诺木洪水库工程勘察设计-毕业论.doc

专 科 毕 业 设 计（论文） 题目 院（系部） 专业名称 年级班级 学生姓名 指导教师 2014年 10 月 1日 摘要经勘查库区未发现大规模不稳定体，冲洪积、坡积、崩积物虽分布较多，但该类岸坡坡度较缓，仅临近河流前缘，局部较陡。库区的冲洪积物多有弱胶结现象，对于岸坡稳定相对有利，但坡积物、崩积物结构松散，地表植被不发育，水库蓄水后，会有一部分进入库中，造成水库淤积。水库固体物质主要来源于库区两岸的坡积、崩积物和水库上游两侧级阶地冲洪积物，水库运行过程中存在一定程度的水库淤积问题。诺木洪水库工程位于青海省中部柴达木盆地东南侧的诺木洪河上，行政区划隶属海西州的都兰县宗加乡。工程区北距109国道约30km，东距都兰县约240km，西距格尔木约155km，距诺木洪农场约40km.，交通较为方便。 诺木洪水库工程区域位于昆仑山系之布尔布达山脉北部。布尔布达山脉海拔一般在4000m以上，最高峰达5081m，侵蚀切割剧烈，为柴达木盆地南缘屏障；北接广泛发育第四系的柴达木盆地，地势平坦，海拔多在27003000m。关键词：1.勘察发现 2.水库位置 3.区域概况目 录1前言12区域地质与地震22.1区域地质概况22.2地震53库区工程地质条件113.1基本地质条件113.2库区主要工程地质问题评价174 坝址区工程地质条件194.1.基本地质条件204.2岩（土）体物理力学性质244.3主要工程地质问题评价254.4坝址比选275 其他水工建筑物工程地质条件305.1溢洪道工程地质条件305.2 引水发电系统工程地质条件305.3 泄洪排沙洞工程地质条件315.4 导流洞工程地质条件326天然建筑材料326.1 砂砾石料场336.2 石料场356.3 土料场367 结论381前言诺木洪水库工程位于青海省中部柴达木盆地东南侧的诺木洪河上，行政区划隶属海西州的都兰县宗加乡。工程区北距109国道约30km，东距都兰县约240km，西距格尔木约155km，距诺木洪农场约40km.，交通较为方便（见图1-1）。诺木洪河地处柴达木盆地南缘，系内陆河流，发源于昆仑山脉的布尔汗布达山，由东南流向西北，流入南霍布逊河，全长约123km，河水补给以冰雪融水为主。拟建的诺木洪水库坝高35m，正常蓄水位3388m，回水约3.5km相应库容1200万m，初拟坝型为粘土心墙砂砾石坝或沥青混凝土心墙砂砾石坝。依据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）该水库的工程规模为中型，工程等别为等，主要永久性建筑物为3级。2010年9月黄河勘测规划设计有限公司对诺木洪水库工程开始了全面勘测工作。地质、勘探、测绘、物探等专业于2010年9月中旬先后进场，全面开展勘测工作，于2010年10月下旬完成外业工作，后转入内业资料整理工作。完成的主要工作量见表1-1。本篇论文就是在上述工作的基础上进行的。图1-1 诺木洪水库交通位置图 表1-1 诺木洪水库工程地质勘察工作量表项 目单位数量地质勘探地质测绘1：10000库区工程地质测绘km26.81：2000坝址区工程地质测绘km22.01：2000实测地质剖面km1.2山地工作坑槽探m3489钻孔上坝址m/孔52.7/1下坝址m/孔183.8/3物探大地电磁法剖面m/条1200/3取样岩样组10土样组4砂砾石样组3水样组3室内试验室内水质分析组3岩石薄片鉴定组5岩石常规试验组7天然建材坑槽探m3276砂卵砾石试验组3块石试验组3土工试验组42区域地质与地震2.1区域地质概况诺木洪水库工程区域位于昆仑山系之布尔布达山脉北部。布尔布达山脉海拔一般在4000m以上，最高峰达5081m，侵蚀切割剧烈，为柴达木盆地南缘屏障；北接广泛发育第四系的柴达木盆地，地势平坦，海拔多在27003000m。2.1.1区域地层岩性（1） 元古界震旦系金水口组（Zaj）黑云斜长片麻岩、大理岩、斜长角闪岩等，以及震旦系冰沟组（Zbb）大理岩、结晶灰岩、板岩、变质砂岩，主要分布于金水口、小庙、五龙沟、冰沟、三通沟以西及清水河和洪水河之间。（2） 古生界石炭系（C）砂岩、页岩、结晶灰岩、细碧岩、安山岩、凝灰质砾岩等，零星分布，主要出露于三通沟及香日德农场以北至白石崖、阿勒格尔泰山等地。（3） 中生界侏罗系（J）灰绿色厚层砾岩夹砂砾岩、砂岩、页岩等，主要分布在三通沟一带；酸性熔岩凝灰岩、流纹岩等，主要分布在香日德以西及以北。（4） 新生界 第三系路乐河组（E3）砂砾岩、砂岩、底砾岩等，出露较少，零星分布于五龙沟、冰沟以西盆地边缘及乌浪奥木克山等地。 第四系（Q）松散堆积物，主要以冲洪积、湖积、风积物、砾石、砂、粘土等。