■ 楊洋
(云南省地質(zhì)工程勘察總公司云南昆明650051)
云南省曲靖市某水庫地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)災害危險性評估
■楊洋
(云南省地質(zhì)工程勘察總公司云南昆明650051)
地質(zhì)災害對水庫具有毀滅性影響,對水庫建設進行地質(zhì)災害危險性評估可防止地質(zhì)災害對水庫產(chǎn)生嚴重影響。本文通過對云南省曲靖市某水庫地質(zhì)環(huán)境條件分析,對水庫建設運營中的地質(zhì)災害進行預測評估,提出地質(zhì)災害的防治治理措施,并對水庫建設場地進行適宜性評價。通過對地質(zhì)災害危險性評估可保護地質(zhì)環(huán)境,為政府提供政策依據(jù),為建設單位防治地質(zhì)災害提供依據(jù)。
水庫環(huán)境地質(zhì)條件地質(zhì)災害危險性評估
在對水庫地質(zhì)環(huán)境條件分析基礎上進行地質(zhì)災害危險性評估可有效防止地質(zhì)災害對水庫產(chǎn)生嚴重影響。某水庫壩址區(qū)位于云南省曲靖市羅平縣西北部,是一座以城鄉(xiāng)生活和工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主,改善區(qū)內(nèi)景觀用水條件,兼顧發(fā)電等綜合利用的水利樞紐工程。該水庫為大(二)型水利工程,正常蓄水位為1866.0m,庫容12600萬m3,有效庫容為9774萬m3,死庫容為929萬m3,興利庫容9535萬m3;壩后式電站裝機容量1萬千瓦,屬于小(1)型水電站。
水庫壩址區(qū)樞紐工程包括主壩、溢洪道、導流泄洪隧洞、副壩、改河隧洞、輸水發(fā)電引水隧洞、電站廠房組成;水庫庫區(qū)面積37.89km2,最大回水長度直線距離18.0km。
水庫區(qū)域上屬于構(gòu)造侵蝕溶蝕山地、巖溶地形、盆地地貌區(qū),區(qū)內(nèi)總體地勢東、西、南西部高,中部河谷低,地形坡度5°~45°。區(qū)內(nèi)地層巖性變化大;區(qū)域地殼穩(wěn)定性為次穩(wěn)定區(qū),區(qū)域構(gòu)造復雜,斷裂與褶皺發(fā)育。受構(gòu)造作用及巖溶影響,節(jié)理裂隙較發(fā)育,壩址區(qū)巖體風化強烈,庫區(qū)巖風化不均一,工程地質(zhì)條件復雜。區(qū)內(nèi)地下水類型為孔隙水、裂隙水及巖溶水,水文地質(zhì)條件復雜。
1.1地形地貌
水庫工程區(qū)南、南西部為構(gòu)造侵蝕溶蝕山地,地形坡度5°~45°,局部為陡崖,地形坡度陡;其余區(qū)段以巖溶地貌為主,山峰多圓滑,地形坡度約15°~25°,溝谷較發(fā)育,溝谷斷面多呈“U”字型。區(qū)內(nèi)最高點位于南西側(cè)山頂,高程2097.0m,最低點位于廠房下游的河床,高程約1700.0m,為區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準面,相對高差397.0m。
區(qū)內(nèi)河谷兩岸多發(fā)于有一級階地。階面高出河床約0.3~0.8m,階面平緩,略向下游傾斜,坡度一般為5°~15°,階面寬約10~200m,長約50~800m,階面現(xiàn)狀為耕地階地具二元結(jié)構(gòu),淺表為耕作層,上部為粉砂質(zhì)粘土,下部為砂、礫層含塊石、卵石等。
1.2地層巖性
水庫工程區(qū)出露新生界第四系、第三系地層及中生界三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系地層,巖性主要為粉細砂夾卵石、礫石,含碎石粉質(zhì)粘土,玄武巖夾凝灰?guī)r,石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r,白云巖夾鋁土頁巖,砂巖夾軟弱頁巖、煤層,礫巖、砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。
