第一章区域地质概况secret.docx
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第一章区域地质概况secret
第一章区域地质概况
第一节地形地貌
工程区位于四川盆地东北部,东北高,西南低。
海拔高程270~800m,相对高差450m左右。
地貌单元属构造剥蚀堆积类型,具低山深丘峡谷地貌特征。
由于岩层倾角较缓,受侵蚀切割形成阶梯状岭谷地貌,山顶宽阔平坦,或成圆顶状。
台地边缘深槽峡谷发育,平面上呈现不规则锯齿状,台面宽度数十至数百米,台面地带多为泥岩分布,地形平缓,风化作用相对较强;台地边缘岩坎部位多为砂岩,抗风化能力较强,多形成陡崖。
工程区河流呈树枝状,水系发育,巴河为主要干流,上源于平昌县城江口镇处分为通江河、南江河两支,均发源于陕西省米仓山南麓。
前者为主流,发源于陕西省南郑县广家店乡境内的大红岩,海拔高程2500m。
由北向南流,经陕西省的广家店、碑坝,入川后经平溪、涪阳、通江县城诺江镇、广纳、云台至平昌县城江口镇与南洪河汇合后称巴河。
继续南流经白衣、石梯、文崇至渠县三汇镇汇入渠江。
河长368.4km,河道平均坡降1.74‰,控制流域面积19927km2。
流域形状呈扇形。
第二节地层岩性
工程区地层属扬子地层区四川省盆地分区通江小区,由中生界白垩系下统和侏罗系上统内陆河湖相碎屑岩组成,第四系全新统松散堆积层以冲洪积、残坡积、崩坡积为主。
现将地层由老至新分述如下:
1、中生界侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)
紫红色、暗紫红色、棕红色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩,夹黄灰、灰紫、青灰色中~细粒长石砂岩。
砂岩集中于顶部及下部,厚1280~2169m。
该组地层广泛分布于枢纽区。
——整合——
2、中生界侏罗系上统遂宁组(J3s)
红色、鲜红色泥岩、粉砂质泥岩与粉砂岩、泥质砂岩不等厚互层,夹薄层细砂岩。
底部及中部各有一层青灰色块状钙质细砂岩,厚5~10m左右。
岩石均含钙质,常有斑点状或薄层状之硬石膏赋存于泥岩粉砂岩之中,厚度283m。
该组地层广泛分布于九节滩水电站库区。
——整合——
3、中生界侏罗系上统蓬莱镇组下段(J3p1)
上部为紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹砂岩。
粉砂岩为中厚层状,易风化。
下部以灰紫色、浅灰色厚层状长石石英砂岩为主夹紫红色粉砂质泥岩,底部为长石细砂岩,厚度350余米。
该组地层广泛分布于九节滩水电站库区较高台地上。
——整合——
4、中生界侏罗系上统蓬莱镇组上段(J3p2)
上部为紫红色、棕红色砂质泥岩、泥岩及泥质粉砂岩,均含钙质;下部为厚层块状粉砂岩及长石石英砂岩与紫红色砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩,呈不等厚互层,厚度约800m。
该组地层广泛分布于该电站库区较高台地上。
——整合——
5、中生界白垩系下统苍溪组(K1c)
黄褐色厚层状中细粒钙质长石石英砂岩夹薄层紫红色泥岩。
厚400余米。
该组地层分布于库尾较高台地上。
6、中生界白垩系下统白龙组(K1b)
黄灰色厚层状中细粒钙质砂岩与棕红色粉砂质泥岩相间产出,呈略等厚互层,厚度326m。
该组地层广泛分布于库尾以上河段较高台地上。
——不整合——
7、第四系全新统
包括现代河床冲洪积、残坡积、崩坡积等。
冲洪积以砂卵石层为主,分布于沿河两岸;残坡积由砂土、岩屑、块碎石组成,分布于缓坡台地间;崩坡积以块石、孤石为主,杂乱堆积于陡崖脚。
第三节地质构造及地震
在在地构造上,九节滩水电站位于四川沉降带川中旋扭构造体系仪陇——平昌莲花状构造之东部、川东新华夏构造体系西部,该电站就处于两大构造体系复合地带。
构造形迹以褶皱为主,断裂不发育。
