4工程地质

4 工程地质 22 4 工程地质 4.1 区域地质概况 4.1.1地形地貌 工程区位于大巴山带状构造体系渝东弧形挤压褶皱带的东端。地貌形态明显受构造和岩性控制。亦受外力地质作用的影响，具带状展布特征，以褶皱构造为骨架，形成近东西向的山脉和河谷相间，兼有岩溶洼地和峡谷地貌景观，背斜呈山，向斜呈谷，属侵蚀强烈切割之中山峡谷地形，山顶高程多在800～1400m，河谷多呈“V”型。河谷两岸有零星阶地分布。地表发育有少量峰丛洼地，石芽石笋等地貌特征，为岩溶地形地貌区。 4.1.2地层岩性 工程区出露地层从老到新依次为志留系、二迭系、三迭系及第四系。其中二迭系和三迭系在区内大面积分布，岩性以碳酸盐岩为主，夹少量碎屑岩，与下伏地层整合接触；志留系沿背斜核部出露，志留系以页岩为主；第四系主要为冲积洪积堆积层、崩积坡积堆积层，冲积洪积由砂、砾石、卵石及漂石组成，分布于河谷地带，局部岸边缓坡见有残、坡积物及崩坡积堆积物。 4.1.3地质构造 工程区在大地构造区域上属于扬子准地台北缘拗陷带之南大巴山帚状构造东段南缘，帚状构造由一系列弧形挤压面组成，向北西方向撒开，逐渐向南东方向收敛。随着弧形的收敛，构造线也由北西折转南东东～近东西向。构造线在工程区一带为北西至南东向，构造形迹主要表现为褶皱，断裂较发育。 工程区处于南大巴山帚状构造体系的满月冲断向斜与红花～龙洞冲断背斜之间。由北向南发育有满月冲断向斜、石塘坝～添子城复背斜、红花～龙洞冲断背斜。地形地貌景观上，构造轴线与山脉形态轴线具有高度的一致性，向斜核部成谷(坝)，背斜成山。 4.1.4区域稳定性及地震 据历史地震资料，区域内未发生过中强地震，与工程区距离最近的地震发生在云阳——奉节一线，震级3.0≤Ms＜443，发震时间不详，震中距工程区直线距离达70km。另距1965年～1974年地震观测资料，区内仅发生过7次微弱地震，震中多分布于本流域之外，震级小于3.6级，工程区附近数百公里范围内无强震中分布。根据《中国地震动峰值加速度区划图(GB 18306-2001)》，场地区域地震加速度值为0.05g，按规范（GB 4 工程地质 23 50011-2001）对应抗震设防烈度为Ⅵ度。 工程区自印支运动褶皱隆起后，形成了一系列的褶皱和断裂，构造形迹主要定型于燕山运动，喜山运动表现为大面积间歇性抬升为主，差异运动不强烈。区域断裂北部主要有城口～房县断裂、阳日断裂，南部主要有齐岳山断裂等，这些断裂均属弱活动或活动不明显。第四系以来，地壳处于相对稳定状态，具有较好的区域构造稳定性。 4.1.5水文地质 区内地层以二迭系和三迭系灰岩为主，其中二迭系灰岩较纯，岩溶发育较强烈，三迭系地层中砂、页岩夹层较多，灰岩纯度较低，岩溶发育程度也较低。这两种地层又以三迭系灰岩分布面积较广，故就宏观而论，本地区岩溶发育程度为中等。尖峰、洼地、泉水、溶洞、暗河等岩溶形态都与地质构造线相关，显现了构造溶蚀特征。暗河等较大规模的岩溶作用一般分布在二迭系质纯灰岩地层中。 流域范围内地下水类型以岩溶水为主，其次为裂隙型潜水和孔隙型潜水。前者分布于碳酸盐岩中，后二者分别赋存于各种基岩裂隙和第四系松散堆积物中，均接受大气降水补给，向河床排泄。 4.2 取水坝区工程地质条件及评价 4.2.1基本地质条件 4.2.1.1地形地貌 取水坝位于东里河上游白泉乡河段。河床高程917.46～919.28米，建坝后水位仅比现河床水位抬高1.0～3.0m，回水长度小于20m。取水建筑物区河段河床宽20～30m，水深0.5～1.0m，河流流向N35～40°W。河谷下部横断面呈一“U”型。岩层走向与河流走向近于斜交，岩层倾向河流下游偏左岸，河谷为斜向谷。 4.2.1.2地层岩性 取水坝河段两岸基岩裸露，出露三迭系下统灰色、褐灰色灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩。