3工程地质

3工程地质3.1概况三重庙电站拟建在贵州省绥阳县枧坝镇境内。是一个引用地下暗河水为水源的电站。拟建电站取水口和隧洞进口位于绥阳县枧坝镇大坪组田湾处，小地名龙洞河；取水口至主公路为村级路长约4.5公里；拟建电站隧洞出口位于岩坪乡岩坪组黑石桥处；拟建电站前池位于岩坪乡红庄组黑大田处；拟建电站厂区及管道位于岩坪乡唐村组绥阳县至宽阔镇327县道；拟建电站支洞位于岩坪乡岩坪组车家岗处，支洞到村级路约200m；拟建电站线路总长7.10km。重庆市南川区水电勘测设计队受南川区洪宽实业开发有限公司委托，承担了本电站可研阶段的勘察设计工作。我院由总工、项目负责人组织勘察设计人员进行了现场踏勘，编制了《三重庙电站工程地质勘察大纲》，2011年5月～8月底完成了主要的外业工作和室内试验工作，其工作量见表3-1表3—1完成的主要勘察工作量项目比例单位工程量备注平面地质测绘区域1：20万Km2200复核库区1：2000Km26.0坝厂区1：500Km20.5料场1：1000Km20.3勘探钻探上坝址m/个282.6/9下坝址116.2/2厂址193.3/7试验钻孔压水试验上坝址段33下坝址20岩石室内试验组10岩石分析片2水质分析个23.2区域地质概况3.1.1地形地貌工程区位于贵州省北部中高山地貌区，拟建电站取水口位于中高山峡谷地貌区，取水口位于龙洞河暗河出口处，拟建电站引水隧道进口距离龙洞河暗河出口约100m左右，引水隧道横穿线状山脉。最高峰位于引水渠道中部，海拔标高1152m；最低处位于电站厂房与唐家河的汇合口处，海拔标高776m，最大相对高差在376m，属中高山区深切割地形。3.1.2地层岩性区域内出露地层均为沉积岩组成。由老至新有寒武系、奥陶系、下石炭系及第四系等分布，其中上石炭系和泥盆系缺失，部分地区仅有中上志留统分布。测区地层简单，岩性单一、出露地层为古生界奥陶系上统观音桥组（O3gy）和中统宝塔组（O2b）和十字铺组（O2s）。及第四系坡冲洪积层与坡残积层。(1)、第四系地层1、冲洪积层(Qal+pl):为河床冲洪积与崩积堆积的砂卵(砾)石夹灰岩大孤石，卵(砾)石母岩成分为灰岩，厚度一般1.0-4.0米，分布于取水口龙洞河河床一带和拟建厂房唐家河一带。2、坡残积层(Qdl+el):浅黄色，黄色含块(碎)石亚粘土。含水量较大，厚度一般1.5-4.0米，主要分布于明渠及引水隧道洞顶表层及前池斜坡地带。(2)、奥陶系地层1、中统十字铺组（O2s）：灰褐色泥质灰岩、泥灰岩、顶部见灰白色砂岩。厚度一般0-71.00m，主要分布于引水隧道进口地段及洞身地段。2、中统宝塔组（O3gy）：灰白色灰岩、含灰褐色泥质灰岩。厚度一般0-41.00m，主要分布于引水隧道进口地段及洞身地段。3、上统观音桥组（O3gy）:灰白色灰岩、黑色页岩，厚度0-10米、为前池基岩及渠基地层。3.1.3地质构造工程区位于杨子准地台，黔北台隆遵义断拱北西边缘的宽阔坝向斜东翼。东侧为轴向近南北的绥阳背斜，西侧为轴向近南北的严黄井背斜、茅坝向斜和北西向的新站向斜。区域内断裂构造主要为北东向的高角度正断层，其次为发育于各背斜轴部的走向近南北的逆断层。以及走向北西的正断层。齐耀山脉以东新华夏系第三隆起带内，基本构造骨架主要由马武正断层和郁山正断层、普子向斜及其伴生的次级褶曲组成。它们分别位于普子河水系东、西两侧，沿北北东向近于平行排列，按成生联系和地质力学的观点，均属宁镇运动和喜马拉雅旋回期的产物，其中普子复式向斜与本工程关系最密切，在此褶曲内除裂隙外未见断层发育。详见区域地质构造纲要图。工程区地质构造简单，无断层通过，为单斜岩层。岩层产状270-291°∠36-5°。据历史记载，该区未发生过较大地震。据国家地震局1:400万中国地震烈度区划图圈定，工程区地震基本烈度小于6度。3.1.4区域地质简介该区域在吕梁运动以后为一沉降区，于震旦纪、寒武纪、奥陶纪和志留纪等时期内形成了2000～5000米厚的海相沉积物。