在复杂的区域构造旋扭应力作用下,褶皱轴线多呈弧形,岩层产状变化频繁,并常有挠曲现象,属仪陇——平昌莲花状构造的有税家槽背斜、平昌向斜、坦溪口背斜、江陵溪向斜;属川东新华夏构造体系的有铁山背斜。
1、江陵溪向斜:
延伸长度约12km,北段轴向320~330°,南段30~50°。
两翼倾角平缓,轴部及翼部多为蓬莱镇组地层。
该向斜从北向南进入库尾。
2、税家槽背斜:
轴向350~325°,由南至北经过涵水溪、柏树垭至龙寺倾伏,延伸长度约70km。
两翼倾角平缓,西翼4~12°,东翼4~6°。
轴部及翼部多为蓬莱镇组地层,局部出露遂宁组、苍溪组地层。
该背斜位于库尾以西。
3、平昌向斜:
轴向10~25°,往北变为350°。
轴线大致与税家槽背斜轴线平行,成一弧形。
轴部在平昌城以西,该向斜极为平缓,南在平昌土地垭翘起,北至龙潭坝翘起,两翼倾角4°~6°。
出露地层为苍溪组和蓬莱镇组上段。
4、铁山背斜:
该背斜与九节滩水电站密切相关,位于库坝区左岸,坝址距离背斜轴部约20km。
铁山背斜为华蓥山背斜北段东翼仙人掌状的孪生分枝构造,总的轴向N20°E。
南北两端均有偏转;南端与华蓥山背斜相接部位为N31°E;北段在磨子坪以北渐延出测区,略呈“S”形,区内长39km。
轴部地层为须家河组砂岩,抗风化能力强,形成标准的正地形背斜,其轴线与铁山山岭吻合。
两翼渐新为珍珠冲组至下沙溪庙组。
黄瓜梁以北基本对称,两翼岩层倾角40~60°。
以南不对称,西翼陡,岩层倾角40~80°,以70~80°居多,常见直立倒转现象;东翼较缓,倾角在40~50°之间,轴面倾向南东,为线型斜歪背斜。
根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》之规定,本工程区地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为Ⅳ度,地震反应谱特征周期为0.35s。
第四节地下水
工程区地下水主要表现为潜水,按埋藏条件分主要为基岩裂隙水和松散堆积层孔隙水两种类型。
1、松散堆积层孔隙水:
主要分布在沿河砂卵石层及溪河两岸斜坡堆积层中,受大气降水和地表水体补给,排泄于冲沟及河流中。
河床砂卵石层中孔隙水与河水连接性较好,含水较丰富。
岩坡松散堆积层中的孔隙水则分布面积小,储量少、厚度薄,且受季节变化影响明显。
2、基岩裂隙水:
基岩裂隙水主要埋藏于砂岩裂隙中。
泥岩软弱致密,裂隙不发育且多闭合,为相对隔水层。
工程区砂泥岩相间分布,且砂岩层较薄,泥岩层较厚,故裂隙水储量不丰。
裂隙水多以泉的形式沿砂岩底部排除。
第五节不良地质作用
工程区不良地质作用以风化剥蚀为主,次为崩塌及滑坡。
泥岩、粉砂质泥岩等岩性较软,抗风化能力低,风化后易于剥蚀。
崩塌则发生在砂岩形成的高陡边坡地带,下部软岩经风化剥蚀或冲刷后形成倒岩,上覆砂岩因陡倾裂隙切割,在自重作用下产生崩塌。
沿河两岸崩塌随处可见,但规模较小。
滑坡多发育在河岸坡积体中,但规模小,对该工程的正常运行不会产生不良影响。
第二章水库区工程地质条件及评价
第一节水库区工程地质条件
一、地形地貌
水库区属侵蚀低山丘陵地貌区,地势北高南低。
当水库蓄水至正常高水位265.40m时,回水至平昌县黄梅溪,回水距离43km。
在回水范围内,坝址处河床高程251m,库尾黄梅溪处河床高程约265m,高差约14m,河道天然纵坡0.033%。
库区河流弯延曲折,总体走向由北向南,库区两岸山顶高程500~800m。
库区河谷大多呈“V”字型,蓄水至正常高水位时,水面宽度236m~650m,最窄处为虎让乡码头处,最宽则为大中坝处。
库内支流一条即位于白家溪的长滩河,汇合口距坝址约35km。
长滩河发源于达县碑庙乡背沟湾,经桅杆坝、碑庙、破石溪,大致由东向西在白家湾汇入巴河,全长约50km。
库内支沟发育,较大的支沟有10条,详见表2-1。
库内支沟统计表
表2-1
支沟名称
岸别
距坝址距离(km)
支沟长度(km)
回水长度(km)
1、杜家湾
左
4
5.1
1.2
2、上溪口
右
8
6.5
0.4
3、苍子坪沟
左
10.1
4.1
0.1
