深切河谷大型堆积体物质组成和结构特征研究

5.2.3.1　混合成因堆积体

由于河谷大型混合堆积体的形成与演化常经历漫长的地质历史，物质组成与结构特征极其复杂，总体上具有以下共同特性：土石混合介质特性、不均匀性(空间上具有分区特征)及成层性(剖面上具有分层性)。下面通过典型案例对大型混合成因堆积体结构特征进行分析。

1.土石混合性特征

无论何种成因堆积体，其物质组成的土石混合介质特性是普遍性特征，尤其是大型混合成因堆积体更为明显，如四川丹巴县城古滑坡堆积体、小湾水电站引水沟堆积体、古水电站争岗滑坡堆积体、向家坝水电站二狮岩崩塌堆积体、梨园水电站念生垦堆积体、黄登水电站甸尾堆积体、乌弄龙电站坝前崩塌堆积体、牛栏江天花板水电站近坝库岸田坝村堆积体、虎跳峡两家人堆积体等。典型混合堆积体结构形态见图5.4。

图5.4　典型混合堆积体结构形态

下面以金沙江梨园水电站念生垦堆积体为例。

念生垦堆积体是具有混合成因(冲洪积、崩滑堆积、坡残积、泥石流及冰水堆积)的大型堆积体，位于金沙江梨园水电站近坝右岸念生垦沟内。根据地质勘察资料，堆积体成因类型及组成物质较复杂，念生垦沟下游边缘约50～100m宽的条带在高程1510.00m以上为冲洪积堆积为主，组成物质以粉土、粉细砂等细颗粒为主夹碎、块石或部分卵、砾石，部分地段具水平韵律特征，靠山坡边缘夹有崩塌块石。地表为黏质土砾和黏质土砂。往上游主要为坡崩积成因的块碎石土，局部地段碎、块石相对富集，在其中部见有加积物呈条带状分布，可见宽度约2～5m，组成物质为黄褐色碎石土，中等密实，碎石成分为灰岩，为远距离搬运物质；堆积体后部高程1560.00m以上主要为坡积和崩塌等混合堆积；其组成物质主要为含砾黏土、碎砾石、粉砂、粉质黏土混块石、大块石等，均匀性差。崩塌堆积的块石、大块石等主要分布于堆积体周边地形陡缓交界部位，堆积物内碎块石含量较前部明显增加。念生垦沟堆积体组成物质普遍含碎石或砾石，底部残积层砾、碎石含量相对较少，其物理力学性状相对较差，堆积体无成层的黏土、粉土层或软弱岩(土)条带。从结构来看，表部堆积物相对松散，由粉土、粉细砂夹碎块石或部分卵、砾石构成，以细颗粒为主，往深部密实程度逐渐增加(图5.5)。

图5.5　梨园水电站念生垦堆积体土石混合结构特征

2.分区性特征

大型混合成因堆积体平面上具有分区性特征，包括水平向分区、垂直向分区及综合性分区，如梨园水电站念生垦堆积体(2大区、5小区)、乌弄龙电站坝前崩塌堆积体(3区)、卡拉水电站田三滑坡堆积体(3区)、天花板水电站近坝库岸田坝村堆积体(3大区、5小区)、虎跳峡两家人堆积体(4大区、7小区)、乌东德水电站金坪子堆积体(8个地貌区)等。水平向分区以虎跳峡两家人堆积体为例。