加里东运动后期为造陆运动，缺失泥盆系和石炭系沉积，由于长期的风化剥蚀作用，形成了准平原化地形，之后为大规模的阳新世海浸，遂沉积了大片巨厚的海相石灰岩，东吴运动使该区域坳折上升为陆，经一短暂间歇后复又下沉，并辅以小幅升降运动，海侵来势较为舒缓。该时期气候温和、植物繁茂、海岸线随海侵——海退往复迁移，形成了具有多旋回结构，分布极为广泛的乐平期造煤建造。同时，造煤沉积环境多为泻湖、沼泽相，具有强烈的还原作用，且铁质沉积较丰富，因而形成硫铁矿和含铁质灰岩。长兴时期海侵加剧，使区域内处于较深水域环境，沉积了生物稀少的含少量燧石石灰岩。长兴末期发生较微弱的振荡运动，海水变浅。到了三叠世，海侵遍及整个黔北古陆，海水较为稳定，沉积了大面积的石灰岩和海相碎屑岩。随之，古陆上升，海水后退，形成湖盆，从而产生了侏罗系的砂岩、泥岩、煤、铁等湖相沉积。燕山运动时期，除少部分地区下降形成陆相沉积外，其余大部份地区均上升成陆遭受剥蚀，且发生褶皱和断裂，受燕山期阿尔卑斯造陆运动的发展，形成了现今之构造格局。3.1.5水文地质条件工程区流域内除第四系松散堆积物外，主要为碎屑岩和碳酸盐岩类地层，地下水按赋存条件大约可分为：松散盐岩类孔隙水（Q）、碳酸盐岩类裂隙溶洞水（O2）、网状风化基岩裂隙水（O3）三类。松散岩类孔隙水（Q）：赋存于阶地、漫滩、砂卵石层、残坡积层等各种堆积物孔隙中，埋藏浅，主要受大气降水补给，近距离排泄，一般水量较小，其动态特征随季节性变化大，多不具工程地质意义。碳酸盐岩类裂隙溶洞水（O2）：该含水岩组多位于向斜轴部，以灰岩为主，次为白云岩、白云质灰岩夹泥岩及页岩，碳酸盐岩占总厚度的90%以上，地貌上多形成峰丛洼地或垄岗谷地，岩溶发育，汇水条件好，地下水丰富，岩溶大泉主要出露在河谷两侧的层面型岩溶通道上，沿构造裂隙出露的相对较少，流量100L/S左右，动态特征随季节性变化小。网状风化基岩裂隙水（O3）：该相对隔水岩组为页岩与泥岩互层，页岩与泥岩占总厚度35%左右，网状风化不发育，泉水流量多较小，动态特征随季节性变化较大，在河谷两岸，受碎屑岩地层顶托，常出露在较高的岸坡上，多以基岩裂隙水或浸水出现。奥陶系（O3）地层浅部风化裂隙发育程度一般，常赋存少量量的风化带网状裂隙水，但泉水流量多较小，工程地质意义不大。岩溶形态及发育规律：本区岩溶主要发育在奥陶系中统宝塔组(O2b)和十字铺组(O2s)地层中，最常见的岩溶形态有溶沟、溶槽、石芽、洼地、漏斗、落水洞及暗河等，并有以下发育规律。①溶沟、溶槽、石芽多分布在厚层灰岩出露地带，与构造裂隙关系密切；②洼地、漏斗、落水洞、暗河主要分布在龙洞河，两侧脊状山峰溶蚀槽谷内的灰岩和白云质灰岩地层中，多呈线状排列，与深部岩溶体系有一定的成生联系，是岩溶水的主要补给通道。③由于碎屑岩的制约，可溶盐岩中的岩溶管道均顺层发育，未见穿层现象，地下水在龙洞河两岸多沿裂隙状溶洞出露。据区域水文地质资料，工程区地下水无色，无味、透明、属重碳酸－钙、镁型水。3.1.6地震区域资料表明，据历史记载，该区未发生过较大地震。据国家地震局1:400万中国地震烈度区划图圈定，工程区地震基本烈度小于6度。3.1.7不良地质现象在河流强烈的下切作用下，库体两岸山势雄伟，峭壁林立，三重庙以上河谷崩塌、滑坡、风化与卸荷等不良物理地质现象均有不同程度的发育，并具有以下特征：崩塌：主要发育在取水口龙洞够暗河出口附近，河流急性转折处悬崖地带，奥陶系厚层状可溶盐岩常沿一些裂隙组合面崩塌，呈条带状或倒石堆状分布于河谷沿岸，这些崩积物棱角明显，无分选性，绝大多数有架空现象，个别块石体积可达30m3以上，除局部地段外，规模多较小。滑坡：根据现场调查，在取水口附近龙洞河左岸存在土质滑坡，表土层厚度月5.00-8.00m，最大厚度小于10.00m，规模较小，目前处于基本稳定状态，未见变形痕迹。风化与卸荷：由于岩体软硬相间，其风化速度差异大，在碎屑岩地层中风化作用强烈，强风化深度一般3-5m，多呈缓坡状地形。