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1、二、地质设计21 地质环境2.1.1 区域地质（1）地形地貌工程区位于四川盆地西北侧，区内群山起伏，峰峦叠嶂，地势西北高，南东低，山脉走向北东，与构造线展布方向大体一致。以彭县灌县断裂为界，东南侧为龙门山山前凹陷带的碎屑岩区，属龙门山与成都平原结合部中低山平原地形，山岭高程一般 8001800m，相对高差 1401000m；西北侧为龙门山系的碳酸盐建造区及邛崃山脉东侧的变质岩、岩浆岩区，多为“V”型峡谷，属深切高山地貌，山岭高程一般 22003400m，相对高差 14002500m。区内地貌主要受构造及岩性控制，其地貌单元主要为构造剥蚀地貌和侵蚀堆积地貌两大类型。 构造剥蚀地貌分布于工区西北部
2、老棚子至青峰岭一带，主要由侏罗系砂岩、粉砂质泥岩，泥盆系、二叠系碳酸盐岩类及少量三迭系砂、页岩，白垩系砂岩、砾岩、粉砂质泥岩等地层组成，受构造剥蚀作用，碳酸盐岩地层是一般形成高中山地形，砂、砾、泥岩地层则形成低山地形，山脊多成椭圆或长条状，河谷狭窄，出口为平原地形。山顶高程一般 8002900m，相对高差 1401900m。 侵蚀堆积地貌区内水系发育，以文井江水系为主，左右岸呈树枝状分布，其中有大坪沟、肖家沟、紫竹沟，福宝口沟，苟小河，柏木沟，石江沟等数十条支流汇入。文井江主要为中低山深切割区，河流强烈下切，河谷多呈“V”型峡谷，万家坪以下左右岸不对称，右岸多为悬崖绝壁，左岸为斜坡或台地，沿河
3、两岸分布有、级阶地，规模不大，阶面高出河水面分别 46m 和 2538m。工期在喜马拉雅多期次构造运动的影响下，存在两期夷平面，即早更新世夷平面和中更新世夷平面，早更新世夷平面高程在32003500m，中更新世夷平面又可分为三个夷平面亚期：第一亚期夷平面海拔 22002800m，分布于大木坪、熊谎言一带；第二亚期夷平面海拔 14001800m，分布于大烛寺及牟家山一带；第三亚期夷平面海拔8001200m，分布较广泛，分布在观音庵、富强村、八角井一带。（2）地层岩性区内第四季覆盖层广泛分布，主要为冲积、洪积、崩坡积、坡残积、地滑堆积层。出露地层主要有元古界黄水河群（Pthn） ，震旦系上统（Zb
4、d） ，志留系茂县群（Smx） ，泥盆系上统（D 3） ，中统养马坝组（D 2y） 、中统观雾山组（D 2g） 、下统甘溪组（D 1g） ，石炭系（C） ，二迭系上、下统（P 2、P 1） ，三迭系上统须家河组（T 3x） 、中下统（T 2、T 1） ，侏罗系上统莲花口组（J 3l） 、中统遂宁组（J 2sn） 、沙溪庙组（J 2s） 、自流井群（J 1，2 zl） ，白垩系下统夹关组（K 1j） 、灌口组（K 1g）及上第三系（N） 、下第三系（E） 。（3）地质构造工程区在大地构造上跨松潘甘孜凿山带和扬子陆块 2 个一级大地构造单元，处于北东向龙门山前陆逆冲楔南段（见图 4.1-1） 。晚
5、新生代以来，伴随着青藏高原的快速隆起抬升及高原地壳物质的响动蠕散，在高原的东部地区形成一系列的大型弧形走滑断裂系，显示优势的水平构造应力场。地壳的水平剪切运动在岷山断块和龙门山构造带转换为脆性推覆逆掩运动，导致了比较典型的逆断裂构造环境，形成布格重力异常、航磁异常及地壳厚度等地球物理场畸变带。综合研究及结果表明，研究区范围内龙门山构造带中的茂汶汶川断裂、北川映秀断裂、彭县灌县断裂和龙门山山前隐伏断裂均具有晚更新世全新世活动的地质地貌证据，主要表现为由北西向南东的推覆逆掩运动，并具明显的右旋走滑运动分量。历史上曾经发生过数次 6 级左右地震，最大地震为 208 年“5.12”汶川 8.0 级地震
