3.2　坝址选择研究

藏木水电站位于雅江桑日-加查峡谷出口段，紧邻雅江缝合带。如何在地质、地震背景复杂、可能存在活动断裂的区域，避开可能的大的不良地质体，选择一个工程地质条件良好、设计、施工方案可行的坝址，是前期勘察设计的一个主要任务。

3.2.1　坝址选择研究考虑因素与手段

藏木水电站区域地质构造背景复杂，坝址选择研究需考虑雅江断裂带的影响。前期勘察设计中通过工程研究区、工程近场区、场址区的区域地质、断裂构造及其活动性及地震活动特征等研究，进行了潜在震源区的划分和地震危险性分析，对区域构造稳定性进行了评价，提出了相应地震动参数。

通过水库区的地质调查，查明了其基本地质条件，对水库渗漏、水库诱发地震、库岸稳定、水库淹没与浸没等可能影响水库成立的重大工程地质问题进行了评价。

坝址勘察中遵循由浅入深、由点到面、由中小比例尺至大比例、由定性评价至定量评价的原则，通过工程地质测绘及勘探、物探、试验等综合手段，初步查明了第四系沉积物厚度、结构、成因类型及物质组成等，提出土体物理力学指标；查明坝基（肩）岩性岩相特征、风化、卸荷特征、结构面特征等岩体质量特性，对坝址区的主要断层、节理裂隙等的特征及活动性进行研究，进行工程地质岩组分类，提出岩体及结构面物理力学参数，初步评价坝基（肩）岩体承载、变形、抗滑稳定及边坡稳定性；通过水文地质试验对岩体透水性进行研究，初步评价其渗漏及渗透稳定性；比较拟选坝址在区域构造稳定性、水库工程地质条件、坝址区地形地貌、地质构造、岩体风化、卸荷、水文地质条件、岩体质量、边坡稳定条件、岩体成洞条件等和主要工程地质问题，综合水工建筑物布置、施工条件、工程投资等进行坝址的比较与选择。

3.2.2　上、下坝址工程地质条件

根据藏木水电站坝区地形地质条件，预可阶段初拟上、下两个坝址。上坝址位于白沟以上，熊玛沟以下1km河段上；下坝址位于白沟以下，左岸堆积体以上1km河段上。

3.2.2.1　上坝址工程地质条件

1.基本地质条件

雅江以S40°E流经坝址区，河道顺直，两岸临江坡高大于1000m，呈较对称的V形深切河谷。岸坡地形较完整，地形坡度总体40°～60°。枯水期河水位高程约3249.00m，水面宽100～150m，水深一般4～6m。正常蓄水位3310.00m时，谷宽320～360m。

雅江断裂带从坝址下游约5km附近斜穿雅江，近东西向展布，受其影响，岩体中节理裂隙较发育，发育23条小断层，在地表形成凹槽。主要裂隙有五组，具明显分段性。

1）N60°～70°W/SW∠70°～80°，与岸坡小角度相交，延伸大于5m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距20～60cm。

2）N20°～40°E/SE（NW）∠70°～75°，与岸坡大角度相交，延伸大于10m，起伏粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距30～50cm。

3）N40°～60°E/NW∠40°～55°，与岸坡大角度相交，延伸大于5m，起伏粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距20～60cm。主要分布于左岸坝肩。

4）N45°～55°W/SW∠35°～45°，与岸坡小角度相交，延伸大于5m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距20～100cm。主要分布与右岸坝肩。

5）SN/W∠10°～15°，与岸坡大角度相交，延伸大于10m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距100～200cm。主要分布在左岸高高程，在低高程河边发育延伸较长。

坝址区河谷深切，谷坡陡峻，物理地质现象主要表现为岩体的风化、卸荷、崩塌等。岩体风化主要表现为矿物蚀变、裂面锈染等；岩体卸荷较明显，岸坡高高程部位卸荷较显著，低高程相对较弱。根据钻孔、平洞及声波测试表明：弱风化岩体锤击声较清脆，声波速度3500～4500m/s，水平深度一般40～60m，河床垂直埋深（基岩面以下）为9.0～35.7m；弱卸荷水平深度一般20～40m，河床垂直埋深（基岩面以下）为1.5～6.25m；强卸荷推测水平深度3～10m；微新岩体：岩石新鲜，锤击声清脆，声波速度大于4500m/s。

