1.3　工程地质条件

1.3.1　区域地质条件

1.地形地貌

工程地处大别山主干山脉的北侧,山势由南西向北东渐低,山脉和河道走向受区域构造影响,大多呈NWW和NE走向。坝址以上流域范围为中、高山区,山峰高程多在500.00m以上,最高峰白马尖高程1774.00m。水库库区和坝址所在的山区,四周群峰簇拥,山体雄伟厚实,库周两岸山脊一般都高出河底200～300m以上,河流与冲沟切割剧烈,两岸谷坡较陡,坡角一般在30°以上,局部达50°以上,坡积覆盖层一般厚0～2m。河床近代冲积物零星浅薄,只在河流拐弯的凸岸一侧,由1～3m厚漂石、砂卵石组成狭长滩地。

2.地层岩性

大别山主干山脉的中、高山区,出露前震旦纪的地层,为由片麻岩和古老花岗岩类等组成的杂岩系;后期燕山运动时期侵入的岩浆岩系,如库区大面积出露的白马尖岩体,岩性有细粒二长花岗岩、细粒花岗岩和细粒花岗闪长岩等。

3.地质构造

大别山区基本上属于一个长期隆起的正构造单元,震旦纪以前受隆起作用生成一巨型NW向复背斜构造,并产生强烈的区域变质和不同规模的基底断裂,中生代以来以断裂运动为主,岩浆活动明显,形成以NE、近EW向为主,其次为NW和近SN向的断裂构造。

4.地震基本烈度

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),该工程所在地区的地震动峰值加速度为0.1g,相应地震烈度为Ⅶ度。场地地震危险性分析计算结果表明,在50年超越概率10%的条件下,场地基岩水平峰值加速度为1.447m/s2,对应的场地地震烈度为Ⅶ度。

1.3.2　库区工程地质条件

库区地层由片麻岩和花岗岩及花岗闪长岩构成,库周群山环绕,山体厚实,库区内不存在规模较大的断层或新构造断裂,不具备库水向库外渗漏的地质条件。库岸多为岩质边坡,不存在规模较大、影响边坡稳定的软弱结构面。因此,库周稳定的地质条件较好,也不存在浸没问题。

库内和坝址区无活动性或导水性强的深大断裂通过,与邻谷分水岭山体厚实,岩体本身透水性微弱,不存在水库渗漏及水库蓄水后诱发地震的地质条件,另由邻近的处于同一地质单元的佛子岭和磨子潭水库运行近50年来未发生水库诱发地震类比,水库蓄水后也不致发生水库诱发地震。

1.3.3　坝址区工程地质条件

坝址河床高程约133.00m,河谷底宽80～90m,河床中覆盖层浅薄,厚0.5～2m。左岸白莲崖山头为一鼻形长条山体,山脊高程250.00～290.00m;右岸最高山峰高程551.20m,山体雄厚。两岸岸坡基岩大多裸露,坡度一般30°～45°,局部50°以上,坝线附近地形左陡右缓。坝址两岸山形不甚协调和对称,左岸坝头山体相对偏上游。

坝址区出露地层岩性为前震旦系水竹河组以角闪斜长片麻岩或角闪片麻岩为主的深变质岩,而拱坝坝基部位及两岸山头全为燕山期细粒花岗岩分布,片麻岩及花岗岩新鲜时岩石致密坚硬,单轴饱和抗压强度分别在110MPa和150MPa以上。

坝基所处花岗岩与变质岩接触之下游界线,地表出露从左坝头条形山脊的北坡沿N60°～80°E方向延伸,经河床至右岸下游,渐转至N30°～40°E方向,接触面产状倾向上游,倾角30°～65°,上缓下陡。花岗岩与角闪斜长片麻岩接触带大部分呈混熔接触,或呈混合岩化带,无风化加剧现象,靠近接触带附近的花岗岩一侧局部裂隙较发育。一般透水性弱,局部中等—较严重透水。

坝址断裂构造按其性质和规模可分为断层、挤压破碎带或裂隙破碎带等,一般规模不大,f25为坝区最大的断裂构造,顺右岸坝基上游侧冲沟发育,延伸长度大于150m,断层带宽15～55cm,中心部位有3～12cm较软弱的挤压岩屑、糜棱岩及灰白色高岭土等,其两侧一般为胶结良好的角砾岩及灰绿色蚀变岩,岩石尚坚硬。

坝址区出露的片麻岩主要分布于坝址左岸下游山坡,地表岩石大多已全、强风化,其强风化带底板埋深约4～10m,新鲜岩面埋深约6～15m,局部达20m。而坝基的花岗岩岸坡地表岩石为弱风化,其中高程145.00m以上,弱风化岩带下限埋深一般为6～10m(局部达15m),新鲜基岩面埋深为10～20m;河床表层基岩微风化,新鲜岩面埋深一般仅为2～4m。

坝址两岸及河床坝基花岗岩分布范围相对不透水层埋深一般不超过30～35m。在左岸变质岩内,因裂隙不发育,新鲜岩带内即为不透水或微透水层,相对不透水层埋深一般在15～20m以内。

坝址左岸地下水位埋深,高程170.00m以上一般在23～27m左右,高程170.00m以下在12m以内。右岸地下水位埋深一般在5～15m,与左岸相比,右岸地下水位埋深较浅,变幅较小。地下水类型基本属于HCO3-SO4-Ca-Na(K)水,大部分水样均有溶出型弱—中等腐蚀,个别水样还有碳酸型弱腐蚀。

1.3.4　天然建筑材料

白莲崖水库工程共需砂料约36万m3,混凝土粗骨料及块石料约85.5万m3。

1.细骨料

大坝碾压混凝土采用的细骨料为人工砂,人工砂由微—新鲜细粒花岗岩岩块加工而成,人工砂各项指标基本满足设计要求。水库其他枢纽建筑物以及大坝垫层混凝土细骨料均采用天然砂,砂料主要来源于黑石渡砂砾石料场,少量来源于大坝下游河道料场。黑石渡料场砂料为河砂,含泥量少,砂粒的矿物成分以石英、长石为主,并有少量云母片及磁铁矿砂等,料场储量丰富,开采方便,只是运距较远,砂料质量技术指标以及砂的颗粒级配曲线均在混凝土用细骨料级配标准范围内,细度模数为2.47～3.02;大坝下游河道砂粒粒径偏细,料场较为分散,开采不甚方便,但运距较近,砂料质量技术指标基本满足混凝土用料要求。

2.粗骨料

大坝及坝址区其他枢纽建筑物所用的混凝土粗骨料均采用微—新鲜的细粒花岗岩加工轧制而成。前期勘察阶段,对大坝上游左岸的大黑沟石料场(1号料场)进行过勘察,施工阶段由于石料场征地范围的变化,大黑沟石料场石料方量减少很大,然后又增加了2号、3号料场,并对3个料场均进行了补充勘察,3个石料场总勘察储量以及质量满足设计要求。

细粒花岗岩属块状结构,矿物成分以长石、石英为主,含少量黑云母,岩性均一,坚硬、强度高、耐风化。微风化—新鲜岩块的抗压强度在100MPa以上,干容量为2.59～2.63g/cm3,孔隙率及吸水率平均小于1%,作为常态混凝土用粗、细骨料,细粒花岗岩符合规范要求。根据武汉大学试验研究结果可知,坝址附近及黑石渡砂料不含碱活性物质,水库工程区附近粗骨料也不含碱活性物质。