瀑布沟库区汉源县城消落区防护工程勘察

谢剑明，胡 帅，王能峰

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

瀑布沟库区汉源县城消落区防护工程勘察

谢剑明，胡 帅，王能峰

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

瀑布沟水库库容大、库岸长，库区岸坡地质复杂，水库蓄水后改变了原有库区和库岸地质环境，新形成的水库消落区库岸受库水动力作用强烈。水库库岸在水库蓄水后出现了变形破坏现象，影响了库岸环境，需进行库岸防护。消落区库岸防护工程勘察往往不同于常规水利水电工程勘察，具有防护治理、生态环境等综合要求。本文以瀑布沟库区消落区综合治理工程的库岸防护工程勘察为例，概述其勘察方法和勘察内容以及工程地质评价等。

瀑布沟；消落区；库岸防护；勘察

0 前 言

瀑布沟水库正常蓄水位850.00 m，死水位790.00 m，总库容53.37亿m3。正常蓄水位时，水库主库（大渡河）回水77 km，支库（流沙河）回水12 km。

汉源县城消落区位于瀑布沟水库库中流沙河支库萝卜岗段，其后缘870 m高程以上为汉源新县城。汉源县城前缘的消落水位变幅达40 m。瀑布沟水库蓄水以来，县城前缘消落区相继出现了一系列塌岸、塌滑变形等现象，需要对该区进行库岸防护。且该消落区位于新县城附近，库岸防护治理需考虑生态环境，保障人居环境安全，改善消落区景观等要求。

1 勘察内容和方法

本工程为综合治理工程，具有库岸防护和生态景观功能，治理工程主要包括新县城前缘景观湖堤和景观坝。勘察目的主要为查明景观坝、堤岸、堤线和堤基的工程地质条件和水文地质条件，为消落区、塌岸区库岸防护和生态环境综合治理提供设计依据。

地勘工作的技术依据为《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）和《城乡规划工程地质勘察规范》（CJJ57-2012）。

勘察主要采用地质调查测绘、钻探取芯、标准贯入试验、重力触探试验、岩土体室内物理力学试验等综合勘察方法进行。

对于景观湖堤工程，勘察布置结合库岸防护工程特点进行布置。场地区共布置取芯钻孔44个，取芯钻孔布置主要沿堤防轴线及垂直轴线进行布置，点、线间距按规范分别确定为点距150～200 m、线距300～400 m；横剖面上布置2～3孔，孔距20～200 m；地质条件简单地段取高值，地质条件复杂地段钻孔加密取低值，单孔深度15～35 m。对于景观坝工程，勘察布置主要根据坝轴线布置。

2 基本地质条件

2.1 地形地貌

工程区位于流沙河右岸高程790～870 m的条形斜坡地带，长约4.4 km，宽约200～500 m，面积约2.0 km2。岸坡地形坡度较缓，坡度一般为10°～25°。该条形斜坡纵向上具南东低北西高，地形坡度起伏不大的特点，但受岩性、构造及冲沟发育程度的影响存在一定的差异性和区段性。

工程区岸坡冲沟发育，相对切割深。因新县城开挖弃渣堆积，部分冲沟沟谷形态已不明显，且部分冲沟沟床已发生改道，在松林沟至油房石沟段之间岸坡形成了弧形港湾。

2.2 地层岩性

工程区地层成因和结构复杂，分布的覆盖层按其成因、物质组成、结构特征和性状可分为8大类：⑧人工堆积块碎石土（）、⑦冲积堆积粉土（）、⑥坡残积堆积含砂粉质粘土（）、⑤冲洪积堆积粉质粘土（）、④冲积堆积中细砂层（） 、③冲积堆积含漂砂卵砾石层（Qal）、②碎石土层（Qdl＋el、Qpl、Qdel）、①半胶结粉土夹粉细砂及黏土（）。

工程区基岩主要分布有：奥陶系下统（O1h）细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩及粘土岩，二叠系下统栖霞茅口组（P1q＋m）石灰岩，三叠系上统白果湾组（T3bg）粉细砂岩、泥质粉砂岩、页岩，夹有煤线及薄层或透镜体状的煤层。

2.3 地质构造

工程场地区未见有较大的断层和强烈褶皱发育，宏观上属典型的单斜构造区，地层产状为N45°～65°W／（NE）∠10°～20°。场地区岩体内层间错动带相对较发育，在深部微～微风化岩体内错动带闭合不显现，仅在浅表受风化卸荷等改造而显现，错动带松弛张开，强度明显降低，局部甚至弱化呈软弱夹层。

