（建筑工程管理）云龙河水电站工程地质问题研究
恩施市云龙河三级水电站主要工程地质问题研究
（李丛华吕锋刘红星徐复兴长江水利委员会）
摘要：本文基于工程实践，分析了恩施市云龙河三级水电站区域地质环境、水库地质环境，在此基础上论证了水库成库条件，得出了水库不存在渗漏问题的结论；详细研究了大坝以及其它主要建筑物的工程地质条件，对其主要工程地质问题进行了大量的论证工作，且给出了较为合理的评价。本文对岩溶地区中的水电工程提供了有益的探索。 关键词：水库渗漏、岩溶、层间错动、软弱夹层、卸荷、危岩、冲刷、抗滑稳定、变形稳定、滑坡稳定、坝址防渗、
1．工程概况
恩施市越峰云龙河三级水电站位于湖北省恩施市境内、东至恩施市60km，恩施——奉节二级公路从坝址左侧3km穿过工程区，对外交通便利。坝址位于云龙河下游跳蹬河峡谷河段，由混凝土拱坝、左岸引水式电站厂房等组成，最大坝高约130m，正常蓄水位970m，水库库长约6km、总库容约4000万m3，电站装机容量约30MW，属中型Ⅲ等工程。
云龙河地处鄂西山区，为恩施市境内清江上游左岸壹级支流，电站坝址之上流域面积313.1km2，干流长26.9km，坝址至水库回水线段平均比降20.8‰。
2．区域及水库地质环境 2.1区域地质环境
本区为鄂西褶皱山地，山脉走向为北北东—北东向，地势总体是西北部高，东南部低，清江干流及其支流云龙河即位于高山峻岭之中，俩岸多悬崖峭壁，相对高差达900～1000m。河流湍急，坡降大，河谷内少有阶地发育。区内碳酸盐岩广泛分布，岩溶地貌
特征明显，且呈层状地貌形态，发育五级剥夷面，主要有鄂西期（1700～2000m）、台原期（1300～1500m）、山原期（800～1200m）和峡谷期剥夷面。
区域出露的主要地层是二迭系和三迭系，局部见泥盆系和志留系；第四系零星分布。工程区仅涉及二迭系和三迭系。
本区所处大地构造单元为扬子江准地台(Ⅰ级)上扬子台中八面山台褶带（Ⅱ级）的利川台褶束（Ⅲ级），南东为恩施台褶束。由北东向、北北东略向西弯曲的壹系列褶皱组成的宽缓复式背向斜构造。云龙河水电站位于沐抚背斜轴部地段，轴部地层倾角10°～15°。区内断层不发育，以走向断层为主，次为横向断层，规模较小，多分布在水电站库坝区的外围。
区内属湿润多雨的气候区，碳酸盐岩广泛分布，因而岩溶发育，各类岩溶形态均有分布。主要的岩溶形态有岩溶槽谷、槽地、溶蚀落水洞、溶洞、暗河等。三迭系嘉陵江组、大冶组上部和二迭系下统茅口组等较纯的灰岩岩溶强烈发育。地下水的水质受岩性和循环条件制约，多属硫酸钙镁型，壹般没有腐蚀性。
本区新构造主要特点是间歇性隆起，区断层规模甚小，均无近期活动迹象。据《中国地震动参数区划图》（1：400万，GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s,相应地震基本烈度为VI度。
2.2水库地质环境
库区地处鄂西中低山区。位于清江左岸的壹级支流云龙河，自河口至暗河出口河床高程720～1300m，其走向主要受地质构造控制，下游（河口～沐抚）大致近南北向，沐抚之上河段呈北东向，和岩层走向壹致，因此库区河谷为典型的走向谷；左岸为顺向坡，右岸为逆向坡。河谷形态多呈不对称（右陡左缓）“V”型谷，部分呈“U”型或宽
谷。坝址区为谷中谷，即宽谷中的峡谷。俩岸第壹岸坡坡顶高程1600m左右，谷底高程840～1040m，相对高差600～700m。左岸至分水岭宽数千米，岸坡壹般分布1～3级陡缓相间的斜坡；右岸岸坡陡峻，崖顶高程1500～1700m。
