《思林水电站坝区岩溶水文地质特点及其对工程建设之影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《思林水电站坝区岩溶水文地质特点及其对工程建设之影响（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要：摘要：思林水电站坝址区岩溶强烈发育，大坝、地下厂房、导流洞等主要建筑物均遭遇岩溶。岩溶对工程建设带来了诸多不利影响，如岩溶涌水、河水倒灌、围岩稳定等。本文通过对其岩溶发育特征的介绍，便于针对各建筑物特点，采取不同的工程处理措施。关键词：关键词：思林水电站岩溶水文地质工程影响工程处理前言前言思林水电站位于贵州乌江中游河段，距下游的思南县城 23km。是一个以发电为主，兼顾航运、防洪和灌溉综合效益的水利枢纽。水库设计正常蓄水位 440m，上游接构皮滩水电站厂房尾水，总库容 16.54 亿 m3。最大坝高 117m，装机容量 1000MW。经 1995 年可研论证，思林水电站的原推荐方案枢纽布
2、置为：玉龙山坝线、碾压混凝土重力坝、右岸地下厂房、左岸垂直升船机，施工导流方案为左岸 2 条导流洞。该电站坝址区以可溶岩为主，岩溶发育，规模较大，特别是左岸发育多个大规模的岩溶管道系统，为工程建设的主要不利因素之一。本文将对其岩溶水文地质特点及对工程建设的不利影响作简要介绍。1 1 基本地质条件基本地质条件1.1 地形地貌坝址位于思林粮站至 F4 断层间的两扇岩附近。自思林粮站起河流走向由 N45E 转至S65E，至下游 4km 乌江与龙底江汇合后转向北，形成河间及河湾地块。坝址区河段山体雄厚，除 500-525m 为乌江宽谷期岩溶台面缓坡地形较开阔外，上下均为 45-70陡坡，基本呈对称“V
3、”型，枯水期河面高程 364m 左右，水面宽 70-120m，水深 20-30m，汛期涨幅可达 25m，440m 高程时谷宽 265m。1.2 地层岩性从上游至下游，涉及的地层主要为二叠系下统至三叠系下统之灰岩和泥页岩，第四系堆积物分布零星。各层简述如下：二叠系下统（P1）栖霞、茅口组（P1q、P1m）：为厚、巨厚层灰岩，含燧石结核。吴家坪组（P2w）：分 P2w1、P2w2、P2w3、P2w4、P2w5 共 5 段。其总体为含燧石结核灰岩、硅质岩、硅质灰岩夹泥页岩、炭质页岩、煤层等。其中 P2w1 夹劣质煤层、P2w3、P2w5 泥页岩与硅质岩、硅质灰岩呈互层状。长兴组（P2c）：深灰色中厚
4、-厚层含燧石结核生物碎屑灰岩。三叠系下统夜郎组（T1y），分三段：第一段（T1y1），为薄-极薄层粘土岩夹泥质灰岩。第二段（T1y2），分三层：第一层（T1y2-1）为薄-极薄层泥晶灰岩。第二层（T1y2-2）为中厚-厚层泥晶灰岩、白云岩等。第三层（T1y2-3）为极薄-中厚层泥质灰岩、泥晶灰岩等。第三段（T1y3），为紫红色薄-中厚层粘土岩夹灰岩。永宁镇组（T1yn），分两段：第一段（T1yn1），上部极薄-中厚层粉晶灰岩、灰质白云岩，下部中厚-厚层。第二段（T1yn2），分为两层：第一层（T1yn2-1）角砾状白云岩夹灰色极薄层白云岩，第二层（T1yn2-2）薄、中厚层白云质灰岩、灰岩夹多
5、层角砾状白云岩透镜体。第四系主要有分布于两岸阶地及河床的冲积（Qal）亚粘土和卵砾石层，分布于山脚的多为崩积（Qcol）块碎石夹粘土，分布于较平缓岸坡的多为残坡积（Qedl）粘土夹碎块石。1.3 地质构造主要地质构造有塘头向斜、F4 断层。塘头向斜轴在 F4 断层下游 120m 横穿乌江两岸。坝址主要位于塘头向斜 NW 翼，该翼在 F4 上游地层发生倒转，岩层产状 N40E，NW70；F4 断层为一区域性断层，产状N43E，NW60。裂隙发育多组。1.4 物理地质现象主要物理地质现象主要有卸荷、崩塌、岩石（体）风化及夹层夹泥。卸荷多见于岸坡，主要沿 NW 向裂隙扩展，平行河流。崩塌见于陡壁岸坡