河床冲积砂卵砾石及崩坡积孤块石层。岸坡地形坡度很缓，稳定性好。 4.2.1.4物理地质现象 取水坝区岩体为硬灰岩，河床无强风化层发育，岸坡受卸荷裂隙影响，强风层一般厚2～4米。 4 工程地质 24 坝址区岩体抗风化能力较强，岸坡岩体主要表现为松弛卸荷，其卸荷裂隙不发育,且多短小,开度小，强卸荷水平深小于5m，对坝肩开挖线以外的不稳定岩体应加强工程处理，保证坝肩稳定。坝基岩体受冲刷影响，无强风化层，岩体完整性较好。 工程区无滑坡、泥石流等不良地质现象及人工洞室等。 4.2.1.5水文地质条件 取水坝区水文地质条件较简单，地下水按其埋藏条件分为基岩裂隙水和第四系覆盖层孔隙潜水。基岩裂隙水赋存和运移在基岩裂隙和风化卸荷带中，由大气降水补给，直接排泄于东里河中。孔隙性潜水赋存于第四系松散堆积物中，以分布于河床冲积层中的为主，孔隙水主要赋存于河床砂卵石层中，主要受河水渗入补给；坡残积层内地下水由大气降水补给，流量小，动态特征随季节变化明显，因此除雨季外，一般此类地下水较为贫乏。 根据区域水文地质资料，取水坝区环境水对混凝土无腐蚀性。 4.2.2取水建筑物区工程地质问题及评价 4.2.2.1坝区渗漏问题 （1）邻谷渗漏 取水坝采用底重力坝取水方式,取水闸门建成后,涌水高度仅比现河床水位抬升2m左右,回水短、低，水库与邻谷河间分水岭雄厚,因此,水库不会产生邻谷渗漏。 （2）绕坝渗漏 取水坝两岸基岩主要为三迭系灰色至深灰色薄层至中厚层状灰岩为主，含泥质灰岩及白云质灰岩。灰岩致密、坚硬，抗风化、抗水能力较强，强度高。坝区及附近未发现泉点分布，库水不会产生管道性绕坝渗漏。 4.2.2.2坝基稳定性 （1）抗滑稳定性 坝址拟建底滚水坝高度＜10m，蓄水后坝基所受水平推力较小，基底岩体抗剪切破坏强度较高，坝基岩体抗滑稳定性好。 （2）坝下游冲刷问题 坝下游为堆积层砂卵石，抗冲刷能力弱，在泄洪期大流量水流冲刷下，易形成冲刷 4 工程地质 25 坑，在坝后出现临空，危及取水坝的安全运行，应对坝下游冲刷段河床表层进行抗冲刷处理。 （3）坝基沉降及不均匀变形 坝址区地基持力层为基岩，岩体强度较高，均匀性较好，不会产生坝基沉降及不均匀变形。 4.3 引水工程区工程地质条件及评价 白泉电站为径流式电站，设计采用引水暗渠接压力管道的形式，引水暗渠长270m。暗渠主要位于基岩上，残坡积层零星出露，主要为三迭系灰色至深灰色薄层至中厚层状灰岩为主，含泥质灰岩及白云质灰岩。残坡积层建议承载力值为0.18—0.25Mpa，建议边坡开挖坡度为1:1—1:1.25，基岩开挖边坡1:0.3—1:0.5。 4.4 发电厂区工程地质条件及评价 4.4.1前池 前池所处位置基岩零星出露，为三迭系灰色至深灰色薄层至中厚层状灰岩为主，含泥质灰岩及白云质灰岩，地表主要分布第四系坡残积堆积层（Q4edl），坡残积堆积层厚0.5～2.0m,强风化层厚1.5～3.0m。 4.4.2压力管道区 压力管道管线一带地形坡度为15～25°,沿线基岩零星出露,出露地层为三迭系灰色至深灰色薄层至中厚层状灰岩为主，含泥质灰岩及白云质灰岩，灰岩致密、坚硬，抗风化、抗水能力较强，强度高，对边坡稳定性有利。压力管道沿线岩体强风化层厚1～3m，弱风化层厚5～10m。管槽可置于基岩弱风化中，已满足压力管道稳定要求。 4.4.3厂房 发电厂址位于东里河左岸，厂房地形平缓，地面高程911.43m～911.70m，顺河方向布置，河床高程905.11m。厂区覆盖层厚1～3m，下伏基岩为灰岩，电站厂房基础可置于基岩上。 4.5 工程区岩土物理力学性质 工程区内岩土种类较为单一，根据地区相关工程经验类比，工程区岩土物理力学指建议见表4-2～表4-3。 4 工程地质 26 卵砾石层物理力学指标建议参数表 表4-2

