摘 要:该水电站地处青海省祁连县县城。论文以水电站库区为研究对象,分析了其区域地质条件,探讨了其库区及坝址区工程地质条件,并结合相关研究结论及提出了合理建议。
关键词:水电站 工程地质条件 研究
1 研究背景
该水电站地处青海省祁连县县城八宝镇高塄村,位于八宝河下游河段。枢纽位于祁连县城东南方约10km处,省道304线沿八宝河左岸从电站旁经过,对外交通较为便利。
工作区地处高寒山区,属大陆性气候。气候特点表现为:地势高峻空气稀薄,太阳总辐射强;气温分布差异大,垂直变化明显;冬季漫长寒冷,夏季短促、凉爽;降水地区分布差异显著,季节变化大,降水日数多;春季受强大西北气流影响,空气干燥,多大风。据祁连气象站观测资料,多年平均气温0.7℃,极端最高气温30.5℃,极端最低气温-39℃。本研究的主要目的是在选定的规划方案的基础上,进行库区地质调查,论证水库的建库条件,对影响方案的工程地质问题及环境地质问题作出评价。
2 区域地质概况
工作区地处高寒、高海拔地区,地形地貌类型以高山峡谷为主,山脉总体呈NWW—SEE向延展,海拔均在3000m～4000m,相对高差500m～1000m,河谷切割严重,受构造和洪积扇挤压河道等因素影响,河流弯弯曲曲,但总体走向呈NWW向,两岸植被发育较好,森林密布,基岩出露相对较少。河谷两岸发育有不对称的侵蚀堆积阶地和基座阶地。工作区出露的地层主要有寒武系(侃)砂质板岩夹千枚岩、白垩系(K)中粗砾岩夹砂岩及第四系(Q)松散堆积物。
根据区域地质资料,水电站场址在大地构造单元上归属于祁连山地槽褶皱带北部中段,由一系列总体走向NWW—SEE向的褶皱带和地槽相间构成。展布于工作区及其周围的为黑河—— 八宝河复背斜带,由寒武系地层组成。区域上断裂构造较发育,工作区处于由NWW—SEE、NE、NW向的断裂构造围限的梯形段块内,其内断裂构造不发育,边界各断裂带自晚更新世以来无新的活动迹象,据前人研究成果,工作区属区域构造基本稳定区。
区域内挽近期新构造运动的特征主要表现为间歇性大面积缓慢上升运动和差异性的断块运动,地貌上反差强烈,呈断陷盆地和高耸隆起的山岳相间分布的景观。八宝河、黑河峡谷切深数十米至数百米,发育有多级基座阶地,局部河床基岩出露,河谷岸坡陡直,两岸低阶地不甚发育。河床覆盖层亦较薄,这些迹象均反映出区域上升运动的特征。工作区附近的断裂带自更新世以来,处于相对稳定状态。
在工程场址百公里范围内,有记载的4级以上的地震10余次,最大震级5级,1958年11月30发生于距离工程区较近的区域断裂—— 托勒山断裂带,震中位于祁连县城西南约20km。场地外围远震对场地的影响均小于7度。
3 库区工程地质条件
3.1 总体情况
库区内八宝河河道顺直,库区范围限于两岸河流阶地所围限之区域内,库岸基本为河流侵蚀堆积阶地之前缘陡坎。库区两岸河流阶地发育不对称,右岸为Ⅲ级侵蚀堆积阶地,前缘陡坎高出河床10m～15m,坡度65°～89°之间,阶面宽度100m～200m,其上为草场。左岸为Ⅰ、Ⅱ级侵蚀堆积阶地,前缘陡坎高出河床2m～5m,坡度40°～60°之间,阶面宽度500m～800m,其上为松树林和草场。库盆周边地层主要为组成河流阶地的第四系冲洪积堆积的漂卵石,次圆状,分选差。在右岸Ⅲ级阶地前缘陡坎之下有少量崩坡积碎石土堆积。