库这一广大地区,为一复杂的扭动构造——临湘山字型构造。山字型构造的前弧展布在杨林山、路口铺、临湘、羊楼司、赵李桥、五洪山一带,弧顶在临湘五里碑。
临湘向斜以临湘为中心,东西弧形延伸,向斜的核部由志留统黄绿色粉砂质页岩组成,两翼为奥陶——震旦纪及冷家溪群地层。由于断层的破坏,地层出露不全。
区内断层以走向断层为主,主要断层有:磨盘底断层、茶庵岭断层、鸿鹤岭断层、斯桥——羊楼司断层,它们多断在震旦纪与元古界之间,断层带内为碎裂岩、糜棱岩,具挤压成扁豆状鳞片状。其中文修桥断层长3.5Km、雷家冲断层长4.5Km、磨盘底断层长6Km、茶庵岭断层35Km、鸿鹤岭断层长3.5Km、斯桥——羊楼司断层长25Km,而且茶庵岭断层1954年曾发生4.4级地震,等震线长轴与断层一样。
场区位于中生代及新生代构造区内,区内褶皱紧闭,构造应力以南北向压应力为主,区内走向断层,规模比较大,而且断层局部挽进期有一定活动性,形成近期历史最新地震,地震震级较底。综上,区内断层均为中生代断层,断层胶结良好,挽近期有一定活动,但规模较小,距场区有一定距离,近期未发现其它活动迹象,资料显示自喜山运动以来,区内断裂活动相对微弱,故认为场区地壳相对基本稳定。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),本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,地震基本烈度为6度。
2.4 区域水文地质条件
从场区地下水储存、运移介质来看,场区地下水可分为基岩裂隙水及孔隙水两种,现分述如下:
基岩裂隙水:主要储存在志留系系中统中厚~薄层状泥质粉砂岩、粉砂质页岩地表强风带张开性裂隙中,受节理裂隙发育规模、连通性制约,地下水储存空间有限,地下水活动相对较缓慢。地下水接受大气降水补给,常在山坡、山脚处,以裂隙性泉水流出地表。
孔隙水:主要储存于第四系残坡积、冲积堆积层中,如左右两岸缓坡及山脚下残坡积堆积体,以及现代河床冲积砂卵石、粉质粘土,堆积体各种孔隙、空隙体积随土类性质变化较大,地下水储量及渗透性也随之变化较大。一般残坡积层、冲积粉质粘土层地下水储量有限,渗透性微弱,冲积砂卵石层中地下水储量较大,地下水运移活跃。
地下水的化学特征:基岩裂隙水多为硫酸根钙、镁型,孔隙水多为重碳酸钙、镁型,地下水水质优良,无污染,对混凝土无侵蚀性。
3 、 库区工程地质条件
3.1 地质概况
水库区位于东南至北西向河谷中,左、右岸为中低山区,山体宽厚,山顶高程110~120m,山顶浑圆,岸坡平缓。区内山脉走向近于南北向,与区域构造线一致,为幕阜山中高山区与冲积岗地过度区余脉。坝址以上主河道长3.0km左右,河床比降为7.0‰,水库控制流域面积为3.0km2,库区沟谷不发育,植被覆盖率较高。
库盆及岸坡由志留系中统坟头群泥质粉砂岩、粉砂质页岩组成,现代河床沉积有第四系冲洪积层,下部为砂卵石层,上部为粉质粘土。库岸低洼处常覆盖薄层残破积层,由含砾粉质粘土、粘土构成。
库区位于荆泉山倒转向斜北翼正常翼,地层产状产状165°∠30°,南翼地层产状产状S、SE倾∠40°~67°,轴线走向NEE70°~80°。核部由二叠系至泥盆系地层构成,翼部由志留系地层构成。 3.2 工程地质评价
(1)水库渗漏
库周山体雄厚,山顶浑圆,地表高程较高,不存在低于水库正常高水位的邻谷,库岸、库底均为相对不透水的泥质粉砂岩、砂质页岩等陆源碎屑岩系列组成,岩体完整,节理裂隙短小闭合、连通性差,岩体透水性微弱,水库不存在渗漏问题。
(2)库岸稳定
水库左、右两岸由志留系中统坟头群泥质粉砂岩、砂质页岩等岩性组成岩质岸坡,岩层倾向东南,倾角35°~50°,岩层褶皱构造稍有发育,层序正常,,结合紧密,局部发育少量小规模断层,岩体相对较完整,岩体抗风化性能强较低。
整个库岸无大规模、连续性的不利结构面组合,岸坡稳定,水库运行多年,水库周边未发现大的崩塌、滑坡等影响库岸稳定的不良地质现象,水库库岸基本稳定。
(3)水库淤积
库岸地形坡度较缓,植被覆盖率极高,地层岩性以泥质粉砂岩为主,岩石抗风化性能较差,地表覆盖全新统残坡积层,可供水土流失的陆源碎屑较多。在雨季,地表溪流将会造成一定的水土流失,是水库淤积的主要物质来源,但体积不大。
(4)水库浸没
库岸岸坡30~40°,多为岩质边坡,残坡积层分布较高,库区不存在浸没问题。
4、坝基工程地质条件及评价
4.1坝基地质概况
1)地形地貌
坝址区为中低山及丘陵岗地,河流自东南向北西流入本区,坝址正位于东南向河段上,坝址上游为中低山区,地表坡度约为40°~60°左右,山顶高程110~120m左右。坝址下游为丘陵岗地,地
面起伏不平。区内河谷、沟谷宽阔,两岸岸坡平缓,正常蓄水位高程河谷宽350m,河谷宽高比10:1,河谷相对较宽阔。区内中低山区基岩裸露,山顶、缓坡、山脚局部覆盖残坡积层,坝址下游分布厚层残坡积及冲积层。
2)地质构造
坝址区位于荆泉山倒转向斜正常翼,正常翼(北翼)地层产状产状165°∠35°,轴线走向NEE70°~80°。
坝址区出露基岩为志留系中统坟头群中厚~薄层泥质粉砂岩、砂质页岩,岩层层序完整,无任何次级褶皱、揉皱发生,岩体呈单斜状。 右坝肩基岩裸露,坝顶以上坡高10m左右,岩层产状165°∠35°。地质测绘发现右坝肩无任何断层及褶皱发育,发育两组节理及裂隙,描述如下:
一组:产状45°∠75°,延伸1~2m,闭合状,线密度5~10条/m。
二组:产状140°∠85°,延伸2~3m,闭合状,线密度5~10条/m。
岩体发肩两组节理,呈共轭关系,均呈闭合状,延伸长度均小于3m。
3)地层岩性
(1)冲洪积层(Q4a1+p1)
该层分布在现代河床上,由砂卵石组成,组成物质主要为卵石夹砂及冲积泥土,该层厚1.0~6.0m,水库筑坝时,此层未全部清除。