小坪水库工程地质资料.doc

3工程地质
3.1区域地质简述
3.1.1地形地貌
小坪水库位于横断山脉，属金沙江水系；地势东、北部高，西南部低。最高分水岭拜佛台山顶高程3318m，坝址下游箐口河与金沙江汇口处河底高程约1500m，相对高差约1818m，为高中山深切割侵蚀堆积地貌。
3.1.2底层岩性
二叠系玄武岩组地层分布广，可划分为中、下、上三段，其中：
玄武岩组上段（pβ3），岩性重要为深灰、灰绿色致密状玄武岩，杏仁（气孔）状玄武岩，紫红色凝灰质玄武岩等，厚度大于900m。重要分布于工程区及周边一带。
玄武岩组中段（pβ2）,岩性重要为深灰、灰绿色杏仁状玄武岩为主，夹致密状玄武岩及紫红色凝灰质页岩及凝灰岩灰、灰绿色玄武质凝灰角砾岩，厚度大于1500m。分布于工程区外围稍远处。
玄武岩组下段（pβ1），上部黄绿色杏仁状玄武岩；下部致密状玄武岩；底部紫红、黄灰色细~中粒凝灰质砂岩。厚约124m。仅于程海断裂西侧一带出露。
第四系全新统松散地层大面积分布，残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土，含砾粘土或粘土，分布于坡脚及坡麓坡地带；冲洪积层（al+plQ）漂卵砾石夹砂，分布于河流地带。
3.1.3 地质构造
工程区处在川滇南北向构造带的西南部，位于水库北东侧约8km的程海大断裂为区域性的控制断裂；程海断裂为发震构造带，根据1/400百万《中国地震动参数区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.2g，相应地震基本烈度为Ⅷ，区域构造稳定性较差。
3.1.4 不良物理地质现象
区内山高坡陡，地形切割大，冲、箐沟发育，第四系松散地层分布较广；玄武岩地层风化较强烈，破碎，不良物理地质现象相对较发育。
3.1.5 水文地质条件
区内地下水重要为大气降水补给为主，为入渗—径流型动态，重要赋存二种含水岩组。
（1） 松散地层孔隙含水岩组：重要为第四系全新统残坡积层和冲洪积层，为透水岩组。
（2） 玄武岩类裂隙含水岩组：重要为致密状及杏仁（气孔）状玄武岩等，为相对隔水岩组。
3.1.6 工程地质条件
工程区可划分为四个工程地质岩组：（1）弱风化致密状及杏仁状玄武岩、凝灰质玄武岩、为坚硬岩组；（2）强分化致密状及杏仁状玄武岩，为中档坚硬岩组；（3）强风化凝灰质玄武岩或凝灰岩，为较软岩组；（4）第四系全新统覆盖层均为松散岩组。
3.2 库区
3.2.1 基本地质条件
库区一带均为二叠系玄武岩组上段（pβ3）地层，岩性为致密状玄武岩、杏仁状玄武岩、凝灰质玄武岩等；第四松散地层大面积覆盖全区，岩性为残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土，重要分布于岸坡一带，紫红色含砾粘土或粘土，重要分布于南端库尾一带，冲洪积层（al+plQ）漂卵砾石夹砂，分布于河流、箐沟地带，残坡积及冲洪积厚度一般小于25m。
库区地质构造简朴，总体呈单斜构造，岩层流面产状以320°～20°（倾向NNW及NNE向）∠10°～20°（缓倾角）为主。坝前库区内有—SN走向的断层，长约4km，倾向E，属正断层；坝址区发育3条次生小断层，局部有的褶曲存在。玄武岩地层赋存基岩裂隙水；第四系残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土及冲洪积层（al+plQ）漂卵砾石夹砂松散地层赋存孔隙水，地下补给库水。