分布较广，广布于山前大片戈壁滩、现代河流及低河滩处。区域内出露的岩浆岩主要有：阿森特期侵入的片麻状花岗岩（22）、辉橄岩。零星分布，仅见于金水口、跃进山和洪水河等地。华力西期侵入的花岗岩（43）、斑状花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、辉长岩等，主要分布于诺木洪河至冰沟、三通沟、蛇头山等一带。印支期侵入的细粒花岗岩。出露较少，主要分布于平台北缘。燕山期侵入的花岗斑岩、花岗岩、花岗闪长岩，主要分布在香日德农场东北面白石崖一带。2.1.2 区域地质构造大地构造上工程区域涉及昆仑褶皱系和柴达木地块两个亚一级大地构造单元，跨越东昆仑褶皱带之布尔汗布达褶皱亚带和柴达木南缘褶皱束次一级构造单元。两个亚一级大地构造单元以布尔汗布达北缘隐伏深大断裂所分割。区内主要断裂有：2南祁连山山前断裂带，3欧龙布鲁克山-牦牛山断裂带，4赛什腾山-锡铁山山前断裂带；1昆北断裂带，2昆中断裂带, 3昆南断裂带（见图2-1）。图2-1 工程区区域断裂图（1）南祁连山山前断裂带（2）：也称宗务隆山南坡山前断裂带，是现今柴达木盆地与南祁连山的分界断裂，主要表现为宗务隆山石炭-二叠系和三叠系以海相为主的地层往南逆冲推覆在盆地中-新生界之上。位于坝址区以北约150km。（2）欧龙布鲁克山-牦牛山断裂带（3）：沿欧龙布鲁克山和牦牛山展布，断裂带以背冲形式逆冲推覆在两侧中-新生代地层之上，在主冲断层的后侧形成背驼式盆地。位于坝址区以北约120km。（3）赛什腾山-锡铁山山前断裂带（4）：西起赛什腾山，经绿梁山、锡铁山、埃姆尼克山，往东延至茶卡南山，西与阿尔金山断裂带相接，东被鄂拉山断裂带所截，呈NWW向延伸600km以上，该断裂带应是一条多期活动的重要断裂带，该断裂位于坝址区以北约90km。（4）昆北断裂带（1）：属于昆仑山山前断裂带，西为阿尔金断裂带所截，沿祁漫塔格山前，经乌图美仁-香日德以南，呈NWW-近EW向延伸750km以上，昆北断裂带主要由南、北组两组主断裂及其间夹持的次一级断裂组成，西段北侧主断裂控制着茫崖凹陷的发育，东段北侧主断裂控制着第四系的发育，昆北断裂带构成柴达木南缘盆-山界线，具有多期活动的特点，控制着柴达木中、新生代（特别是新生代）盆地的发育，该断裂带以逆冲活动为主，发育一系列断块构造。（5）昆中断裂带（2）：呈近东西向延伸1000km以上，断裂带以北为古元古代金水口群，以南为中元古代万宝沟群或上奥陶统纳赤台群，地震活动、地貌特征、磁异常带和重力梯度带表明，昆中断裂带现今仍在继续活动，其切割深度可能超过70km。位于坝址区以南约45km。（6）昆南断裂带（3）：位于东昆仑南坡，沿库赛湖-昆仑 山 口玛 沁 一 带 展 布，呈NWW向 延 伸1000km以上，该断裂带为地貌分界线，断裂带以北为强烈隆升剥蚀区，以南为第四系低山丘陵区，沿断裂带有开阔的线状谷地和泉水分布，断裂带内强烈变形，位于坝址区以南约60km。2.2地震 2.2.1 工程区地震动参数根据2001年中国地震动参数区划图（GB18306-2001）可知：场址区50年超越概率10%的地震动峰值加速度0.20g（图2-4），地震动反应谱特征周期为0.45s（图2-5），相应的地震基本烈度为度。 图2-4 工程区地震动峰值加速度区划图（据中国地震动峰值加速度区划图2001年）图2-5 工程区地震动反应谱特征周期区划图（据中国地震动反应谱特征周期区划图2001年）3库区工程地质条件3.1基本地质条件3.1.1地形地貌诺木洪水库设计正常蓄水位为3388m时，库区全长约3.5km，回水至小庙附近。库区地貌属于中高山区到中山区的过渡地带，地形起伏较大，临河最高山峰海拔4827m，河床最低处（诺木洪河的出口处）3104.7m，相对高差500m1700m，地势南高北低。工程区山体雄伟、沟谷深切。天然岸坡坡度一般为3050，局部较陡达80左右。河谷多呈“U”型谷，走向总体为N10E，局部N40W，一般河谷底宽300m400m， 其中现代河槽一般宽50m100m，下游近坝库区较窄，宽约30m60m。河漫滩、级阶地及级阶地较发育。河漫滩物质由砂砾石层堆积形成，表面砾石磨圆一般，粒径多在2cm8cm，局部地段覆盖有厚度约10cm的壤土。河漫滩沿河床呈条带状分布，宽度不等，一般15m60m，局部较宽为100m200m，一般高出河面20cm50cm，呈平缓斜坡状，坡度大多依托于河床地势，坡度较缓。级阶地沿河谷两岸分布在山前沟口冲积平原处，组成物质为全新统冲、洪积砂砾石，上部有50cm150cm灰黄色壤土和碎石土，下部为砂卵砾石，磨圆差，整体呈棱角次棱角状。阶地前缘形成局部陡坎，高度3m5m，阶面宽度十几到数十米不等。