卓庚山,裴鮮荷
(中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,云南 昆明 650000)
云南省個(gè)舊地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的重金屬污染整治試驗(yàn)示范園區(qū)分設(shè)南部選礦園區(qū)和北部選礦園區(qū),象沖尾礦庫為南部選礦園區(qū)的最終尾礦堆存場地,尾礦庫確定清基后的壩高為50m,壩頂標(biāo)高510m,使用期0.84年;后期進(jìn)行擴(kuò)建,清基后的總壩高達(dá)170m,壩頂標(biāo)高630m,屬二等庫,可滿足尾礦堆存時(shí)間21.27年。為了確保尾礦庫穩(wěn)定安全,在對(duì)紅河斷裂帶及次級(jí)斷層簡要分析的基礎(chǔ),評(píng)價(jià)了對(duì)象沖尾礦庫工程的影響。
象沖尾礦庫位于個(gè)舊市卡房大溝東側(cè)的象沖溝,溝谷全長約3.5km,溝谷寬度40m~80m,為較陡的“V”型谷,展布方向總體為北東-南西向,谷兩岸多為呈不對(duì)稱陡坡地形,右岸自然坡度24°~34°,左岸27°~38°。尾礦庫庫區(qū)巖性主要為上三疊統(tǒng)火把沖組(T3h)黃色板巖夾變質(zhì)石英粉砂巖、長石石英粉砂巖;谷坡覆蓋有1m~2m的坡殘積層,淺表部巖體較破碎;溝床底部局部基巖出露,大部分覆蓋有0.5m~5.0m的沖洪積碎石土及砂礫石層。
庫區(qū)地貌屬構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山山地地貌。根據(jù)鉆孔、孔內(nèi)波速測試、物探等工程勘察資料,鉆孔中斷層帶內(nèi)局部有斷層滑(鏡)面、斷層泥分布。斷層糜棱巖化帶寬5m~10m;斷層帶上、下不連續(xù)地分布有擠壓破碎帶,帶內(nèi)富含裂隙水,根據(jù)部分鉆孔孔隙水的承壓水頭分析,擠壓破碎帶為庫區(qū)板巖裂隙水的儲(chǔ)水構(gòu)造,由于破碎帶分布不連續(xù),下伏相對(duì)隔水的中等風(fēng)化板巖,分析認(rèn)為儲(chǔ)水構(gòu)造內(nèi)的裂隙水與下伏巖溶水水力聯(lián)系較弱[1]。受覆蓋層影響,擠壓破碎帶地表不甚明顯,僅壩軸線南側(cè)左岸邊坡上局部可見,隱約可見擦痕。
紅河斷裂南段呈近南東向沿紅河谷延伸,在云南境內(nèi)長約480km。斷裂呈舒緩波狀,走向115°~137°,主要傾向南西,戛灑田房、莫沙曼費(fèi)、紅河哈龍及木龍等段傾向北東,傾角45°~70°,沿?cái)嗔褞r石擠壓破碎,糜棱巖帶寬達(dá)數(shù)百至千余米。象沖斷裂為紅河斷裂帶的分支斷裂,為壓扭性斷裂,沒有錯(cuò)斷第四系覆蓋層,為非活動(dòng)斷裂。象沖斷層穿越壩址區(qū),向庫區(qū)內(nèi)延伸,出露總長度約2.3km,庫內(nèi)延伸長度約1.6km,產(chǎn)狀290°~310°/SW或NW∠45°~70°,局部直立(圖1)。由于馬堵山電站建設(shè),象沖斷層與紅河斷裂帶的F13斷層交接部位(南端)淹沒在庫水位之下,且工程場區(qū)植被發(fā)育,地形較陡,為分析斷層特征增加了難度。通過對(duì)象沖溝及各滑坡體處露頭調(diào)查,斷層主要為灰?guī)r,少量板巖,斷層表面存在明顯的擠壓碎裂帶和揉皺現(xiàn)象,巖石具輕微變質(zhì)。庫尾北部約800m,分布一條近東西向的壓扭性斷裂(龍古口-壩灑斷裂),走向近東西向,斷層面南傾,傾角約85°,斷層壁明顯,斷層帶具糜棱巖化特征;壩址下游至庫區(qū)的斷層,穿過壩址區(qū),沿庫區(qū)溝底分布的一條壓扭性斷裂,斷裂帶附近揉皺現(xiàn)象明顯,且具輕微變質(zhì)作用,延伸長度約2.3km,其南端延伸至阿龍古-龍山斷裂,受覆蓋層影響,擠壓破碎帶特征不明顯。