岩体名称 天然密度(g/cm3) 抗剪强度 孔隙率 压缩模量MPa 渗透系数(m/d) 基底摩察系数 允许承载力(MPa) 内摩擦角(°) 凝聚力

（kPa） 砂卵石 2.12 28-30 0 23.0 35-40 10-20 0.35-0.4 0.3-0.4 备注：混凝土/卵砾石，摩擦系数0.38～0.4。压实填土(卵砾石)与墙背内摩擦角25～28°，凝聚力0kpa；压实填土(粘土)与墙背内摩擦角18～20°，凝聚力12～15kpa。砂卵石层渗透系数K：10～20m/d。

岩体物理力学参数建议值表 表4-3 项目

岩石 名称

风化程度 比重 Gs 抗压强 度Mpa 软化系数 岩体/岩体 变形 模量 Eo GPa 弹性 模量 E GPa 泊 松 比 μ 允许承载力标准值 Mpa

抗剪断强度 抗剪强度

天然 饱和 f′ C′ MPa f C MPa

泥质灰岩 弱风化 2.50 8 ～ 9 5 ～ 8 0.55 0.4 0.45 0 1.8 ～ 2.2 2 ～ 2.5 0.28 1.5 ～

3.0

4.6 天然建筑材料

为了满足工程对天然建筑材料的需要，本阶段对工程区附近可能利用的天然建筑材料进行了调查。调查结果表明：工程区附近天然砂卵砾石料储量丰富，质量好，满足工程用料要求，分布在工程附近，运输方便，可就地取材；块石料储量丰富，质量好，满足工程用料要求。 4.7 结论及建议 ⑴工程区在大地构造区域上属于扬子准地台北缘拗陷带之南大巴山帚状构造东段南缘， 处于南大巴山帚状构造体系的满月冲断向斜与红花～龙洞冲断背斜之间。区内新构造运动不强烈。中强地震活动波及到本区其影响烈度均未超过Ⅵ度，工程区属地震弱活动区，场地区域地震加速度值为0.05g，抗震设防烈度为Ⅵ度。区域稳定性较好。 ⑵根据区域水文地质资料，场地环境水对砼无结晶类、分解类、结晶分解复合类侵蚀性。 ⑶电站取水建筑物部分较为简单，地质条件满足建筑物修建要求。 ⑷建议前池前边墙基础置于基岩弱风化层上，在边坡开挖中应控制开挖边坡坡度,并设置成台阶式。压力管道大部分基础置基岩上，对局部斜坡稳定性较差地段应进行锚固处理，满足压力管道稳定要求。