3.1.2地层岩性库区两岸植被稀少，基岩表层多有风化层，出露的地层岩性主要为：（1）震旦系下统金水口组（Zaj）该层主要由黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩及片岩组成，属中深变质带，经较强烈的混合岩化作用，形成条纹状混合岩。在本区出露的共分为两个岩组：第二岩组(Zaj2)：主要分布于库段中上游，岩性主要为大理岩与黑云斜长片麻岩互层夹少量黑云片岩。大理岩一般青灰色，薄层中厚层状，表面强风化。片岩一般为黄色，强风化，表面多呈碎屑状。岩体整体较完整，自然边坡4570。岩层产状 1301505565。第三岩组（Zaj3）：该岩组主要分布于库段上游，岩性主要为黑云斜长片麻岩与片岩互层夹大理岩和少量斜长角闪岩。大理岩呈青灰色，中厚厚层状。片麻岩表面风化成红褐色，风化卸荷作用强烈。（2）第四系（Q）松散堆积物 河流冲积物（Qal）：主要分布于河谷内或、级阶地覆盖层中，多与河流洪积物混合存在，形成砂砾（卵）石层夹砂层。砾石粒径以2cm15cm为主，磨园度中等。砾石成分和库区两岸的基岩岩性相同，主要有花岗岩、安山岩、闪长岩、花岗闪长岩等。砂层主要为中细砂，厚度不均。 洪积物（Qpl）：主要分布于较大冲沟口形成宽大的洪积扇，物质组成多为块石、砾石。坡积物（Qdl）：主要分布于库区左右两岸的山坡及坡脚处。一般厚度不大，以碎石夹土为主，碎石成分与母岩有关。（3）岩浆岩主要为华力西期斑状花岗岩（43）、细粒花岗闪长岩（42b）及闪长玢岩脉（）。华力西期斑状花岗岩（43），主要分布于库段中下游，由斜长石、更长石、石英和暗色矿物组成。中粗粒结构，似斑状结构，灰白色或肉红色，块状构造，表面风化强烈。细粒花岗闪长岩（42b），分布较分散，灰白色，由更中长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等组成，细中粒花岗结构，块状构造。闪长玢岩脉（），灰绿色，大多以岩墙形式产出，灌入岩石节理中，具有一定方向性，延伸数米数百米不等，宽度数十厘米数十米不等。3.1.3地质构造库区内未发现区域性大断裂通过，根据库区地表地质测绘资料，地质构造主要表现为小断层和节理裂隙。（一）断层库区地质测绘共发现4条小规模断层，断层特征见表3-1。表3-1 库区主要断层带汇总表编号出露位置断层破碎带宽度(m)断层产状断层及挤压带特征f1下坝址轴线下游150m左岸0.10.3586充填断层角砾岩，挤压紧密，断距不明f3库尾小庙附近左岸0.10.1524079充填断层角砾岩，正断层，挤压较紧密。f4库尾小庙下游约450m左岸0.10.156170充填碎屑、角砾，挤压紧密f5库尾小庙下游约700m左岸12m1001105560充填碎屑、片岩，影响带宽40m50m（二）节理裂隙库区内岩体呈整体块状结构，岩体较完整，节理裂隙发育程度为中等发育发育，主要发育以下2组： N2545E/NW7080(3035)，平直粗糙，局部起伏,无充填，宽度13mm(110mm)，密度12条/m，延伸58m。另发育N2545E/SE4565，平直粗糙，无充填，宽度12mm，密度约0.20.5条/m，延伸510m。 N80W/NE60，起伏粗糙，无充填，宽度12mm，密度0.5条/m，延伸一般大于5m。3.1.4水文地质条件根据库区地下水赋存条件、含水介质特征及水的物理特性，可将地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。 （1）松散岩类孔隙水：主要分布于各级阶地上部的砂砾石层和较大沟口附近的洪积扇内或较缓山坡上的坡积物中，接受大气降水和基岩裂隙水的补给，该类地下水径流、排泄条件好。埋藏深度变化较大，受季节性气候的影响很大，一般雨季水量大、旱季水量小甚至干涸。（2）基岩裂隙水：主要分布于基岩地层中。由于节理裂隙较发育，连通性较好，为大气降水入渗补给地下水提供了良好通道和空间。该河段的地表水主要为诺木洪河的常年流水，水量变化较大，接受大气降水和上游来水（多为雪水）补给，向下游排泄。本阶段在坝址区、库区取地表水样2组，取泉水1组，进行水质分析，成果见表3-2。工作区地表水及地下水化学类型（按舒卡列夫分类法）为HCO3- Cl-K+Na+ Ca2+ Mg2+型，依据水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）关于环境水对混凝土腐蚀性判定标准（表3-3、表3-4）的判别，本区地表水、地下水对混凝土不存在腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。