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大鱼沟抽水蓄能电站工程地质条件初步分析河南省大鱼沟抽水蓄能电站站站址拟选在洛宁县洛河支流 大鱼沟和白马润上。上水库设计坝高67.00m,正常蓄水位约 1220m,库容为670×10m²。下水库设计坝高120m,正常蓄水 位为575m,库容为792×10m”。引水发电系统线路长约 4.355km。初拟电站装机规模1400MW,为双洞四机布置,最大 静水头630~660m。工程等别为I等,规模为大(1)型,主要建筑 物为1级,次要建筑物为3级。在此,就站址的区域构造稳定性、 上、下水库的工程地质条件以及可能存在的工程地质问题等作 一简要的分析
工程区在大地构造位置上,处于华北断块区和秦岭断褶系 两个一级大地构造单元的复合部位,为华北断块区西南隅的豫 皖断块之豫西断隆。南以栾川一确山一固始深大断裂带为界与 秦岭断褶系相邻。豫西断隆位于豫皖断块的西南缘,栾川一确山 固始深大断裂带以北,济源一洛阳一确山以西。燕山运动以 后,断裂活动强烈,沿规模较大断裂形成断(陷)盆地,控制了中 新生代沉积。如洛河、伊河盆地,横贯全区,使本区在北西西向构 造基础上,形成北东向“三隆两坳”的构造面貌。本区构造线方向 为北西西向或北东向,但构造形态差别较大。
工作区及其周边地区为两个大地构造单元的复合部位,受 区域性构造控制,在两个构造单元的联合作用下,形成了现今走 向北东的山、洛宁盆地、熊耳山、伊河盆地等正、负相间的地形 地貌形态。规模较大的断裂主要有:马超营大断裂、栾川一确山 固始深断裂和洛河断裂等。
2. 2 工程区地震动参数
场址位于华北地震区许昌一淮南地震带的西南隅,有记载 以来.仅发生5~5.9级地震26次gm/t 0037-2014 证书认证系统检测规范,6~6.5级以上地震仅7次, 其中发生在本区的地震有近百个,其中5级地震一次,其余均为 4级以下地震,其地震烈度都在V度以下。从断裂构造的活动性 和历史地震情况分析,近场区发生6级以上地震的可能性不大、 但发生5级及其以下地震的可能性是存在的,而其相应的地震烈 度不大于V度。工程场址的地震动峰值加速度为0.05g,地震基
本烈度为V度;地震动反应谱特征周期为0.45s.其区域构造稳 定条件较好。
上水库工程地质工程地质条件
上水库区隶属于侵蚀构造中山区,地处洛河、伊河分水岭的 北侧,分水岭单薄,多呈锯齿状。库区沟谷为较宽阔的"U"型谷 谷底宽约200m,呈一相对开阔的山间盆地,为一良好的水库库盆 地形。出露的基岩为燕山晚期深成相的斑状含角闪石二长花岗 岩。库区、坝址区未见大的断层通过,仅发育有小断层和构造节 理。地下水主要为基岩裂隙水,局部也见有松散岩类孔隙水。以 潜水形式为主,主要接受大气降水补给,以侧向泾流或泉水的形 式向沟谷下游和低洼之处排泄。环境水不具有分解类一般酸性 型和碳酸型、分解结晶复合类和结晶类腐蚀性。但对混凝土有弱 一中等分解类溶出型腐蚀。
3.2上水库坝址工程地质条件
根据坝基(肩)花岗岩岩体的风化程度不同,以及结构面的发 育频度高低不同·将坝基(肩)岩体划分为微风化一新鲜花岗岩, 弱风化花岗岩、强风化花岗岩和全风化花岗岩等四个岩组·因构 造作用而形成的节理密集带和断层破碎带则单独划分为另一个 岩组。 对于面板堆石坝来说,对坝址地质条件相对要求较低。在清 除表层第四系松散堆积物和全风化层后,既可作为面板堆石坝 的建基面,趾板基础宜置于强风化下带及其以下岩体上。
