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0引言
水利工程壩址選擇，應積極開展工程地質勘察工作，通過大量有效的勘察數據，結合地形地貌、地質構造等條件，全面了解區域工程地質條件和水文地質條件，使壩址選擇在地質條件比較優越的地段，同時應該遵循效益最大、整體和綜合考慮原則。
1工程概況
洪關苗族鄉地處播州區的西北部，距離遵義市中心城區60km，結合洪關集鎮、周邊農村人畜及旅游等用水現狀及需水分析，現狀供水水源遠遠不能滿足至2030年的需水要求，供需形勢嚴峻。若不修建新的供水水源工程增加供水能力，區域內集鎮、農村人畜及旅游用水安全將受到嚴重威脅，區域經濟社會發展將受到嚴重制約。因此在該區水庫建設非常必要，而且刻不容緩。為此結合前期規劃資料，以及詳細的現場工程地質測繪、鉆探、物探等勘察手段，對沙田壩及匯口兩壩址是否具備建壩條件進行詳細分析比較。
2.1匯口壩址工程地質條件2.1.1地形地貌該壩址位于兩岔河與巖腳溝匯口長約300m的河段，兩岔河總體流向為N17°W，左支溝巖腳溝在匯口段總的發育方向為S83°E。壩址河段河床高程1239.0～1247.0m，平均比降約3.1%，總體較平緩，河床寬2～6m，河水面寬一般1～3m，河水深0.2～1.0m，河床沿線無大的跌坎及深潭分布。壩址區地形以斜坡為主，局部為緩坡或階梯狀臺地地形，臨河山頂高程在1278.0m以上，相對高差＞35m，河谷淺至中切，從上游至下游河谷逐漸開闊。設計正常蓄水位1265.50m時河谷寬約150m。區內基巖多裸露，巖層產狀N72～78°W/NE∠17～22°，總體傾下游微偏右岸［1］。
2.1.2地層巖性壩址出露的地層主要為寒武系下統金頂山組下段(∈1j1)粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖、上段(∈1j2)瘤狀含生物碎屑粉砂質灰巖夾泥巖及清虛洞組(∈1q)灰巖、白云質灰巖。第四系(Q)沖洪積砂卵礫石夾砂質黏土及殘坡積黏土、含碎石黏土，根據鉆孔資料，河床Qapl砂卵礫石層最深10.5m，兩岸及巖腳溝埡口Qedl最深16.2m。
2.1.3地質構造壩址區無斷層發育，巖層產狀總體穩定，為N70°～75°W/NE∠20°～25°，區內構造以裂隙為主，根據野外地表實測統計，壩址區主要發育3組裂隙，Ⅰ組:產狀為N2°～5°W/NE∠85°～88°。Ⅱ組:產狀為N60°～65°W/SW∠68°～73°。Ⅲ組:產狀為N35°～45°E/NW∠72°～76°。壩址裂隙以陡傾角為主，裂隙面多張開，局部充填黏土，受裂隙組合切割，強風化帶巖體較破碎;而在河床段裂隙多閉合，延伸較短，弱發育，巖體完整性總體較好。
2.1.4物理地質現象壩址區主要出露∈1j1粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖，∈1j2瘤狀含生物碎屑粉砂質灰巖夾泥巖及∈1q灰巖、白云質灰巖，受構造裂隙切割及溶蝕影響，一定深度內巖體結構受破壞較為強烈，同時受巖性及地形控制，巖體完整性也存在分段差異:粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖弱風化以下巖體完整性較好，但強度較低;灰巖、白云質灰巖強風化層一定深度內裂隙切割及溶蝕發育，巖體完整性較差，弱風化層下部巖體完整性較好，強度較高。左右岸巖體強風化下限埋深3－5m，弱風化下限埋深14－16m，河床巖體強風化下限埋深2－3m，弱風化下限埋深12－15m。此外，經現場勘測，岸坡無大的卸荷體發育，自然邊坡現狀穩定性總體較好。
2.1.5水文地質壩址區碎屑巖和碳酸鹽巖均有分布，其中金頂山∈1j1粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖為相對隔水層，∈1j2瘤狀含生物碎屑粉砂質灰巖夾泥巖為中等含水巖組，∈1q灰巖、白云質灰巖為中等至強含水巖組，地下水類型主要有孔隙水、溶洞裂隙水和基巖裂隙水三種類型。根據勘探成果資料及地表水文地質調查，左岸鉆孔終孔水位1223.31m，低于河床高程(1243m)約19.7m;河床鉆孔終孔水位1218.74m，低于河床高程約24.3m;河床上游鉆孔終孔水位1225.10m，低于河床高程約20.8m;右岸鉆孔終孔水位1240.82m，低于河床高程約2.2m;右岸斜坡段鉆孔終孔水位1238.20m，低于河床高程約4.8m。