坝址区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。

坝区以二长花岗岩为主，岩石致密坚硬，透水性较弱，岩体裂隙较发育，岩体透水性受构造、风化、卸荷等因素控制具明显分段性。强卸荷岩体具中等—强透水、弱风化岩体具弱透水性、微新岩体具弱微透水性，并具有随深度增加透水性逐渐减弱的趋势。河床透水率q≤3Lu岩体顶板水平埋深5～8m（基岩面以下）；两岸的为20～40m。

孔隙水主要赋存于第四系冲积、崩坡积等松散堆积层，由大气降水、地表水及河水补给，向下游或河床排泄，坝址区未见泉点出露。

据钻孔资料：坝区河床覆盖层渗透系数K=8.67×10-2～2.5×10-3cm/s，具中等透水性，崩坡积层具强透水性。

本阶段对雅江水、冲沟水取样进行水质分析，试验成果表明雅江水、冲沟水对混凝土无腐蚀性。

2.坝址工程地质条件

（1）坝基。

1）覆盖层。据钻探及物探资料，坝址区河床覆盖层厚10.4～45.1m，一般厚20～40m。河床上部为冲积含漂砂卵砾石，下部为冰水积含漂砂卵（碎）砾石层。河床覆盖层粗颗粒基本形成骨架，结构较密实，承载力较高。

河床覆盖层中无连续分布的砂层，据钻孔抽注水试验及室内试验成果，覆盖层具中等—强透水性，抗渗稳定性差，需进行相应的抗渗防渗处理。覆盖层承载力0.5～0.7MPa，变形模量30～50MPa，具一定的承载抗变形能力，可满足堆石坝建坝基础条件要求，但不能满足混凝土重力坝基础条件，应予挖除。

2）基岩。二长花岗岩，岩质坚硬较完整，据钻孔揭示，河床基岩强卸荷深度（基岩面以下）1.5～6.25m，弱卸荷、弱风化深度（基岩面以下）9～35.7m，一般深度20～30m，钻孔声波纵波波速达3500～4500m/s；两岸坝肩强卸荷水平深度一般3～10m，弱卸荷、弱风化水平深度40～60m。微新二长花岗岩，钻孔声波纵波波速4500～5500m/s。

（2）坝基抗滑稳定。坝基岩体中裂隙以中等—陡倾角为主，缓倾角裂隙少见，钻孔及平洞未揭示较大的控制性连续软弱结构面，坝基抗滑稳定主要受随机分布的缓倾角裂隙及不利组合控制。据调查缓倾角裂隙连通率20％～40％，产状为N15°W/NE∠10°～15°（倾下游）和SN/W∠10°～15°（倾上游）。在岩体裂隙连通率按20％～40％计，抗剪强度建议为f'=0.35～0.55、c'=0.05～0.1MPa。

（3）坝基防渗。河床坝基基岩以弱透水为主，据钻孔资料，弱风化岩体透水率1.4～4.9Lu，具弱透水性。（q≤3Lu）的相对抗水层岩体顶板垂直埋深（基岩面以下）一般为20～30m。两岸坝基基岩以弱透水为主，透水率q≤3Lu的相对抗水层岩体顶板水平埋深一般为30～50m。

（4）工程边坡。坝址区两岸基岩裸露，自然边坡高陡。二长花岗岩岩质坚硬，未见明显的变形岩体，整体稳定。

1）左岸。左岸坝肩自然坡高大于1000m，高程3240.00～3270.00m自然坡度约45°～60°，高程3270.00～3400.00m自然坡度约35°～45°，高程3400.00m以上自然坡度约50°～60°。左岸大多基岩裸露，未见大的拉裂、滑坡等不稳定岩体，高程3290.00m以下局部覆盖崩积块碎石层，分布高程3260.00～3290.00m，厚度一般5～10m，结构松散，架空显著，稳定条件较差，自然边坡整体稳定。地表地质调查及勘探揭示，无较大规模断层分布，次级小断层发育5条，产状以N10°～30°E/NW∠50°～70°为主，宽20～40cm，延伸较长，斜倾坡外与岸坡大角度相交。裂隙发育具明显分段性，高程3240.00～3270.00m主要发育裂隙三组：①N50°～70°W/SW∠70°～80°，与岸坡小角度相交，延伸长，较发育；②N20°～40°E/SE（NW）∠70°～75°，与岸坡大角度相交，斜倾坡外；③N0°～15°W/NE∠10°～15°，缓倾角裂隙，单条延伸较长，不发育；高程3270.00～3400.00m主要发育裂隙三组：①N45°～55°W/SW∠35°～45°，斜倾坡外，裂隙较发育；②N20°E/NW∠70°～75°；③N20°～25°W/NE∠35°～45°，不发育；高程3400.00m以上主要发育裂隙三组：①N60°～65°E/NW∠65°～70°；②N55°～65°W/SW∠75°～85°；③SN/W∠10°～15°。左岸弱卸荷水平深度20～30m，弱风化水平深度40～50m，坝肩上部岩体强卸荷推测水平深度3～6m。自然边坡整体稳定。