1.3地質(zhì)構(gòu)造
水庫區(qū)域上位于云南山字形構(gòu)造的東翼及南嶺東西向緯向構(gòu)造帶的西延部位,主導構(gòu)造為北東向構(gòu)造。水庫位于彌勒~富源斷裂及師宗~晴隆斷裂之間,主要受這兩條斷裂的控制和影響。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜,斷裂與褶皺發(fā)育,在水庫工程區(qū)內(nèi)發(fā)育有9條小斷裂;褶皺類型為向斜、背斜和復式褶皺,即河西村向斜、法本背斜、瓦六窯向斜、小平寨背斜、小崗德背斜、核桃村復式褶皺、下黒木背斜、高橋寨背斜、以直向斜、大龍甸背斜、竹基向斜。
1.4不良地質(zhì)現(xiàn)象
水庫工程區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖溶、沖溝、巖體風化及特殊土。
(1)巖溶。水庫庫區(qū)巖性以碳酸鹽為主,巖溶發(fā)育強烈,主要表現(xiàn)為巖溶洼地、溶洞、暗河及溶隙。
工程區(qū)內(nèi)共發(fā)育4個巖溶洼地,呈不規(guī)則橢圓型,長軸方向以南北向為主,長61m~114m,短軸寬104m~155m,深8~51m,洼地四周斜坡坡度9°~29°,洼地微向河谷方向傾斜,部分洼地見明顯的消水處,洼地為含碎石粉質(zhì)粘土堆積,部分為耕地。
工程區(qū)內(nèi)規(guī)模較大溶洞有14個,溶洞高1.5~26.0m,寬2.0~14.0m,以層狀發(fā)育的水平溶洞較多,高程1840m~1884m。
工程區(qū)內(nèi)發(fā)育3個地下暗河出口,位于庫區(qū)南部、中部,出水口規(guī)模不大,直徑5~15m,一般發(fā)育在河谷兩岸,洞口高程與河面高程相當。
溶隙沿河谷兩岸陡崖上垂直發(fā)育,將陡崖巖體溶蝕成柱狀,代表性溶隙寬5~80cm,深1.4m,長度1.5~30.0m,溶隙中一般無充填物,陡崖上發(fā)育的垂直溶隙對陡崖的穩(wěn)定是不利的影響因素。
(2)沖溝。區(qū)內(nèi)對工程建設有一定影響的沖溝有6條,沖溝長約248~1975m,寬約5~60m,匯水面積約0.1~2.12km2,縱坡降106.3‰~426.7‰,溝谷侵蝕作用明顯,多屬老年期。溝谷橫斷面呈“V”字型發(fā)育,兩岸谷坡陡,地形坡度約20°~31°,地形總體陡峻,局部為陡崖,坡體上植被發(fā)育,緩坡地帶多被殘坡積層覆蓋,谷坡自然狀態(tài)下基本穩(wěn)定,局部不穩(wěn)定,谷坡地段局部基巖裸露,溝口段堆積有較多的松散土體。
(3)巖體風化。水庫壩址區(qū)以可溶巖與非可溶巖為主,受地質(zhì)構(gòu)造影響,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體風化強烈,全風化埋深最深20m,強風化帶埋深最深35m;庫區(qū)巖性以碳酸巖為主,受巖溶影響,巖體風化不均一,風化厚度變化大,厚度1.0~20.0m。
(4)特殊土。特殊性土主要表現(xiàn)為紅粘土及可液化砂土。紅粘土是由碳酸鹽巖風化形成,分布范圍廣,厚度1.0~10.0m,干燥~稍濕,硬塑~可塑狀態(tài);團粒結(jié)構(gòu),裂隙發(fā)育,多孔隙,干強度中等,韌性差,中等壓縮性,局部具高壓縮性,土體均勻性較差,局部具弱膨脹潛勢??梢夯巴林饕植加跊_洪積層地層的粉細砂中,多分布于地下水水位以下,呈飽和狀態(tài),在地震作用下,可能產(chǎn)生砂土液化等工程地質(zhì)問題。
1.5水文地質(zhì)條件
