4.2.1.1 库盆地质状况特征
西龙池下水库库区和挡水坝均布置在洪积扇上，并且大部分在第一期洪积扇上，仅坝脚部位为第二期洪积扇，坝基和库底的主沟部位有十余米的第三期洪积物。由于长期的地质作用，原始扇面的完整性遭受到大面积破坏，其上发育有三条冲沟。洪积扇组成物质主要是棕色、灰白色的碎石、块石、碎石土及土等组成，夹有大块石及土、碎块石的透镜体，碎、块石成分均为灰岩多呈次棱角状。在间歇性水流的作用下，使洪积扇堆积物的不同深度、不同部位具有不同程度的胶结，其表层还形成有一层灰白色的“钙壳”(灰华基底式胶结碎、块石)，钙壳的分布高程为823.0m～720.0m，厚度4.0m～10.0m。
库盆覆盖层内由于组成物质不均一，局部夹有土层的透镜体或较松散的碎石土，承载力难以满足筑坝要求，可能产生不均匀沉陷问题。因此需对坝基和库底区域分区进行探测。山西西龙池抽水蓄能电站下水库开挖填筑工程按设计图纸要求形成建基面后，为查明地下土质透镜体、松散碎石土架空层的分布情况，采用地质雷达对坝基和库底区域进行了分区探测，并对所探测的地质缺陷进行了处理。
4.2.1.2 地质雷达探测原理
地质雷达是20世纪70年代发展起来的一种用于确定地下介质分布的广谱电磁法，它系统地、高度地集中了现代高新技术领域的最新成就。地质雷达从问世至今，在地基基岩面探测、岩溶地面沉陷、地下洞穴的工程地质调查中得到了广泛的应用，以其经济、无损、快速而直观的特点成为浅部地球物理勘察的最主要的工具之一。
地质雷达方法是利用高频电磁波以宽频带脉冲形式，通过发射天线由地面定向送入地下。雷达波在地下介质中传播过程中，当遇到存在电性差异的地下目标体(如空洞，或其他不连续界面)时，电磁波便发生反射，返回到地面时由接收天线所接收。在对接收到的雷达波进行处理和分析的基础上，根据接收到的雷达波波形、强度、双程走时等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标物的探测。其探测基本原理与浅层地震相似，不同的是地质雷达向地下发送的是高频电磁波，它的物理前提是介质之间介电常数和电导率的差异。其原理如图4-13、图4-14所示。本工程探测中，地下土质透镜体、松散碎石土架空层作为探测的目标物，它与其周围的土壤具有明显不同的介电性质(密度、电阻率等)，为利用雷达进行识别提供了地球物理前提。
图4-13 地质雷达探测地下架空区、土质透镜体等目标物示意图
图4-14 地下架空区、土质透镜体等目标物地质雷达探测结果示意图
4.2.1.3 库盆基础探测要求
库底区域要求探测深度为10m，探测目标物为土质透镜体、松散碎石土架空层等，面积大小为1m×1m;堆石坝主堆石区域(坝基)要求探测深度为10m，探测目标物为土质透镜体、松散碎石土架空层等，面积大小为2m×2m。
探测范围为库底区域和堆石坝主堆石区域。探测区域总面积为50465m2，其中:坝基区域面积为32342m2、库底区域面积为18123m2。(www.xing528.com)
4.2.1.4 基础探测准备工作
在开始地质雷达探测前，进行如下准备工作:
①收集探测区域内有关工程地质资料，了解垂直方向地层分布情况;
②现场勘察:确定探测区域的具体范围、根据地表地层出露情况、构造情况等，确定地质雷达基线和测线的布置方向;
③布置2～3条试验剖面，采用25MHz 和50MHz 的发射天线进行不同频率、不同点距、不同采样率、不同叠加次数的参数试验探测，确定最佳工作参数。
4.2.1.5 地质雷达探测施工
本工程基础地质雷达探测采用加拿大EKKO-Ⅳ型地质雷达仪进行，其天线的中心频率为25MHz 或50MHz，理论探测深度为0m～30m。
根据探测目的要求，先在测区内垂直于测线的方向上布设基线若干条(采用全站仪施测)，再以基线上的点为基准，采用钢卷尺现场丈量布设测点。主堆石区基础按20m×20m的网度布设控制点(采用全站仪测量)，以小红旗标识并予以维护;探测网度均为2m×1m，即次堆石区布设若干50m×50m和50m×100m的标志桩，线距10m，点距为1m、2m。库底探测区域布置线距为1m的测线若干条，探测网格为1m×1m。
下水库覆盖层坝基根据开挖到位情况，分阶段共进行了四次地质雷达探测，第一次为整个次堆石区基础的探测，时间是2004年2月20日～27日，该次探测认为次堆石区不存在10m×10m及以上的大型土质透镜体和架空层，异常点有6 个，经对其中的4 个异常点进行槽挖检查，雷达探测结果与现场实际相吻合，说明雷达探测结果准确。第二次至第四次雷达探测均为主堆石区基础，共探测出7 个异常点，并对部分异常点进行了开挖检查，现场吻合度较高。
下水库历次地质雷达探测结果详见表4-1。
表4-1 覆盖层基础地质雷达探测异常点汇总
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