2）右岸。右岸坝肩自然坡高大于1000m，高程3240.00～3400.00m自然坡度约60°～70°，高程3400.00m以上自然坡度约40°～50°。右岸大多基岩裸露，高程3300.00m以下地表局部覆盖崩积块碎石层，厚度一般5～10m，结构松散，架空显著。勘探及地表地质调查表明，右岸规模较大的小断层F1，产状：N60°W/SW∠70°～75°，斜倾山内，带宽约4m，主要由碎裂岩组成，局部见断层泥。主要发育裂隙三组：①N60°～70°W/SW∠70°～80°；②N40°～60°E/NW∠40°～55°，斜倾坡内；③N20°～40°E/SE∠70°～75°。右岸弱卸荷水平深度30～40m，弱风化水平深度40～60m，坝肩上部岩体强卸荷推测深度5～10m，自然边坡整体稳定。

（5）岩体成洞条件。坝区花岗岩体致密坚硬，岩石湿抗压强度70～100MPa。裂隙较发育但间距较大，一般40～60cm，延伸较长，一般5～10m。小断层总体不甚发育，弱风化弱卸荷岩体以镶嵌—次块状结构为主，围岩类别为Ⅲ类，微新岩体以次块状—块状结构Ⅱ类围岩为主，成洞条件较好。进出口洞段及断层破碎带以Ⅳ类围岩为主。

3.2.2.2　下坝址工程地质条件

1.基本地质条件

雅江以S40°E流经坝址区，河道顺直。两岸临江坡高大于1000m，呈较对称的V形谷。岸坡地形较完整，地形坡度一般45°～60°。坝址枯水期江面高程约3244.00m，河面宽100～150m，水深一般4～6m。正常蓄水位3310.00m时，谷宽420～440m。

雅江断裂带从坝址下游3km附近斜穿雅江，近东西向展布，受其影响小断层节理裂隙及石英脉较发育。勘探揭示小断层发育6条。

主要裂隙有四组：

（1）N60°～70°W/SW∠65°～75°，与岸坡小角度相交，延伸大于10m，平直粗糙，局部充填石英脉、岩屑，中等锈染，间距60～200cm。

（2）N45°～60°E/NW∠20°～40°，与岸坡大角度相交，延伸1～3m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距50～100cm。

（3）N40°～60°E/NW∠65°～80°，与岸坡大角度相交，延伸1～3m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距50～100cm。

（4）N50°～70°E/SE∠50°～70°，与岸坡大角度相交，延伸大于3m，平直粗糙，局部充填岩屑，中等锈染，间距40～100cm。

坝址区河谷深切，谷坡陡峻，物理地质现象主要表现为岩体的风化、卸荷、崩塌等。岩体风化主要表现为矿物蚀变、裂面锈染等；岩体卸荷较明显，岸坡高高程部位卸荷较显著，低高程相对较弱。根据钻孔、平洞及声波测试表明：强卸荷推测水平深度5～15m；弱卸荷，弱风化岩体锤击声较清脆，声波速度3500～4500m/s，水平深度一般50～70m，河床垂直埋深（基岩面以下）为20.8～55.4m；微新岩体：岩石新鲜，锤击声清脆，声波速度大于4500m/s。

坝址区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。

坝区岩体以二长花岗岩、花岗闪长岩为主，岩石致密坚硬，透水性较弱，岩体裂隙较发育，岩体透水性受构造、风化、卸荷等因素控制具明显分段性。强卸荷岩体具中等—强透水、弱风化岩体具弱透水性、微新岩体具弱微透水性，并具有随深度增加透水性逐渐减弱的趋势。坝址河床基岩透水率q≤3Lu顶板水平埋深（基岩面以下）15～30m；两岸30～50m。

孔隙水主要赋存于第四系冲积、崩坡积等松散堆积层，由大气降水、地表水及河水补给，向下游或河床排泄，坝址区未见泉点出露。

据钻孔资料：坝区河床覆盖层渗透系数K=3.45×10-2～4.28×10-3cm/s，具中等透水性，崩坡积层具强透水性。

本阶段对雅江水、冲沟水取样进行水质分析，试验成果表明雅江水、冲沟水对混凝土无腐蚀性。

2.坝址工程地质条件

（1）坝基。

1）覆盖层。据钻探及物探资料，坝址区河床覆盖层厚15.3～50.2m，一般厚30～50m。河床上部为冲积含漂砂卵砾石，钻孔揭示厚度10.1～26.0m，粗颗粒基本形成骨架，结构较密实；底部为冰水积含漂砂卵（碎）砾石层，钻孔揭示，厚度3.9～19.4m，该层埋深大，粗颗粒基本形成骨架，结构较密实，承载力较高。