6、。区域范围内的哈南稻畦子毛坡里断裂带、塔藏断裂带均表现为左旋剪切运动为主，虎牙断裂带则主要表现为走滑挤压冲断性质。这些断裂均具有比较明显的晚更新世全新世活动性，存在晚第四纪以来活动的地质地貌及地震活动证据，具有发生 7 级左右地震的潜在地震能力，将不同程度地对工程场地的地震安全性产生影响。区内其余断裂规模较小或活动性较弱，对工程场地的影响较小。2.1.2.工程地质（1）水库区工程地质水库区为中低山峡谷地形，总体上属峡谷型水库，库区封闭条件较好。地层岩性为砾石、砂岩与泥岩不等厚互层，透水性微弱；各分水岭岩体透水性弱、地下水位均高于正常蓄水位。水库不存在永久渗漏问题。水库库岸以岩质岸坡为主，整体稳
7、定性较好，水库蓄水后岩质岸坡不存在大的库岸稳定问题。库尾左岸文井江镇段岩质较好，水库蓄水后岩质岸坡不存在大的库岸稳定问题。库尾左岸文井江镇段岩质岸坡，风华、卸荷岩体受水流冲刷，局部产生小规模崩塌，可能影响靠岸坡边缘民房建筑物。水库蓄水后 II 级阶地冲积层岸坡大部分被库水淹没，不存在库岸再造问题，仅污水处理厂前缘存在局部塌岸可能。坡洪（残）积层岸坡段地形和下伏基岩卧坡脚较缓，水库蓄水后大多被淹没，不存在大的库岸再造问题；仅智慧山庄处岸坡前缘局部范围存在塌岸的可能。库区崩坡积体有 6 处， “5.12:”汶川 8级特大地震及“4.20”芦山 7 级强地震对各坡体积影响都不大。根据崇州市李家岩水库
8、诱发地震危险性评价报告 ，水库区及其影响区的断层易于发生走滑及逆冲运动；水库诱发地震的可能性小。结合区域地质背景、库坝区诱震环境因素及多种方法评估的结果，综合评定水库蓄水可能诱发地震应以弱震为主（3.0M3.5 级） ，最大震级不会超过 4.0 级，最大影响烈度不超过 VI 度。（2）坝址区工程地质坝址工程地质横剖面图见附图 4-1。推荐坝址的坝基由砾岩与岩屑砂岩不等厚互层或泥钙砾岩、钙泥质砾岩夹岩屑砂岩组成，左、右岸坡由砂岩、砾岩、粉砂质泥岩互层组成，地基岩性不均一，以软质岩为主；河床覆盖层厚 610m，下部漂卵砾石夹砂，结构较密实。左坝肩施工开挖后坝顶以上边坡高度 2535m，岩层视倾坡内
9、，属于斜向结构，开挖边坡整体稳定；但由于边坡多位于强、弱风化岩体中，特别是分布有顺河向的卸荷裂隙，施工开挖中局部存在坍塌的可能。右坝肩开挖平台紧接溢洪道闸室外侧闸肩，右坝肩以上开挖边皮即是溢洪道闸室开挖的内外侧边坡。溢洪道闸室外侧边坡开挖高 2531m，组成边坡岩体为块状砾岩和砂岩，属横向边坡结构，边坡岩体中无软弱夹层分布，开挖边坡稳定性较好，但边坡上部风化岩体较破碎、完整性差，受裂隙切割局部存在不利组合。溢洪道闸室开挖的内侧边坡：开挖边坡高 7291m。组成边坡岩体为砂岩和粉砂质泥岩，属横向边坡结构，边坡岩体中发育的三条软弱夹层是顺层边坡稳定控制性结构面。（3）泄水建筑物工程地质泄洪建筑物包
10、括开敞式溢洪道和泄洪放空隧洞，均布置于河流右岸。开敞式溢洪道闸前引渠段最大开挖深度达 96m，闸后溢洪渠开挖高度4153m，均存在高边坡的稳定问题。溢洪闸室建基面以下为新鲜砾岩、粉砂质泥岩夹砂岩，其承载力和变形指标满足设计要求，最大开挖深度达 97m。泄水槽槽身多位于风化岩体之中，岩性软弱，抗冲刷能力低，开挖边坡稳定性较差。泄洪洞与导流洞结合布设，由进口明渠段、闸室段、洞身段和出口明渠段组成。进口前明渠段渠底及边墙大多位于风化带岩体中。闸室建基面以下为泥钙质胶结新鲜砾岩，其承载力和变形指标满足设计要求，最大开挖深度达102m。隧洞具备成洞条件。经统计隧洞长 474.5m，围岩长度 V 类 50
11、.5m、占10.6%，IV 类 424.0m、占 89.4%，隧洞进、出口边坡稳定性较差。隧洞出口明渠、下游护坦：渠底及边墙、护坦均位于新鲜岩体中，渠槽最大开挖高度达43m，岩体中裂隙较发育，岩体较破碎。（4）引水发电建筑物工程地质左岸引水发电建筑物包括引水明渠、闸室、引水隧洞、压力管道和发电厂房等。引水明渠渠底及边墙主要位于风化带岩体中，强风化岩体裂隙较发育，岩体破碎，强度低，抗诉冲刷力差。闸室段闸基位于新鲜钙泥质胶结砾岩中，完整性较差，岩体质量为 CIV 类。引水隧洞和压力管道全长 731.71m，其中引水洞段长 591.71m，为 IV 类围岩；压力管道长 140.0m，V 类围岩长度4