库区强风化岩层较厚，岸坡发育冲沟较多，在冲、箐沟入库口一带有较厚的冲积扇（锥）堆积，总的不良物理地质现象不甚发育。
3.2.2 重要工程地质问题
3.2.2.1 邻谷渗漏
水库库盆玄武岩组地层，为相对隔水岩组；据库周泉点分布和井水面高程反映，两岸地下水为高于库水位，水库所在河流为本地的地下水排泄面，属地下水补给库水；库内虽发育一条SN向的断层，但没有贯通分水岭至库外，也未见其他构造破碎带连通邻谷，因此不存在邻谷渗漏。坝址区基岩上部裂隙发育，岩层破碎，存在裂隙型坝基及坝肩渗漏。
3.2.2.2 库岸稳定
库区南北两端地形平缓，坡角小于15°，岸坡较稳定；区内玄武岩流面产哦倾向NNW及NNE，倾角约10°～20°，岩层倾向与水库东西两岸坡多为斜交坡；水库东岸表层多为第四系残坡积覆盖层，制备相对较好，地形坡度较缓，一般小于30°，较稳定；水库西岸坡度较陡，一般约为30°～40°，多为强风化玄武岩，岩层节理产状多为高倾角，无明显的不稳定组合结构面，仅局部岸坡松散覆盖层稳定性较差，有小块坍塌现象，无大的滑坡、塌岸等不良物理地质现象；岸坡总体较稳定。
3.3 枢纽区工程地质条件
基本地质条件
坝址区位于箐口河上游“V”型峡谷段的顶端，坝址河道转弯较窄，呈“∽”型河道；为中高山深切割侵蚀堆积地貌。
坝址区重要出露地层：基岩均为二叠系玄武岩组上段（pβ3）地层，其中：第四层（pβ3-4）灰绿色致密状玄武岩为主，重要出露于右坝肩顶部，厚大于70m；第三层（pβ3-3）紫红色凝灰质玄武岩，出露于左、右坝肩上部，厚约5～10m；第二层（pβ3-2）深灰色致密状玄武岩为主，出露于左、右岸坡及河床底部，厚约50～80m；第一层（pβ3-1）灰绿色杏仁状玄武岩，据钻孔揭露，分布于河床深部，厚大于50m。第四系残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土或砂土夹块碎石，松散，重要分布于岸坡一带，厚度一般3～5m；冲洪积（al+plQ）漂卵砾石夹砂，分布于河床地带，厚度一般小于5m。
坝址区地层呈单鞋构造，基岩流面产状330°～20°（倾向NNW及NNE）∠10°～20°（缓倾角）为主。发育3条小断层：①左坝肩f1
正断层，走向约50°～230°，倾向140°（倾向左岸偏上游），倾角约83°，从新坝轴线ZK11附近通过。②左岸f3正断层，走向约120°～300°，倾向约30°，倾角约85°，从老输水泄洪隧洞陡槽段末端河床延入左岸山体中。③右坝肩f2正断层，走向约120°～300°，倾向约30°，倾向角约60°，从老坝轴线B1#及新坝轴线ZK14附近通过，延入右岸山体中。岸坡总体较稳定；坝址区水文地质条件不甚复杂，两岸地下水补给库水。
3.3.1 隧洞
3.3.1.1 现输水泄洪隧洞
现输水泄洪隧洞位于大坝左坝肩，隧洞一带地层均为二叠系玄武岩组上段（pβ3）地层，整个洞体均穿行于第二层（pβ3-2）深灰色致密状玄武岩中。洞体大部分为Ⅳ类围岩；f1断层附近为Ⅴ类围岩。隧洞衬砌体外围存在空腔及空隙，一直未进行回填固结灌浆解决，形成了集中渗漏通道，洞内外水流已连通；衬砌体强度低，且蜂窝、麻面、空洞、裂隙、架空喷水、滴水现象30多处，空洞体积多在20﹡10*10cm3～60*60*30cm3之间；进口检修闸封堵不严，漏水严重；进、出口闸门启闭困难，工作效率低，应急能力差；闸前淤积严重；出口陡槽效能段下部已冲毁，部分衬砌体边墙底部已掏空。