3.3库区环境工程地质问题
(1)水库渗漏问题分析:地表泾流和地下逐流均向大鱼沟排 泄。其总体流向由南向北,水库区基岩中发育有多组构造节理和 断层等断裂构造。在水库的库尾低矮垭口地下水分水岭处,其地 下水水位远高于水库正常高水位。但是,水库区发育有多组不同 方向的断裂构造·并且水库区与相邻冲沟间分水岭单薄,水库蓄 水后不能排除有库区渗漏问题,因此下阶段应研究局部防渗的 可能。 (2)岸坡稳定问题:库区均是由花岗岩组成的岩质岸坡,在自 然状态下,现状基本是稳定的,未发现大的崩塌体和滑坡体存在, 在水库建成后不排除由于风化卸荷、风浪作用等原因会造成局
部的崩塌、掉块等现象,但对工程不会造成危害性影响。 (3)水库淹没、浸没问题:拦水坝的修建,将水位抬高了60~ 70m,淹没农田为120余亩。库水位以上没有农田、工矿以及重 要建筑物等,因此,不存在浸没问题。 (4)固体泾流来源:在高强度降水的情况下,沟谷上游的含砂 土及崩积块石和岸坡上的全风化岩石(呈散粒状)、残积土等会顺 流而下。因此,水库有产生固体逐流的地形条件、物质来源和水 文条件。对水库库容会造成一定的影响·但不大。 (5)水库诱发地震问题:库坝区的地层岩性为燕山期花岗岩, 利于应变能的积累。但从库坝区的地质构造来看,断裂构造的规 模不大,水库的水深仅60m左右,其能量也是有限的。因此,水 库透发地质的可能性不大。
白马润下水库工程地质条件与工
白马润下水库坝段位于熊耳山北坡的坡麓地带,地势南高 北低,在地貌单元上属低山丘陵区一黄土残塬区的过渡段。水库 属山地峡谷型,坝址处河谷呈“V"型谷,左岸有一较大冲沟一山 神庙沟.常年有水汇于白马润。坝址两岸山体均在650m以上、 岸坡坡度介于40°~45°之间。 地层主要为中细粒二长花岗岩,局部为似斑状花岗岩。 坝址附近发现两条规模较大断层(F3:、F3)交汇于左坝肩附 近。F3断层沿着左岸山神庙沟切穿坝轴线与沟谷河道,向北东 方向延伸,其规模可达数公里,在地貌上呈较为明显的负地形。 该断层走向为72°,倾向NW,倾角52°;F断层从坝址上游左岸 沿着10°~40方向切穿F3断层、左坝肩及白马涧沟谷向下游延 伸,其延伸规模达2.0km,该断层带宽0.5~4m。 坝址区节理最发育的为走向40°~50°的一组节理,倾向SF。 倾角70°~89°,其余节理的优势方位不明显,且节理倾角变化大。 地下水为基岩裂隙水,主要接受大气降水的补给,在构造部 位以泉水形式排泄。坝址区水化学类型为S)·HC(一Ca 型,pH值7.95,地表水的HCO离子含量偏低,对混凝土具有分 解类溶出型弱腐蚀性
4.2坝基稳定性问题及评价
Sept.200 No.9
边坡走向相对关系控制。从坝址区节理走向可以看出,坝址附近 节理最为发育的为走向40°~50的一组节理,该组节理倾向SE, 倾角70°~89°。就该组节理而言,在开挖边坡坡度<65°的情况 下,对坝基开挖边坡的稳定性不会产生不良影响,但由于坝肩部 位缓倾角裂隙以及断层的存在,岩体被被切割成块体,在坝基汗 挖过程中产生新的临空面,可能形成不稳定块体,对坝基开挖边 坡的稳定性造成不良影响,在坝基开挖过程中要适当采取支护 措施。
4.3坝基(肩)渗漏问题及评价
坝址附近钻孔压水试验结果显示,岩体的透水率一般在0.2 2.6Lu之间,属弱:微透水。对坝基(坝肩)岩体而言,其整体 透水性较差·但由于受断层和裂隙控制,在构造破碎带部位,透水 率一般较大。