圖1 象沖斷層斷層崖示意圖
象沖尾礦庫位于青藏高原新構(gòu)造區(qū)的川滇菱形斷塊差異掀斜隆起區(qū)之會(huì)理-玉溪掀斜斷隆。該區(qū)主要處于大面積隆起,同時(shí)伴有強(qiáng)烈的斷塊差異活動(dòng)和向東向南的掀斜。中更新世以來主要表現(xiàn)強(qiáng)烈的側(cè)向滑動(dòng)。區(qū)域僅包括次級(jí)會(huì)理-玉溪斷隆和渡口-姚安斷隆[2]。會(huì)理-玉溪掀斜斷隆位于小江斷裂、個(gè)舊斷裂和元謀-綠汁江斷裂、楊武-化念斷裂之間。該隆起II級(jí)夷平面發(fā)育,北部和南部表現(xiàn)為分割的山頂面,海拔高分別為2400m和2000m,中部為丘狀高原面,海拔高2300m,發(fā)育第四紀(jì)斷陷盆地,其中多數(shù)盆地還發(fā)育有湖泊。由地形、夷平面高度顯示出向南掀斜的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斷塊差異運(yùn)動(dòng)強(qiáng),近南北向、北西向主體斷裂帶晚第四紀(jì)以來活動(dòng)強(qiáng)烈,受其控制形成串珠狀斷陷盆地,使斷裂兩側(cè)塊體產(chǎn)生了明顯的差異運(yùn)動(dòng)和水平滑移。區(qū)內(nèi)歷史上發(fā)生過一系列強(qiáng)震,最大地震為1833年篙明8級(jí)地震和1970年通海7.8級(jí)地震。因此,區(qū)域內(nèi)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng),尤以青藏高原部分最為突出,表現(xiàn)為強(qiáng)烈的垂直差異運(yùn)動(dòng)和斷塊的側(cè)向滑移、差異升降形變對(duì)庫區(qū)影響較大。
庫區(qū)影響范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)3處典型滑坡體崩塌,加之區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育,且?guī)靿螀^(qū)內(nèi)有象沖斷層通過,兩岸邊坡巖體裂隙發(fā)育,較破碎,因此,斷裂體系對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較大。
(1)苦竹林滑坡,苦竹林滑坡位于庫尾東北部左岸坡的苦竹林村,滑坡體平面形態(tài)呈圈椅形,主滑方向260°,滑體長350m,寬220m,滑體厚度小于20m;滑坡體前緣樹木多向西(庫區(qū))傾斜,滑體東北側(cè)有帶狀出水點(diǎn)(現(xiàn)狀水量較?。?。估算滑體體積約115萬m3,屬巨型滑坡,滑面埋深小于20m,屬中淺層滑坡。該滑坡是一古滑坡,現(xiàn)狀下滑坡基本穩(wěn)定。但由于潛在臨空面的存在,在雨水、基巖裂隙水及尾礦水對(duì)滑體松散物質(zhì)的浸潤作用下,增大滑體重力及下滑力,易于誘發(fā)滑坡再次活動(dòng),對(duì)尾礦庫的運(yùn)營影響較大。