据钻孔抽注水试验及室内试验成果，覆盖层具中等—强透水性，抗渗稳定性差，需进行相应抗渗防渗处理。覆盖层承载力0.5～0.8MPa，变形模量40～60MPa，具一定承载抗变形能力，可以满足堆石坝建坝基础条件要求，但不能满足混凝土重力坝建坝基础条件，应予挖除。

2）基岩。二长花岗岩和花岗闪长岩，岩质坚硬较完整，钻孔揭示，河床基岩弱卸荷、弱风化深度（基岩面以下）20.8～55.4m，一般深度35～50m，钻孔声波纵波波速达3500～4500m/s，强卸荷深度（基岩面以下）4～26.8m。坝肩岩体弱卸荷、弱风化水平深度35～50m，强卸荷水平深度一般5～15m，微新二长花岗岩，钻孔声波纵波波速4500～5500m/s。

（2）坝基抗滑稳定。

坝基岩体裂隙以中等—陡倾角为主，缓倾角裂隙少见，钻孔及平洞未揭示较大的控制性的连续软弱结构面，坝基抗滑稳定主要受随机分布的缓倾角裂隙及其不利组合控制。据调查缓倾角裂隙连通率20％～40％，产状N45°～60°E/NW∠20°（倾上游），缓倾结构面抗剪强度物理力学地质建议值为：f'=0.35～0.55、c'=0.05～0.1MPa。

（3）坝基防渗。河床坝基基岩以弱透水为主，据钻孔资料，弱风化岩体透水率1.4～4.9Lu，具弱透水性。河床（q≤3Lu）的相对抗水层岩体顶板垂直埋深（基岩面以上）一般为30～50m，两岸坝基基岩以弱透水为主，透水率q≤3Lu的顶板水平埋深一般为40～60m。

（4）工程边坡。坝址区两岸自然边坡高陡，右岸为向河突出的山嘴地形，下游为宽缓的Ⅰ级阶地；左岸下部及下游岸坡广布崩坡积块碎石土层。基岩为二长花岗岩、花岗闪长岩，岩石坚硬，岸坡上部浅表岩体卸荷较强烈，整体现状基本稳定。

1）左岸。左岸坝肩自然坡高大于1000m，高程3240.00～3360.00m自然坡度约30°～40°，高程3360.00m以上自然坡度约60°～70°。左岸坝肩高程3240.00～3360.00m地表广泛覆盖崩积块碎石层，厚度一般10～15m，最厚约30m，结构较松散，架空较显著，前缘局部见小规模崩塌现象，稳定条件较差；其下游约250m发育一顺河长度约1000m、分布高程3250.00～3400.00m、厚度达40～50m、总方量约1000万m3的较大规模崩坡堆积体，由含孤块碎石土组成。孤石粒径达100～200cm，含量约10％，成分为近源花岗岩、二长花岗岩、砾岩等，架空较显著，前缘有小规模塌滑现象，稳定条件较差。3360.00m以上基岩裸露，发育4条小断层，产状以N60°～75°W/NE∠70°～85°为主，节理裂隙主要有三组：①N50°～70°W/SW∠75°～80°；②N20°～40°E/NW∠25°～40°；③N50°～70°E/SE∠50°～70°。据地表调查及勘探揭示，斜坡上部岩体卸荷显著，弱卸荷水平深度35～40m，弱风化水平深度50～60m，自然边坡基本稳定。

2）右岸。右岸为向河突出的山嘴地形，自然坡高大于1000m，自然坡度约60°～70°。坝肩基岩裸露，发育2条陡倾角小断层，裂隙主要发育三组：①N60°～70°W/SW∠65°～75°；②N45°～60°E/NW∠30°～50°；③N40°～60°E/NW∠65°～80°。据地表调查及勘探揭示，坝肩岩体卸荷强烈，边坡岩体卸荷拉裂显著，稳定条件较差，强卸荷推测水平深度5～15m弱卸荷水平深度40～50m，弱风化水平深度60～70m。边坡稳定条件较差，需采取相应支护处理措施。