虎跳峡两家人堆积体位于金沙江虎跳峡河段左岸斜坡上，堆积厚度20～192m，总体积约4亿m3。堆积体组成物质复杂，成因上以冰碛物为主，兼有崩塌、滑坡以及冰水堆积混坡积，沟谷部位混有冲洪积。物质组成按成因分述如下：①冰碛物(Qgl)：为灰黄、灰、灰黑色含碎砾石粉土混块石、漂石及碎石，碎块石含量一般25%～35%，局部集中含量达50%以上，块径一般5～35cm，局部大于50cm，漂石、块石含量一般15%～20%；成分以绢云石英片岩、石英绢云片岩及绢云千枚岩为主，多呈次圆状-次棱角状及片状，呈半胶结状态(图5.6、图5.7)，孤块石密集处有架空现象。据钻孔揭示及物探测试，其厚度为22～192m。②崩积物(Qcol)：为浅灰、深灰色孤石、块石、漂石、碎石及碎石粉土组成，碎块石含量一般50%～75%，局部集中含量达90%以上，块径一般以20～100cm为主，其次为几米至几十米的大块石，少数大者可达50m以上；成分以绢云石英片岩、石英绢云片岩及绢云千枚岩为主夹少量石英脉，多呈棱角状—次棱角状，松散状堆积，巨块石、孤石集中部位架空明显(图5.8、图5.9)。据钻孔揭示及物探测试，其厚度为55～130m。③冰水堆积混坡积物(Qgl+dl)：为灰黄、灰、灰白色含砾粉土混碎石及块石，碎块石、砾石含量一般为25%～35%，冰水堆积较集中部位砾石含量一般为35%～50%，局部更高，块、砾直径一般为2～20cm，局部大于50cm；成分以绢云石英片岩、石英绢云片岩及绢云千枚岩为主，多呈次圆状，呈半胶结状态，具有一定分选性和成层性(图5.10、图5.11)，其埋深厚度在后缘约1～40m，在堆积体表面厚度一般3～10m。④滑坡积物(Qdel)：根据滑坡成因差异可分为以下两种滑坡堆积型式。其一，基岩滑坡堆积，为白、灰白色白云质大理岩，岩体呈块状，局部呈碎块及碎屑状，仍保留基岩组织结构(图5.12)，但隐微隙十分发育。主要分布于两家人沟至3号沟一带，其厚度约20～63m，属高处的D2大理岩的整体下滑堆积而成；其二，第四系滑坡堆积，为灰黄、浅灰、深灰色碎石土(砾质土)混块石、碎石及角砾，碎石含量一般为25%～30%，呈松散-中密状(图5.13)。其厚度缘约15～55m。⑤冲洪积物(Qpl)：为杂色漂石、砾石及砂砾粉土组成，成分较杂，主要以绢云石英片岩、石英绢云片岩为主夹大理岩及玄武岩等组成，砂砾石含量为60%～80%，多呈圆状、次圆状，结构松散。主要分布于冲沟沟口部位，厚度1～10m。

图5.6　两家人坝址左岸冰碛物

图5.7　PD301揭露冰碛堆积物质

图5.8　丫杈角崩塌堆积

图5.9　丫杈角崩塌堆积表部危岩体

图5.10　两家人后坡冰水堆积

图5.11　大理岩滑坡表部冰水堆积

图5.12　滑坡堆积似完整状大理岩

图5.13　左岸公路边坡塌滑现象

虎跳峡两家人堆积体主要由第四系覆盖层组成，表层多为冰水堆积混坡崩积，为含砾粉土夹碎砾石，中密-松散状，局部有钙质弱胶结；中下部不同部位其结构也不尽相同，总体上可分为4个大区(图5.14)。其中，Ⅰ区以冰碛物混崩塌积堆积为主的含砾粉土夹孤块石，结构中密-密实，局部钙质、泥质弱胶结。Ⅱ区分为两个亚区，Ⅱ1区大理岩滑坡堆积区，Ⅱ2区为冰水、冰碛物堆积区。根据物质组成及结构特征可分为3层：上层为冰水堆积混坡崩积物，以含碎砾粉土夹孤块石及碎石为主，结构中密，表层多为钙质、泥质弱胶结，并具有一定分选性及沉积韵律；中间层为仍保留未完全解体的似层状结构的大理岩破碎岩体，结构密实-中密状；下层为冰碛物质混崩塌堆积为主的含砾粉土夹块石，结构中密-密实，局部为钙质弱胶结，局部块石聚集处有架空现象。Ⅲ区堆积物质由冰碛、崩塌堆积之砾石、块石、碎石及粉土组成，碎石、块石成分以石英绢云片岩、绢云石英片岩为主，中密状，局部钙质、泥质弱胶结。Ⅳ区根据堆积体的物质组成及成因分为3个亚区，其中Ⅳ-1区为前缘且堆积体处于变形破坏阶段的区域，由3个正在活动的滑坡体组成，堆积物质由冰碛、崩塌堆积之砾石、块石、巨块石、碎石及粉土组成，结构松散胶结；Ⅳ-2区为丫杈角崩塌堆积体(B3)，堆积物质为崩塌堆积孤石、块石、漂石、碎石及碎石质粉土组成，结构，缝隙多为含碎砾粉土充填，靠后缘部位孤块石集中，且多呈架空状；Ⅳ-3区分布于丫杈角、坟坪子一带，堆积物质由冰碛堆积混坡崩积之含砾粉土夹孤块石，结构中密，泥质弱胶结；冲沟及沟口部位散乱分布的冲洪积物为次圆状的砾石及砂土组成，呈松散状。

