張紅芬，何朋聰，李艷芳

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云南馬關(guān)縣魚塘暗河水電站地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

張紅芬1，何朋聰2，李艷芳1

(1.云南省地質(zhì)工程勘察總公司，云南 昆明650051；2.云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局機(jī)掘坑探工程隊，云南 晉寧650600)

摘要：根據(jù)該水電站區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件，以及可能因項目工程建設(shè)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害種類，將評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域劃分為危險性中等(Ⅱ)類和危險性小(Ⅲ)類。并且提出相應(yīng)的防治對策。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；危險性評估；云南馬關(guān)魚塘暗河水電站；

云南馬關(guān)魚塘暗河水電站工程項目，位于云南省馬關(guān)縣山車鄉(xiāng)魚塘村委會，區(qū)內(nèi)交通條件較為便利。電站設(shè)計裝機(jī)容量為2×5000kw，年發(fā)電量為4 259.69萬kwh。樞紐工程由攔河壩、引水系統(tǒng)、泄洪系統(tǒng)、廠房及開關(guān)站等組成。攔河壩高40.0m，為C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；引水系統(tǒng)包括溢流井、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道；泄水系統(tǒng)包括泄洪陡槽和沖砂暗涵。附屬設(shè)施有生產(chǎn)管理辦公樓、住宿樓及食堂。

1地形地貌特征

魚塘暗河水電站區(qū)域上位于云貴高原南緣部位，屬低中山地貌。地形北西高、南東低，最高處海拔1620m，最低處海拔885m，相對高差735m。以山車—大馬固斷裂(F4)為界，細(xì)分為南北兩個地貌單元，西北部為巖溶地貌，東南部碎屑巖地貌。

西北部巖溶地貌，山高坡陡，以峰叢、洼地、落水洞和漏斗等地貌形態(tài)為主。該區(qū)地下發(fā)育有暗河，成北東向展布。暗河由近于平行的兩條主管道組成，交匯于轱轆街天窗處，高程為1080.0m。該區(qū)西北部地形復(fù)雜，多為峰叢、洼地、溶蝕漏斗等。東部山體高大連續(xù)，巖溶現(xiàn)象較不發(fā)育，地形坡度25°~40°。

東南部及西側(cè)清水河一帶，以構(gòu)造侵蝕、溶蝕中山地貌為主，成碎屑巖分布區(qū)。地形上山頂圓滑、山脊呈波狀，山坡多呈板型坡，坡度20°~28°，局部較陡，坡度達(dá)65°。發(fā)育有樹枝狀沖溝水系為主的剝蝕山系。清水河發(fā)源于西部，向東流，與魚塘暗河出口水流匯合后，注入盤龍河。田房以上河段，河谷呈“U”字形發(fā)育，兩岸坡平緩，地形開闊，沿河分布有零星的一級基座階地；田房以下河段，河谷呈“V”字形，河谷峽谷，兩岸山坡較陡。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1　地層巖性

評估區(qū)地層分別為寒武系、奧陶系、泥盆系和第四系。各地層單元從老到新如下：

(1)寒武系中統(tǒng)田蓬組(∈2t)：巖性分上下兩段，上段為灰色泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r夾砂巖；下段為泥頁巖夾灰?guī)r，總厚度582.7m~2 036.7m。分布于評估區(qū)東南部。

(2)寒武系上統(tǒng)歇場組(∈3x)：巖性分為上下兩段，上段為灰色泥質(zhì)條帶白云質(zhì)灰?guī)r；下段為白云質(zhì)灰?guī)r夾白云巖，總厚度266.0m~499.5m。分布于評估區(qū)東南部。

(3)奧陶系下統(tǒng)湄潭組(O1m)：為濱海碎屑巖相沉積，巖性分為上下兩段，上段為淺黃色石英砂巖；下段為黃灰色長石石英砂巖、粉砂巖夾頁巖，總厚度813.0m。分布于評估區(qū)中部。