输水泄洪洞处在病险状态之中，已不能继续正常运营，须进行加固改造解决或新建输水隧洞。
3.3.1.2 新建输水隧洞
新建输水隧洞布设于大坝左岸现输水泄洪隧洞的左侧，洞体穿过地层重要为二叠系玄武岩组上段第二层（pβ3-2）深灰色致密状玄武岩，深部为第一层（pβ3-1）灰绿色杏仁状玄武岩；表层大部分为第四系全新统松散覆盖层，厚一般约1～3m。
发育f1、f2两条小正断层；隧洞进口为Ⅳ类围岩，洞体大部分为Ⅳ类围岩，f1断层带附近为Ⅴ类围岩，出口为Ⅳ类围岩；竖井壁及基础为pβ3-2深灰色致密状玄武岩，强风化、破碎，稳定性较差。末端入河沿线左岸坡为松散坡积覆盖层，稳定性较差。
3.3.1.3 溢洪道
溢洪道布设于大坝右坝肩，为明槽与隧洞结合的方式。
重要出露地层为第四层（pβ3-4）灰绿色致密状玄武岩，第三层（pβ3-3）紫红色凝灰质玄武岩，第二层pβ3-2深灰色致密状玄武岩。表层第四系全新统残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土，重要分布于明槽段岸坡一带，厚度一般小于5m；冲洪积（al+plQ）漂卵砾石夹砂，分布于隧洞出口陡槽段底部河床中，厚度一般为3～4m。
单斜构造，流面产状：倾向320°～20°（NNW及NNE），倾角约10°～20°，总体与右岸坡斜交或反向；发育一条正断层f2，其附近有小坍塌、掉块现象。进口倒坡段及库岸段：岸坡基本稳定；明槽段：局部覆盖层较厚，受f2断层影响，断层带附近岸坡稳定性较差。隧洞段：基本为Ⅲ类围岩，隧洞进口前右岸坡发育一条箐沟，需做一定的解决措施。隧洞进口弱风化基岩裸露，进洞条件相对较好；出口为Ⅳ类围岩；挑流底部河床段：右岸坡及下伏基岩为（pβ3-2）深灰色致密状玄武岩，弱风化，抗冲刷性能较好。表面冲洪积漂卵砾石夹砂及顺河左岸坡积（dlQ）块碎石夹砂土松散覆盖层，抗冲刷姓差。
3.4 出险加固设计Ⅳ方案工程地质
3.4.1 第Ⅳ方案坝轴线工程地质
小坪水库大坝位于箐河口的上游“V型峡谷段的顶端，坝址河道转弯较窄，呈“∽”型河道；现左坝肩为突出的单薄山脊，第Ⅳ坝轴线平行于现状坝轴线往下游移动50m，从坝体后坝坡平台处和左坝肩突出单薄山脊下游侧斜坡中下部通过；左岸坡度约50°～60°，右岸坡度约40°～50°。第Ⅳ坝轴线距新坝轴线（本次勘测工作轴线）
30m，起工程地质条件基本相同，据钻孔29段注水实验表白，整个坝体渗透系数K=6.9×10-3～2.9×10-6cm/s,渗透性不均，以中~弱透水层为主，平均值K=2.3×10-4cm/s，略大于均质土坝规范防渗的规定K＜1×10-4cm/s,。坝基残留残坡积层注水实验渗透系数K=4×4.9×10-2cm/s，基本接近强透水层；坝基残留残冲洪积层注水实验渗透系数K=5.2cm/s,为强透水层；残坡积层和冲击层为大坝重要的渗漏部位。坝基及左右坝肩基岩钻孔20段压水实验透水率q=21lLu～298lu，为中~强透水层，相对隔水层埋藏较深；存在较为严重的坝基坝肩渗漏。
建议：进行真题防渗解决，防渗帷幕底界进入基岩约1～0.75倍坝高做悬挂式防渗；两坝肩延伸至正常高蓄水位2188m与地下水位相交点；即左坝肩第Ⅳ方案坝轴线与第Ⅳ方案新建隧洞轴线交点往左延伸约34m，右坝肩第Ⅳ方案坝轴线与新建溢洪道轴线交点往右延伸约29.6m。
3.4.2 第Ⅳ方案新建输水隧洞轴线工程地质条件