图5.14　金沙江虎跳峡两家人堆积体分区示意

垂直向分区以雅砻江卡拉水电站田三堆积体为例。田三堆积体位于坝址下游约4.5km处，分布高程1900.00～2650.00m，平均厚度42m，方量为3662万m3。堆积体从上至下可分为A、B、C 3个区：

A区分布高程2400.00～2650.00m，为残坡积粉质黏土夹碎石，方量为1104万m3，未发现变形破坏迹象。

B区分布高程2260.00～2400.00m，为崩坡积粉质黏土夹碎块石、滑坡堆积块碎石，方量为1053万m3，冲沟两侧岸坡局部崩塌。

C区分布高程1900.00～2260.00m，组成物质为崩坡积粉质黏土夹碎块石、滑坡堆积碎块石夹粉质黏土，方量为1505万m3，发育横张裂缝和沿冲沟裂缝，区内树木倾斜及冲沟两岸崩塌。

综合性分区以天花板水电站近坝库岸田坝村堆积体为例。牛栏江天花板水电站近坝库岸田坝村堆积体距大坝约1.0～2.3km，高程分布约在990.00～1662.00m之间，堆积体总方量约为4500万m3。堆积体平面上可分为3个区：

Ⅰ区坡体上部第四系覆盖层主要为崩塌堆积物，块石含量约占30%～35%，块径一般在20～35cm左右，最大块体块径可达8m左右，原岩以砂岩为主，个别风化变质，呈强风化状，碎石含量约占50%～55%，粒径一般在1～5cm，个别可达8cm，呈棱角状—次棱角状，土的含量约占10%～20%左右，褐黄色黏土。下伏基岩多以弱风化的灰黑色的砂岩、钙质砂岩和灰岩为主，岩层倾角30°～35°左右。局部存在较厚的全强风化基岩层。

Ⅱ区堆积体为古滑坡堆积体，滑坡组成物主要为第四系崩积碎(块)石夹土层，块石含量约占30%～35%，块径一般在20～35cm左右，原岩以砂岩为主，个别风化变质，呈强风化状，碎石含量约占50%～55%，粒径一般在1～5cm，呈棱角状—次棱角状，土的含量约占10%～20%，褐黄色黏土。

Ⅲ区坡体上部主要为第四系崩塌堆积物，块石含量15%～20%左右，块径一般20～40cm，最大可达2m左右；碎石的含量约占70%～75%，原岩主要为砂岩，粒径一般为1～5cm，多为棱角状；土的含量约占5%～10%，褐黄色黏土；下伏基岩多为弱风化灰黑色的砂岩、钙质砂岩、白云质灰岩，岩层倾角为30°～35°。

3.分层性特征

大型混合成因堆积体剖面上具有分层性特征，如雅砻江杨房沟水电站近坝旦波崩坡堆积体(2层)、黄登水电站布纠河崩塌堆积体(3层)、古水电站坝后右岸争岗堆积体(5层)、黄登水电站甸尾堆积体(6层)、金沙江乌东德水电站金坪子堆积体(3大层12小层)等。典型混合堆积体分层结构见图5.15。

图5.15　典型混合堆积体分层结构

下面以黄登水电站甸尾堆积体及乌东德水电站金坪子堆积体为例。

黄登水电站甸尾堆积体位于坝址下游左岸，属大型的冰碛、冰川泥石流堆积及冲洪积土石混杂堆积体，具非均质性、非连续性特征。堆积体结构松散，局部范围内可见1～2层透镜状黏土或粉质黏土夹层和碎石夹层。上部土体主要为含碎块石的细粒土，中间土体为块碎石质粉质黏土，局部夹黏土或块碎石夹层，黏土夹层与碎石夹层分布不连续，呈透镜状，前缘地表堆积人工弃渣，底部为古河床冲洪积砂卵砾石层。根据物质组成、岩性以及物质来源，甸尾堆积体浅表部可大致分为6层：

①以褐色、灰褐色为主的砂卵砾石，分布在堆积体前缘下部，属于古河床冲洪积层，卵石、漂石、砾石成分比较杂，岩性有火山角砾岩、变质玄武岩、板岩等，卵石、砾石磨圆度比较好，次圆状，弱风化，漂石直径可达2～3m，局部可见明显韵律式层序，结构松散。