（5）岩体成洞条件。坝区花岗岩体致密坚硬，岩石湿抗压强度70～100MPa。裂隙、石英脉较发育，间距较大，延伸较长，断层总体不甚发育。弱风化弱卸荷岩体以镶嵌至次块状结构Ⅲ类围岩类为主；微新岩体以次块状至块状结构Ⅱ类围岩为主；浅表进出口及断层破碎带以Ⅳ类围岩为主。经相应支护处理后，具成洞条件。

3.2.3　坝址比较与选择

通过工程勘察、试验研究工作，揭示了上、下坝址工程地质条件及存在的主要工程地质问题，上、下坝址工程地质条件比较如下（表3.2-1）。

（1）上、下坝址相距不远，其区域构造稳定性基本一致，水库基本地质条件和主要工程地质问题大体相当。

（2）上、下坝址均位于沃卡—加查峡谷出口段，河谷深切呈V形，谷坡陡峻。上坝址两岸地形较完整，岸坡稳定条件较好。枯水期江面宽100～150m，正常蓄水位3310.00m时，谷宽320～360m；下坝址右岸为向河突出的山嘴地形，左岸下游分布一较大规模崩坡堆积体，稳定条件较差，水工布置条件差，枯水期江面宽100～150m，正常蓄水位3310.00m时，谷宽420～440m，较上坝址宽，地形完整性相对较差。

（3）上坝址距雅江断裂带约5km，相对较远，裂隙及小断层延伸较长，间距较大；下坝址距雅江断裂带约3km，相对较近，裂隙及小断层较为发育。

（4）上坝址岩性较单一为燕山期二长花岗岩，其间穿插少量石英脉；下坝址岩性为燕山期二长花岗岩及花岗闪长岩，其间多穿插石英脉，熔结接触。二长花岗岩、花岗闪长岩均为坚硬岩。

（5）勘探揭示上、下坝址河床覆盖层层次结构相同。钻孔揭示上坝址河床覆盖层厚度10.4～45.10m；下坝址厚度15.3～50.2m，上坝址覆盖层平均厚度较下坝址浅近10m。

（6）上坝址岸坡地形较完整，中高高程卸荷明显；下坝址岸坡地形完整性相对较差，岩体卸荷较强烈。勘探揭示上坝址河床弱风化垂直深度（基岩面以下）8.85～49.90m，强卸荷垂直深度（基岩面以下）0.2～15.40m，弱卸荷垂直深度（基岩面以下）8.85～49.90m；两岸弱风化水平深度20～50m，两岸强卸荷水平深度3～20m，弱卸荷水平深度20～50m；下坝址河床弱风化深度20.8～55.4m，强卸荷垂直深度（基岩面以下）5～20m，弱卸荷垂直深度（基岩面以下）20.8～55.4m；两岸弱风化水平深度50～70m，两岸强卸荷水平深度15～25m，弱卸荷水平深度50～70m。下坝址河床及两岸岩体的风化卸荷较上坝址深。

（7）上、下坝址河床覆盖层具中等—强透水性，基岩透水性总体较弱。上坝址河床基岩（q≤3Lu）相对抗水层顶板垂直埋深（基岩面以下）一般20～30m，两岸水平埋深30～50m；下坝址河床基岩（q≤3Lu）相对抗水层顶板垂直埋深（基岩面以下）一般30～50m，两岸水平埋深40～60m，下坝址相对抗水层的埋深较上坝址大。

综上所述，上、下坝址均具备建中高混凝土重力坝及堆石坝的地形地质条件。上坝址地形较完整，距雅江断裂带较远，岩体相对较完整，岩性单一，河谷相对较窄，河床覆盖层相对较浅，风化卸荷相对较弱，相对抗水层埋深较浅，边坡稳定条件较好。上坝址工程地质条件优于下坝址，综合水工、施工布置条件，选择上坝址。

3.2.4　小结

在藏木水电站坝址比较与选择的研究过程中，鉴于两坝址相距不远，其区域构造稳定性大体相当，地质研究侧重比较了两坝址距雅江断裂带的距离及影响；在其水库工程地质条件类似的情况下，选择上坝址则避开了地形上不太完整、发育有较大冲沟和较大范围堆积体的下坝址，使近坝库岸的稳定条件更优；在坝址区地质勘察中，运用地质测绘及各种勘探、试验手段，重点分析研究了河床覆盖层深度、坝基（肩）岩体风化、卸荷特征、结构面特性及岩体工程地质分类等，从基础的承载、变形、抗滑稳定、边坡稳定、渗漏及渗透变形等工程地质问题方面进行比较与选择，并与水工建筑物设计、施工布置等综合，最终确定了适宜建坝的上坝址。