表3-2 水 质 分 析 成 果 汇 总 表项目SY01SY02SY03阳离子K+Na+毫克/升(mg/L)62.3375.68114.0毫摩尔/升(mmol/L)2.4933.0274.560毫摩尔%(mmol%)34.435.336.6Ca2+毫克/升(mg/L)48.4456.0779.88毫摩尔/升(mmol/L)2.4172.7983.986毫摩尔%(mmol/%)33.432.632.1Mg2+毫克/升(mg/L)28.3333.4947.24毫摩尔/升(mmol/L)2.3322.7563.888毫摩尔%(mmol%)32.232.131.3阴离子Cl-毫克/升(mg/L)87.21114.82235.35毫摩尔/升(mmol/L)2.463.2396.639毫摩尔% (m mol/%)33.937.853.4SO42-毫克/升(mg/L)75.3687.5695.1毫摩尔/升(mmol/L)1.5691.8231.98毫摩尔%(mmol/%)21.721.215.9HCO3-毫克/升(mg/L)196.06214.73232.78毫摩尔/升(mmol/L)3.2133.5193.815毫摩尔%(m mol/%)44.441.030.7CO3-毫克/升(mg/L)000毫摩尔/升(mmol/L)000毫摩尔%(m mol/%)000其它总硬度(mg/LCaCO3)237.7277.99394.1暂时硬度(mg/LCaCO3)160.81176.13190.93永久硬度(mg/LCaCO3)76.89101.86203.17总碱度(mg/LCaCO3)160.81176.13190.93氢离子浓度(PH值)8.07.938.09游离CO2(mg/L)12.2410.839.63侵蚀性CO2(mg/L)000矿化度 (mg/L)399.7474.99687.96水化学类型HCO3- Cl-K+Na+ Ca2+ Mg2+取样地点、类型库区河水坝址河水库区泉水表3-3 环境水对混凝土腐蚀性判定腐蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标水样分析结果腐蚀性评价一般酸性型PH值无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀PH6.56.5PH6.06.0PH5.5PH5.57.938.09无腐蚀碳酸型侵蚀性CO2含量（mg/L）无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀CO21515CO23030CO21.071.07HCO3-0.70HCO3-0.703.2133.815无腐蚀镁离子型Mg2+含量（mg/L）无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀Mg2+10001000Mg2+15001500Mg2+20002000Mg2+300028.3347.24无腐蚀流酸盐型SO42-含量（mg/L）无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀SO42-250250SO42-400400SO42-500087.21235.35弱腐蚀环境水对钢结构腐蚀性PH值、（Cl-+ SO42-）含量（mg/L）弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀PH值311、（Cl-+ SO42-）500PH值311、（Cl-+ SO42-）500PH值3、（Cl-+ SO42-）任何浓度PH（7.938.09）Cl-+ SO42-(106.05259.13)弱腐蚀3.1.5 物理地质现象工程区处于强烈上升阶段，受强烈的侵蚀切割作用，常形成陡壁悬崖，在重力、水、严寒及风化卸荷共同作用下，形成规模不等的风化卸荷、崩塌、泥石流、冻胀等物理地质现象。物理地质现象受地形地貌、地层岩性、地质构造、气侯等条件控制。风化卸荷：河谷切割较深，谷坡地形陡峻，构造发育，岸坡岩体风化卸荷作用强烈，卸荷裂隙发育，为岩体的崩塌作用创造了条件。风化卸荷程度的差异主要受地形条件和构造的控制。山脊部位特别是切割强烈山体单薄的山脊，岩体风化卸荷强烈，影响深度较大，主要是岩体的卸荷促进了风化作用。在沟谷底部岩体风化卸荷程度弱，风化卸荷影响深度较小。在地形较缓的山坡部位，岩体表部风化卸荷作用亦明显，一般保留有全风化形成的残积层。而在地形陡的地方，由于水流和重力作用影响，表层全、强风化岩体难以保留，一般呈弱、微风化岩体出露。