②以灰色为主的块碎石或块碎石夹粉土，该层主要沿甸尾3号冲沟分布，在2号承包商营地与3号承包商营地之间的山脊一带的①层和③层之间透镜状分布，块碎石岩性为变质火山角砾岩、变质玄武岩等，碎石粒径一般2～5cm，块石粒径一般10～25cm，弱风化，棱角状或次棱状，结构松散，局部见架空现象，充填少量粉土，土体一般干燥。

③以紫红色、棕黄色为主的含砾黏土，呈透镜状或条带状不连续分布，厚度一般0.5～1m，砾石岩性为变质火山角砾岩、变质玄武岩等，弱风化，棱角状或次棱状，偶见磨圆度较高的圆砾，砾石粒径一般0.5～1cm，土呈可塑或软塑状态，局部饱水呈流塑状，土体一般稍湿或湿，结构一般呈中密状态。这种土体是上层滞水的隔水层。

④以灰色、褐黄色为主的含孤石的块碎石质粉质黏土，该层是整个堆积体的主要组成部分，厚度50～80m不等，总体上具有从后缘到前缘呈薄-厚-薄的变化趋势，两侧因受甸尾1号、3号冲沟切割，厚度不大。根据钻孔岩芯和边坡开挖揭露情况，块石、碎石、孤石岩性主要为变质火山角砾岩、变质玄武岩及少量变质凝灰岩。碎石粒径一般2～5cm，块石粒径一般10～20cm，孤石最大粒径可达2～3m，棱角状或次棱状，弱风化，充填粉质黏土或黏土，土呈可塑-硬塑状态，土体一般稍湿，结构一般呈中密或密实状态。从成因上来分析，该层堆积物由冰积、洪积、泥石流混合堆积物组成，自上部至下部，自后缘向前缘，有含泥量、密实度增加和空隙度、透水性减小的趋势。

⑤以灰褐色、黄褐色为主的碎石质粉土，分布于堆积体表层，厚度2～5m，碎石岩性为变质火山角砾岩、变质玄武岩、凝灰岩、板岩等。碎石粒径一般2～8cm，少量块石粒径20～35cm，棱角状或次棱状，弱风化，含量一般大于40%，充填粉质黏土或粉土，土呈可塑-硬塑状态，土体一般干或稍湿，结构一般呈松散或稍密状态，空隙度较大，在有地表水渗入部位形成上层滞水。

