滇东某水电站预可行性研究阶段工程地质报告

2022-09-12

1 区域地质概况

1.1 地层岩性

工程区及其外围出露的地层自二叠系(P)至震旦系(Z)均有分布,另外发育火山喷发类玄武岩,在河床及平缓台地分布第四系(Q)地层。

1.2 地质构造

工程区区域上位于川滇径向构造体系之绿汁江~小江南北构造带东缘与其东侧滇东“多”字型构造的结合部位,北东向和南北向构造呈互相抗衡的态势,总观全区构造特征,其主干构造具多期活动性,呈交接复合关系,主要发育断裂及褶曲构造,构造关系复杂。总体上,该区构造形迹受区域总体构造体系的复合控制,呈现出构造特征的形迹不同与延伸性。受复合构造影响,工程区内次一级断裂及褶皱较发育。

1.3 地形地貌及物理地质现象

该区为云贵高原之北缘地带,总体上为高山、中山地区,局部地段夹丘陵地块,大部地区山高谷深,地形陡峻,最大相对高差达2000m~2500m,经过多次地表的抬升运动及牛栏江水系的下切侵蚀作用而形成高山峡谷的地貌奇观。按地貌单元的特性,将该区地形地貌划分为三种类型:(1)构造剥蚀中~高山地形地貌;(2)构造侵蚀丘陵平缓台地地形地貌;(3)河谷侵蚀高山峡谷地形地貌。

2 水库区工程地质条件

2.1 地层岩性

由新到老依次为第四系(Q)、寒武系下统(∈1)和震旦系下统(ZZ2)。

2.1.1 地质构造

库区位于川滇径向构造体系之绿汁江~小江南北构造带东缘与其东侧滇东“多”字型构造的结合部位,主要的构造形迹由北东向、北西向及南北向断裂及次级小褶皱等构成。岩层产状为:段家河沟至坝址岩层总体倾向右岸偏上游,产状40°~75°∠10°~16°;段家河沟至库尾岩层总体倾向右岸,产状330°~350°∠28°~39°,由于受断裂构造影响,局部岩层产状多变。

2.1.2 地形地貌及物理地质现象

库区属于深切割高山峡谷地形,两岸海拔高程一般在2000m以上,山坡坡度较陡,坡度多在40°以上直至陡崖。两岸相对高差可达1000m以上,呈“V”字形峡谷。河床高程在8 5 0 m~9 0 0 m,河床宽度一般60m~150m。河床坡降较大,平均坡降为0.5%~1%。两岸Ⅰ级阶地零星发育,阶地高出河床10m~20m。河流走向以新渡及段家河沟为界,新渡以上地段河流走向为南北向,新渡段至段家河沟段河流走向为东西向,段家河沟至坝址段河流走向为北西向。物理地质现象主要有:冲沟、崩塌体及滑坡。

2.1.3 水文地质条件

含(透)水地层主要有各统地层的石英砂岩、砂岩、白云岩、灰岩等岩层。第四系冲洪积砂卵砾石及残坡积、崩塌堆积的含碎、块石砂壤土以及碎、块石层都为透水层。相对隔水层主要地层为弱~新鲜的砂岩、白云岩及泥质粉砂岩、泥岩、页岩等。由于岩体裂隙不发育或泥页岩不透水形成相对隔水层,该层岩体渗透系数小,为微~极微透水。地下水沿孔隙、裂隙、溶隙径流,向冲沟、牛栏江及下游及排泄。局部地段因受隔水层控制,在两岸出露,形成泉点。牛栏江为本区地下水最低排泄基准面。

2.2 库区渗漏

库区南部为由奥陶系、寒武系砂页岩组成的地形分水岭和地下水分水岭,地形分水岭高程大于2000m,山体地下水出露泉点高程高于库水位高程,不存在邻近低邻谷。因此,库水不存在向南部渗漏问题。坝址左右岸基岩因裂隙发育,岩体透水性较强。尤其是左岸段因卸荷裂隙发育,透水性强,据ZK6钻孔勘探,地下水位高程859.4m,比河床水位867m低7.6m,分析为牛栏江上游河水及地表降水进入左岸卸荷裂隙,沿卸荷裂隙径流,向牛栏江下游排泄所致。故坝址区存在库水通过绕坝向北部渗漏问题。

2.3 库岸稳定

水库区为高山峡谷地形地貌,两侧山体陡峻。河床宽60m~100m,地形狭窄,大部段坡度约50°~70°,两岸坡大多分布崩塌堆积的块石、碎石夹砂壤土。按工程地质条件,库岸稳定状态可分为三种类型,即基本稳定段、中等稳定段和较不稳定段。

2.4 水库淤积

牛栏江为强输沙河流,根据实测水文泥砂资料,年平均输砂量:推移质、悬移质总和为1612×104吨,对水库的正常运行产生影响,淤积相当严重,在坝体设计上应该考虑冲沙设施。

3 坝址比选

本阶段选定了上、下两坝址(计三条坝线)进行同精度比较,经过勘探资料分析及工程地质评价的简述。上、下坝址中各坝线的工程地质条件不尽相同,总体上各方案的工程地质问题对建筑物具有决定性影响。据坝址比选结果,下坝址上坝线较其余坝址或坝线具有以下优势:(1)坝体位置河道宽阔,利于附属建筑物的布置。左岸阶地发育地形利于沉砂池的布置;(2)基础总体开挖深度及工程量相对较小,左、右岸坝肩为基岩出露,自然边坡较稳定,坝肩开挖边坡相对较稳定,处理工程量及难度相对较小;(3)左、右坝肩不存在严重的抗变形、抗滑稳定问题,物理地质现象不发育,无影响坝体及附属建筑物的不稳定体。引水隧洞长度较上坝址短近800m,左、右岸隧洞进口地质条件相对较好,易于成洞;

4 引水隧洞方案比较

凉风台电站引水线路现阶段作左、右岸两个隧洞方案的设计比较,分别是左岸引水隧洞方案和右岸引水隧洞方案。左、右岸隧洞方案工程地质条件相近,但右岸方案和左岸方案各有特点。右岸方案比左岸方案洞线短约1.15km,施工支洞地质条件相对较好;两方案隧洞工程地质条件及围岩类别相差不大。但左岸方案总体施工条件相对较好;建议隧洞方案宜考虑综合条件进行选定。

5 天然建筑材料

该工程所需天然建筑材料主要为混凝土粗、细骨料,设计用量约30万方。根据勘察大纲要求,本阶段通过地质测绘、勘探、取样及试验,在坝址区及厂房附近选取三块料场作为电站施工用料。在1/10000地质测绘基础上,选定现在的Ⅰ、Ⅱ号及左岸厂房区三个石料场。

料场储量计算以1/1000工程地质测绘圈定料场范围为基础,通过平行断面计算储量,再用平均厚度法对储量进行校核,取小值为推荐储量。

6 结语

6.1 区域构造稳定性及地震动参数

工程区处于构造活动带以外的结合部位,新构造运动相对较弱,区域构造相对稳定。历史地震资料表明:建筑物区未发生过4.0级以上的破坏性地震,发生3.0级以上地震的概率很小。根据GB18306~2001《中国地震动参数区划图》,工程区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45s,对应的地震基本烈度为Ⅶ度。