白龙潭水库工程地质问题评价分析

徐勇

（商丘市睢阳区水利局，河南 商丘 476000）

1 概况

白龙潭水库位于修武县岸上乡岸上村西约500 m处。设计坝型为混凝土面板堆石坝，设计最大坝高约35 m，坝顶高程约285 m，相应高程坝顶长约150 m，总库容约450万m3，坝址距上游马鞍石水库约2 km。马鞍石水库每年向下游泄洪约1 000万m3。

1.1 地质概况

1.1.1 地形地貌

白龙潭水库区域属于华北区太行山南麓高山峡谷地貌，工程区为河谷地貌形态，两岸岩石陡峭，河谷窄而深，一般高差约50～100 m。两岸零星发育有一级、二级阶地，一级阶地分布在高程280～300 m，岩性为卵石，泥质微胶结或未胶结；二级阶地分布在高程320～350 m，岩性为卵石，泥质胶结为主，局部钙质胶结。

1.1.2 地层岩性

在地质测绘及钻孔揭露范围内，坝址区地质结构为土岩双层结构。覆盖层为第四系全新统冲洪积成因的卵石；下伏基岩主要为奥陶系中统灰岩，泥质灰岩及白云质灰岩，共分为6 个土岩体单元。一是第四系（Q4）：冲积成因，分为上段和下段，岩性主要为卵石。卵石（alQ24）：主要成分为灰色灰岩、灰白色白云质灰岩，次为紫红色石英砂岩，粒径8～12 cm，个别大于30 cm，含量50%～60%左右，次圆～次棱角状，泥砂质充填，未胶结。卵石（alQ14）：主要成分为灰色灰岩、灰白色白云质灰岩，次为紫红色石英砂岩，粒径5～10 cm，个别大于15 cm，含量65%～70%左右，次圆～次棱角状，泥砂质充填，未胶结。局部钙质胶结。二是奥陶系中统（O2）：岩性主要为白云质灰岩、页岩及泥质灰岩等。白云质灰岩：灰白色，隐晶质结构，层状构造，中等～微风化，锤击声脆，裂隙发育，可见有高角度节理，局部见有泥质灰岩，浅黄色杂灰白色，岩溶发育。页岩：灰绿～灰黄色，泥质结构，薄层状构造，强风化，锤击易碎，薄片状。泥质灰岩：浅灰～灰黄色，局部暗红色，泥灰质结构，层状构造，见有溶蚀孔洞。

1.2 地质构造与地震

1.2.1 地质构造

1.2.1.1 节理、裂隙

坝址区两岸在灰岩中各作1组节理裂隙统计点，每个统计面积20×2 m2，节理裂隙比较发育，按发育程度顺序，主要有NW、NE、NNE三组。

1.2.1.2 断层

坝址区断裂构造发育，根据区域资料及地质测绘，库区有5 条较大的断层。F1、F2、F3、F4断层走向SE 或NW，以近垂直为主。各断层延伸长度及宽度不一，延伸长度一般为数十米至数百米，宽度一般4～10 m，在断层内一般岩石碎屑。

1.2.1.3 地震

场区位于华北地震构造区河北平原地震带，地震活动强度大，频度高，工程区地震动峰值加速度为0.20 g，相当于地震基本烈度Ⅷ度。

1.3 水文地质条件

1.3.1 地下水类型

该河流为季节性河流，受上游马鞍石水库来水量控制，一般暴雨过后，会有短暂洪流，勘察区内地下水类型为第四系孔隙潜水和基岩岩溶裂隙水。第四系孔隙潜水赋存于河床卵石中；基岩裂隙水赋存于白云质灰岩、泥质灰岩等岩溶裂隙中。勘察期间测得上游坝轴线附近地下水位高程235.25～236.20 m，下游坝轴线附近地下水位高程232.01～232.21 m。地下水主要接受大气降水、上游地下水迳流补给，而消耗于向下游迳流排泄。

1.3.2 岩、土层的渗透性

为了解各岩土体的渗透性，对坝基岩石进行了现场压水试验，试验成果见表1。试验结果表明上游坝轴线河床附近发现有断层存在，透水率较大，透水率为7.80～39.00 Lu，为弱～中等透水层；下游坝轴线附近上部卵石为强透水层;白云质灰岩透水率为1.60～5.40 Lu，为弱透水性;泥质灰岩透水率为2.50～5.20 Lu，为弱透水性，其中在YTX-9 号孔泥质灰岩19.00～19.50 m 处发现一溶洞，该段不起压；页岩透水率为3.20～4.40 Lu，为弱透水性。