根据混凝土重力坝对建基面的要求.两坝肩建基面可选在 弱风化岩体的中、下部某预应力空心板小桥施工组织设计,沟谷部位建基面可选在微风化岩体的上 部;对建基面以下岩体中的构造破碎带以及风化囊需要进行固 结灌浆处理·以提高岩体强度和承载能力。
4.5库区环境及工程地质问题
库岸自然边坡坡度为35"~45°之间,自然边坡较为稳定,一 般无滑坡、塌岸等问题。 白马润为当地相对侵蚀基准面,水库两岸山体宽厚,库区不 存在单薄分水岭。岩体的透水率一般<3.0Lu,属弱微透水, 库区渗漏主要受断层和裂隙控制。坝基防渗处理后,不存在沿断 层带向库外的渗漏通道。 水库区及其上游有产生固体泾流的条件,一般情况下,流水 为低含砂量或不含砂的,但在高强度降水的情况下.沟谷上游的 含砂土及崩积块石和岸坡上的全风化岩石(呈散粒状)、残积土等 会顺流而下,形成推移质,对水库库容造成一定的影响。应对其 采取相应的工程处理措施。 水库修建后,其水文地质条件将发生改变,而且该库与区域 性的洛河断裂相距仅500m左右。但根据钻孔中的压水试验,其 岩体的透水性较差,为弱一微透水(10Lu≥q≥0.1Lu),且水库最 大库容仅792×10m,水头仅100m左右,其荷载有限,并处于 断裂的上升盘,因此,水库对洛河断裂的影响不大,而由此诱发洛 河断裂地震的几率较小。水库库坝区的地质构造规模很小,本身 发震的可能性也不大,即使发震其级也微乎其微,不至于对工 程造成危害。
引水发电建筑物区地形总的趋势是南高北低,地貌单元自 南至北,由中山向低山丘陵过渡,区内地形最高达1468.7m.最低 为480m。引水发电建筑物穿越的地层均是燕山晚期的侵人花岗 岩。引水发电建筑物区没有发现规模较大的断层。仅发现有明 显证据的断层4条。主要发育4组节理·走向为10~30°的一组 节理在走向上延伸较长,沿节理面常常形成光滑的陡壁。 对地下洞室影响较大的地下水主要为基岩裂隙水,特别是发 育于断层带、节理密集带、破碎带中的脉状裂隙水。在断裂构造发 育地带,不排除产生较大的涌水(突水)问题,应引起足够地重视。
5.2地应力与地下厂房布置
(1)地应力:地应力是一系列自然因素作用所产生的综合效 应,是各种自然应力叠加的总和应力。就工程区而言,主要由自 重应力和构造应力组成。从工程区构造形迹的一级构造一洛 河断裂的力学性质看,其为高角度平推正断层,走向53°果园乡杜家提水站工程施工组织设计方案(带cad图纸),倾向北 西,由此可以判断本区主压应力方向为53°左右或者说历史最大 主压应力方向为53左右。 (2)地下厂房布置:地下厂房布置的原则是在满足水工设计 要求的情况下,应尽量避开主要断层,或使厂房轴线与主要构造 线成较大的夹角。结合地应力分析地下厂房应适当靠近下库,布 置在低山丘陵区为宜。
按弟00页7 66~102m 为栖霞组,主要 为浅灰色石灰 岩,102m处见 F缓断裂; 102~112m 为林地组,主要 为浅变质砂岩。 (2)MD2 刷:长156m.因
覆文笔山为断层接触(Fo)。MI2未见栖霞组,见有F缓断裂, 栖霞组为F缓断裂断失。 MD1所见的石灰岩体其沿走向延伸约120m,沿倾向延伸约 50m,最大厚度约16m.后因F缓断裂的断失即尖灭,呈透镜状; MI)2酮因Fe缓断裂的断失而缺失;MD3酮所见的石灰岩体其 沿走向延伸约160m,沿倾向延伸约120m,最大厚度约28m,后因 F缓断裂的断失即尖灭,呈透镜状。见图1~图4。