宝鸡市朱家滩水电站工程地质勘察报告

宝鸡市朱家滩水电站工程地质勘察报告可行性研究阶段陕西中天岩土工程勘测有限公司二零零六年六月咸阳20宝鸡市朱家滩水电站工程地质勘察报告可行性研究阶段陕西中天岩土工程勘测有限公司二零零六年十月咸阳目 录1 前言.12 区域地质概况.22.1 地形地貌.22.2 地层岩性.32.3 地质构造.32.4水文地质条件.43 引水枢纽工程地质条件及评价.43.1 水库区工程地质条件及评价.53.2 码头村引水枢纽的工程地质条件及评价.63.3 比较坝址的工程地质条件及评价.93.4 坝址工程地质条件比较113.5 推荐坝址工程地质条件评价114 引水隧洞工程地质条件.124.1 工程地质概况及围岩分类124.2 工程地质分段说明135 电站厂房区工程地质条件.145.1 地质概况145.2 地基土的物理力学指标145.3 厂房基础工程地质条件评价155.4 前池工程地质条件及评价156 天然建筑材料.156.1 石料166.2 混凝土骨料177 结论及建议.187.1 结论187.2 建议19附 图 目 录顺序号图号图 名比例尺010301朱家滩水电站库区综合地质图1:10000402朱家滩水电站库区塌岸地质剖面图1:5000503朱家滩水电站坝区工程地质图1:10000604朱家滩水电站坝址工程地质剖面图1:5000705码头村坝址引水隧洞 工程地质剖面图1:5000806比较坝址引水隧洞 工程地质剖面图1:5000907朱家滩水电站厂房工程地质剖面图1:5001008朱家滩水电站砂砾料场工程地质剖面图1:500 附 件 目 录顺序号 附件号 名 称 页数 11 一 朱家滩水电站探坑综合成果表 1016 二 岩土物理力学试验成果表 31 前 言渭河发源于甘肃省渭源县的乌鼠山，流经甘肃、宁夏、陕西三省(区)，是黄河最大的一级支流，全长818km，总流域面积6.24万km2。渭河在陕西境内从宝鸡峡林家村引水枢纽以上为深山峡谷区，河流蜿蜒曲折，平均比降为3.5。宝鸡市陈仓区朱家滩水电站位于陈仓区坪头镇上游3.2km的渭河干流上，西距宝鸡市约41km。电站工程南靠310国道，比邻陇海铁路，交通较为方便。朱家滩水电站为低坝引水式电站，是宝鸡市梯级开发利用渭河水资源的一个小型发电工程。整个工程由引水枢纽、输水隧洞工程、发电厂房等部分组成。工程总投资5501.78万元，总装机容量9600kw，坝形为重力式砌石溢流坝，坝高10m，引水隧洞长156m。根据工程设计需要，受贵公司委托，我公司对原可研工作进行修改补充，编制该报告。勘察依据宝鸡市陈仓区朱家滩水电站可研阶段地质勘察任务书，水利水电工程地质勘察规范(GB5028799)；水利水电工程天然建筑材料勘察规范(SL2512000)；中小型水利水电工程地质勘察规范(SL5593)等相关规范规程。野外勘察工作于2006年5月21日开始，至6月2日结束。完成的工作量见表1。完成工作量统计表表1序 号项 目单 位工作量1地质测绘1/10000平面Km20.41/2000平面Km20.51/1000平面Km21.21/500剖面Km1.5勘察点测放点72钻 探进 尺m/孔68.6/3重（）型动探试验次23水位观测次33山地工作探 坑m/个19.7/74取样及室内试验砂砾石组2砂 样3岩 样1水质分析12区域地质概况2.1 地形地貌工程区位于秦岭中低山区，渭河蛇曲发育，自西向东流经本区。两岸山体陡峻，基岩大多裸露，局部表层覆盖少量坡积物和第四系黄土及黄土状土。 该段渭河河道宽度200400m不等，两岸阶地呈不对称发育，左岸大多被侵蚀，一级阶地仅在朱家滩及上游的缺前村残存，三级阶地在工程区内仅见于朱家滩下游200m处的西兰铁路以上。右岸在码头村上、下游残存有一级、二级及三级阶地。一级阶地高出河床45m，呈二元结构，上部为上更新统马兰黄土，下部为漂、卵石层。2.2 地层岩性本区出露的地层主要为燕山期侵入岩，山坡部分表层覆盖新生代黄土；河道部分地层主要为新生代冲、洪积物。现由老到新分述如下：2.2.1 燕山期侵入岩(5) ，主要为花岗岩，肉红色，中粗粒结构，块状构造，矿物成份以长石、石英为主，含黑云母。分布于工程区大部分地区。2.2.2 第四系松散堆积物(Q2-4)，有卵（砾）石、砂壤土、壤土、黄土和黄土状壤土。2.2.3 人工堆积物（Q4S），为西兰铁路和原宝天公路修筑时遗留的碎石弃渣，原岩性为花岗岩。2.3 地质构造工程区在区域构造上位于秦岭纬向构造体系北部的北秦岭加里东褶皱带北部边缘地带，受陇西旋卷构造体系和祁吕贺“山“字型构造体系的影响，褶皱断裂发育。