⑥杂色块石、碎石、砂质粉土，主要分布于堆积体前缘地表，为工程开挖弃渣，厚度变化大。因弃渣来源不同，其起组成物质及结构特征变化较大，结构松散。

其中①层和③层为堆积体主要组成物质，②层和④层分布不连续，⑤层分布在堆积体前缘下部，⑥层分布在堆积体前缘地表，见图5.16。

图5.16　澜沧江黄登水电站甸尾堆积体土层结构

金沙江乌东德水电站金坪子堆积体位于坝址区下游约900m右岸的上下游山脊之间，堆积体延伸长约1.5km，宽约0.7km，平面面积1.05km2，近南北向覆盖于基底面之上。堆积体边坡基覆界面起伏，最低处低于现今河床，纵向上整体呈不对称盆状(图2.12)。堆积体厚度分布不均，由后缘至中部变厚，并在中轴线位置厚度达到最大的252.94m，往下游方向迅速递减。堆积体主要由崩坡积层和坡积层夹冲积层构成，物质组成从基覆面以上至表部分为三大层(崔杰等，2007)：①冲洪积层为平行层理发育的粉质黏土层与砂卵石层互层；②巨厚似角砾状堆积层；③表部的现代冲洪积与崩坡积层。在不同的地貌部位具有不同的岩性组合特征，岩性从下至上可以细分为12层(徐永辉等，2006)：第1层碎块石夹砾石、卵石、砂、黏土，局部为细砂，有一定分选，黏土主要为河漫滩相沉积，其沉积特征说明该层堆积物为坡积和冲积共同形成；第2层角砾岩，棱角状，钙质胶结，胶结致密；第3层碎石、卵石、白云岩、白云岩碎石碎屑，结构松散，该层以碎石碎屑为主，成土作用较弱，其沉积特征和现代金沙江谷坡上碎屑堆积相似；第4层角砾岩和钙泥质胶结，呈棱角—次棱角状，具有一定的分选性，局部见溶蚀孔洞，说明角砾岩形成时有一定的溶蚀作用；第5层卵石夹碎块石和碎石夹土，以冲积物为主，卵石磨圆度中等，分选较好；第6层角砾岩，呈棱角—次棱角状，分选性较差；第7层碎石、碎屑夹块石和少量砾石，呈棱角—次棱角状，少量呈次圆状；第8层钙质、钙泥质胶结角砾碎块堆积层，钙泥质胶结呈棱角状，少量呈次棱角状，分选性较差；第9层灰褐色黏土、砂夹碎石、卵石，微具层理，倾角60°；第10层碎块石层，碎块石呈棱角状，少量呈次棱角状；第11层黏土夹碎石，可能为泥石流堆积；第12层为现代的坡积、崩积和洪积作用形成的堆积物。堆积体形成了2、4、6和8等四个钙质胶结层，外观为已胶结成岩的“角砾岩”(图5.17)。在沉积结构方面，成分较单一，以白云质灰岩与浅变质灰岩为主，具有以下明显特征：岩块颗粒以棱角状、次棱角状为主，但夹有少量滚圆的砾石；虽然夹有大块球形或块状的岩块，但块石的大小似有一定的分选性；堆积体样品的矿物成分总体比较单调，但有的样品中，含有“远道”而来的典型变质矿物；在垂直方向上有一定的成层性；在水平方向上，堆积体中具有粗略的斜层理构造；堆积体底部的岩块，深深地嵌在风化的千枚岩中，它们是契合关系，不是以滑动面接触。

图5.17　金沙江金坪子堆积体结构照片(据徐永辉等，2006)(www.xing528.com)

5.2.3.2　冰积堆积体

西南山区冰川堆积物的物质成分、细观结构等的野外调查和室内测试分析结果表明，冰川堆积物的物质成分和组构特征主要表现为：颗粒组成的不均一性和多元性、组构单元的双元性、结构的无序性和胶结性等。典型冰水堆积体结构见图5.18。

对于弱胶结—无胶结的冰川堆积物，其细观组构分为骨架结构、过渡结构、悬浮结构和似层状结构(图5.19)。不同的细观组构在空间上可以组合成不同的宏观地质结构。因此，冰川堆积物细观结构类型具有尺度概念。

根据相关研究，冰水堆积体在漫长的历史演化过程中，受环境条件变化的影响，大多具有复杂的结构构特征和沉积特征。据涂国祥等人的研究，西南地区冰水堆积体沉积特征大多表现出宏观上分层性，但具体到各个单层有存在较大差别。多由巨粒和粗粒组成，两者总量约占冰水堆积体总重量的85%以上，细颗粒物质一般不超过15%。结构上一般表现出明显的结构二元性。下面以金沙江梨园水电站下咱日堆积体为例。

下咱日堆积体位于坝址上游左岸，总体积约9600万m3。堆积体平均厚度63.46m，最厚达118.97m。总体上堆积体在三维空间中像一个装满东西的“勺子”，堆积体东北部厚度较大，基覆面近河边平缓，中部略下凹，至山里变陡。地下水位总体上接近堆积体底部。

根据现场调查及钻探、洞探等资料信息，构成下咱日堆积体的岩土介质可以划分如下：(a)顶部胶结硬壳层；(b)表层崩坡积层；(c)具有中等胶结的灰白色碎块石土；(d)冰水沉积的层状砂砾石；(e)泥质充填冰水堆积层；(f)具有架空结构冰水堆积层，见图5.20。从图中可以看出，构成堆积体的岩土介质具有高度的不均质性。