表1 岩体渗透试验成果统计表

1.4 不良地质现象

1.4.1 崩塌

崩塌地点主要是奥陶系中段灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩形成的绝壁。在两岸岸坡中主要有E、SE 和NW 三组裂隙，倾角近直立，另外还有受断层影响的裂隙破碎带，使沟岸岸边岩体不稳定，再者灰岩与泥质灰岩强度不一也对岸坡稳定有一定影响，在一定营力作用下发生崩塌。

1.4.2 风化

泥质灰岩、灰岩、白云质灰岩表面风化比较普遍，泥质灰岩、岸坡页岩抗风化能力相对较差，为中等风化，泥质灰岩表面呈土黄色，页岩则呈薄片状分布在岸坡上；灰岩和白云质灰岩相对较好，为弱风化。

1.4.3 岸坡崩塌

库区发育两级阶地，在两级阶地上上覆第四系全新统下段卵石，由于岸坡较陡，见有卵石塌落现象，当水库建成后，由于水位升高阶地上的卵石受库水侵泡，会产生两岸岸坡卵石坍塌淤积。

1.4.4 岩溶

工程区岩溶主要发育于奥陶系中统白云质灰岩中，以溶孔、溶洞和岩溶裂隙为主，溶孔一般3～10 cm，大者可达50 cm，联通性较好。

2 工程地质条件及评价

2.1 土岩体物理力学性质

勘探期间，为了解岩体的物理力学性质指标，取白云质灰岩岩样做了物理力学试验，土、岩体物理力学性指标建议值见表2。

表2 土、岩体物理力学性指标建议值表

2.2 主要的工程地质问题

2.2.1 库区淤积问题

在两岸岸坡上上覆第四系全新统下段卵石，由于岸坡较陡，见有卵石塌落现象，当水库建成后，由于水位升高，卵石的水下休止角较小，会产生两岸岸坡卵石坍塌淤积，对库区储量会造成一定影响。

2.2.2 库区渗漏问题

由于该水库位于基岩区，构造发育，在库区地质测绘时，发现有5 条较大的断层，但大多数断层宽度较小，多填充或胶结封闭。在红石崖处为一大断层，在该处两岸布置了3 个钻孔。从钻探情况及现场压水试验来看，右岸岩芯多呈碎块状，透水率在3.90～8.70 Lu，为弱透水性，但左岸较差，岩芯多呈散砂状，压水试验过程中出现多次不起压的情况，为极强透水。建议对该断层处进行帷幕灌浆和进行混凝土铺盖处理。

2.2.3 坝基坝肩渗漏问题

下游坝址两岸岩石为弱风化，裂隙、节理相对发育，但从压水试验来看，透水率均在10 Lu 以下，为弱透水性，但右岸YTX－9号孔19.00～19.50 m处发现一溶洞，从以上情况来看，存在坝基坝肩渗漏问题，须对溶洞填堵，对裂隙破碎带灌浆。

2.2.4 施工边坡稳定问题

河床卵石层厚2.50～17.80 m，工程施工基坑开挖边坡为卵石均一边坡，存在边坡稳定问题。建议采用边坡比1∶2.00～1∶2.50。

2.2.5 施工排水及导流问题

勘探期间卵石层含有第四系空隙潜水，施工时存在排水问题。另外，工程在一个枯水季节很难做完，应考虑施工导流及排水问题，该河流属高山峡谷河流，两岸山体厚而完整，导流难度较大，可在两岸山体开凿涵洞进行导流。

3 结语

白龙潭水库位于修武县西北部纸坊河上游处，属太行山峡谷水库。工程区为土、岩双层结构，覆盖层为第四系全新统上段卵石层；上游坝址基岩透水率为中等透水，下游坝址基岩及两岸岩体透水率相对较小，为弱透水。下伏基岩主要为奥陶系中统灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩，存在的主要工程地质问题是库区淤积问题、库区渗漏问题、坝基坝肩渗漏问题、施工边坡稳定问题、施工导流及施工排水问题。设计和施工针对工程地质问题采取相应的处理措施。