(4)泥盆系下統(tǒng)坡腳組(D1p)：為一套淺海相泥質(zhì)巖沉積。巖性分上下兩段，下段(D1p1)為灰

色、深灰色千枚狀砂質(zhì)板巖、千枚巖；上段(D1p2)為紫紅色、褐黃色粉砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖，夾薄層狀硅質(zhì)巖及泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖；該組地層總厚度236m～578m，呈環(huán)帶狀分布。分布于評估區(qū)中部。

(5)泥盆系中統(tǒng)古木組(D2g)：為碳酸巖相沉積。巖性為深灰色中厚層狀灰?guī)r，夾白云質(zhì)灰?guī)r及泥灰?guī)r，含有生物碎屑。該組地層總厚度328.44m~533.86m。分布于評估區(qū)西北部。

(6)第四系殘坡積層(Qdl+el)：灰黃色、黃色，以粉質(zhì)粘土為主，次為粘土、砂土、碎塊石等，散體結(jié)構(gòu)，可硬塑狀，中壓縮性，厚度0~13m，粘性一般，均勻性較差，含孔隙水。分布于評估區(qū)內(nèi)平緩山坡和溝谷中。該層易產(chǎn)生坍塌和滑坡。

(7)第四系沖洪積層(Qal+pl)：灰色、深灰色漂塊石、卵礫石、砂等，局部偶見有大孤石，磨圓度較好，次圓狀，稍密，含水性較好。分布于評估區(qū)內(nèi)河床及河漫灘。

圖1　評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件圖Fig.1　Map of Geological Environment Conditions of Assessment Area1.危險性分區(qū)界線；2.斷層及編號；3.地質(zhì)界線；4.巖溶洼地；5.地下暗河入口及天窗；6.地下暗河出口；7.沖溝及編號；8.危險性中等(Ⅱ)類；9.危險性小(Ⅲ)類；10.寒武系中統(tǒng)田蓬組白云質(zhì)灰?guī)r夾砂巖；11.寒武系下統(tǒng)歇場組白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖；12.奧陶系下統(tǒng)湄潭組粉砂巖、石英砂巖夾頁巖；13.泥盆系下統(tǒng)坡組千枚巖、板巖；14.泥盆系中統(tǒng)古木組灰?guī)r；15.第四系沖洪積層漂塊石、卵礫石、砂

2.2　地質(zhì)構(gòu)造

評估區(qū)區(qū)域構(gòu)造處于都龍—老君山蓮花狀構(gòu)造與楊柳井帚狀構(gòu)造過渡段。老君山蓮花狀構(gòu)造與楊柳井帚狀構(gòu)造屬區(qū)域性構(gòu)造體系。前者是以老君山花崗巖為抵柱，環(huán)狀發(fā)育褶皺構(gòu)造為特征構(gòu)造體。楊柳井帚狀構(gòu)造則是以楊柳井向斜為旋渦，環(huán)狀發(fā)育的弧形斷裂構(gòu)造體。發(fā)育的斷裂有三棵樹—紙廠斷裂(F2)、田房斷裂(F3)、山車—大馬固斷裂(F4)、白巖—牌坊斷裂(F5)。其中山車—大馬固斷裂(F4)對評估區(qū)有一定影響。

山車—大馬固斷裂(F4)：該斷層長約35km，經(jīng)評估區(qū)內(nèi)轱轆街、魚塘、龍山向山車方向延伸。斷層性質(zhì)以壓性為主，兼有扭性。西段走向近東西，傾向南，傾角40°左右，破碎帶不甚發(fā)育。北盤(D2g)地層已出現(xiàn)大理巖化現(xiàn)象。沿斷層多呈近垂直斷裂壁，并沿線發(fā)育漏斗、洼地及垂直溶洞。東段地勢陡峻，走向由近EW漸變NW315°，傾向S—NE∠75°~85°，發(fā)育寬度20m~30m，呈弧狀展布。該斷層經(jīng)過暗河出口，走向NE44°，傾向SE∠75°~85°，高程為920m，南盤上沖，南盤出露(D1P2)紫紅色、褐黃色粉砂質(zhì)板巖，千枚狀板巖，為相對隔水層。北盤D2g淺灰色灰?guī)r，大理巖化灰?guī)r，靠近斷層20m~50m范圍內(nèi)，受該斷層南盤阻水影響，巖溶極為發(fā)育，平行斷層多表現(xiàn)串珠狀落水洞，溶蝕谷地、天窗和巨大的巖溶坍塌。并形成一定規(guī)模的暗河系統(tǒng)，發(fā)育深度50m~100m，在出口段F3斷層切割而轉(zhuǎn)向流出地表。該斷層平行于暗河走向，距離暗河約80m。

