坝肩边坡工程地质条件及评价分析

两岸坝壳大部分为基岩出露，根据设计文件要求，基础清除表层覆盖层或表层松散岩体后即可填坝，坝基范围内的古滑坡体应予以清除，坝壳两岸边坡接坡坡比按不陡于1∶0.5控制。

2.5.4.1　右坝肩边坡工程

1.地形地貌及物理地质现象

右坝肩为一向河床凸起谷坡地形，岸坡大部分基岩裸露，在坝轴线上下游各有一个较大的冲沟，沟内堆积有覆盖层。220.00m高程以上馒头组地层组成的岸坡较缓，220.00m高程以下为中元古界汝阳群和太古界登封群组成的岸坡地形较陡，呈近直立状。

岸边卸荷裂隙带深度与岩性、风化程度、自然坡度和坡高有关。一般是坡度陡、高度大的岸坡，卸荷裂隙带深度亦大，岩性软岸坡风化强度强；反之卸荷带浅，风化程度弱。坝址区垂直卸荷带深度一般为5～11m，水平卸荷深度8～15.3m。1m3板状泥灰岩，多呈强风化，Pt2r硅质碎屑岩，一般呈弱风化。

不良物理地质现象主要为崩塌，发育在中元古界汝阳群形成的岸坡中，因发育有两组高角度节理切割，常形成崩塌掉块现象，崩塌岩块大者体积可达10m3以上。

2.地层岩性

坝址区出露的地层：太古界登封群、中元古界汝阳群、古生界寒武系及第四系。

太古界登封群（Ard），出露190.00m左右高程以下，一般岩体较完整，力学性质指标较高，透水性微弱。

中元古界汝阳群（Pt2r），大约出露190.00～220.00m高程，与下伏太古界登封群呈角度不整合接触。由云梦山组（Pt2y）、白草坪组（Pt2b）及北大尖组（Pt2bd）组成。中元古界汝阳群岩性坚硬，隐裂隙发育，地形上常形成陡坎。

寒武系馒头组（1m），大致出露在220.00m高程以上至坝顶高程一带，与下伏中元古界汝阳群呈平行不整合接触。为一套浅海相沉积的碳酸岩、碎屑岩互层。馒头组从下至上依次为1m1～1m6六个岩段。馒头组岩性软硬相间，地形上常形成缓坡。

3.地质构造

右坝肩处于单斜构造区内，岩层走向近于东西，向北缓倾，倾角3°～10°，断层与褶皱不发育，且规模小，构造形迹微弱。但在馒头组下部，发育一拖曳褶皱层，其中伴生构造夹泥及裂隙溶洞，厚32～34m，包含1m1、1m2、1m3和1m4下部等岩层，以中部1m3岩层变形最强烈，岩体柔皱破碎。

工程范围内未见有大的断层分布，偶有层间小逆断层常常与褶皱相伴而生，同一构造，往往下部是断层，上部变为皱（褶）。破劈理在页岩及板状白云岩中比较发育，产状为280°～300°NE，∠50°～70°，透水性强。

4.工程地质评价

该段整体工程地质条件较好，断层等构造不发育，岩体较完整，强风化层较薄；岩层倾向坡内，为逆向坡，边坡稳定条件较好；仅在1m3地层，岩性较软，具有易风化、遇水泥化等特点，其中还有岩溶现象发育，工程地质特性较差。

建议开挖坡比，Pt2r、Ard地层1∶0.3～1∶0.5，1m地层1∶0.5～1∶0.75。边坡为逆向坡，且无断层等构造发育，整体稳定性较好，但施工中仍需要注意浅表部卸荷裂隙作用的松动岩块及由于裂隙切割组合形成的不稳定块体。

右坝肩分布有若干小冲沟，冲沟底部及两侧分布有冲洪积及坡积的碎石土，一般应予以清除。

2.5.4.2　左坝肩边坡工程

1.地层地貌及不良地质现象

左坝肩为一基岩谷坡地形，大致以240.00m高程为界，240.00m高程以下至河床为一近直立的陡坡地形，基岩出露；240.00m高程附近形成一较为平缓的台阶，之上又为一缓坡地形，大部分有覆盖层覆盖，至坝顶高程附近基岩出露。

不良地质现象主要有左岸古滑坡体和古崩塌体。

古滑坡体：由于长期剥蚀作用，从地貌上已看不出明显的滑坡特征，现状为一倾向河谷的缓坡地形，倾角20°～26°，岸坡小冲沟发育，但切割不深，多未切至滑床面；滑坡体岩层主要是馒头组（1m3、1m4）泥灰岩、白云岩组成的破碎岩体，局部混有来自上部岩体崩塌的徐庄组页岩和张夏组灰岩岩块。滑坡体岩层及滑床面皆倾向河谷，倾角3°～7°，滑床基底岩层为坚硬厚层的1m2白云岩，滑床面上分布有薄层状夹泥。