由上述鉆孔水位分析可知，壩址河床及兩岸地下水位均低于河床地面高程，且均位于∈1j1層基巖中，左岸地下水位比河床地下水位略高，坡降約3.5%，右岸地下水位比河床地下水位高，坡降約18%。總的來說，壩址河谷及兩岸∈1j2瘤狀含生物碎屑粉砂質灰巖夾泥巖受裂隙切割、風化作用影響強烈，第四系覆蓋層深厚，而第四系覆蓋層透水性強，經壩區鉆孔揭露，未見穩定的地下水位，加之河床及兩岸地下水受下游∈1q層巖溶槽谷地下巖溶管道襲奪，壩區地下水位總體低平，而在遠離∈1q層的河床上游，地下水位與河水位基本持平。透水特征:兩岸覆蓋層至強風化巖體透水性強，弱風化巖體完整性相對較好，透水率多＜10Lu;河床強風化層及弱風化層上部巖體完整性較差，透水率多＞20Lu，弱風化層中下部巖體完整性較好，透水率多＜10Lu。根據壩址區鉆孔透水率統計，壩址巖土體以中等透水性為主，占試驗總段數的59.7%。壩址地表水(河水)對水工建筑物混凝土無一般酸性型、碳酸型、鎂離子型、硫酸鹽型等腐蝕，存在中等重碳酸型腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋無氯鹽腐蝕性。
2.1.6水庫滲漏庫區左、右岸及庫尾分別存在高爐溝和馬家溝等鄰谷，與庫區對應鄰谷河床高程均低于正常蓄水位。其中距水庫最近的高爐溝距離水庫約為1.4km，其它沖溝距水庫均較遠，山頂高程均在1280m以上，且庫盆范圍內均為∈1j1相對隔水層分布，同時該段庫區無單薄分水嶺和斷層構造切割，故水庫蓄水后，庫區中至尾部不存在庫水向周邊低鄰谷滲漏的問題。庫區兩岸除庫首存在單薄分水嶺及巖腳溝埡口外，其余庫區地形山體總體雄厚，地形封閉條件總體較好。但庫首及擬建大壩兩岸覆蓋層較深，基巖風化作用強烈，巖體完整性較差，水庫蓄水后存在庫水沿庫首兩岸覆蓋層及強風化帶滲漏問題，但經一定的工程措施處理后具備建設條件［2］。
2.2沙田壩壩址工程地質條件
2.2.1地形地貌沙田壩壩址距下游穿洞進水溶洞K2約200m，壩址河流流向N10°W。整個庫區位于一由東向西發育的巖溶槽谷內，谷底即為主河道—洪關河，庫區河床高程1221.0～1241.0m，總體地勢西高東低，河床常年為干谷，僅在暴雨季節及持續降雨后地表方可見些許明流，但時隔不久(一般1～2d后)河流就會干涸并斷流。臨河兩岸總體為斜坡至陡坡地形，山頂高程均在1291.0m以上，相對高差最大70m，河谷淺至中切，不存在低矮埡口分布，庫區地形封閉條件總體較好。在設計正常蓄水位時水面寬約30～220m。區內基巖多裸露，巖層產狀N72°～78°W/NE∠18°～20°，傾左岸偏下游。
2.2.2地層巖性區內主要出露寒武系下統金頂山組(∈1j1)、清虛洞組(∈1q)及中統高臺組(∈2g)等地層，其中∈1j1分布于庫區右岸，巖性主要以粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖等碎屑巖為主，弱風化巖體為相對弱透水層及隔水層;庫盆及左岸主要出露∈1q、∈2g灰巖、白云質灰巖及泥質白云巖等碳酸鹽巖地層，尤其是庫盆大面積出露∈1q地層，為強巖溶及強透水巖層。河床Qapl砂卵礫石層最深1.5m，兩岸Qedl最深2.5m。
2.2.3地質構造壩址區無斷層發育，巖層產狀總體穩定，為N70°～75°W/NE∠18°～20°，區內構造以裂隙為主，根據野外地表實測統計，壩址區主要發育2組裂隙，Ⅰ組:產狀為N5°～10°W/NE∠75°～80°。Ⅱ組:產狀為N50°～55°W/SW∠65°～68°。壩址裂隙以陡傾角為主，一般在兩岸坡較發育，裂面多張開，且延伸較長，裂隙面多張開，局部充填黏土，受裂隙組合切割，強風化帶巖體較破碎;而在河床段裂隙多閉合，延伸較短，弱發育，巖體完整性總體較好。
2.2.4物理地質現象壩址區主要出露∈1j1粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖，∈1q灰巖、白云質灰巖，∈2g白云巖、泥質白云巖受構造裂隙切割及溶蝕影響，一定深度內巖體結構受破壞較為強烈，同時受巖性及地形控制，巖體完整性也存在分段差異:粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖弱風化以下巖體完整性較好，但強度較低;灰巖、白云質灰巖強風化層一定深度內裂隙切割及溶蝕發育，巖體完整性較差，弱風化層下部巖體完整性較好，強度較高。左右岸巖體強風化下限埋深3～5m，弱風化下限埋深10～12m，河床巖體強風化下限埋深2～3m，弱風化下限埋深8～10m。此外，經現場勘測，岸坡無大的卸荷體發育，自然邊坡現狀穩定性總體較好。