在碳酸盐岩类地层中，构造裂隙发育，因河流下切及风化、侵蚀、溶蚀等原因，常使上部硬质岩层出现临空，岩体沿裂隙面向河谷方向卸荷，强卸荷宽度多在8m以内，局部可大于10m。除上述外，未发现其它规模较大的不良物理地质现象存在。3.2工程区主要建筑物工程地质条件及评价3.2.1取水口工程地质条件及评价。三重庙电站取水分为两部分：即龙洞河河水和暗河出口取水。取水口需要修建一拦水坝，拦水坝高约5米，坝长约25米。坝址处河流顺直，河床狭窄，底部宽度10.00米，高程939.20米，河床坡降1.13%，两岸地形坡度25-30°。该拦河坝处地质构造简单，岩性较单一。出露地层为第四系冲洪积(Qal+pl)砂卵(砾)石夹大孤石，母岩成分为灰岩，最大孤石5m3,两岸为粘土夹灰岩碎石，推测覆盖层厚度1.5-3.0米，下伏基岩为奥陶系中统宝塔组(O2b)灰岩、含泥质灰岩，强风化深1-2m；岩层产状走向NS5º、倾向NW、倾角36º，岩层倾向下游偏左岸方向。经初步勘察，目前未发现断层、大的崩塌和滑坡等不良地质现象存在，裂隙不甚发育，基岩渗漏问题不严重。建议坝基置于基岩上，覆盖层开挖时注意施工排水。3.2.2引水隧洞工程地质条件及评价引水隧洞长2445米，隧洞穿越地层为奥陶系中统十字铺组合宝塔组地层，岩性为泥质灰岩、泥灰岩、泥岩、灰岩、含泥质灰岩。里程桩号K0+000（隧道进口）～K0+350进洞口段：洞室围岩为奥陶系中统地层，岩性以浅灰～灰白色灰岩、泥质灰岩为主，岩体为弱～微风化，隧洞埋藏深度除进、出口段小于30m外，其余为30m～100m。为Ⅲ～Ⅳ类围岩，局部稳定性较差，且伴有岩溶发育，洞内可能会出现涌水、局部垮帮等工程地质问题，应引起重视。建议Ⅲ类围岩坚固性系数fk取3，单位弹性抗力系数取120kN/cm2，建议对围岩进行全断面衬砌，衬砌方式视开挖后地质条件采取系统锚杆挂网喷护或素混凝土喷护。里程桩号K0+350～K2+245洞身段：洞室围岩为奥陶系中统地层，岩性以浅灰～灰白色灰岩、泥质灰岩为主，含有泥岩、页岩。岩体为弱～微风化，为Ⅲ～Ⅳ围岩，围岩自稳能力较好。建议Ⅲ～Ⅳ类围岩坚固性系数fk取2、单位弹性抗力系数取60kN/cm2。里程桩号K2+245～K0+445出洞口段：洞室围岩为奥陶系中统地层，岩性以浅灰～灰白色灰岩、泥质灰岩为主，岩体为弱～微风化，隧洞埋藏深度除进、出口段小于30m外，其余为30m～100m。为Ⅲ～Ⅳ类围岩，局部稳定性较差，且伴有岩溶发育，洞内可能会出现涌水、局部垮帮等工程地质问题，应引起重视。建议Ⅲ类围岩坚固性系数fk取3，单位弹性抗力系数取120kN/cm2，建议对围岩进行全断面衬砌，衬砌方式视开挖后地质条件采取系统锚杆挂网喷护或素混凝土喷护。3.2.3引水明渠工程地质条件及评价引水明渠全长947米，在里程K0+000处引入溶洞水。渠道经过地层为奥陶系中统、上统地层泥岩、页岩、灰岩及白云质灰岩，第四系零星分布，成份为崩坡积层堆积的块（碎）石亚粘土夹灰岩、页岩孤石，结构较疏松，含水量大，厚度一般1.0－4.0米。泥（页）岩表层风化卸货严重，风化后呈细小颗粒脱落，风化卸货带深3-5米，地形坡度20º－40º，边坡稳定性较差，开挖中容易产生局部垮塌，施工中应引起重视。渠基置于中风化的基岩上。建议边坡开挖值；永久，粘土1：1.25，泥（页）岩：1：0.75；临时，亚粘土1：1，泥（页）岩1：0.5。3.2.4压力前池工程地质条件及评价前池位于引水明渠终点处，与管道紧密相连。出露地层为奥陶系中统、上统地层泥岩、页岩、灰岩及白云质灰岩，前池地处斜坡顶部平缓地带上，地形平坦，第四系土层覆盖于上，下伏基岩为页岩、泥岩，抗风化力较差，岩体较完整，地基承载力一般，前池基础好。3.2.5压力管道工程地质条件及评价压力管道长430米，轴线方向N62º45′E，与岩层走向交角49º。轴线地形坡度20º～30º。基岩地层为奥陶系中统、上统地层泥岩、页岩、灰岩及白云质灰岩，抗风化力较差，岩体较完整，地基承载力一般，强风化厚1－2