图5.18　典型冰水堆积体结构照片

图5.19　冰川堆积物的结构类型

图5.20　下咱日堆积体组成物质与结构特征

堆积体除表部分布有少量的胶结硬壳层及坡崩积层外，从宏观成因上可将该堆积体大致划分为两层，即古河床堆积层和冰水堆积层。

其中冰水堆积层分布于堆积体后部。物质组成主要为孤石、碎块石，少量卵砾石，局部夹粉细沙及黏土，粒径大于200mm的漂石占41.2%，粒径大于60mm颗粒达73%，定名为混合土卵石，组成颗粒具一定磨圆度，多呈次棱角状或次圆状。物质成分相对单一，以灰岩居多，部分为玄武岩，结构密实，根据勘探揭露和充填胶结情况，该层可从水平方向由浅至深进一步细分为两个亚层(图5.21)：①泥质充填冰水堆积层，块石构成的骨架内部空隙被黏土及粉土充填，结构密实，部分具一定胶结程度，ESR测年结果为距今(282±28)ka；②具有架空结构冰水堆积层，主要由砾石、漂石等构成，有架空结构现象，大块体构成的骨架内部有粒径较小的块体填充，且块体内部排列紧密，呈高度压密状态，深部可见局部有少量泥质充填成分，ESR测年结果为距今(388±39)ka。整体上两个亚层没有明显的界线，基本上呈逐渐过渡趋势。测年结果表明均形成于中更新世晚期，属第四纪间冰期泛洪堆积物，为冰川消融后在地形相对较缓的河流谷坡位置被保留下来形成的大型冰碛或冰水堆积体。

图5.21　冰水堆积层外观照片

川藏公路然乌—鲁朗段位于雅鲁藏布江的一级支流帕隆藏布流域，穿越了多种成因类型的堆积体，其中广泛分布冰碛堆积体。由于其特殊的物源特征及形成过程，冰碛物成分复杂，不稳定矿物大量存在，分选程度差，平均磨圆度低，化学风化程度低，层理不发育。粒度分布范围大，大至数米的块石，小到黏粒，是各种粒级土的混合物。

5.2.3.3　冲洪积堆积体

冲洪积为主堆积体广泛分布于河流之中，具有成因类型复杂、结构松散、层次不连续、厚度变化较大、物理力学性质不均匀性等特点。按成因分为河流冲积、洪积、冰积、堰塞沉积等，造成了组成物质复杂，既有物理力学性能较好的粗粒土，又有承载力和变形模量较低的细粒土(如砂层、砂壤土)，局部地方存在架空结构。西南地区河谷深切，覆盖层深厚，如岷江上游映秀电站至茂县十里铺电站地段河床覆盖层厚达60～100m，金沙江中游龙盘一带厚度超过200m；大渡河覆盖层最大厚度达420m以上；雅鲁藏布江中上游河段覆盖层厚度可达120m以上，而中下游则深达400余米。河床冲洪积堆积体(覆盖层)的主要物性特征主要表现为岩性松散、成因多样、岩性岩相变化大、厚度差异大及风化程度不同。典型冲洪积堆积体物质组成与结构特征照片见图5.22。

图5.22　典型冲洪积堆积体结构照片

河床覆盖层的物质组成主要有：①颗粒粗大、磨圆度较好的孤石、漂石、卵砾石类；②颗粒粗大、磨圆度较差的块、碎石、角砾类；③颗粒细小的中粗—中细砂类；④粉土、黏土、淤泥等。

各物质成分的界线往往不明显，漂石、卵砾石类中常夹有砂类；块、碎石与粉土、黏土类相互充填等。

由于覆盖层物质成分的复杂性、沉积作用的多期次性、不连续性，河床大型堆积体(深厚覆盖层)显示出复杂的结构特征：

(1)平面上靠近河水位主要为河流冲积相，两岸可能出现崩坡积、泥石流堆积、滑坡堆积、残积等多种成因的堆积。

(2)剖面上河床部位覆盖层层次较平缓，砂层可能呈多呈透镜状分布，两岸覆盖层层次起伏变化大，多有交互沉积、尖灭等现象。

(3)沉积作用动力条件好的，覆盖层分选、磨圆差，如重力作用为主形成的崩坡积，组成物质大小混杂，粗颗粒呈棱角、次棱角状，而在静水环境形成的堰塞湖相沉积则分选良好，物质组成基本上为均一的粉粒。

(4)由于沉积时间短，特别是全新世沉积的表层冲积层、崩积层等，结构疏松，常有架空现象。

金沙江其宗水电站坝基河床深厚覆盖层按成因类型、物质组成及工程性状由下至上划分为3大层5个小层，空间分布见图3.9，物质组成与结构特征见图5.23。

图5.23　其宗水电站坝址河床覆盖层岩芯照片

第①层为含碎块石、砂卵砾石层，碎石成分近源为主，卵砾石为远源物质，为晚更新世冲积及冰水堆积。分布于河床底部。厚度11.1～33m，顶面埋48.9～94m。第②层卵砾石层及细砂、粉细砂，粉质黏土层(Qal+pl+sef3)，分布于河床中部，由冲积、泥石流堆积、洪积、堰塞多成因堆积组合而成，厚度10.03～35m。纵向上可分为两个亚层：第②-1层成因较复杂，有碎石层夹卵砾石、卵砾石夹碎石混砂及粉质黏土，为河流水动力搬运能力相对较弱，以洪积、泥石流堆积、重力堆积等近源物质加积较严重时期的产物。厚度10.5～28m，顶面埋深54.5～75m。第②-2层为粉细砂、局部粉质黏土夹碎砾石层，为河流相对静水相砂层透镜体堆积。厚度9.1～22.49m。