龟头山古崩塌体：形成零星小块，分散在左坝肩山脊上，宽50～210m不等，厚10～30m，局部崩塌体盖在龟头山古滑坡之上。

2.地层岩性

左坝肩开挖涉及的基岩地层有寒武系馒头组1m、中元古界汝阳群Pt2r及太古界登封群Ard。

3.地层构造

左坝肩处于龟头山褶皱断裂发育区内，该区共发育5条较大规模的压性断层及两个褶皱束。除地表出露的规模较大的断层外，临近五庙坡断层带附近发育有大量小断层，这些小断层一般断距小、规模不大。

龟头山褶皱束，在馒头组下部泥灰岩、页岩及板状白云岩中，褶皱由平行的两个小背斜及三个小向斜联合组成。轴向280°～290°，形态为不对称褶曲，北翼倾角30°到直立，南翼倾角小于10°，宽度约60m，岩层起伏差10～15m。

4.工程地质评价

左坝肩开挖涉及的地层从上至下依次为1m4、1m3、1m2、1m1、Pt2r和Ard等，其中Pt2r和Ard地层岩性多坚硬，岩体易较完整。1m1～1m4地层，岩性多为中硬岩及软岩，受构造作用影响强烈，岩体多较破碎。

左坝肩属褶皱断裂发育区，构造发育，岩体破碎，F11逆掩断层、F12断层、f14断层、龟头山褶皱束分布在其间。除地表出露的规模较大的断层外，临近五庙坡断层带附近发育有大量小断层，岩体中尚发育4组节理。边坡岩层多缓倾向坡外，形成顺向坡，但倾角一般缓于10°，开挖边坡总体稳定性较差，加上边坡高陡，发生崩塌、落石的可能性都是存在的。左坝肩分布的古滑坡体及其他第四系堆积物因工程地质特性差，建议清除。(www.xing528.com)

建议开挖坡比，Pt2r、Ard地层不陡于1∶0.3～1∶0.5，1m地层不陡于1∶0.5～1∶1。

2.5.5　坝基防渗工程地质条件及评价

大坝基础帷幕从左岸溢洪道至右岸坝肩，全长约803m，其中右岸坝肩长210m。大坝防渗帷幕深度即帷幕底线应设在相对不透水层以下，按3Lu控制，帷幕底线深入3Lu线以下5m。

2.5.5.1　坝基防渗墙及墙下帷幕工程

1.坝基防渗墙

河床覆盖层一般厚度30m左右，最大厚度41.87m，介质条件较为复杂，岩性为砂卵石层夹黏性土夹层，基本上属于孔隙状透水性不均的强透水层。

坝基覆盖层中采用混凝土防渗墙防渗。混凝土防渗墙轴线平行于坝轴线布置，墙顶长114m（桩号D0+117.00～D0+231.00），防渗墙顶高程166.90，墙厚1.2m，墙底嵌入基岩1.0m。

根据防渗墙造孔时对基岩面的鉴定，与前期勘察相比，大部分槽孔的基岩面深度与前期结论基本一致，误差不足1m。基岩面相差较大的部位位于防渗墙桩号D0+191.00～D0+211.00范围内，实际基岩面比设计基岩面浅一般3～5m，误差最大处位于桩号D0+193.80处，比设计基岩面浅约8.6m。经分析勘察资料，原因为此处绘制基岩面采用投影钻孔ZK43基岩面深度，投影距离约11m，与该处基岩面实际情况不符。

防渗墙两端与岸坡结合处采用现浇的混凝土高趾墙连接。高趾墙高5.6m，其中左岸长4.0m，右岸长9.0m，为满足稳定及变形要求，高趾墙为重力墙式，顶宽1.2m，基础宽4.18m。

2.墙下防渗帷幕

覆盖层以下基岩河谷，近似V形，由太古界登封群岩性组成，岩体完整性较好。主要强透水层为基岩面以下10～20m的浅部风化层，其下为微风化基岩，透水性微弱。

河床段帷幕主要布置在防渗墙下基岩内，河床段的帷幕线与防渗墙中心线重合。帷幕深度布置主要穿过处理浅部10～20m的基岩风化层，进入下面的微风化层。防渗墙下帷幕按单排布置，孔距1.5m，控制帷幕底高程为115.00m。