库区地层分布三叠系下统大冶组第壹段（T1d1）下部炭质岩、硅质岩夹中薄层泥灰岩，库区右岸连续分布，左岸曾家坪以北连续出露，是组成库盆的主要地层。二叠系上统长兴组（P2c）灰岩厚14.34m，左岸仅局部出露；大隆组（P2d）炭质岩夹硅质岩厚26.9m，中上库段左岸大面积出露；下统茅口组（P1m）微晶灰岩厚约85m，中上库段左岸980－1200m间的陡坡段大面积出露，库首以下峡谷段及其近岸地段大面积出露；栖霞组（P1q）含炭质灰岩厚大于100m，仅库首以下峡谷地段出露。第四系厚度数米到数十米，主要为残坡积物、崩坡积物滑坡堆积物以及冲洪积物，分布于库区缓坡和平台以及河床。
库区地质构造较简单，以褶皱构造为主，断层不甚发育。沐抚不对称背斜总体走向北东，轴部较宽缓，北西翼较陡、南东翼平缓。库首位于沐抚背斜的轴部向北西翼的过渡地段，中上库段地处沐抚不对称背斜的北西翼，库盆地层呈单斜状，产状310～320。∠30～50。。区内规模较大的断层，自上游向下游仅见F4、F5，同褶皱轴向近垂交，NNW走向；分布于库尾，和库盆相距2KM之上，延伸数公里到十公里左右，为陡倾角平移断层。
水库区出露岩石，根据其化学成分特征，质纯的碳酸盐岩（如茅口组）属强岩溶岩层，杂质以及酸不溶物质含量较多的碳酸盐岩（如栖霞组含炭质灰岩）属中等－弱－极弱岩溶岩层。根据岩性组合特征，大致可分为强岩溶岩组（茅口组P1m微晶灰岩）、弱岩溶岩组（栖霞组P1q含炭质灰岩）、极弱岩溶岩组（大冶组第壹段T1d1下部炭质岩、硅质岩夹薄层泥质灰岩以及长兴组灰岩）、非岩溶岩组（大隆组P2d炭质岩、硅质岩）。
其中库盆极弱岩溶岩组和非岩溶岩组大面积出露，占90％之上，岩溶不甚发育。强岩溶岩组（茅口组P1m灰岩）连续出露的库首峡谷断以及左岸1050m高程之上的陡坡地段，岩溶发育具以下特征：①岩溶发育具方向性、②岩溶顺层发育、③岩溶发育具分带性。库坝区岩溶发育特征表明，地层岩性及其组合对岩溶发育具控制作用，质纯的茅口组灰岩分布区岩溶相对发育，而炭质以及酸不溶物质含量较多的栖霞组则不甚发育；其次，构造对岩溶发育具有重要影响，决定了岩溶发育的方向和趋势。水库区岩溶总体上不甚发育，所发现的岩溶形态主要有岩溶管道系统（1个）、溶洞（1个）、落水洞（10个），且大部发育于库首段峡谷左岸壹带。
区内地下水类型有松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三种类型，以岩溶水为主，区内出露的泉点绝大部分为岩溶水。岩溶水可分为岩溶裂隙水和溶洞水，以溶隙泉或溶洞泉出露，流量分别为0.1～0.5L/s、1～40L/s；赋存于灰岩类岩层中，受大气降水以及其它地表水和地下水补给，沿基岩裂隙以及岩溶管道运移，向云龙河排泄。地下水的水质受岩性和循环条件制约。工程区出露的二叠系下统茅口组（P1m）、栖霞组（P1q）等碳酸盐岩中地下水水化学类型为硫酸钙镁钠型，对砼没有腐蚀性。大隆组（P2d）碎屑岩中地下水重碳酸硫酸钙镁钠型，对砼有弱－中等溶出型以及酸性腐蚀。 3．水库渗漏分析
云龙河发源于川、鄂交界的横槽，自北向南流经板桥、沐抚，在大河片电站上游约300m注入清江，全长32.2km，谷底高程720～1300m。水库位于谷底高程840－970m段的上洋河坝－青堡河约6km的河段。水库区云龙河俩岸山体雄厚，无回水支流，俩岸地表分水岭宽4000～6000m，地面高程1500m之上，地形上具良好的封闭性。水库地处沐抚背斜的北西翼，库区地层呈单斜构造，整个水库且无相对隔水层封闭。组成水库库盆的地层均为三迭系下统大冶组第壹段（T1d1）下部和二迭系上部长兴组（P2c）、大隆组（P2d）地层，以碎屑岩为主夹碳酸盐岩，区域上属极弱－非岩溶岩组，可视为相对不透水岩层。水库区专项地质调查表明，该相对不透水岩层连续完整，且无区域性断
（建筑工程管理）云龙河水电站工程地质问题研究精编