2.2.5水文地質壩址區碎屑巖和碳酸鹽巖均有分布，其中金頂山組下段(∈1j1)粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖為弱含水相對隔水層，清虛洞組(∈1q)灰巖、白云質灰巖為強含水巖組，高臺組(∈2g)白云巖、泥質白云巖為中等含水巖組，地下水類型主要有孔隙水、溶洞裂隙水和基巖裂隙水三種類型。根據勘探成果資料及地表水文地質調查，通過庫壩區鉆探揭露，庫區穩定地下水分布高程較低，根據左岸鉆孔揭露地下水埋深120.5m，穩定地下水位高程1163.0m，低于河床高程(1223m)約60m;河床鉆孔揭露地下水埋深在河床以下約52m，穩定地下水位高程1171.0m，且在鉆進過程中塌孔、垮孔現象明顯，孔壁極不完整;右岸鉆孔揭露地下水埋深102.8m，穩定地下水位高程1179.2m，低于河床高程(1223m)約43.8m;由上述鉆孔水位分析可知，壩址河床及兩岸地下水位均低于河床地面高程，且均位于∈1q層基巖中。左岸地下水位比河床地下水位低約8m，右岸地下水位比河床地下水位高約8.2m，左岸存在明顯的地下水位低槽帶。壩址地表水(河水)對水工建筑物混凝土無一般酸性型、碳酸型、鎂離子型、硫酸鹽型等腐蝕，存在中等重碳酸型腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋無氯鹽腐蝕性［3－5］。
2.2.6水庫滲漏沙田壩河段及下游一定范圍常年為干谷，僅在暴雨季節及持續降雨后地表方可見些許明流，但時隔不久(一般1～2d后)河流就會干涸并斷流，經巖溶水文地質調查，∈1q地層巖溶極其發育，庫區90%以上的巖溶形態均發育于該層內，庫區巖溶洼地、落水洞呈串珠狀分布，且發育規模較大，庫尾明流在進入該地層后即通過地表巖溶洼地下潛，最后排泄于壩址下游約6km處的流水巖出水溶洞K6(高程1115.0m，流量80～200L/s)，根據區內地下水補排關系，庫壩區及下游閉流區面積為27.4km2，與區內地下水量級總體匹配，故流水巖出水溶洞K6為庫壩區∈1q地層內地下水最低排泄基準點。前述可知，鉆孔揭露穩定地下水位高程并結合下游流水巖出水溶洞K6排泄基準點的出逸高程推測，庫區∈1q巖溶層內地下水位總體低平，平均比降在1%左右，且地下水位埋深存在向左岸遞增的趨勢，側向侵、溶蝕現象明顯。另根據壩區物探測試成果，壩址河床以下50m深度范圍內存在溶蝕異常區，且庫區與庫尾低鄰谷沙壩溝之間地表分水嶺以下60m深度內均可見明顯溶蝕異常區，推測庫尾分水嶺高程在1180～1210m之間，分布高程同樣較低。因此，庫區在∈1q地層巖溶水文地質條件極為復雜，巖溶發育程度較高，地下水位低平，沙田壩河谷為一懸托型河谷，水庫蓄水后存在向下游及庫尾鄰谷沙壩溝的深層滲漏問題，理論上雖存在防滲的條件，但防滲工程量巨大，處理難度大，據初步測算其防滲帷幕灌漿進尺將高達12萬m，單就防滲處理來說其投資就可能達到7000余萬，投資巨大，即便如此也仍然存在較大的風險，可靠性低，不確定因素較多，不宜建壩成庫。且根據庫區巖溶洼地及落水洞的發育規模分析，庫盆蓄水后還存在巖溶塌陷災害的可能性。
3結論
通過上述兩壩址工程地質條件論述，沙田壩壩址河段位于東西向延伸的寬緩巖溶槽谷內，兩岸地形基本對稱，河床及兩岸主要出露∈1q灰巖、白云質灰巖等可溶巖層，具備建壩條件，但該區巖溶強發育，地下水位總體低平，平均比降在1%左右，且地下水位埋深存在向左岸遞增的趨勢，防滲難度及處理工程量較大，且防滲處理后可靠性低，風險高，因此該河段不適宜建設。匯口壩址河谷開闊，兩岸地形不對稱，出露基巖為∈1j1粉砂質頁巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖及∈1j2粉砂質灰巖(壩址區多已風化)，但經一定的工程措施處理后有建柔性壩的條件。在滿足供水要求的條件下，壩高較低，且右岸山體不存在大的滲透穩定問題，雖然在匯口左支溝巖腳溝存在低矮埡口，但經一定的工程措施處理后具備建設條件。因此，選定匯口壩址為本工程的壩址。
參考文獻:
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［4］張俊杰.從工程地質條件對某水庫庫區滲漏的初步評價［J］.資源環境與工程，2020(08):29－30.
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作者:李佩佩 單位:遵義市水利水電勘測設計研究院有限責任公司