根據(jù)新構(gòu)造運(yùn)動的方式、強(qiáng)度、斷裂活動特點(diǎn)及區(qū)域構(gòu)造背景，按《云南省新構(gòu)造運(yùn)動分區(qū)略圖》，馬關(guān)縣屬滇東穩(wěn)定上升區(qū)，文山—麻栗坡大面積上升區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動以大面積整體性穩(wěn)定抬升為主，抬升幅度一般在1500m以下，斷塊間差異性活動相對較弱，地震強(qiáng)度小、頻度低。

現(xiàn)代構(gòu)造主應(yīng)力方位為北東向，上新世至第四紀(jì)，區(qū)內(nèi)地殼以間歇性、差異性隆升為主，挽近期新構(gòu)造活動較強(qiáng)烈，表現(xiàn)在河谷強(qiáng)烈下切，山高谷深；在構(gòu)造溶蝕地區(qū)巖溶發(fā)育具有多層性；并有多級剝夷面形成；沿河谷兩岸出現(xiàn)Ⅰ—Ⅱ級階地。

2.3　水文地質(zhì)、工程地質(zhì)

評估區(qū)地下水包括孔隙水、裂隙水、巖溶水三大類，由于大氣降水入滲補(bǔ)給，以散流或泉的形式，有山嶺殘丘向河谷排泄。

根據(jù)巖石成因、風(fēng)化程度、巖性組合、結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)強(qiáng)度，評估區(qū)內(nèi)巖土體劃分散體結(jié)構(gòu)土體(Ⅰ)和較堅硬薄層狀碎屑巖巖組(Ⅱ1)、堅硬中厚層狀中等巖溶化灰?guī)r巖組(Ⅱ2)三類(表1)。

表1　巖土體工程地質(zhì)類型一覽表

3地質(zhì)災(zāi)害類型

評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害一般不發(fā)育。無滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。其他不良工程地質(zhì)環(huán)境問題有紅粘土、膨脹土等特殊土體，以及沖溝等不良地質(zhì)作用。

(1)紅粘土：評估區(qū)內(nèi)出露基巖地層巖性為由灰?guī)r、白云巖，其風(fēng)化殼多呈土柱狀、散土狀，堅硬—硬塑狀態(tài)，含水量較高，天然孔隙比很大，具有弱脹縮性。其沿深度上部較硬、下部較軟，位于斜坡、陡坎上垂直裂隙較發(fā)育，可能形成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

(2)膨脹土：評估區(qū)內(nèi)出露基巖地層巖性為泥巖、頁巖等，其全風(fēng)化層多為散裝粘性土體，一般壓縮性較低，具有弱—中等膨脹潛勢，由于含有大量親水性礦物，土體吸水膨脹、失水收縮現(xiàn)象明顯，易對建筑物地基、擋墻及道路產(chǎn)生拉裂、隆起、剪切破壞作用。

(3)沖溝：清水河右岸發(fā)育沖溝一條(C1)，沖溝長約280m，寬2m~4m，呈“V”型，屬幼年期沖溝，溝谷兩側(cè)植被較發(fā)育，且溝底植被最發(fā)育，兩側(cè)地形坡度20°~30°，谷底坡降為450‰，沖溝以底蝕作用為主，溝口無堆積物，沖溝內(nèi)無常年流水。