第Ⅳ方案新建输水隧洞布设于大坝左岸现输水泄洪遂洞左侧，剖面方向273°34′，直线洞，平距长约334.02m（下同），无压隧洞，洞径2m，进口底板高程2164.8m，底坡1/50，其中5#～16#+0.84m为进口明槽段，长约18.14m；16#+0.84m～69#+1m，长约244.00m；69#+1m～98#为出口明槽陡坡段，长约71.98m，坡度25°；拟于33#～34#桩附近设竖井。
重要出露地层均属二叠系玄武岩组上段第二层（pβ3-2）深灰色致密状玄武岩，深部为第一层（pβ3-1）灰绿色杏仁状玄武岩。表层大部分为第四系全新统残坡积（el+dlQ）块碎石夹砂土层，松散，一般厚1～3m，局部较厚，推测达5～6m。
流面呈单斜构造，产状：倾向265°350°175°260°15°16°98°80°200°70°f1、f3小断层。断层：走向50°230°140°83°
小断层走向120°300°30°85°
3.5 天然建筑材料
3.5.1 风化料
风化料分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三区。其中Ⅱ料区紧接右坝肩，有用层厚，推荐为主料区；Ⅲ料区运距稍远，作为辅料区；Ⅰ料区重要为右坝肩表部削坡解决弃渣。有用层总储量约34万m3，为设计用量14万m3的2.4倍。
Ⅱ料区：位于大坝右坝肩右侧坡脚一带，运距短约100m。料区地层岩性以二叠系玄武岩组上段第四层（pβ3-4）灰绿色致密状玄武岩为主，岩层节理裂隙发育，强分化，呈散体~碎裂状结构，岩石表部显灰褐色，约1～3m，局部稍厚，平均剥离厚度约2～3m。风化料有用层位玄武岩强风化层中上部基岩，料区以2190m高程为开采底板，水上分台开采，有用层一般厚8～20m。
取FH1、FH2二组大型风化料样，室内常规直剪实验指标入下：
颗分（d）：＞60mm60～20mm20～10mm10～5mm5～2mm＜2mm
实验（%）：42.4733.2312.154.974.372.41
击后（%）：57.4419.818.236.537.99
比重：2.88孔隙比0.482孔隙率32.5％
渗透系数：K=4.89×10-3cm/s
最大干密度：ｒ最大=1.95g/cm3相应最优含水率8.0％
抗剪强度：C=17.95KPaΦ=32.46°
压缩系数Φ1-2=0.09MPa-1，低压缩性，良好级配砾。
类比宾川县花桥水库风化料FH3大样，实验成果重要指标如下：
颗分（d）：＞66mm60～20mm20～10mm10～5mm5～2mm＜2mm
实验（%）：20.6568.318.990.870.460.72
击后（%）：52.6029.7910.445.451.72
比重：3.00孔隙比0.508孔隙率33.7％
渗透系数：K=1.70×10-2cm/s
最大干密度：ｒ最大=1.99g/cm3相应最优含水率5.3％
抗剪强度：C=17.70KPaΦ=32.46°
压缩系数a1-2=0.06MPa-1，为不良良好级配砾。
按SL251—2023《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》土石坝坝壳填筑砂砾料质量指标表A.1.3评价，粒径d＞5mm砾石含量略偏高外，其余指标基本满足规范规定。
Ⅲ料区：
作为辅助料区紧接Ⅱ料区，运距约300m以内，地层岩性以二叠系玄武岩组上段（pβ3）灰绿色较密状玄武岩为主，强风化带较深。地表被第四系残坡积浅灰、土黄色砂壤土夹碎石层覆盖，厚一般1～3m，局部较厚。