奥陶系、二叠系、三叠系地层之间均呈假整合接触，但奥陶系和二叠系之间接触面平整，二叠系与三叠系之间接触面有一定起伏差。

2.4 不良地质现象

工程区为单斜顺向坡地貌，物理地质作用较发育，主要有：乱石岗滑坡、松林沟拉裂变形体、塌岸、采空区和冲沟洪流等。

2.4.1 乱石岗滑坡

该滑坡分布高程为785～980 m，滑坡长约400 m，平均宽480 m，面积为18.4万m2，方量约277万m3，属巨型滑坡。其中高程865～980 m为主滑体，785～865 m为前缘次级滑体，主滑体厚14～24 m，前缘次级滑体厚20～35 m。整个滑坡体地形坡度10°～15°，前缘一带较缓，中部高程930 m处形成一宽约60 m的平台，后缘形成陡壁，两侧有泉点出露。

该滑坡的成因机制是由于O11-3岩体内发育有顺层泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩软弱夹层，与两组陡倾裂隙形成不利组合，在地下水及重力作用下，形成牵引式基岩顺层滑坡。后缘主滑体于蓄水前已采用抗滑桩进行了工程治理。经稳定性分析和评价整体处于基本稳定状态。水库蓄水运行后，坡体整体基本稳定。

乱石岗前缘次级滑坡方量约32.4万m3，属深层中型土体滑坡。滑坡发育于奥陶系砂岩与覆盖层界面，滑带为粘土层及含砾石粘土层，滑体物质为含碎石粉质粘土。经稳定性分析和评价前缘次级滑坡处于稳定状态。

2.4.2 松林沟拉裂变形体

该拉裂变形体位于松林沟和回龙沟之间，分布高程为820～875 m之间，沿坡长230 m，横坡向宽130 m，面积约3 000 m2，方量约3万m3，岩层为（）细砂岩夹软弱泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩。拉裂变形体发育于）细砂岩夹泥质粉砂岩中，其底界为紫红色泥岩。

其变形机制是由于流沙河河谷切割，使斜坡变陡，且松林沟、回龙沟的切割造成侧缘临空，以及粘土岩遇水后形成的缓倾角的软弱面，岩体卸荷裂隙追踪形成的陡倾角裂隙切割而产生沿缓倾角层面滑移，沿陡倾角裂隙的拉裂。拉裂变形体内岩层产状与正常产状基本一致，卸荷作用强烈，拉裂缝产状为N65°E／NW∠72°，拉裂缝贯穿松林沟和回龙沟，普遍张开2～10 cm，下宽上窄，部分充填次生泥及块碎石。总体变形特征为，往临空面方向变形较大，冲沟切割越深，裂隙深度变大。

拉裂变形体蓄水前天然状况处于基本稳定状态。水库蓄水前，新县城开挖建设，在拉裂变形体前缘表部采用压脚等工程治理，使拉裂变形体稳定性增加。水库蓄水运行至今，经现场巡视发现，拉裂变形体整体稳定。

2.4.3 塌 岸

（1）无名沟至肖家沟段。该段岸坡地形坡度一般为22°～25°。表部人工堆积块碎石土结构松散，夹杂有水泥、砖块等，水库蓄水运行后，人工堆积岸坡浅表层发生塌岸变形破坏。经预测塌岸宽度97～108 m，塌岸高度40～52m，后缘高程868～869 m。瀑布沟水电站蓄水运行至今，经现场调查测绘，该段堤岸局部塌岸。

（2）肖家沟至油房石沟段。该段堤岸因新县城开挖建设堆积弃渣变化较大，地形坡度一般为10°～20°。该段堤岸人工弃渣堆积体有2处，分别为建渣场堆积体、汉源污水厂堆积体。

建渣场弃渣堆积体：分布于肖家沟与小水塘沟之间，顺河长约500 m，横河宽约200～250 m。人工弃渣堆积力学性质较差，水库蓄水运行后，堆积体发生变形破坏。

汉源污水厂堆积体：分布于汉源污水厂上游，顺河长约110 m，横河宽约160 m，在污水厂外侧墙布置有抗滑桩。水库蓄水运行后，堆积体发生变形破坏。

经预测建渣场堆积体塌岸宽度73～119 m，塌岸高度67～75 m，后缘高程870～873 m；汉源污水厂堆积体塌岸宽度59 m，塌岸高度47 m，后缘高程861 m。

