3.4 坝址区基本地质条件

3.4.1 地形地貌

角峪水库的坝址区位于牟汶河一级支流汇河上,在地貌单元上为丘陵地貌,高程在151~172m之间,地势平缓,沟谷开阔。汇河呈南东—北西流向,河谷呈不对称“U”字形,坝址区河床高程152m,河谷宽80~100m。由于人为修梯田、耕植等原因,两岸阶地形态已分辨不清。

3.4.2 地层岩性

角峪水库坝址区内出露的地层主要为奥陶系灰岩、燕山期闪长岩和第四系堆积物:

奥陶系灰岩⑥(O2):呈青灰色,微晶结构,块状构造,主要成分为方解石和白云石。出露于近坝库区左岸,厚度不详。

燕山期闪长岩:呈灰绿色—灰白色,半自形粒状结构,片麻构造,主要成分为斜长石、角闪石和黑云母,局部风化裂隙发育。坝址区和溢洪道广泛分布。

第四系堆积物:主要为人工填土和冲洪积物。

①杂填土(rQ4):为灰黄色碎石土,松散状,含水量干~稍湿,由灰岩碎石、砖块、瓦块、中粗砂以及粉质黏土等组成,碎石的含量约占15%,厚0.3~0.6m,分布于大坝桩号0+024~0+028段坝顶部位,高程168.00m,为修整坝顶路面铺垫形成。

②中砂(rQ4):为灰绿色—黄褐色风化料,松散状,干—稍湿,为闪长岩风化后物质,主要成分为灰褐色斜长石、灰绿色角闪石(由于风化作用)以及少量因风化呈黄褐色的黑云母,呈粗砂状。分布于大坝桩号0+034.3~0+978.9段,据钻孔揭露最低分布高程在163.00m,厚度0.4~3.7m。其中在0+240~0+280段和0+460~0+870段形成坝的前后坡与坝体形成贯通,致使大坝高程165.00m以上部分坝段失去有效防渗作用,在0+240~0+280段,该层厚度为0.4~2.45m,平均1.45m;0+460~0+870段,风化料的厚度为2.0~3.7m,平均2.5m。

③中、重粉质壤土(rQ4):褐色、黄褐色,可塑—硬塑,局部成软塑状,湿—饱和状,土质不均匀,含砂及少量细砾。本层土体构成的水库大坝的主体,层底高程为149~167m,厚度0~17m,由于大坝施工时全是人工,上坝土料不均匀,施工分期、分段较多,造成坝体土料差异性较大。

冲洪积物主要为壤土、粉细砂和中粗砂等,广泛分布于河道阶地、河漫滩。主要包括如下几层:

④中、重粉质壤土壤土(al+plQ4):为褐色—灰黑色,可塑状,局部软塑,湿—饱和状。分布于坝基上部与坝体接触的部位,层顶部高程150.00~163.00m,厚度0~11m。

⑤-1粉土质砂(al+plQ4):为黄褐色—灰黄色,饱和,松散—稍密实,矿物成分以长石石英为主,该层分布范围纵向0+110.6~0+280.4之间,厚度在0.20~3.20m之间,层顶部高程148.40~151.30m,坝体上下游形成贯通,形成库水向坝下游渗透的通道。

⑤-2含细粒土砂(al+plQ4):为黄褐色灰黄色中粗砂,饱和,松散—稍密实,矿物成分以长石石英为主,含少量砾石,砾径1~5cm,层厚0.6~4.2m,分布于坝基桩号0+333.13~0+557.06之间,层顶部高程147.20~149.30m,并形成纵向贯通,该处为古河道,易形成库水向坝下游渗透的通道。

3.4.3 地质构造

大坝桩号0+055附近有一断层f穿过坝基,走向NW—SE,倾向NE,倾角30°~60°。在大坝桩号0+070附近处的JYZK10、JYZK11钻孔内有揭露显示:断层泥呈棕红色,可塑—硬塑状,黏粒含量较高,断层带宽度0.3m,断层影响带宽度0.3~0.5m,为角砾岩,呈暗红、灰红色,无分选,岩块呈棱角状,表面溶蚀严重,裂隙溶隙发育。断层带渗透性较强,据钻孔压水试验显示:透水率达213Lu。

3.4.4 岩土的物理力学性质

坝址区基岩主要为灰白色闪长岩以及奥陶系青灰色灰岩。根据本次工作取样50组以及安全鉴定阶段的77组坝体坝基土样的试验资料,通过统计分析,各岩土层的主要物理力学性质见试验结果统计见表3.4-1、表3.4-2。

根据上述试验结果,结合工程实际情况,类比近似工程资料,提出坝址区岩土体的物理力学指标建议值如表3.4-3。

3.4.5 水文地质条件

坝址区内地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。

第四系孔隙潜水主要分布于第四系冲洪积中粗砂层中,透水性强,富水性好,是良好的含水层。

表3.4-1 角峪水库除险加固土工试验成果分层统计汇总表

续表

表3.4-2 角峪水库除险加固岩石试验成果统计汇总表

表3.4-3 角峪水库除险加固土的物理力学指标建议值

基岩裂隙水主要分布于灰岩、闪长岩风化裂隙中,通过裂隙渗流。分布不均匀,季节性变化大。岩体中的裂隙为地下水的运动提供了良好通道。

本区内地下水主要靠大气降水补给,以蒸发和向下游排泄为主要排泄途径,区内地下水径流运动状态,主要受地形地貌、地层岩性及裂隙发育程度等因素影响与控制。

据水质分析,本区地下水为重碳酸盐硫酸盐钙镁型水,pH值为7.33~8.23,弱碱性,水化学试验结果分析见表3.4-4。

表3.4-4 角峪水库除险加固水质分析成果一览表

环境水对混凝土的腐蚀分为分解类腐蚀,结晶类腐蚀,结晶分解复合类腐蚀,相应的腐蚀性特征判定依据分别为、pH值、侵蚀性CO2含量,环境水对混凝土腐蚀判定见表3.4-5。

表3.4-5 角峪水库除险加固环境水对混凝土的腐蚀判定表

由表3.4-5可知,崅峪水库除险加固环境水对混凝土的腐蚀性判定包括三类:分解类、结晶类和结晶分解复合类。分解类腐蚀包括:①含量大于1mg/L,实测值为180.01~220.86mg/L,判定结果为无腐蚀;② pH值大于6.5,实测值为7.33~8.23,判定结果为无腐蚀;③侵蚀性CO2含量小于15,实测值为0,判定结果为无腐蚀。分解类腐蚀判定结论为无腐蚀。结晶类腐蚀判定含量小于250mg/L,实测值为50.43~111.32mg/L,判定为无腐蚀,故结晶类腐蚀的判定结果为无腐蚀。复合类腐蚀判定Mg2+含量小于1000mg/L,实测值为13.26~23.56mg/L,判定结果为无腐蚀。综上所述,环境水对混凝土的腐蚀性判定为无结晶类、分解类和复合类腐蚀。