料区剥离层和有用层情况基本同于Ⅱ料区，剥离层为残坡积层，一般厚1～3m，有用层为玄武岩强风化层中上部基岩，厚一般20～30m。开采底板高程为2190m，水上开采。
Ⅰ料区：
位于右坝肩溢洪道陡槽段右侧上部，言行为灰绿色致密状玄武岩，岩层强风化破碎，为散体~碎裂状，存在岸坡表部坍塌欠稳问题。考虑结合坝肩溢洪道削坡解决，适当开采用料。
料区紧接Ⅱ料区，表层1～2m残坡积层作为无用层剥离层，其强风化层中上部4～12m作为风化料有用层。
施工控制指标必须进行现场碾压实验拟定。严格控制取料、上料质量，开采过程中局部料即使在料区圈定的范围内，但明显不能满足质量规定期，不能上坝。
3.5.2 堆石料
堆石料厂位于大坝（左岸）南侧约900m处，重要为致密状玄武岩、杏仁状玄武岩，期纳至大坝进场公路从料区旁通过直达坝址。料场坡脚场地开阔料区边坡下部相对较缓，约20°，上部较陡，坡度>50°，弱风化基岩大部分裸露，开采条件较好。岩层产状330°～20°∠10°～20°，斜交坡，边坡较稳定。垂直于坡向平均开采厚度约15～20m分台开采，表层局部强风化部分及坡积层为无用层，平均厚约2m，若~微风化深灰色、灰绿色致密（杏仁）状玄武岩为堆石料有用层。有用层储量约61.9049万m3，为设计需要量18万m3的3.4倍，剥离量约9.4171万m3，剥离比0.152。均为水上开采。
类比鹤庆县三锅桩水库堆石料RD2、RD4、RD5三组料样室内实验其重要物理力学指标为：干密度2.2～2.25g/m3，咬合力为46～110KPa，内摩擦角为43.4°～44.4°，压缩模量为52.08～80KPa，压缩系数为0.016～0.025KPa-1。
粘土料
粘土料厂位于库尾东南端山坡凹地中，据坝址区约3.0km，交通条件较好；地形坡度相对较缓，小于15°，开阔，开采较方便；有用层为紫红色韩莎莉粘土或粘土，厚度一般约1.5～4.0m，无用层为表层耕土，平均厚度约0.2m；用平行断面法计算储量，有用层储量约5.884万m3，约为设计需要量2.3万m3的2.5倍，，无用玻璃曾储量约0.41万m3，剥离比为0.07；为水上开采。
取五组粘土料小样（RD2～RD6）做室内实验，其重要实验成果为：粘粒含量：37.87～54.88%（平均44.51%），天然含水率23.19～34.71%（平均27.55%），塑性指标17.4～21.8（平均19.6），渗透系数1.36～2.86×10-6cm/s，（平均1.25×10-6cm/s），击实最优含水率27.4～34.6%（平均30.1%）饱和固结快剪抗剪指标C=15.1KPa，Ф=22.4°，C=24.1KPa，Ф=23.1°（平均C=21.0KPa，Ф=22.3°），压缩系数a1-2=0.232～0.397。
按SL251-2023《水利水电天然建筑材料勘察规程》土石坝涂料质量指标表A.2.1评价，作为防渗体土料用途，渗透系数K满足防渗规定（碾压后<1.0×10-5cm/s），除粘粒含量稍偏高外，其余指标满足规范规定，是较好的防渗土料；也可作为灌浆粘土料；按槽孔固壁土料质量指标表A.2.2评价，仅RD3样品粘粒含量54.88%（规定>50%），塑性指数Ip=21.8（规定>20），二项指标达成技术规定，其余均不满足规范规定。工程区未发现更好的固壁土料，建议固壁土料从祥云拉运。
天然建筑材料勘察一览表
