摘 要:該水電站地處青海省祁連縣縣城。論文以水電站庫區(qū)為研究對象,分析了其區(qū)域地質(zhì)條件,探討了其庫區(qū)及壩址區(qū)工程地質(zhì)條件,并結(jié)合相關(guān)研究結(jié)論及提出了合理建議。
關(guān)鍵詞:水電站 工程地質(zhì)條件 研究
1 研究背景
該水電站地處青海省祁連縣縣城八寶鎮(zhèn)高塄村,位于八寶河下游河段。樞紐位于祁連縣城東南方約10km處,省道304線沿八寶河左岸從電站旁經(jīng)過,對外交通較為便利。
工作區(qū)地處高寒山區(qū),屬大陸性氣候。氣候特點表現(xiàn)為:地勢高峻空氣稀薄,太陽總輻射強;氣溫分布差異大,垂直變化明顯;冬季漫長寒冷,夏季短促、涼爽;降水地區(qū)分布差異顯著,季節(jié)變化大,降水日數(shù)多;春季受強大西北氣流影響,空氣干燥,多大風。據(jù)祁連氣象站觀測資料,多年平均氣溫0.7℃,極端最高氣溫30.5℃,極端最低氣溫-39℃。本研究的主要目的是在選定的規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上,進行庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查,論證水庫的建庫條件,對影響方案的工程地質(zhì)問題及環(huán)境地質(zhì)問題作出評價。
2 區(qū)域地質(zhì)概況
工作區(qū)地處高寒、高海拔地區(qū),地形地貌類型以高山峽谷為主,山脈總體呈NWW—SEE向延展,海拔均在3000m～4000m,相對高差500m～1000m,河谷切割嚴重,受構(gòu)造和洪積扇擠壓河道等因素影響,河流彎彎曲曲,但總體走向呈NWW向,兩岸植被發(fā)育較好,森林密布,基巖出露相對較少。河谷兩岸發(fā)育有不對稱的侵蝕堆積階地和基座階地。工作區(qū)出露的地層主要有寒武系(侃)砂質(zhì)板巖夾千枚巖、白堊系(K)中粗礫巖夾砂巖及第四系(Q)松散堆積物。
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,水電站場址在大地構(gòu)造單元上歸屬于祁連山地槽褶皺帶北部中段,由一系列總體走向NWW—SEE向的褶皺帶和地槽相間構(gòu)成。展布于工作區(qū)及其周圍的為黑河—— 八寶河復(fù)背斜帶,由寒武系地層組成。區(qū)域上斷裂構(gòu)造較發(fā)育,工作區(qū)處于由NWW—SEE、NE、NW向的斷裂構(gòu)造圍限的梯形段塊內(nèi),其內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育,邊界各斷裂帶自晚更新世以來無新的活動跡象,據(jù)前人研究成果,工作區(qū)屬區(qū)域構(gòu)造基本穩(wěn)定區(qū)。
區(qū)域內(nèi)挽近期新構(gòu)造運動的特征主要表現(xiàn)為間歇性大面積緩慢上升運動和差異性的斷塊運動,地貌上反差強烈,呈斷陷盆地和高聳隆起的山岳相間分布的景觀。八寶河、黑河峽谷切深數(shù)十米至數(shù)百米,發(fā)育有多級基座階地,局部河床基巖出露,河谷岸坡陡直,兩岸低階地不甚發(fā)育。河床覆蓋層亦較薄,這些跡象均反映出區(qū)域上升運動的特征。工作區(qū)附近的斷裂帶自更新世以來,處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。
在工程場址百公里范圍內(nèi),有記載的4級以上的地震10余次,最大震級5級,1958年11月30發(fā)生于距離工程區(qū)較近的區(qū)域斷裂—— 托勒山斷裂帶,震中位于祁連縣城西南約20km。場地外圍遠震對場地的影響均小于7度。
3 庫區(qū)工程地質(zhì)條件
3.1 總體情況