2.4.4 采空区

采空区分布于工程区下游石墩子大桥附近，主要是当地小规模开采二叠系石灰岩形成的空洞，在1号采石场沟右侧可见3个采石洞口，洞口高约5～8 m，顶板厚度约10 m。1996年开始开采，2003年5月停采。高程在820～900 m之间，呈长条形展布，总体走向呈SW15°展布，全长160 m，宽20～40 m，总开采方量约20万m3。采空区破坏了场地和地形的完整性。

2.4.5 冲沟洪流

工程区堤岸冲沟发育，相对切割较深，从上游到下游规模较大的冲沟依次分布有郑家沟、童子沟、龙潭沟，松林沟、小潘家沟、肖家沟，小水塘沟、油房石沟、1号采石场沟等，沟内总体坡降一般15%～30%，冲沟多呈V字形，切割相对深而窄，雨季有流水，沟水总体由南西向北东汇入流沙河，均属季节性流水沟。消落区堤岸冲沟无历史泥石流活动痕迹，但沟谷暴雨季节可能会发生洪流等自然灾害。因新县城开挖弃渣堆积，部分冲沟沟谷形态已不明显，且部分冲沟沟床已发生改道。

2.5 水文地质条件

工程区地下水以基岩裂隙水为主，局部覆盖层有孔隙水；补给主要靠大气降雨，排泄主要向流沙河。有5处泉点出露，流量均很小且不稳定，受季节变化影响较大，雨季水量稍大，旱季水量极小。

3 堤岸工程地质分区及评价

汉源县城消落区岸坡防护工程分为两个区域：碧水湾防护区和松林沟防护区。防护区后缘拟填筑造地，作为城市建设用地。其余段拟在天然岸坡上布置生态景观设施。

碧水湾防护区位于汉源新县城萝卜岗前缘，上游端位于何家沟沟口右岸，下游端位于汉源县污水处理厂上游，防护堤轴线全长约1.4 km。碧水湾防护区新增造地面积6.17 hm2，滨湖路至填筑边界线范围内可用于城市建设用地面积增加32.73 hm2。

松林沟防护区上游端位于龙潭沟沟口右岸，下游端位于小潘家沟沟口上游，防护堤轴线全长约0.5 km。松林沟防护区新增造地面积3.07 hm2，滨湖路至填筑边界线范围内可用于城市建设用地面积增加3.27 hm2。

根据工程区地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质现象、水文地质条件分析，将工程区堤岸分为6个工程地质单元区段，即：石龙庙至龙潭沟段、龙潭沟至松林沟段、松林沟至无名沟段、无名沟至肖家沟段、肖家沟至油房石沟段、油房石沟至石墩子大桥段。

考虑到本工程具有填筑造地作为城市发展用地或生态旅游、园林绿化休闲用地，以及具有堤岸防护功能，对各段堤岸工程地质问题和场地稳定性分析后，根据《城乡规划工程地质勘察规范》（CJJ57-2012）的场地稳定性分级评价和《堤防工程地质勘察规程》（SL 188-2005）的堤岸工程地质分类标准，各段岸坡场地稳定性和堤岸稳定性分级分别如表1所示。

根据《城乡规划工程地质勘察规范》（CJJ57-2012），对各堤岸场地建设适宜性划分见表2。

表1 场地稳定性和堤岸稳定性分级

4 结 论

本消落区防护工程勘察与常规水利水电工程水库区勘察的主要区别在于，除按照常规水利水电工程水库区勘察要求，即根据《堤防工程地质勘察规程》（SL 188-2005）查明工程场地区、堤岸和堤基工程地质条件外，并进行工程场地区稳定性和堤基稳定性分区分段评价，在分区分级评价时，还结合《城乡规划工程地质勘察规范》（CJJ57-2012）对各分区进行工程建设适宜性分级评价，勘察成果对本消落区库岸防护工程和生态景观工程设计具有针对性和指导性。

表2 工程建设适宜性分级

［1]谢剑明，等.汉源县城消落区综合治理工程地质勘察报告［R］.成都：中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司，2013：1-78.

TV697

B

1003-9805（2015）04-0040-04

2015-06-29

谢剑明（1977-），男，湖北京山人，高级工程师，从事地质勘察工作。