12、6.32m，IV 类围岩长 51.77m，明管段长 41.91m。发电厂房地基置于砾岩与岩屑砂岩不等厚互层中，其承载力、变形强度均能满足设计要求。但厂基开挖存在坑壁稳定和基坑涌水问题，须加强排水和支护措施。引水隧洞工程地质纵剖面图间附图 4-2。（5）供水建筑物工程地质供水建筑物包括引水明渠和闸室、供水隧洞、3 段有压明管、2 段浅埋隧洞、出口闸室等。隧洞段包括供水隧洞和浅埋隧洞段，全场 1408.3m，闸室围岩为砾岩、砂岩为主夹粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，较软岩或软岩，中厚层状或块状。经统计围岩长度 V 类 343.2m、占 24.4%，IV 类 1065.1m、占 75.6%。有压明管段斜跨冲
13、沟，汛期可能受到洪水冲刷。出后闸室段位于粘土夹漂卵砾石中，粘土夹漂卵砾石土性不均一。城乡供水洞工程地质纵剖面图分别见附图 4-3。2.1.3 岩、土体透水性特征覆盖层:主要由岸坡 Q4col+dl孤块碎石夹粘土、阶地 Q3al漂卵砾石夹砂和河床Q42al漂卵砾石夹砂组成。根据钻孔抽（注）水试验资料，岸坡孤块碎石夹粘土渗透系数 K=1.210-2cm/s，河床及漫滩漂卵砾石夹砂渗透系数 K=2.210-2cm/s，均属强透水层。阶地漂卵砾石夹砂渗透系数 K=1.710-3cm/s，属中等透水层。基岩：组成坝段岩体主要为侏罗系上统莲花口组上段（J 3l2）砂岩、砾岩与粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚互层与
14、白垩系下统夹关组（K 1j）砂岩、粉砂质泥岩及厚层块状砾岩夹岩屑砂岩。坝基岩体透水性特征统计见表 4.1-2。表 4.1-2 坝基岩体透水性特征统计表各透水率 q（Lu）所占试段的百分比（%）1 15 510 10100层位及岩性 风化状态段数 百分比段数 百分比段数 百分比段数 百分比K1j、J 3l2砂岩、粉砂质泥岩、砾岩强风化渗透系数 K=(0.1321) 10-3cm/s，平均值为 3.810-3cm/s。弱风化3 20.0 7 46.7 5 33.3K1j、J 3l2粉砂质泥岩、粉砂岩 新鲜 31 24.2 78 60.9 14 10.9 5 4.0弱风化3 23.0 2 15.4
15、8 61.6K1j、J 3l2砂岩新鲜 4 6.3 31 48.4 20 31.2 9 14.1弱风化3 13.0 8 34.8 12 52.2K1j、J 3l2砾岩新鲜 24 21.4 57 50.9 14 12.5 17 15.2据钻压孔（注）水试验资料，坝区岩体透水性与岩体风化状态、岩性、裂隙发育程度以及砾岩溶蚀程度等密切相关。两岸及河床强风化带岩体一般属强中等透水带。弱风化粉砂质泥岩与泥质粉砂岩属弱中等透水带；新鲜粉砂质泥岩与泥质粉砂岩主要属弱微透水带。弱风化及新鲜砂岩主要属弱中等透水带。弱风化砾岩主要属弱中等透水带，局部由于砾岩溶蚀严重，属强透水带；新鲜砾岩主要属弱微透水带，局部由于
16、砾岩溶蚀严重，属强中等透水带。因此，坝基、坝肩岩土体透水性总体上有随深度增加而减小的趋势。相对隔水层深度以 q3Lu 计，坝体左、右岸岩土体透水带厚度分别为 3483m 和4086m，河床、漫滩坝基覆盖层和强、弱风化带岩体为透水层，其透水带厚度为 3439m。2.1.4 地下水的补给、径流与排泄区内地下水主要为第四系覆盖层中的孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水：主要埋藏于河床及冲沟的漂卵砾石夹砂、孤块碎石夹砂土中，含水较丰富，受河（沟）水及大气降水补给，地下水位随河水涨落而变化。裂隙水：主要埋藏于岩体风化带及构造裂隙中，含水不丰，风化带岩体一般为含水层或透水层，新鲜完整的粉砂岩、粉砂质泥岩致密，含水微弱，透水性较差，可视为相对隔水层。据调查，在坝址左、右岸陡崖边出露的厚层砂岩、砾岩底部见有少量地下水以下降泉形式渗出，流量 0.0050.02L/s，主要受大气降水补给，排泄于文井江。从整个水文地质单元来看，泉和供水井也是地下水排泄的重要