对工程区稳定有影响的区域活动断裂主要有三条（见区域地质构造图）。渭河断裂(F1)：属脆性正断层，断距大于1000m，断裂带宽50120m，近东西向展布，从工程区以北约4.5km通过。马棕山榭石桥断裂（F2）：为区域上北秦岭山前断裂的西延部分，延伸长度约22km，近东西向展布，从工程区以南约5km通过。安坪沟东沟断层（F3）：区内出露仅5.5km，近南北向展布，断面近于直立，该断层地表覆盖严重，主要从卫星影像解释。分布于码头村以西的杨坡沟中。本区属稳定性稍差地区，区内次级构造活动痕迹明显，在基岩山体中，“X”型节理和小的褶皱较发育。在多期岩浆侵入活动影响下，岩体非常破碎。根据1:400万中国地震动参数区划图（GB183062001）工程区地震基本烈度度，地震动反应谱特征周期为0.40S，地震动峰值加速度为0.15g。2.4 水文地质条件工程区地下水按埋藏条件，可分为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水。由大气降水和山区地下水补给，向沟道和渭河排泄。基岩裂隙水水位较高，对洞室稳定不利；孔隙潜水水量较丰富，在大的沟道中均有常流水。根据水质分析成果（见附件），该区地下水对普通硅酸盐水泥混凝土无侵蚀性。3 引水枢纽工程地质条件及评价本次勘察以码头村引水枢纽为主要方案，并在其上游120m处增选了比较坝址及引水线路。3.1水库区工程地质条件及评价3.1.1水库区渗漏问题水库区从码头村坝址鸡冠岩水电站下游，按正常蓄水位689m计回水长度，约2.9km。水库区地层以燕山期侵入岩（5）为主，第四系（Q4）冲积物分布于河谷底部、漫滩及一级阶地上，库区较大的支沟有鸡冠岩沟和铁路桥沟，均有常年流水，水库区两岸基岩山体封闭，花岗岩属弱微透水岩体，两岸地下水位高于河水位，故不存在渗漏问题。3.1.2水库区塌岸问题，水库区岸坡按岩性可分为基岩岸坡和第四纪堆积岸坡两类。基岩岸坡占库区长度的56%，岩性为花岗岩，呈强弱风化，岩体较破碎，自然坡角一般4070，水库蓄水后，基岩岸坡基本稳定，局部会发生些小规模的崩塌。第四纪堆积岸坡占库区长度的44%，岩性主要为河漫滩、一级阶地冲积物及人工堆积碎石等，自然坡角一般3040，库区缺前村一带平均坡度约10，水库蓄水后，第四纪堆积岸坡会严重失稳，主要分布于缺前村和工务段一带，粗估塌岸方量约1.2万m3。3.1.3水库区淹没和浸没问题水库蓄水后，主要淹没库区漫滩及缺前头村一级阶地前缘部分耕地，浸没问题主要是缺前村的部分耕地，可在阶地前缘修堤防以保护农田。3.2 码头村引水枢纽的工程地质条件及评价3.2.1 工程地质条件码头村坝址位于码头村上游约400m处，河谷呈“U”型发育，底部宽约150m，深河槽位于左岸，宽约40m左右，河漫滩高程678.6680.8m，覆盖层卵石层厚度13.022.1m，左坝肩山坡岩体局部覆盖有0.52.0m的坡积物，山坡坡面倾向260，坡度坡积层515，基岩约3040。右坝肩山坡高程681m以下岩体裸露，岸坡陡立，主要发育二组裂隙，一组产状为3253455772；二组产状1501698486。强风化厚度35m。以上为黄土（Q3eol）斜坡，坡面倾角20左右，无不良地质现象。右坝肩下游300m左右河谷开阔段高程680688m之间，残存有渭河二级阶地堆积的砂卵石层，其上覆上更新统（Q3eol）风积黄土。壤土夹碎石（Q4dl）：全新统坡积层，灰黄褐黄色，疏松，夹有粒径1.01.5cm的碎石。分布于左坝肩上下游缓坡地带，厚度0.52.0m不等。壤土（Q4dl）：全新统坡积堆积，灰褐色，疏松多孔，分布于右坝肩上下游缓坡地带，高程685693m，厚度38m不等。卵（砾）石（Q4al）：全新统冲积堆积，杂色，稍密，成份以花岗岩为主，含石英岩等，磨圆度较好，粒径一般0.510cm，小于2cm者约20%，220cm者约占60%，中粗砂充填。黄土（Q3eol）：上更新统风、洪积堆积，灰黄，疏松多孔隙，具湿陷性。卵石（Q3al）:上更新统冲积堆积，灰黄色，成份以花岗岩为主，含片麻岩，粒径一般520cm，微胶结。黄土状壤土（Q2eol+pl）：中更新统风、洪积堆积，黄褐色，较密实，粘粒含量较高，硬塑状，可见白色菌丝和钙质结核。仅在局部出露。花岗岩（5）：燕山期侵入岩，肉红色，矿物成份以正长石、石英为主，含云母，坝基强风化带厚0.51.5m。坝址区地质构造较为简单，附近无大的断裂。