4危險性評估

綜合考慮評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、項目特點(diǎn)，以及項目工程建設(shè)可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害的危險性，將評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性劃分為危險性中等類(Ⅱ)和危險性小類(Ⅲ)兩個類別(圖1)。

4.1　危險性中等類(Ⅱ)

位于評估區(qū)中部(轱轆街—魚塘村一線)，面積約0.85km2，占評估區(qū)面積的23%。該區(qū)地形較復(fù)雜，地貌類型單一，主要為低中山地貌；地層巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、千枚巖、板巖；地質(zhì)構(gòu)造中等，發(fā)育的構(gòu)造有山車—大馬固斷裂(F4)；工程地質(zhì)條件復(fù)雜，水文地質(zhì)條件中等，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度應(yīng)為復(fù)雜。該區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害一般不發(fā)育。工程建設(shè)加劇現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害的可能性?。还こ探ㄔO(shè)及運(yùn)營過程中除可能遭受自身引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害外還可能遭受地下水及特殊性巖土體的危害，總體地質(zhì)災(zāi)害危險性中等。

4.2　危險性小類(Ⅲ)

緊緊圍繞上述危險性中等類(Ⅱ)外圍分布，面積約2.87km2，占評估區(qū)面積的77%。該區(qū)地形條件較復(fù)雜，地形起伏變形較大，地貌類型單一，主要為低中山地貌；地層巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、千枚巖、板巖；工程地質(zhì)條件復(fù)雜，水文地質(zhì)條件中等，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度應(yīng)為復(fù)雜。該區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害一般不發(fā)育。工程項目在建設(shè)和運(yùn)行過程中不存在加劇現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害的可能性；工程建設(shè)及運(yùn)營可能引發(fā)及遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，總體地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

5防治對策

評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防治，應(yīng)采取以避讓為主、預(yù)防為主、治本為主，在工程建設(shè)過程中應(yīng)采取以下措施進(jìn)行防治：

(1)大壩運(yùn)營過程中應(yīng)做好防滲工作，建議采用帷幕灌漿。

(2)泄洪陡槽建議全線封閉，保障泄洪陡槽運(yùn)營安全。

(3)調(diào)壓井四壁施工建議進(jìn)行臨時支護(hù)，并及時鎖口，盡量減少洞口削坡開挖，并及時作好混凝土襯砌。

(4)壓力管道前段施工建議進(jìn)行超前支護(hù)，并及時鎖口，盡量減少坑口削坡開挖，并及時作好混凝土襯砌。

(5)施工棄土應(yīng)合理規(guī)劃，擇地堆放，并設(shè)擋碴壩，恢復(fù)區(qū)內(nèi)植被。

(6)在雨季和遇暴雨時，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和防治工作。

(7)進(jìn)場公路上邊坡用漿砌石擋墻進(jìn)行支擋，公路旁設(shè)置排水溝。

(8)建議恢復(fù)清水河流域兩岸植被。

參考文獻(xiàn)

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AN ASSESSMENT ON THE RISK OF YUTANG BURIED RIVER POWER STATION GEOLOGICAL DISASTER IN MAGUAN，YUNNAN

ZHANG Hong-fen1，HE Peng-cong2，LI Yan-fang1

(1.YunnanGeneralCompanyofGeologicalEngineeringExploration，Kunming650051；2.EngineeringTeamofMachineryExcavationandTunnelExploration，YunnanBureauofExplorationandDevelopmentofGeologyandMineralResources，Jinning650600)

Abstract：According to the geological environment conditions and the possible geological disaster caused by the project construction，we have divided the geological disaster in the assessment area into mid risk(Ⅱ)and slight risk(Ⅲ)class and put forward the protection countermeasures.

Key Words：Geological Disaster；Risk Assessment；Yutang Buried River Power Station，Maguan，Yunnan

中圖分類號：P694

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-1885(2015)4-583-5

作者簡介：張紅芬(1983～)，女，云南祥云縣人，工程師，從事水工環(huán)及礦產(chǎn)勘查工作。

收稿日期：2015-08-12