帷幕已按设计要求施工完成，深度均按设计要求进行，施工时没有变更发生。

2.5.5.2　右岸趾板防渗帷幕工程

1.渗漏条件分析

为一基岩谷坡地形，构造条件为一倾向NNW～NNE，倾角3°～10°的单斜岩层。透水性受岩性控制，主要强透水层为1m3、1m2及1m1岩层，其余皆相对微弱。

根据岩溶的发育规律及钻孔压水试验资料，岩层的透水性总的趋势是，近岸边的透水性强，远岸边的透水性弱。根据透水性的变化和1m3岩溶的发育情况，大致分区为：从岸边到钻孔ZK154段为透水性较强的近岸区；钻孔ZK154以远为透水性弱的远岸区。建库后，库水水通过透水层呈承压式向下游绕渗。由于透水层1m3近岸区岩溶发育，为防止集中渗流，应采取有效防渗措施进行帷幕灌浆处理。

根据主要透水层分布的位置集中在近岸区，因此帷幕的设防，也应针对于此防渗帷幕底部界线按岩层透水率q＜3.0Lu控制，并进入非可溶岩地层。对右岸区，根据渗漏量估算成果，随近岸、中远岸、远岸渗透系数和渗漏量逐渐变小的规律比较明显钻孔ZK154以远的远岸区因透水性有普遍减弱趋势，渗漏量不大，不再进行全面帷幕防渗。据此，右岸防渗帷幕起点在距坝轴线右端的钻孔ZK154附近，沿坝轴线方向，长度210m，至钻孔ZK166附近与趾板段防渗帷幕相接。

2.防渗帷幕布置

右岸帷幕分右岸趾板段与右岸坝肩延长段。平面布置从防渗墙端部开始沿趾板线布置至右岸坝肩（D0+385.00），然后沿右岸坝肩灌浆洞中心（坝轴线）向右岸坝肩方向延伸210m，即对应大坝桩号D0+595.00处结束。

右岸趾板段帷幕底界线从河床处的120.00m高程渐变至大坝桩号D0+360.00处的195.00m高程；右岸坝肩延长段帷幕底界均为195.00m高程。右岸坝肩延长段采用向右岸山体布置1号灌浆洞进行灌浆，灌浆洞底部高程288.50～281.00m。由于右坝肩在200.00～220.00m高程存在馒头组的相对强透水岩层，为增强此部分的处理效果，在1m4地层（243.00m高程）沿帷幕线布置2号灌浆洞进行加强灌浆，起始大坝桩号D0+360.00，结束桩号D0+595.00。

右岸趾板段帷幕布置两排主副帷幕，主副帷幕孔间排距为2.0m，梅花形布置。

右坝肩延长段1号灌浆洞下帷幕，基于240.00m高程以上岩石相对密实，透水性不强，且距离坝肩较远，采用单排帷幕，孔距2.0m，在1号灌浆洞帷幕轴线处向上游倾斜5°至2号灌浆洞上游侧238.00m高程，2号灌浆洞向上游侧采用水平衔接灌浆与之相连。2号灌浆隧洞采用双排帷幕，主副帷幕深度一致，向下灌浆至195.00m高程，排距1.0m，孔距2.0m，梅花形布置。

帷幕已按设计要求施工完成，深度均按设计要求进行，施工时没有变更发生。

2.5.5.3　左岸趾板防渗帷幕工程

1.渗漏条件分析

左岸坝肩为一岸边基岩谷坡地形，发育有古滑坡体（delQ3）和古崩塌体（colQ3），基本处于龟头山褶皱断裂发育区内，构造条件极为复杂，小断层、褶皱等极为发育，地层凌乱，岩体破碎，透水性强，且距离五庙坡断层带较近，是库水渗漏的主要部位。主要透水层为寒武系馒头组的1m1～1m4地层，由于构造作用，岩体破碎，溶蚀架空现象发育，属强、极强透水岩体，以下的中元古界汝阳群（Pt2r）、太古界登封群（Ard）岩组随深度的增加透水性逐渐变小。在五庙坡断层以北，透水性总体上自北向南逐渐变小，接近断裂带时，透水性又增大。

2.防渗帷幕布置

左岸帷幕平面布置沿左岸趾板至溢洪道右翼墙处，并和溢洪道引渠处帷幕衔接。帷幕底高程从河床120.00m高程至大坝桩号D0+039.26的160.00m高程，然后继续上升至对应大坝桩号D0+011.16的210.00m高程，并在与溢洪道边墙相接处以230.00m高程与溢洪道防渗帷幕相接。

左岸帷幕深度一般为21.2～46.0m，根据地质条件情况，采用两排主副帷幕，主帷幕轴线在趾板“X”线上游1.0m，主副帷幕孔间排距均为2.0m，梅花形布置。

帷幕已按设计要求施工完成，施工深度均按设计要求进行，未发生有关变更。