面埋深浅，基岩面高程 23.0～30.0 m。 强～弱上风化带厚度较薄，可利用基岩为弱下至微风化岩体，建基面高程：左岸 24.0～52.0 m，右岸 25.0～51.0 m，河床 23.0～29.0 m。建基面埋深较下坝址浅，混凝土工程量和围堰基础防渗处理量小。

坝基范围发育有5条规模较大断层，枢纽建筑物布置可避开F8断层，左岸F13断层工程处理量较大。但较下坝址，地质缺陷处理量小。坝基石炭系岩层层间错动软弱夹层发育，对坝基抗滑稳定不利，但处理难度不大，不成为坝址比选的制约性因素。

建基面以下岩体透水率小于5 Lu，属相对隔水层，仅局部构造部位岩体透水率大于5 Lu。坝基帷幕防渗处理工程量小。

4.2 下坝址

下坝址两岸山体雄厚，基本对称，地形封闭条件好。河谷狭窄，不利枢纽建筑物布置。山体较陡，存在体积庞大的金岗山滑坡体，土石方开挖量及开挖难度大。河床砂砾石层厚 1～5 m，基岩面高程一般 21.0～25.0 m。可利用基岩为弱风化岩体，左岸弱风化基本出露，开挖量不大，右岸强风化层厚度大，开挖量大。河床存在两个大的断层破碎带，分别宽约65 m及80 m，形成深达30 m左右的强风化深槽，基础工程处理量较上坝址大。

坝基不存在深层抗滑稳定问题，坝基岩体抗滑条件较上坝址好。

坝基相对隔水层顶板埋藏深，左岸 35.0～37.0 m，右岸 35.0～46.0 m。 河床部位一般浅者 6.0～20.0 m，断层带深者34.0～35.0 m。坝基帷幕防渗处理工程量大。

4 结语

峡江水利枢纽工程坝址选址阶段进行了上、下两个坝址比较。下坝址河谷狭窄，不能满足泄水建筑物、厂房及船闸布置要求，两岸开挖量较大，坝基岩体风化、破碎较严重，河床中存在两个大的断层破碎带，坝基开挖及防渗工程量较大，地形不利于施工导流和施工场地布置，总工期需要7年；上坝址河谷较宽，基本满足枢纽建筑物布置要求，河床覆盖层薄，坝基范围内岩石强、弱风化厚度较薄，坝基开挖量及防渗工程量较小，坝基岩体虽存在缓倾角构造，但对工程影响不大；地形有利于施工导流及施工场地布置，总工期比下坝址少1年。故上坝址建坝条件明显优于下坝址。

本项目工程建设在工程选址中，充分利用了有利的地形地质条件，避开了不利地质因素，发挥了现代技术设备优势，从而保证了工程建设的顺利进行。同时，本工程坝址选址也一定程度反映了在新形势下的勘察设计工作，必须不断适应社会经济、环境、科技发展等时代进步的综合性要求。