4、漏米溪
右
14
5.2
0.3
5、洛车河
右
16
3.1
0.2
6、虎跳河
左
20.2
4.3
0.3
7、桥沟
左
21.1
5.3
0.2
8、草树沟
右
23
6.1
0.2
9、道比沟
右
29
4.7
0.2
10、江陵溪
左
37
15
0.3
库内阶地零星分布在河谷宽阔地段及河湾凹岸,呈扇形或扁豆状。
除桥湾阶地外,其余河段阶地分布零星。
桥湾阶地距坝址3km,桥湾镇即兴建于此。
该阶地大致呈长方形,长约3km,宽约500m,阶面高程275~288m,高出常年河水面20~38m,为Ⅰ级阶地。
该阶地属堆积基座阶地,二元结构明显,上部为砂土层,厚度5~10m,下为砂卵石层,厚5~8m。
沿河两岸未见Ⅱ、Ⅲ及以上级阶地。
库区内边滩、心滩发育。
规模较大的心滩有两处,即位于库内桥湾与滴河之间的大中坝、小中坝。
大中坝距坝址8km,长1000m,宽40.0m;小中坝距坝址10km,长800m,宽200m,均为砂卵石堆积,厚度5~8m。
规模较大的边滩有4处,分别是九节滩、小斜滩、碑滩子、大沙坝等,长度500~1200m,宽100~300m,均为砂卵石堆积,厚5~10m。
库内边滩心滩均为砼用粗细骨料的良好料场。
二、地层岩性
库区出露中生界侏罗系中上统地层,第四系零星分布,现将地层由老至新分述如下:
1、侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)
分布在库区大中坝以下河段,包括坝址区。
为紫红色粉砂质泥岩,含粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、水云母粉砂质泥岩与黄灰然中厚层状长石石英砂岩不等厚互层,总厚度1000余米。
——整合——
2、侏罗系上统遂宁组(J3s)
分布在库区大中坝与洛车之间河段,为鲜红色钙质粉砂质泥岩,夹浅灰色薄至中厚层长石石英砂岩,具波痕、泥裂及虫迹,斜层理发育,底部为6m厚砖红色粉砂岩。
总厚度289m。
——整合——
3、侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)
分布在库区洛车以上河段,分上下两段,下段为紫红色粉砂质泥岩与浅灰色长石石英砂岩互层,厚360余米。
上段为灰白色长石石英砂岩夹紫红色泥质粉砂岩、紫红色泥岩,厚310余米。
——不整合——
4、第四系全新统(Q4)
第四系全新统零星分布于沿河两岩,主要为冲洪积和崩坡积两大类。
冲洪积主要分布在河漫滩、边滩、阶地上,岩性以砂卵石、砂土为主。
崩坡积主要分布沿河岸边,以块碎石土为主,厚度0~15m。
三、地质构造
库区处于新华夏构造与平昌——仪陇旋扭构造两大构造体系结合部位。
库区坝址至道北一带处于新华夏构造铁山背斜西翼,道北至库尾则处于平昌——仪陇旋扭构造江陵溪向斜轴部附近。
岩层倾角较缓,多为4~8°。
在库区坝址至道北一带,岩层产状变化不大,多为,在道北至库尾一带,由于受旋扭构造作用影响,岩层倾向变化较大。
库内砂岩岸坡卸荷裂隙较发育,导致崩塌作用在砂岩形成的高陡边坡地带随处可见。
库内泥岩岸坡则表现为网状风化裂隙发育,但网状裂隙延伸短,切割浅,加速泥岩的风化作用。
库区内未见断裂构造。
四、地下水
库区内水文地质条件简单,含水层可分为两种类型:
第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。
1、第四系松散堆积层孔隙水:
此类含水层分布零星,主要埋藏于河谷阶地、漫滩和山麓堆积中,靠大气降水补给,排泄于河谷、河流中,或补给下伏基岩,地下水位随大气降水的多少而升降。
在库内桥湾一级阶地,这类地下水较发育,一下水埋深3~5m,含水层为砂土、砂卵石层,当地居民生活用水即打井取此类地下水,该层地下水属潜水,单井时抽水量一般5~10m3。
2、基岩裂隙水:
此类含水层不要受岩性和地质构造的控制,砂岩坚硬、性脆,裂隙发育,为相对含水层;而泥岩性软裂隙不发育,为相对隔水层。