第③层属河流相堆积，包括二级阶地、一级阶地、漫滩及现代河床相堆积。③层除靠近河流两岸有崩积外，以较纯的砂卵砾石为主。钻孔揭示厚度38.87～59m。纵向上可以进一步分为两个亚层：③-1层为砂卵砾石层，钻孔揭示厚度9.7～59m；③-2层属回水沱等部位形成的砂层透镜体，厚度相对较大。钻孔揭示厚度0.5～29.3m，顶面埋深0～28.58m。第③层分布于河床上部。

雅砻江锦屏二级水电站河床覆盖层厚约40m，可划分为4大层9个小层，自上而下分别为块(碎)石层、块碎石夹砂卵砾石层、中细砂透镜体、含孤块石卵砾石层、中细砂透镜体、含砂壤土碎砾石层、含碎砾石砂壤土透镜体、含漂石卵砾石层、砂层透镜体。

大渡河双江口水电站坝基河床覆盖层厚48～67.8m，可分为3层，各层厚度和物质组成变化均较大，上、下两层(①、③层)为漂卵砾石层，夹较多孤石，大于5mm颗粒平均含量达72%以上，粗颗粒可基本构成骨架；中间层(②层)为砂卵砾石层，卵砾石含量55.96%～77.76%，小于5mm颗粒含量平均值45.44%，砂粒含量较多；此外，各层中还随机分布大小各异、厚度不等的砂层透镜体，以第②层的数量居多，表明河床覆盖层在物质组成上的不均一性特征。

大渡河干流猴子岩水电站河床覆盖层厚40～85m，也可划分为4大层6个小层，自上而下分别为孤漂(块)砂卵(碎)砾石层、含泥漂(块)卵(碎)砂砾石层、含砾粉细砂(透镜状)、黏质粉土层、含漂(块)卵(碎)砂砾石层、卵砾石中粗砂层。

大渡河支流南桠河上游冶勒水电站库坝区河谷堆积层厚度达420～500m，为一套冰水河湖相沉积。整套地层普遍具有不同程度的泥钙质胶结作用和超固结压密作用，结构紧密，具半成岩特性。根据其沉积环境和地质特征，自下而上将该套地层划分为5大岩组：

(1)第Ⅰ岩组——弱胶结卵砾石层(Q2)。以厚层卵砾石为主，偶夹薄层状粉砂层。卵砾石成分杂，主要为闪长岩、花岗岩、玄武岩和大理岩，粒径一般2～6cm，空隙为泥砂质充填，泥钙质胶结，偶见溶蚀小孔洞。具有一定的含水、透水性，构成盆地及坝址深层孔隙承压含水层。厚度大于72m。

(2)第Ⅱ岩组——块碎石土夹硬质黏土层(Q3)。本组呈褐黄、灰黄、灰绿色，系冰川堰塞堆积物。块碎石层中的碎石含量占30%～60%，成分单一，以石英闪长岩为主，粒径大小悬殊，一般大小为2～10cm，大者达30cm，分选性和磨圆度均极差，其间为黏性土充填，具泥砾混杂堆积特征，结构紧密。夹有数层硬质黏土层，褐黄色，粒径以粉黏粒为主，土层呈高压密硬塑状态，略显层理，一般单层厚1.5～3.5m，厚者达5.5～9.2m。透水性弱，具有相对隔水作用。厚度为30～45m。

(3)第Ⅲ岩组——弱胶结卵砾石层与粉质壤土互层(Q2-13)。以湖沼相为主的河湖交替相沉积，总厚度46～154m。卵砾石成分杂，粒径2～6cm，呈圆—次圆状，砂质充填，泥钙质弱胶结。粉质壤土层呈青灰、浅灰色，薄层状，其间夹数层炭化植物碎屑层和粉质壤土、含砾粉质壤土，具沉积韵律特征。