區(qū)內(nèi)地下水包括孔隙水、裂隙水及巖溶水三大類,孔隙水為松散巖類孔隙水,裂隙水為碎屑巖裂隙水、玄武巖網(wǎng)狀風化裂隙水和構(gòu)造裂隙水,巖溶水即碳酸鹽巖巖溶水。區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水補給,沿孔隙、裂隙、地下暗河徑流,最終在水庫所在河流的最低基準面排泄。
綜合分析,水庫工程區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件復雜。
(1)根據(jù)水庫工程規(guī)模,該建設項目重要性屬重要建設項目。工程地質(zhì)災害危險性評估范圍內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件復雜,根據(jù)相關規(guī)范及技術標準判定本工程項目的地質(zhì)災害危險性評估級別為一級。
(2)地質(zhì)災害危險性現(xiàn)狀評估:評估范圍內(nèi)地質(zhì)災害類型為滑坡和潛在不穩(wěn)定邊坡,地質(zhì)災害危險性小,其他地質(zhì)災害種類不發(fā)
育。
(3)地質(zhì)災害危險性預測評估。庫區(qū)右岸存在一低鄰谷,壩址區(qū)出露地層為弱~中等透水層,工程區(qū)巖溶、斷裂發(fā)育,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,庫水雍高后存在向低鄰谷、巖溶通道、節(jié)理裂隙、斷裂破碎帶滲漏、繞壩滲漏的危害,危險性中等。庫區(qū)蓄水后存在庫岸再造、浸沒危害,危害性小。
樞紐工程開挖邊坡可能引發(fā)掉塊、坍塌、滑坡危害,危害性大;壩基基坑開挖可能引發(fā)涌水、涌砂、砂土液化危害,危險性大;隧洞開挖可能引發(fā)掉塊、拱頂坍塌、冒頂、側(cè)壁垮塌、滲水及漏水危害,危險性大。
水庫建設運營中可能遭受沖溝產(chǎn)生庫區(qū)淤積、巖溶誘發(fā)局部巖溶塌陷或地面塌陷、斷裂活動產(chǎn)生滲漏的危害,危害性小。
(4)地質(zhì)災害危險性綜合評估:工程區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復雜,具有產(chǎn)生地質(zhì)災害及不良地質(zhì)現(xiàn)象的條件,工程建設引發(fā)或遭受多種地質(zhì)災害,水庫樞紐工程區(qū)地質(zhì)災害危險性大,庫區(qū)地質(zhì)災害危險性以中等為主。
(5)地質(zhì)災害防治措施難度分析:根據(jù)地質(zhì)災害危險性預測評估對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害的防治治理措施主要為帷幕灌漿等防滲措施和噴錨、掛網(wǎng)、重力攔擋墻等邊坡護坡工程,以及基坑支護、截排水、疏排水、棄渣攔擋、生物水土保持等,總體上工程建設項目區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害的防治治理措施易于處理。
(6)建設場地適宜性評估:建設場地適宜性差區(qū)、基本適宜區(qū)及適宜區(qū)分別占評估區(qū)面積的3.3%、43.9%及52.8%。由于建設項目主體工程基本位于適宜性差區(qū)內(nèi),綜合判定本水庫建設項目的適宜性為適宜性差。
該水庫工程區(qū)內(nèi)環(huán)境地質(zhì)條件復雜,工程建設及運營中可能引發(fā)、遭受地質(zhì)災害的種類主要為滲漏、滑坡、巖溶塌陷、坍塌、掉塊、冒頂?shù)?,水庫樞紐工程區(qū)地質(zhì)災害危險性大,其余區(qū)段地質(zhì)災害危險性中等。水庫建設中對地質(zhì)災害的防治、治理措施包括防滲措施、護坡措施、疏排水措施、攔擋措施等。
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P61[文獻碼]B
1000-405X(2016)-3-94-2