地下水可分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，由大气降水补给，向渭河排泄。地下水属CO3=O=Ca2+型水，对普通硅酸盐混凝土无侵蚀性。3.2.2坝基（肩）岩土物理力学指标卵石重（）型动力触探试验统计成果见表2。卵石颗分成果如表3，物理力学指标建议值如表4。卵石重（）型动力试验成果汇总表表2地貌单元地 层试验组数范围值（击）平均值（击）变异系数修正值（击）河 漫 滩卵 石17718120.2310.8备注：试验24次，有效试验17次。卵石颗分成果表表3样品编号取样深度土 粒 组 成粒 径D（mm）150/8080/4040/2020/1010/505/2.52.5/1.21.2/0.60.6/0.30.3/0.1540Mpa100在本表中，各指标为类比资料，仅供参考。冻融抗压强度30Mpa90软化系数0.80.75冻融损失率2.4T/m32.66.2 混凝土骨料6.2.1 砂砾料砂砾料场位于朱家滩村东的渭河右岸漫滩，长度200m，宽度约80m，地下水位埋深约13m。距坝址约0.8km，开采运输条件较好。根据河床砂卵石颗分结果（见表3），适合用作粗骨料的颗粒含量约为75%，且卵石成份以花岗岩和石英为主，坚硬、抗风化能力强，因此，可采用河道砂卵石筛分，初选砂砾料场的储量计算见表11。砂砾料储量计算表表11料场名称上覆无用层平均厚度（m）有用层平均厚度（m）无用层体积（万m3）有用层体积（万m3）码头料场04.0043.06.2.2 砂料朱家滩砂料场位于朱家滩村南的渭河一级阶地上，料场长度180m，地下水位埋深大于3.5m，距坝址约0.4km，运距近、易开采。该料场储量计算见表12，渭河冲洗砂质量评价见表13。由表13可知：砂料储量满足本阶段设计用量有3倍，在经过冲洗以后，细骨料的各项技术指标均可以满足规范要求。细骨料（砂）储量计算表表12料场名称上覆无用层平均厚度（m）有用层平均厚度（m）无用层体积（万m3）有用层体积（万m3）朱家滩料场0.23.00.46.9混凝土用细骨料（砂）质量技术评价表表13 指 标项 目规范要求试验指标质量评价含泥量3%2.8%满足规程要求有机质含量浅于标准色浅于标准色硫酸盐及硫化物含量1%0.3%7 结论及建议7.1 结 论7.1.1 工程区地处秦岭北部中、低山区，渭河两岸山势陡峻，基岩大多裸露。原岩性以花岗岩为主，沟道和河谷主要堆积物为卵（砾）石层。7.1.2 工程区大地构造属于秦岭纬向构造体系的北秦岭加里东褶皱带北部边缘地带。对工程区的区域稳定性有影响的主要活动断裂为渭河断裂（F1）和马棕山榭石桥断裂（F2），属稳定性稍差地区。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震基本烈度度，地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.15g。7.1.3 码头村引水枢纽坝基地层以卵（砾）石为主，左岸坝肩覆盖有薄层坡积碎石土。右坝肩上部覆上更新统（Q3eol）黄土，下部基岩裸露。工程地质条件较好，存在主要工程地质问题是坝基卵（砾）石层的渗透破坏管涌，坝基须进行防渗处理。7.1.4 比较坝址地质条件同码头村坝址基本相似，但输水隧洞比码头枢纽引水隧洞长130m左右。结合地质条件、经济及技术等多方面比较，地质推荐码头村坝址。7.1.5 引水隧洞的洞室围岩以花岗岩为主，地下水位高于洞顶，围岩类别以类为主，进出口为类围岩，边坡基本稳定，无不良地质现象。7.1.6 电站厂房位置及基础设置高程约669m，确定厂房基础位于一级阶地下部的砂卵石层中，其承载力特征值为400kPa，可满足电站厂房对地基的要求。厂房基坑开挖深度约13m，基坑边坡由中细砂和卵石层组成，建议开挖坡比中细砂1:1，卵石层1:1.25。7.1.7 本阶段所选用的混凝土粗细骨料及块石料，场地位于坝址下游0.40.8km的河谷两岸，运距近，开采运输较方便，储量丰富，主要质量技术指标可满足要求。7.2 建 议7.2.1下阶段对库区进行测绘，特别是对水库区的塌岸问题、淹没、浸没问题作出评价。7.2.2 码头村坝址主要工程地质问题是卵（砾）石的渗透破坏，下一步应重点研究卵（砾）石层的渗透破坏特征。7.2.3 下阶段主要对电站厂房作进一步勘察工作，查明地下水位变幅，各岩（土）体物理力学指标，为设计提供所需参数。7.2.4 对天然建筑材料应进行详查，优化各料源的开采范围以及弃渣石料进行试验研究，利用弃渣石料作为砼粗骨料。