1　巴家嘴水库工程概述

1.1　水文、气象、地质条件

巴家嘴水库位于甘肃省庆阳地区西峰市后官寨附近，处于黄河流域泾河支流蒲河中下游的黄土高原地区，控制流域面积3522km2。

蒲河中上游为黄土丘陵沟壑区，沟谷发育，河道陡峻。下游为黄土塬区，地势平坦，流域内植被覆盖较差，黄土裸露，水土流失严重。

库区降雨年内分配极不均匀，暴雨多集中在7～8月，暴雨历时短，强度大。洪水陡涨暴落，实测最大洪峰流量为5650m3/s。

库区属于大陆性气候，年平均温度11℃，全年以1月最低，7月最高，极端最高气温35.1℃，极端最低气温-22.4℃。

水库入库水沙年内分配也很不均匀，基本与降水相一致，7～8月输沙量占全年输沙量的77.3%。与入库洪水过程的尖瘦峰型略有不同，其沙峰退落较为缓慢，实测最大含沙量855kg/m3（1958年）。

整个库区均由黄土下切至白垩系岩石中，河谷狭窄，坝址处河谷宽200～300m左右，为不对称河谷，逆河向上渐宽。两岸谷坡陡峻，上部黄土边坡40°～50°，下部基岩边坡60°～80°。

在库区内，自下而上出露有白垩系（K1）砂岩、页岩，第三系（N）砂砾石及黏土，第四系更新统（Q1～Q4）黄土等。

其中白垩系的岩性按出露高程大体分为三层：第一层为砂质页岩，较坚硬，薄片状，顶部出露高程在1055.00～1057.00m，厚1～3m，顶部常有泉水出露。第二层为孔隙型中、细粒砂岩夹粗砂岩透镜体，巨厚层，层理发育，泥钙质胶结，岩质松软，岩芯破碎，厚20～28m。第三层为浅红色孔隙型中粒砂岩，钙泥质胶结，岩质较软，厚8.5～20m，在高程1085.00m和1083.00m各分布有黏土岩夹层。

岩层倾向SW，倾角1°～3°。砂岩和页岩中发育三组高倾角节理裂隙产状表见表1.1-1。

第三系上新统（N2）主要结构为两类，第一类为红黄色砂砾岩，钙质结核，较密实坚硬，厚0.25～2.0m，分布在基岩面上。第二类为红土，密实成块状，遇水不易崩解，网状裂隙发育，底面高程1092.50～1096.50m，层厚1.30～18m不等。

第四系下更新统黄土（Q1），为黄土质壤土及砂壤土，较紧密，干容重大于1.50g/cm3，渗透系数1×10-5～9.67×10-5cm/s，不具沉陷性，厚16～20m，底部高程1102.00～1120.00m。中更新统黄土（Q2），为黄土质重壤土，较紧密，均以含粉粒为主，有钙质结核和少量黑斑，中夹黄红色壤土十多层，有钙质结核成层现象，干容重小于1.50g/cm3，渗透系数1.23×10-5～9.04×10-5cm/s，一般为二级沉陷，厚50～65m。上更新统黄土（Q3），以含粉粒为主，疏松有虫孔管状孔隙，有垂直节理，覆盖于梁峁顶部，厚20～30m。全新统河流冲积黄土质壤土（Q4），较疏松，岩性变化较大，底部常有砂砾石，平均渗透系数6.48×10-4cm/s，主要分布在河漫滩及一二级阶地。

潜水和承压水分布情况如下：

第四系底部埋藏有孔隙潜水，沿基岩面溢出，建坝前右端有出露。基岩孔隙潜水埋藏于砂岩中，孔隙潜水受第四系孔隙潜水补给，下部页岩为相对隔水层，潜水在南小河沟及坝下游左岸岸坡有群泉成滴状流出。据钻孔资料，在高程1050.00m以下，基岩中埋藏有两层承压水，含水层为砂岩，相对隔水层为页岩，形成承压水。第一层顶板高程1022.00～1025.00m，厚4.55m，承压水头为32.25～33.85m，单位涌水量q＝12L/min；第二层顶板高程986.00m，高出河床地面37.1m，承压水头为106.6m，单位涌水量q＝11L/min。

（1）坝址处地质情况。河床坝基发育一级台地，在坝轴线线处河床宽约210m，河滩台地高程为1050.00～1052.00m，主要由5～12m的亚砂土组成，并含粉砂透镜体和砂砾石透镜体。在上游坝脚处下埋藏有厚1～3m的泥炭土，富含腐殖土。亚砂土下为砂页岩互层。亚砂土的物理力学指标见表1.1-2，从表1.1-2中可看出该亚砂土具有湿陷性。

右岸砂岩出露高程1057.00～1078.00m，在坝轴线处高出河床19m，上游坝脚处为23m，至下游坝脚处则为黄土覆盖。基岩之上有一层厚0.75～1.5m的砂卵石层，渗透系数为3.3×10-3cm/s，属中等透水。该层之上为第四纪更新统黄土、红黄土堆积物，有垂直节理及管状孔道，黄土岸坡坡度为45°～60°，基岩坡度约80°。右岸岸坡黄土物理力学指标见表1.1-3。岩体渗透系数最大为5×10-2cm/s，一般为2×10-3cm/s。

左岸坝肩在河床以上高46m（高程1097.00m以下）范围内均为砂岩，基岩之上为红色亚黏土，厚约4m，再上为黄土类亚黏土。岩层节理发育，因风化、卸荷作用，表层岩体破碎，风化厚1～3m，从地表向下14m，透水性较强，渗透系数基本同右岸。红色亚黏土黏粒含量约为60%，呈块状，坚硬，透水性极弱，土中富有钙质结核。基岩坡比为1∶0.5。

（2）泄洪输水建筑物地质情况。泄洪输水建筑物各洞线主要位于第二层中细粒砂岩中，该层位于页岩之上，分布高程为1082.50～1086.00m，斜层理发育，钙泥质胶结，岩性松软。矿物成分以石英为主，长石次之。

隧洞区埋藏基岩孔隙—裂隙潜水和下部承压水。潜水水位在洞身下部，以库水补给为主，沿页岩隔水层自上向下以降泉形式排泄。