名称
设计用量
勘察有用储量
规范规定
实验指标
备注

风化料

14万m3

34万m3
内摩擦角>30°，压碾后渗透系数>1×10-3cm/s，紧实密度>2g/m3
内摩擦角32.46°，K=4.89×10-3～1.70×10-2cm/s，W优=5.3~8%，ｒ最大=1.95~1.99g/cm3
取二组风化大样，并类比花桥水库大样FH3

堆石料

18万m3

61.9万m3

孔隙率25~27%，摩擦角43.4°～44.4°，干密度2.2~2.25g/m3
类比三锅桩水库RD2、RD4、RD5大样CD三轴实验

粘土料

2.4万m3

5.8万m3
防渗规定：粘粒含量15~40%，塑性指数10~20，压碾后渗透系数<1×10-5cm/s
粘粒含量37.87~54.88%，塑性指标17.4~21.8，渗透系数1.36~2.86×10-6cm/s
取5组小样直剪实验
3.5.4混凝土粗、细骨料及反滤(垫层)料、石料
工程区附近无大的天然河道，无好的天然砂砾料场。据鹤庆县三锅桩水库经验玄武岩难以加工成人工砂砾料；据调查距把制约26km的期纳镇关帝村有一纯灰岩石料厂，现有公路便道直达八只，交通较方便；现有私人开采加工块石、碎石、砂等建筑材料，据据经验其质量能满足水利工程建筑材料规定。另据调查金江桥至太极乡镇府沿江一带有许多人工采砂场。结合工程输水隧洞，溢洪道隧洞开挖及堆石料场开采，可从中筛选出一定数量的8cm以下弱~微风化玄武岩碎砾石。建议：
（一） 混凝土用粗骨料，可进行人工级配，使用筛选出的弱~微风化玄武岩碎砾石。
（二） 混凝土用细骨料，可从关帝村石料场加工拉运灰岩人工砂或从金沙江筛选拉运江砂。
（三） 反滤(垫层)料，按设计级配规定进行人工掺和，粗粒部分可开采用筛选出的弱~微风化玄武岩碎砾石，细粒部分可用关帝村石料场加工拉运灰岩人工砂。
工程区内护坡块石料相对缺少，建议小坪水库工程琥珀材料采用混凝土预制块。
2库区工程地质评述
2.1 区域地质构造
工程区处在川滇南北向构造带的西南部，水库之北侧约8km即为区域性的程海大断裂，走向NNE，倾向W，倾角30°～35°，断层带宽50～100m，属逆断层，为区域性控制断层。程海断裂在程海之北派生有多条断裂，向北延至丽江境内，向南在弥渡东侧被红河断裂阻截，程海、期纳盆地受其控制。坝前库区内有一条SN走向的断层，长约4km，倾向E，属正断层。出了上述断层外还存在一系列的SN向NNE向褶皱构造，少大规模的褶皱和其他方向的构造离工程区较远，裂隙较发育，重要受SN向构造制约，以NNE与NNW两组“X”型共轭裂隙（节理）最为常见。
2.2 库区地质
区域内重要地层岩性为二叠系下统玄武岩组pβ。根据明显的旋回性，可划分为下（pβ1）、中（pβ2）、上（pβ3）三段，库区及向邻近地区都属上段（pβ3），岩性为斜斑玄武岩、玄武质凝灰角砾岩、杏仁状玄武岩、凝灰岩、致密状玄武岩等，未见有其他沉积岩出露，在库盆内有大片的冲洪积砂砾土层分布。
库盆内地质构造简朴，总的呈单斜构造，岩流面倾向NNW至NNE，倾角15°～20°.只有SN向的一条正断层从坝前通过，长约4km，另一些较小的断层偶尔可见，局部有小的褶曲存在，节理裂隙发育，特别以陡倾角的柱状节理最为多见。裂隙中常有泥质充填，裂隙率为2～5﹪，岩体较破碎，裂隙有3组：⑴155°（倾向）∠78°（倾角）、⑵240°（倾向）∠61°（倾角）、⑶100°（倾向）∠83°（倾角）.