(2)崩塌,位于庫區(qū)壩址下游右岸坡約200m,該段邊坡坡度50°~70°,現(xiàn)狀下處于極限平衡狀態(tài),巖體為灰?guī)r。由于潛在臨空面的存在,在雨水對(duì)巖體松散物質(zhì)的浸潤作用下,增大滑體重力及下滑力,產(chǎn)生崩塌,同時(shí)易于誘發(fā)崩塌再次活動(dòng),但對(duì)尾礦庫的運(yùn)營影響較小。調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用。
庫區(qū)存在三處滑坡體、兩處崩塌體,滑坡體現(xiàn)狀下基本穩(wěn)定。但由于潛在臨空面的存在,在雨水及尾礦水對(duì)滑體松散物質(zhì)的浸潤作用下,增大滑體重力及下滑力,易于誘發(fā)滑坡、崩塌再次活動(dòng),對(duì)尾礦庫有一定影響[3]。庫區(qū)不存在泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用,整體庫岸基本穩(wěn)定。區(qū)域內(nèi)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候及水循環(huán)交替等條件均有利于巖溶的發(fā)育,灰?guī)r的巖性為巖溶發(fā)育提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ);斷層及褶皺發(fā)育為地下水的滲流提供通道,為巖溶發(fā)育提供必要的條件;溫和及大降雨量氣候?yàn)榭扇軒r的溶蝕作用提供溶解物質(zhì)條件;地形切割強(qiáng)烈及地下水相互轉(zhuǎn)化頻繁,給巖溶發(fā)育提供了有利條件。
庫區(qū)內(nèi)在灰?guī)r出露地帶巖溶發(fā)育的程度主要為地表小型的風(fēng)化與構(gòu)造裂隙性巖溶,但受局部構(gòu)造裂隙發(fā)育連通的影響,有巖溶裂隙貫穿性連通可能性。庫區(qū)地處強(qiáng)烈上升區(qū),巖溶水的垂直滲流帶特別發(fā)育;水位埋深大,地下水主要由北西流向南東,以長距離的暗河管道徑流,以紅河為排泄基準(zhǔn),最后在紅河河谷邊緣以暗河方式排泄出來。整體上,巖溶現(xiàn)象及巖溶暗河的存在對(duì)庫區(qū)構(gòu)成潛在的影響,但影響較小。尾礦庫庫區(qū)出露的地層巖性主要為上三疊統(tǒng)火把沖組(T3h)黃色板巖夾變質(zhì)石英粉砂巖、長石石英粉砂巖,屬相對(duì)隔水層,對(duì)庫區(qū)防滲有利;岸坡覆蓋有1m~2m的坡殘積層,受構(gòu)造影響,淺表部巖體較破碎,風(fēng)化裂隙發(fā)育,而風(fēng)化又隨深度的增加逐漸變?nèi)酰瑤靺^(qū)的象沖斷層屬壓扭性斷裂,其破碎帶內(nèi)由斷層泥膠結(jié),總體為隔水?dāng)嗔眩?jīng)過后期構(gòu)造破壞,裂隙發(fā)育,有可能成為地下水的運(yùn)移通道。局部基巖裂隙水將補(bǔ)給巖溶水而導(dǎo)致滲漏。但庫區(qū)處于巖溶水的排泄區(qū),對(duì)地下水水質(zhì)的影響非常微弱。
綜上所述,斷裂對(duì)場地地質(zhì)條件的影響。象沖等斷裂造成庫區(qū)巖體裂隙發(fā)育,庫區(qū)存在三處滑坡體、兩處崩塌體,滑坡體基本穩(wěn)定。庫區(qū)不存在泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用。壩址區(qū)板巖囊狀斷層裂隙水與巖溶水聯(lián)系微弱,加強(qiáng)局部防滲處理后,工程建設(shè)對(duì)巖溶地下水水質(zhì)影響微弱。整體庫岸基本穩(wěn)定。壩址區(qū)場地土類型為中軟場地土,場地類別為II類。