崩塌：由于卸荷裂隙发育，在较陡岸坡前缘发生崩塌现象较为普遍。崩积物较多分布于较陡的山坡坡脚，成分以母岩为主，多为块石、碎石。 泥石流：区内的泥石流主要是暴雨时山坡上的块碎石土浸水饱和后，顺山坡上的冲沟而下，堆积在峡谷口。区内降雨较少，发生泥石流的概率较低，规模一般较小，危害不大。冻胀：工程区位于高寒地带，发育季节性冻土层，冻深在1.5m左右，部分土层具有冻胀、冻融破坏作用。3.2库区主要工程地质问题评价3.2.1 水库渗漏库区两岸为中山地貌，山顶与谷底的相对高差500m1500m，岸坡天然坡度多在3050，局部较陡达80。库区岩性主要为震旦系下统金水口组（Zaj）的大理岩与黑云斜长片麻岩和华力西期斑状花岗岩（43）、细粒花岗闪长岩（42b）。库区两岸山体宽厚，无临近深谷，未见切割分水岭的深大冲沟，断裂构造均为压性断裂，挤压紧密、充填较好，不构成渗漏通道，所以，不可能沿断层破碎带向库外集中渗漏问题。节理裂隙在库区相对发育，但延伸一般不长，规模小，连贯性差，形不成一定规模的渗漏通道，故沿节理裂隙密集带向库外产生永久性渗漏的可能性不大。库尾附近有厚层状的大理岩，但是大理岩多与片麻岩、片岩互层状产出，隔水能力较强。在进行库区地表测绘时，仅见大理岩表面具有较多的溶蚀沟或沿节理裂隙面发育的溶蚀现象，未发现较严重的岩溶现象，水库区不会由于岩溶而产生水库永久渗漏。3.2.2库岸稳定当水库正常蓄水位3388m时，库区岸坡大体可分为基岩岸坡和松散岩类岸坡。其中松散岩类岸坡主要分布在库尾、级阶地前缘，其余均为基岩岸坡。基岩岸坡：近坝库段岩性为华力西期斑状花岗岩（43）。水库走向总体为N10E，局部走向NW40，库区两岸天然坡度一般3050，库岸现状条件下稳定。库腹段，岩性主要为震旦系下统金水口组（Zaj）的大理岩与黑云斜长片麻岩，岩层走向约NE50，倾角约60，右岸岩层倾向坡内，库岸岸坡现状条件下稳定，左岸岩层倾向坡外，但岩层倾角一般大于岸坡坡度，岸坡相对稳定。地表地质测绘显示，库区发育一组缓倾角节理，产状：2953153035,结构面组合关系对岸坡稳定不利，局部对库岸稳定可能有一定影响。现状条件下库岸稳定，未发现大的潜在不稳定体，水库蓄水后，产生大规模滑坡体的可能性也不大。但由于岩体风化、卸荷裂隙纵横切割，局部会产生松动、崩塌等现象，规模和方量一般都不大，可作为稳定岸坡考虑。松散岩类岸坡：岩性主要为第四系（Q）冲洪积物、坡积物、崩积物等。该类岸坡坡度，一般在30以下，临近河流处，该区的冲洪积物多有弱胶结现象，对于岸坡稳定相对有利，但坡积物、崩积物较松散，水库蓄水后，会有一部分进入库中，但由于总体数量不大，该类岸坡一般可作为基本稳定岸坡考虑。3.2.3 固体径流库区两岸主要为基岩岸坡，表层多覆盖残坡积物、崩积物、冲洪积物。冲洪积砂砾石层一般具有弱胶结现象，对减少水土流失相对有利；残坡积、崩积碎石土多为松散状态，水库蓄水后，会有一部分进入库中，但总体数量不大，应不会影响水库的正常运行。水库区上游平时来水量较小，水流清澈，固体径流量不大，形不成大量的冲洪积物，但在暴雨季节，洪水会携带一些固体物质，在河床及漫滩形成堆积，入库的固体径流物质主要来至上游河水携带。3.2.4 水库淹没、浸没水库淹没区内无固定居民、耕地，也无厂矿、通讯设施、人文古迹、电力设施等，不存在水库淹没矿产、文物古迹等问题。根据库区地质测绘，水库蓄水后在库尾可能存在较轻微的浸没问题，浸没地段主要发生在库尾河漫滩、级阶地，详见库区地质图。物质组成为河流冲、洪积砂卵砾石上覆薄层砂壤土，该段坡度较平缓，平均坡度小于5，砂卵砾石层由于孔隙较大，毛细作用不明显，与库水接触带地下水位变化不大；砂壤土层孔隙相对较小，毛细作用会使与库水接触带以上地下水位稍有壅高。但该段砂壤土层厚度较小，物质组成不均一，地下水位壅高量较小，浸没影响范围小。3.2.5 水库诱发地震由于水库的兴建、蓄水，改变了水库周围地区的水文地质条件，巨大的水体往往改变了地下水的运动方向，破坏了地壳的平衡，加剧了地震的活动性，水库将可能诱发地震而影响建筑物的安全。水库诱发地震与区域地震活动性、断裂构造、岩性及水文地质条件有密切相关。库区内未发现区域性大断裂通过，仅发育少量北西向断层，规模小，延伸较短。水库库盆岩性为震旦系下统金水口组（Zaj）的大理岩与黑云斜长片麻岩和华力西期斑状花岗岩（43）、细粒花岗闪长岩（42b），岩体较完整，透水性总体较差，库水无较好的下渗通道，其应力释放主要以形变为主，库区应力水平不高，且难以形成较大的应力差。通过以上分析可以看出：库容较小，库区无大的区域性的活断层通过，岩性较单一。4 坝址区工程地质条件坝址位于金水口上游约14.5km处上游的诺木洪河上，本阶段初拟上、下两个坝址进行比选，两坝址相距约600m。