水库在金沙江支流阱口河上游，距源头青草丫口约4km，流向南，在坝址区处向右急拐，流向转为正西，而后为南西。同时坝前左岸一支流的流向正北，与河流呈一直线，因此坝前库盆长轴呈南北方向，长3～4km，短轴呈北西方向，长300～500m。坝址在水库的中部，坝址上段河流与水库呈T”形状。坝址区河流忽然变窄，呈“V”峡谷，大坝对岸即水库东岸有许多平行的冲沟，流向正西，大把左右岸即水库西没有相应的冲沟发育，东岸山顶高程2470m，相对高约300m，西岸山顶高程2360m，相对高约200m，坝前库底高程2152～2160m。岸坡75°～40°，底部10°～20°.东西两岸各有一个滑坡，方量分别为10×104m3和2.5×104m3，其中东岸滑坡为正在发展的滑坡。但总的物理地质现象不发育。
水库所在河流为本地的地下水排泄面，两岸裂隙水较丰富，据泉点分布和井水面高程反映两岸地下水略高于库水位。
3坝址区工程地质条件
3.1 地层岩性
坝址区一带均为二叠系玄武岩组上段pβ3），据岩性特点可分为六层，其中第1、3、6层位青灰色致密状玄武岩，层厚10～50m；第2、4层为灰、深灰色杏仁状玄武岩，层厚20～30m；第5层为紫红色凝灰岩，层厚4～6m。岩体表不呈强风化状态，强风化底界埋深20～42m不等。
第四系残坡积层（Qedl）：碎石土，稍密至中密，零星分布于坡脚及山顶缓坡处，厚0.5～3.0m。冲洪积（Qpal）砂卵砾石层：以砂石多见，较松散，分布于坝下及下游河床内，坝上游表层有水库淤积物覆盖，厚1～2m；坝轴线处冲击层被开挖过，但清基不彻底，尚有厚0.5m的砂卵石未被清除。
3.2 地质构造
坝址区为单斜构造，岩层流面产状清楚，但变化较大，总的倾向NW，左岸和右岸倾向330°～350°，倾角12°～20°，右岸上游局部倾向20°，倾角23°。
左右坝肩各有一条正断层，左坝肩F1断层走向40°～50°，倾向SE，倾角83°，断层带宽0.6～1.2m，重要为糜棱岩及断层泥，向上游从坝底下伸向坝内，往下游在坝肩与坝轴线斜交后延伸至左岸山内。在坝肩处另有一条小断层（f2）与之相交，f2走向NNW，倾向SSW，倾角55°。右坝肩也有一断层f1与坝轴线斜交，走向NNW，倾向SEE，倾角60°，规模小。
节理裂隙发育，一般可见到四组，左岸：①倾向140°，倾角55°；②倾向158°，倾角70°，最为发育，线裂隙率达15～20条∕米；③倾向245°倾角70°；④倾向340°，倾角19°。右岸：①倾向45°，倾角82°；②倾向255°，倾角44°，最为发育，线裂隙率达12～15条∕米；③倾向193°，倾角73°；④倾向40°，倾角20°。由于构造节理切割岩体积破碎，多被切割成5～20cm的块状组合，少见30cm以上的块体，钻孔岩芯也多为10cm以下的碎块状，少见有20cm长的短柱状。
3.3 地形地貌
水库所在的阱口河在坝前与其左岸支流交汇后呈90°急拐。阱口河在坝前刘翔南，其支流流向北，两者呈SN向的直线，与坝轴线方向一致，急拐后刘翔西，组成“T”形状。在坝轴线下游河流呈“S”形弯曲后流向呈西南，往金沙江排泄。坝址处及下游河谷呈“V”型峡谷，谷底宽在坝轴线附近20～25m，大坝下游岸坡30°～50°，两岸向对岸高100～130m，岸坡总体稳定，没有发现稍大的现代物理地质现象。坝体上游地形豁然开朗，上游坝脚已在出山口，坝坡与两侧岸坡一致倾向库内，没有向前加坝的自然地形。
3.4 水文地质条件