库区内泥岩广泛分布,砂岩含水层薄且各砂岩层间无水边联系,因而地下水不发育,库区内未见有较大的、较集中的泉点出露。
五、物理地质作用
库区内主要物理地质作用表现为风化剥落、崩塌、滑坡等。
1、风化剥落:
库区两岸岩体具临空面,风化作用较为强烈,砂岩在风化作用下岩石由灰白色、浅灰色逐渐演变成淡黄色、黄色,泥岩则形成网状风化。
岩石在风化后逐渐剥落,形成残坡积层。
2、崩塌:
库区内砂岩抗风化能力强,泥岩抗风化能力弱,下部泥岩经风化剥蚀掏空后,使上部砂岩失去支撑产生崩塌作用。
库区崩塌作用随处可见,较大的崩塌体位于道北下游左岸一带,该崩塌体长约1km,宽约30m,厚约8m,主要成分为大孤石、块碎石(附道北左岸崩塌体照片)。
3、滑坡:
库区内小型滑坡、微型滑坡较多,大型滑坡仅一处,即倒虹材滑坡。
倒虹材滑坡位于桥湾乡与大中坝之间巴河主河道左岸。
2004年8月中旬后,连续20多天的降雨,导致坡积松散土层和强风化基岩层饱和,进而变形、滑移,2004年9月3日~5日的特大暴雨后于5日日凌晨发生特大滑坡。
滑坡造成1人死亡、11人重伤,死亡大牲畜391头,58户160间房屋倒塌,损毁良田256亩,公路2.5km。
370m直径1.0m的沙滩河水库巴河倒虹管输水管线被扭曲折断后随滑坡坡面移动30~50m。
滑坡造成直接经济损失3100万元。
2004年10月,137地质队对滑坡体进行勘察,共布置11个总进尽206.92m,坑探4处,物探80点,取样试验15组。
勘探查明,滑坡体长约450m,主滑面长1200m,后缘陡壁高15~30m,后缘处滑坡体厚度20m,前缘滑舌宽约200m,滑面深8~15m,滑坡体总体积720万方。
滑坡体前缘冲入巴河,堆积在河道内的滑坡体约40万方,占据河道宽度8~12m。
该滑坡体系由中厚层堆积层迁引式滑坡,进而诱发下伏强风化岩体推移式滑坡,属大型滑坡。
强降水是该滑坡产生的主要外因,斜坡上覆盖的大量松散土层是该滑坡产生的物质基础。
经稳定计算,该滑坡体处于欠稳定状态,现国土部门正在争取资金进行整治。
(附倒虹材滑坡照片)
第二节水库区工程地质评价
一、水库渗漏问题工程地质评价
九节滩水电站水库蓄水至正常高水位265.40m时,在库内最大水深约14m。
巴河为工程区较大范围内唯一的最低侵蚀基准面,是库内地下水和地表水的汇集区。
水库在地貌上属侵蚀低山丘陵区,河谷两岸分水岭高出河水面150~600m,四周山体雄厚,无单薄分水岭。
库区内支沟发育短而浅,比降大。
库区内岩层为一套巨厚的侏罗系陆相碎屑岩,以泥岩、砂质泥岩和长石石英砂岩为主,无灰岩等碳酸盐岩分布。
库区内无断裂构造,无任何渗漏途径,邻谷遥远。
因此,库区不存在向邻谷渗漏的工程地质条件。
二、水库浸没问题工程地质评价
水库蓄水至正常高水位时,回水至平昌县黄梅溪。
库内农田除坝前右岸有少部分农田被淹同外,其余大部分农田地面高程均高出正常高水位5~10m。
库内最集中的成片农田位于桥湾镇一带,面积300余亩,距坝址2~4km。
该片良田地面高程273~288m,比水库正常高水位还高8~23m,无浸没影响。
库内共有6个场镇,共街面高程大致为桥湾274.8m,滴河270~280m,洛车m,虎让285.00~330.00m,道北290.00m,江陵279.80m,均高出正常高水位10~25m。
因此水库蓄水后对库区内乡镇街道及建筑物无浸蚀危害。
库区范围内属农业区,无工矿企业存在,无未被开采的有价值矿床,无国家保护文物。
三、库岸稳定的工程地质评价
在水库两岸,绝大部分为岩质边坡,岸坡稳定。
仅局部地段由于地形陡峻,特别是砂岩形成的陡崖地段,因裂隙切割和重力作用导致少量岩体崩塌,但规模小,不会对水库的正常运行构成威胁。
2004年9月5日暴雨诱发的倒虹材滑坡,其前缘滑舌被推入河中,仅占据河道8~12m,该处河道宽度400余米,滑坡体对河道的影响是微不足道的。
该滑坡体整治项目已获国家发改委、国土资源部立项,将于近期进行整治。
库区内除倒虹材滑坡外,其余深厚覆盖层地带也有局部的、规模很小的滑坡存在,其体积几方至几十方不等,不会对水库的政党运行造成破坏影响。