4.1.基本地质条件4.1.1.地形地貌坝址区河流流向总体约N10E，河谷形态为“U”形，自然岸坡坡度3050。河漫滩在上坝址处较宽，约220m，下坝址宽约50m。左右岸可见到级阶地。类型属于基座阶地。阶面宽度在上坝址处较窄，约1050m，下坝址处较宽，约100160m，阶地堆积物厚度8m左右，上部一般分布有厚0.51.5m的壤土层，下部为砂砾石夹砂层。4.1.2地层岩性坝址区出露的地层岩性主要为：华力西期斑状花岗岩（43）、细粒花岗闪长岩（42b）及第四系（Q）松散堆积物。华力西期斑状花岗岩（43）：中粗粒结构，似斑状结构，灰白色或肉红色，块状构造，表面风化强烈，卸荷裂隙发育。细粒花岗闪长岩（42b）：分布范围较小，灰白色，由更中长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等组成，细中粒花岗结构，块状构造。表面风化强烈。另发育4条闪长玢岩脉，发育特征见表4-1。表4-1 坝址区主要岩脉汇总表编号出露位置岩脉宽度(m)出露产状特征ym1下坝址轴线左岸附近0.51.210565碎块块状结构，平直，挤压紧密。ym2下坝址下游右岸约500m0.52.012545碎块块状结构，平直，挤压较紧密。ym3出露于河流右岸，延伸较长，大于500m。1.04.0803540碎块块状结构，平直，挤压紧密ym4上、下坝址间左岸，0.52.0m3003540碎块块状，平直河流冲洪积物（Q4al+pl）：主要分布于河漫滩或级阶地覆盖层中。岩性主要为砂卵砾石夹砂层，砾石成分主要有花岗岩、安山岩、闪长岩、花岗闪长岩等。砾石粒径一般0.5cm6cm，上部粒径较小，磨园度中等。砂主要为中细砂，厚度不均。级阶地上部一般发育0.5m1.5m壤土层。钻孔揭露河床部位覆盖层厚度41.1m60.1m。坡积物（Q4dl）：主要分布于坝址区左右两岸的山坡上或级阶地后缘。成分一般以碎石夹土为主，碎石成分主要为花岗岩。崩积物（Q4col）：主要分布于坝址区较陡的岸坡底部，块度大小不一，总体看，分布零星，对工程影响不大。4.1.3地质构造坝址区处于昆仑褶皱系和柴达木地块两个亚一级大地构造单元内。跨越东昆仑褶皱带之布尔汗布达褶皱亚带和柴达木南缘褶皱束次一级构造单元。坝址区无区域性大断裂通过。通过库区地表地质测绘发现，地质构造主要表现为小断层、具有一定方向的岩脉和节理裂隙。发育的断层主要有2条：f1发育在下坝址左岸下游约170m处，产状34037，上下平行两条，间距约1m，宽度10cm30cm，充填泥、岩屑，断距约1.5m。f2发育在f1附近，于f1近垂直相交，产状585，f1断层以上平行2条，间距约1m，f1断层以东合为一条，宽度1030cm，充填岩屑、泥。通过坝址区地表节理统计，主要发育以下2组节理： N1525W/NE4050 裂隙面平直粗糙，闭合或微张开，张开度小于1mm，无充填，延伸较长，一般大于10m，较发育。N1030E/NW3040(6070)，裂隙面平直粗糙，张开度一般110mm，无充填或岩屑充填，延伸长度相对较长，较发育。4.1.4水文地质条件（1）地下水类型坝址区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种。 松散岩类孔隙水：主要赋存和运移在河漫滩、级阶地砂砾石层及崩坡积碎石土层中，砂砾石层水量较为丰富，受大气降水及河水的补给，以侧向径流或泉水的形式向下游和低洼处排泄。碎石土中地下水主要接受大气降水补给，向下部相邻含水层排泄。 基岩裂隙水：基岩裂隙水主要赋存并运移在岩体上部风化卸荷壳中，另外，两岸谷坡发育有节理密集带，带内裂隙较密集，为地下水的赋存、运移提供了便利条件。该类地下水一般无统一的潜水面，上述两类地下水水量不丰富，主要接受大气降水和上层孔隙水补给。（2）水质分析根据试验结果分析，坝址区水化学类型主要为HCO3- Cl-K+Na+ Ca2+ Mg2+型，地表水、地下水对混凝土不存在腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。 （3）岩（土）体透水性砂砾石层的透水性本阶段在下坝址钻孔NMH-ZK02(阶地)及NMH-ZK03(河漫滩)中进行了注水试验，试验结果见表4-2。表4-2 诺木洪水库工程钻孔注水试验成果统计表钻孔位置及编号岩性试验段(m)渗透系数K（cm/s）下坝址河床NMH-ZK02砂砾石3.18.11.110-2砂砾石8.113.15.310-3下坝址河床NMH-ZK03砂砾石2.07.01.410-2砂砾石7.012.05.410-3砂砾石12.017.02.810-3根据试验结果可知，诺木洪水库工程砂砾石层渗透系数1.410-25.410-3，平均值7.710-3，属中等透水强透水。