庫區(qū)內(nèi)八寶河河道順直,庫區(qū)范圍限于兩岸河流階地所圍限之區(qū)域內(nèi),庫岸基本為河流侵蝕堆積階地之前緣陡坎。庫區(qū)兩岸河流階地發(fā)育不對稱,右岸為Ⅲ級侵蝕堆積階地,前緣陡坎高出河床10m～15m,坡度65°～89°之間,階面寬度100m～200m,其上為草場。左岸為Ⅰ、Ⅱ級侵蝕堆積階地,前緣陡坎高出河床2m～5m,坡度40°～60°之間,階面寬度500m～800m,其上為松樹林和草場。庫盆周邊地層主要為組成河流階地的第四系沖洪積堆積的漂卵石,次圓狀,分選差。在右岸Ⅲ級階地前緣陡坎之下有少量崩坡積碎石土堆積。河床未見基巖出露,覆蓋層厚度據(jù)壩址鉆孔揭露約7.2m～8.5m,下伏基巖地層為寒武系(ψ)砂質(zhì)板巖夾千枚巖。庫區(qū)內(nèi)無區(qū)域性及較大規(guī)模的斷裂構(gòu)造穿越,地質(zhì)構(gòu)造對庫區(qū)滲漏、庫岸穩(wěn)定等不起控制作用。庫區(qū)兩岸沖溝不發(fā)育。水庫區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為崩塌,發(fā)育于水庫右岸Ⅲ級階地前緣�，F(xiàn)發(fā)育于2＃壩址上游的土質(zhì)崩塌體范圍呈弧狀,長約30m,體積約2500m3。在水庫蓄水后,由于水位抬升將導(dǎo)致直接浸潤、沖刷坡腳,可能產(chǎn)生更大范圍的崩塌。
3.2 主要工程地質(zhì)問題及評價
水庫區(qū)內(nèi)無工礦企業(yè),農(nóng)田果園,兩岸階地以上主要為林地和草場。水庫兩岸地層主要為強透水的碎石土、卵礫類土,庫區(qū)沿岸不存在浸沒問題。庫區(qū)兩側(cè)除壩肩附近為基巖山體外,其余均為第四系松散堆積的強透水層,地下水位平緩,水庫蓄水抬升水位后會產(chǎn)生向兩岸側(cè)向滲漏問題。水庫兩岸岸坡均為侵蝕堆積階地陡坎前緣,現(xiàn)狀條件下有崩塌現(xiàn)象,水位抬升后岸坡遭浸潤、沖刷后會產(chǎn)生庫岸再造,形成塌岸,同時,庫岸再造物也成為除八寶河自身所攜帶的泥沙質(zhì)以外的主要水庫固體物質(zhì)來源。綜上所述,出于防滲漏,保護林地、草地,減少入庫固體物質(zhì)來源的需要,需對兩岸岸坡進行防護。
4 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件
壩址左岸均為八寶河Ⅱ級侵蝕堆積階地,前緣陡坎高1.5m～4.0m,坡度41°～70°。1#壩址右岸為Ⅲ級侵蝕堆積階地,前緣陡坎高15m,坡度76°～89°。天然狀態(tài)下,壩址兩側(cè)岸坡由于河流沖刷坡腳,易產(chǎn)生塌岸和小規(guī)模崩塌變形。2#壩址右岸為由寒武系(ψ)砂質(zhì)板巖夾千枚巖組成的基巖山體,山體雄厚,巖石裸露,邊坡高陡,坡形呈凸形,坡度31°～40°。坡體表層巖體風化劇烈,巖體卸荷松動變形顯著。松動巖體分布于壩址右肩高程2993m～3025m,寬度20m～35m,厚度一般4m～7m,最大厚度可達10m,松動巖體中普遍產(chǎn)生1.0m～2.5cm的拉張裂縫。天然狀態(tài)下穩(wěn)定性較差。
壩址區(qū)寒武系(ψ)巖層產(chǎn)狀變化不大,為單斜構(gòu)造,走向ES128°～137°,傾向NE38°～47°,傾角51°～54°,巖體內(nèi)斷裂結(jié)構(gòu)面不發(fā)育。根據(jù)對壩址右肩發(fā)育的節(jié)理裂隙統(tǒng)計,節(jié)理裂隙發(fā)育具有明顯規(guī)律性,可歸納為3組。其中①組(層面)傾向岸內(nèi),構(gòu)成反向坡,②、③組高傾角裂隙分別傾向上、下游,對岸坡穩(wěn)定有控制作用。
區(qū)內(nèi)地下水按埋藏類型河可分為第四系松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系松散巖類孔隙潛水主要賦存和運移于現(xiàn)代河床、河漫灘和階地堆積層中,含水層接受大氣降水和地表水的徑流補給,排泄于八寶河。地下水位線相對平緩,受季節(jié)性影響變幅較大�；鶐r裂隙水賦存于巖體風化裂隙中,接受地表水和上部松散巖類含水層的補給。水力坡降不大,地下水動態(tài)相對穩(wěn)定。
5 結(jié)論及建議
水庫兩岸岸坡均為侵蝕堆積階地陡坎,出于防滲漏、塌岸的需要,需對兩岸岸坡進行防護。廠址區(qū)工程地質(zhì)條件較好,無軟弱地基土,漂卵石層及基巖弱風化層均可作為廠房基礎(chǔ)持力層。引水明渠主要從斜坡坡腳通過,沿線局部有滑坡、崩塌體,應(yīng)對邊坡適當處理。
參考文獻
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