河床未见基岩出露,覆盖层厚度据坝址钻孔揭露约7.2m～8.5m,下伏基岩地层为寒武系(ψ)砂质板岩夹千枚岩。库区内无区域性及较大规模的断裂构造穿越,地质构造对库区渗漏、库岸稳定等不起控制作用。库区两岸冲沟不发育。水库区物理地质现象主要表现为崩塌,发育于水库右岸Ⅲ级阶地前缘。现发育于2＃坝址上游的土质崩塌体范围呈弧状,长约30m,体积约2500m3。在水库蓄水后,由于水位抬升将导致直接浸润、冲刷坡脚,可能产生更大范围的崩塌。
3.2 主要工程地质问题及评价
水库区内无工矿企业,农田果园,两岸阶地以上主要为林地和草场。水库两岸地层主要为强透水的碎石土、卵砾类土,库区沿岸不存在浸没问题。库区两侧除坝肩附近为基岩山体外,其余均为第四系松散堆积的强透水层,地下水位平缓,水库蓄水抬升水位后会产生向两岸侧向渗漏问题。水库两岸岸坡均为侵蚀堆积阶地陡坎前缘,现状条件下有崩塌现象,水位抬升后岸坡遭浸润、冲刷后会产生库岸再造,形成塌岸,同时,库岸再造物也成为除八宝河自身所携带的泥沙质以外的主要水库固体物质来源。综上所述,出于防渗漏,保护林地、草地,减少入库固体物质来源的需要,需对两岸岸坡进行防护。
4 坝址区工程地质条件
坝址左岸均为八宝河Ⅱ级侵蚀堆积阶地,前缘陡坎高1.5m～4.0m,坡度41°～70°。1#坝址右岸为Ⅲ级侵蚀堆积阶地,前缘陡坎高15m,坡度76°～89°。天然状态下,坝址两侧岸坡由于河流冲刷坡脚,易产生塌岸和小规模崩塌变形。2#坝址右岸为由寒武系(ψ)砂质板岩夹千枚岩组成的基岩山体,山体雄厚,岩石裸露,边坡高陡,坡形呈凸形,坡度31°～40°。坡体表层岩体风化剧烈,岩体卸荷松动变形显著。松动岩体分布于坝址右肩高程2993m～3025m,宽度20m～35m,厚度一般4m～7m,最大厚度可达10m,松动岩体中普遍产生1.0m～2.5cm的拉张裂缝。天然状态下稳定性较差。
坝址区寒武系(ψ)岩层产状变化不大,为单斜构造,走向ES128°～137°,倾向NE38°～47°,倾角51°～54°,岩体内断裂结构面不发育。根据对坝址右肩发育的节理裂隙统计,节理裂隙发育具有明显规律性,可归纳为3组。其中①组(层面)倾向岸内,构成反向坡,②、③组高倾角裂隙分别倾向上、下游,对岸坡稳定有控制作用。
区内地下水按埋藏类型河可分为第四系松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存和运移于现代河床、河漫滩和阶地堆积层中,含水层接受大气降水和地表水的径流补给,排泄于八宝河。地下水位线相对平缓,受季节性影响变幅较大。基岩裂隙水赋存于岩体风化裂隙中,接受地表水和上部松散岩类含水层的补给。水力坡降不大,地下水动态相对稳定。
5 结论及建议
水库两岸岸坡均为侵蚀堆积阶地陡坎,出于防渗漏、塌岸的需要,需对两岸岸坡进行防护。厂址区工程地质条件较好,无软弱地基土,漂卵石层及基岩弱风化层均可作为厂房基础持力层。引水明渠主要从斜坡坡脚通过,沿线局部有滑坡、崩塌体,应对边坡适当处理。
参考文献
[1] 朱振彪,詹莉,周云.某线路区工程地质条件评价[J].科协论坛(下半月),2011(4).
[2] 彭齐胜,张彪.某建筑场地工程地质条件分析[J].科协论坛(下半月),2010(10).