岩体透水性坝址区岩体透水性按中小型水利水电工程地质勘察规范（SL 55-2005）分为微透水岩体0.1q1.0Lu、弱透水岩体1.0q10Lu和中等透水岩体10q100Lu三类。岩体透水性主要受岩性、风化卸荷、地质构造等因素的影响，透水性的大小主要取决于节理裂隙的发育程度、张开宽度、充填情况、连通率等。本阶段对坝址区4个钻孔进行了压水试验，统计结果见表4-3： 表4-3 诺木洪水库工程钻孔压水试验成果统计表钻孔位置编号岩性深度(m)透水率（Lu)下坝址左坝肩NMH-ZK01花岗岩162.86117.411162.616214.421261.426313.431363.636411.741461.846511.251564.056612.6下坝址河床NMH-ZK02花岗闪长岩60.765.710.4花岗岩65.770.78.4下坝址河床NMH-ZK03花岗岩42.747.711.2花岗岩47.752.75.0上坝址河床NMH-ZK04花岗岩41.446.432.0花岗闪长岩46.451.41.6从上表可以看出，坝址区河床部位坝基岩体上部6m为强风化带，透水率为10.432.0lu，属中等透水，下部弱风化带内岩体透水率为1.68.4lu，属弱透水岩体，遵循随岩体深度增加而透水性减弱的规律，也与岩体风化卸荷程度的垂直变化规律也相吻合。4.1.5物理地质现象经调查坝址区未发现大规模滑坡、崩塌等不良地质体，物理地质现象总体不发育。但由于局部岸坡前缘临空面陡峻，岩层产状不稳定，加之长期裸露地表，造成局部岩体卸荷松弛变形强烈，再加上工程区温差较大，冻胀作用明显，陡坡前缘小规模掉块、塌落现象时有发生，崩塌的块石、孤石滚落在半坡及坡底形成堆积物。 紧邻上坝址区左岸发育一小规模冲沟，从现场调查看，该冲沟为一小型泥石流沟，该冲沟规模较小，长度仅约500m，沟宽50100m，物质来源主要为崩、坡积物。当出现短时强暴雨时，有可能会形成小规模泥石流，入库固体径流物质有所增加，但对大坝安全运行影响应不大。岩体的风化卸荷与岩性、构造、地形条件、水文地质条件和气侯等因素密切相关。坝址区岩性主要发育为斑状花岗岩、花岗闪长岩。本阶段在坝址区的河漫滩上布置了3个钻孔，从钻孔揭露看，河床部位基岩强风化层厚度3.54.5m，弱风化层厚度大于6.2m。坝肩部位本次布置钻孔1个，揭露强风化层厚度约4.3m，弱风化层厚度25.5m。 4.2岩（土）体物理力学性质（1）覆盖层工程地质特征钻孔揭露的坝址区河床覆盖层厚度达41.460.1m，厚度较大，属深厚覆盖层，岩性为砂卵砾石层夹砂层，砾石成分主要有花岗岩、安山岩、闪长岩、花岗闪长岩等，砂为中细砂。本阶段在覆盖层中进行了重型动力触探试验，试验成果统计见表4-4，从表可以看出砂卵砾石层每10cm的锤击数多在4050击。 表4-4 工程区砂砾石层重型动力触探试验成果表深度（m）组数锤击数（N63.5）最大值最小值平均值010435019431020375030462030335036463040245028474050850485050605505050（2）岩体工程地质特征本次勘察在钻孔中取岩石样进行了室内物理力学试验，试验成果见表4-5。表4-5 坝址区岩石物理力学试验成果统计表 根据试验结果并参考类似工程的岩（土）体物理力学参数，提出诺木洪水库坝址区岩（土）体物理力学指标建议值见表4-6、表4-7。表4-6 工程区砂砾石层部分物理力学参数建议值部位抗剪强度基础与地基土之间摩檫系数f容许承载力k0（kPa）fc滩区0.6000.50300350阶地0.6500.50300400表4-7 诺木洪水库坝基岩体（石）物理力学指标建议值岩性密 度g/cm3吸水率（%）静弹模（Gpa）静泊松比饱和抗压强度（MPa）抗剪断强度抗剪断强度（岩体/混凝土）干湿fC（MPa）fC（MPa）花岗岩（弱风化）2.612.620.25450.22851.11.31.01.71.01.20.81.2花岗闪长岩（弱风化）2.672.680.25400.24651.01.21.01.51.01.150.81.154.3主要工程地质问题评价4.3.1坝基及绕坝渗透根据本阶段钻探成果，坝基覆盖层厚度41.4m60.1m，属深厚覆盖层，岩性主要为为砂卵砾石。阶地上部表层一般覆盖有厚度0.5m1.5m厚的壤土层，分布不均匀。根据钻孔注水试验资料，砂卵砾石层具中等强透水性。坝基下覆盖层中无相对隔水层分布，建坝蓄水后砂卵砾石层将构成坝基渗漏的主要途径。因此，需进行防渗设计，可采用全断面防渗处理减少渗漏量和确保抗渗透稳定性。