坝址两岸坝顶高程以上有一层凝灰岩可视为相对隔水层外，其他部位都为裂隙型玄武岩透水岩组，由于岩体十分破碎，强风化底界埋深40m左右，同事两坝肩存在断层及破碎带，因此掩体的透水率（q）都比较大；左岸ZK1孔孔口高程290.776m（比坝顶高5.70m），孔深60.10m，除孔口一段q较小外，其他段q最大=296Lu，小于100Lu的只有5段，孔底q=59Lu；右坝肩ZK3孔孔口深58.45m，基岩内7段实验q最大=266Lu，孔底q=21Lu；河中间ZK2孔孔口深59.55m，坝体以下基岩内5段q在30～106Lu之间，孔底q=35Lu；上述资料表白不管左右两岸还是坝体以下基岩内在一倍水头以内透水率（q）大于5Lu，整个坝基为中档至强透水带。
出了基岩外，坝下河床内还存在厚0.5～2m的啥卵砾石层，据钻孔实验资料其渗透系数K=5.2cm∕s。
据钻孔资料，两岸地下水高于河水，地下水向河床排泄。
3.5 工程地质评价
3.5.1 坝肩及坝基稳定分析
左岸：基岩裸露，覆盖层很薄（1～2m）且植被良好，基岩流面倾向河床，倾角12°～20°，岩石单层厚度大，层理不发育，层间紧密结合。节理裂隙重要发育三组，分别倾向山内或下游倾角较陡（55°～70°），大于自然边坡，裂隙面顺倾向没有临空逸出点。另有一组倾向340°（倾向河床偏下游），倾角19°，但延伸短，不发育，与流面一致。左坝肩有f1与f2相交，倾角83°、55°，上述结构面中只有流面和流面一致的裂隙倾向河床，存在临空逸出点，其他各组都呈陡倾角倾向山内或下游，没有形成不稳定的组合结构，虽然有倾向河床流面，流面倾角只有12°～20°，且面与面之间结合紧密，没有泥质等软弱物充填，因此不会产生滑移，工程运营以来没有出现岸坡失稳现象，总的岸坡是稳定的。
右岸：基岩裸露，覆盖层很薄零星分布在上部缓坡上，且植被良好，基岩流面倾向山内，倾角平缓。节理裂隙重要发育四组，其中一组倾向河床，倾角达72°，远大于岸坡坡角，顺倾向在岸坡没有临空逸出点，其他三组分别倾向山内或下游，另有向山内延伸的f1断层倾向上游，倾角60°。对上述结构面组合分析没有构成不稳定的组合结构，工程运营以来没有出现过较大的滑移现象，只是在坝肩现坝顶高程一单行有层厚约4m的凝灰岩，质地较软弱，表面呈强风化碎片剥落，地表稍内凹，其上风化破碎的玄武岩因失中产生零星碎块塌落，但也没有形成其他不稳定现象，因此右岸坝肩总体上是稳定的。
坝基：由青灰色杏仁状玄武岩（pβ3-2）组成，层厚2～3m，呈强风化状态，节理裂隙发育，岩体破碎，流面倾向右岸，倾角20°左右，流面结合紧密，没有泥质等软弱物充填。节理呈高倾角倾向山内，两高倾角断层自左右坝肩向河床延伸，于坝轴线上游在巴基内相交。据上述各组结构面产状分析，没有形成不稳定的组合结构，同时也不存在软弱面结构，因此整个巴基稳定性较好，即使在加高坝体后没有形成不稳定组合软弱结构面，坝基还是稳定的。
坝下与基岩之间有厚0.5～2m的砂卵砾石层层，其强度可满足土坝规定，也因没有泥质物夹层惹事稳定的，其抗剪强度（28°左右）也可满足40m高的土坝。
3.5.2 坝基及绕坝渗漏
根据钻孔资料，左岸坝肩在高程2190.77m向下60m的岩体内，除了表层10m外，其他岩体的透水率（q）最小为30Lu，最大为298Lu孔底连续两端的透水率为59Lu、74Lu；河中段坝下25m的透水率最大108Lu、最小30Lu，坝下冲击层与基岩接触带透水率达261Lu；靠近右岸坝肩处拔下40m的的透水率最大1266Lu、最小21L。上述透水率资料表白不管是坝基还是两坝肩岩体都属中档至强透水带，因此不可避免的会存在坝基及绕坝渗漏。事实上当库水上升到26m以上后下游坝脚河水边都有明显的渗漏泉点，泉点的多少和流量的大小都与库水位的升降有关，同时坝下冲击层及左岸断层破碎带内的细粒物质有被带走的也许，存在渗透变形破坏。
3.5.3 防渗解决
结合坝体防渗墙位置在墙下左帷幕灌浆解决，防渗帷幕与防渗墙连为一体。两肩帷幕的端点应从坝体加高到设计高度后向两岸延伸0.8～1.0m倍水头，帷幕的底界也应在坝底以下0.8～1.0倍水头，整个防渗帷幕为悬挂式。