(4)第Ⅳ岩组——弱胶结卵砾层(Q2-23)。本岩组属河湖相沉积，呈厚—巨厚层状，单层厚2～10m，层间夹有透镜状粉细砂层或粉质砂壤土层。卵砾石成分杂，粒径5～15cm，大者达35cm，具一定的分选性和磨圆度。颗粒间为砂质充填，泥钙质弱胶结。厚度65～85mm。

(5)第Ⅴ岩组——粉质壤土夹炭化植物碎屑层(Q2-33)。本组呈青灰色，以湖沼相沉积为主，厚度70～107m。粉质壤土单层厚一般为15～20m，最厚达30m，层纹清晰，层间夹有数层5～15cm的炭化植物碎屑层，本岩组透水性弱，但遇水软化。

5.2.3.4　堰塞堆积体

大型堰塞堆积体是典型的内外动力地质作用的产物，属地震地质作用、重力地质作用与流水地质作用共同形成的混合堆积体，具有复杂的多元结构特征。西南地区大型堰塞堆积体分布广泛，如岷江叠溪大海子堰塞堆积体、唐家山堰塞堆积体及牛栏江红石岩堰塞堆积体等。现以岷江叠溪大海子堆积体及牛栏江红石岩堰塞堆积体为例，分述如下。

1.岷江叠溪大海子堰塞堆积体

岷江叠溪大海子堰塞堆积体由第四系细粒物质和基岩崩石两部分组成，第四系有湖相黏土、坡积碎屑物质等，主要分布在堆积体的下部，而且从上游到下游逐渐加厚；基岩崩石则覆压其上，主要由变质砂岩岩块间夹少量石英云母片岩、石榴子石片岩和大理岩组成。基岩崩塌形成的堰塞坝，其表面往往富集有大量巨型岩块，在大海子堰塞堆积体表面上，块径5～10m，重量数白至千余吨的巨石比比皆是。根据堆积体纵横剖面图(图5.24)，推测堰塞坝中部的地震崩塌体厚度约160m，其下在原河谷底部伏有一层现代河流冲积层，厚20～25m，向上、下游尖灭，形似被包埋在崩塌体中的透镜体。地震崩滑体的块碎石堆积物具有不均匀的结构特征，主要表现在块碎石的粒度组成在空间上的不均匀大块石之间常可见到架空现象。

图5.24　岷江大海子堰塞堆积体横断面图(据张敏等，2012)

2.牛栏江红石岩堰塞堆积体

红石岩堰塞堆积体位于牛栏江下游河段上，由右岸崩塌堆积体、左岸滑坡堆积体及下部河床堆积体等三部分组成。

右岸崩塌堆积体为堰塞堆积体的主要组成部分，主要来自右岸高处的灰岩、白云岩崩塌后堆积于牛栏江河床，形成堰塞湖(图5.25、图5.26)。堰塞体表部为大块石堆积，细颗粒较较少，存在架空现象。最大粒径大于5m，堆积物中块径50cm以上的约占50%，块径2～50cm以上的约占35%，块径2cm以下的约占15%；堰塞体渗漏量较小，初步判断下部堆石体级配基本连续，密实度较高；堰塞体顶部左侧颗粒较细，最大粒径约2～3m，块径50cm以上的约占30%，块径2～50cm以上的约占45%，块径2cm以下的约占25%。堰塞体总方量约1200万m3，沿河流方向长度约900m。

图5.25　牛栏江红石岩堰塞堆积体(左岸为古滑坡堆积体)

图5.26　牛栏江红石岩堰塞堆积体堰塞体航拍图

堰塞体左岸为红石岩树滑坡堆积体，滑坡底部最大宽度约1200m、自堆积体顶部至坡脚的最大投影长度约1000m、钻孔揭露滑坡体平均厚度约70m，滑坡方量约6300万m3。主要由碎石、块石夹粉土、黏土组成，并分布有直径最大达5m左右的大孤石。堆积物密实，未见架空现象。2014年8月3日昭通鲁甸6.5级地震后，该滑坡表面物质被震松，大孤石及局部失稳碎石土滑移进入牛栏江，但滑坡体整体没有滑动，处于稳定状态。滑坡体下部被地震产生的崩塌物质覆盖，与右岸红石岩崩塌堆积物共同形成堰塞堆积体。堰塞体下部为厚25～40m的冲积层，为砂砾石夹砂土层，受右岸高速崩塌冲积挤密作用，渗透性较弱。