垂直防渗墙应贯穿覆盖层进入到基岩弱风化带一定深度内。两岸坝肩岩体表层卸荷带为中等透水岩体（透水率q=10100Lu），存在绕坝渗漏的可能性，下部基岩为弱透水岩体（q=110Lu），以q3Lu作为岩体防渗控制深度，坝轴线上岩体相对防渗层顶板埋深：两岸距谷坡水平深度3040m，局部岸坡较缓部位达60m左右；河谷底基岩垂直深度12m20m。河谷两岸地下水埋藏较深，地下水位坡降相对平缓，故坝基及两岸坝肩岩体需进行防渗帷幕灌浆处理，其防渗帷幕深度应伸入到相对隔水层内。4.3.2坝基渗透稳定坝基覆盖层岩性组成主要为砂卵砾石，覆盖层结构不均一，颗粒大小悬殊，根据规范（GB50487-2008），在上游高水头作用下，其可能发生的破坏形式为管涌。此外，各粗粒层的渗透性不均一，渗透水流易沿渗透性悬殊的界面产生接触冲刷。因此，在工程措施上，采取相应的抗渗和排水等工程处理，使其处于抗渗稳定状态。4.3.3 坝基不均匀沉降坝基河床覆盖层深厚，坝体直接堆筑于河床覆盖层上，属软基建坝。坝基岩性为砂砾石层夹砂层，覆盖层厚度及其分布空间变化较大，深切河槽部位覆盖层根据钻孔揭露最大厚达60.1m，其成层结构和物理力学性质存在差异，筑坝后可能存在坝基沉降及不均匀变形问题，需进行沉降变形验算并采取相应工程措施。4.3.4 边坡稳定问题下坝址河谷为“U”型谷，河流总体走向N10E，两岸边坡3045，山坡中上部基岩裸露，下部及坡脚处堆积少量坡积和冲洪积砂砾石层，现状条件下，两岸自然岸坡稳定。坝址区左、右两岸基岩裸露，坝肩开挖最大深度达80m，开挖过程中会形成临时的高边坡。组成边坡的岩石为华力西期斑状花岗岩（43），影响边坡的主要因素为节理的不利组合。坝址区内节理主要发育：N1525W/NE4050；N1030E/NW3040(6070)等两组优势裂隙。边坡开挖后，第组节理在左岸边坡倾向坡外，易与第组节理组成不利组合，在开挖和爆破等外动力作用下，边坡岩体易形成不稳定契形体，开挖过程中应注意及时支护。第组节理在右岸倾向坡外，随着边坡的开挖易与第组节理在右岸形成倾向坡外的不稳定契形体，建议开挖过程中及时采取加固措施。综上所述：坝址区没有大规模的断裂和断层发育，岸坡整体稳定性较好；坝址区内节理裂隙较发育，但其规模一般不大，延伸不长，多闭合，连通率相对较低，局部有倾向坡外的裂隙组合，导致局部边坡有小规模的掉块、坍塌等现象发生，设计施工时应引起足够的重视，及时采取工程措施。坝址区边坡整体稳定建议值如表4-8。表4-8 坝址区边坡稳定整体坡比建议值表风化程度坡 高H（m）边坡整体稳定坡比备 注微风化新鲜H201:0.31:0.5H20m，根据不同坡高取值； H20m，建议每1520m设一级马道。H201:0.5弱风化H201:0.5H20m，根据不同坡高取值； H20m，建议每1520m设一级马道。H201:0.51:0.75强风化H201:0.75H20m，根据不同坡高取值； H20m，建议每1015m设一级马道。H201:0.751:1残、坡积的土夹碎石、块石H201:11:1.25H20m，根据不同坡高取值；H20m，建议每810m设一级马道。H201:1.251:1.754.4坝址比选本阶段共选取上、下两个坝址进行比选，两坝址相距约600m，坝址区工程地质条件前面已进行详述，两坝址工程地质条件简述如下。4.4.1下坝址工程地质条件下坝址位于金水口上游约14.5km处，坝址处河流流向约N10E，河谷形态为“U”形，河漫滩在下坝址处宽约50m。左右岸可见到级阶地，其类型属于基座阶地，阶面宽100160m，阶地堆积物厚度8m左右，上部分布有厚0.51.5m的壤土层，下部为砂砾石夹砂层。自然岸坡坡度3045。下坝址区出露的地层岩性是华力西期斑状花岗岩（43）、细粒花岗闪长岩（42b）两岸坡体表面中强风化，岸坡稳定性较好。第四系松散堆积物主要有河床覆盖层（Q4al+pl）和崩坡积块碎石（Q4dl+col）。河床覆盖层主要为砂卵砾石夹砂层，砾石成分主要有花岗岩、安山岩、闪长岩、花岗闪长岩等。在级阶地上部0.51.5m一般发育壤土层。钻孔揭露河床部位覆盖层厚度41.1m60.1m。崩坡积物以碎石夹土为主。下坝址处没有大规模的地质构造发育，主要以左岸岸坡出露的小规模的断层、岩脉为主，断层规模小，延伸短，普遍充填角砾、岩屑。下坝址区主要出露S1535E/NE4050、N1030E/NW3040（6070）等二组优势裂隙。下坝址地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水埋藏在两岸覆盖层中，受大气降水和冰雪融水的补给，向河谷低洼处排泄；基岩裂隙水运移通道受风化、卸荷及构造