6、，下多有崩塌堆积物。泥页岩、粉砂岩含量较多的地层如 P2w1、P2w3、P2w5、T1y1、T1y3 层，物理风化强烈，分级明显，可分为强、弱、微三级；灰岩以化学风化为主，分级不明显，大致分为弱、微二级。2 2 岩溶、水文地质特点岩溶、水文地质特点2.1 概况坝址区两岸岩溶泉点发育，钻孔地下水位长观高于河水位，乌江属地下水补给河水类型。地下水横向径流带发育，两岸 300m 范围内属地下水低平带，水力坡降约 0.5%。根据地表调查、平硐、钻孔等揭示，坝址区对建筑物区有较大影响的岩溶系统或管道共有 10 余个。如图 2-1 所示。左岸：P1q 中有 K-12 暗河，P1m 中有 K-11（S66）
7、岩溶泉、Sj-5 季节性岩溶泉；P2c内有 K-30 岩溶管道系统；T1y2 内有 K-31 岩溶管道系统，T1yn1 中有 Sj-3、Sj-20 季节性岩泉溶。发育规模较大的有：K-12 暗河：发育于 P1q 灰岩内，沿层面发育，常年有水，为一暗河通道，流量变化大，汛期可达 13m3/s。源头在符家沟盲谷，总长 1.5km，出口高程高于枯期河面 10m 左右，洞内有砂卵砾石分布。K-11（S66）岩溶管道（泉）：发育于 P1m 灰岩内，沿层间褶曲顺层发育水平溶洞，洞口分布高程高于河面 10 余 m，可见洞长 14m，宽 13m，高 8m，枯期流量为 2-3L/s，有冷风吹出，推测内部有较大溶
8、洞。K-30 岩溶管道（泉）：发育于左岸 P2c 灰岩中部，沿层面发育，常年有水流。其汇水面积 1.98km2,一般流量 9140L/s，汛期洪峰流量大。有分支溶洞与 S2 连通，内有多层岩溶管道及倒虹吸管道。K-31 岩溶管道（泉）：发育于 T1y2-2，沿层面及 NW 向横张裂隙发育。出口高程高于河面 10 余 m，由洞口向山内呈阶梯状下降至 366m 高程后顺层发育水平溶洞，据平硐揭露其在深部形成多个岩溶潭，在河水面以下尚有出口。其汇水面积 2.0km2,多年平均流量51L/s，汛期洪峰流量大，见由 PD-23 平硐内溢流。右岸：P1m 中有 K-28 岩溶管道，P2c 内有 S-65
9、岩溶管道系统；T1y2 内有 K-29 落水洞系统、S-64 岩溶泉、Sj-2、Sj-4 岩溶泉等。发育规模较大的有：K29 落水洞系统：位于右岸地下厂房地表 500m 岩溶台面上，发育于 T1y2-2 中厚-厚层灰岩中，深大于 7m，下为溶蚀裂隙，洞口上方为一顺层发育的溶蚀沟槽，距 K29 约 432m处为 K90 落水洞，其后尚有 K91 落水洞。该沟槽平时干涸，大雨时汇聚谷坡地表水注入落水洞，后排向乌江。其与河边 S64 连通。S-64：出口发育于右岸 T1y2-2 灰岩河边，一般流量 0.580L/s，其与 K29 连通，河水面下尚有出口。汛期洪峰流量大。Sj-2 岩溶管道：出口发育于
10、右岸两扇岩下游 T1y2-3-2 灰岩中，一般流量 5-20L/s，河水面下尚有出口，平硐内揭示长80m，宽高 3-5m。汛期洪峰流量较大。2.2 岩溶、水文地质特点对地表调查的洼地、落水洞、岩溶泉及钻孔、平硐揭示的溶洞等进行分析，思林坝址区岩溶发育有如下特点：（1）地层的岩性、构造对岩溶作用控制明显。P1q、P1m、P2c、T1y2-2 地层，灰岩、白云质灰岩，质地纯，岩性均一，发育大型溶洞、暗河，如 K-12、K-30、K-31、K-29、S-64 等，属强岩溶、强透水层，；T1y2-1-2、T1y2-3、T1yn 地层为薄-中厚层灰岩、白云质灰岩，夹较多薄层泥页岩，岩溶化较弱，主要发育中
11、小型溶洞、裂隙型管道，如 Sj-2、Sj-3、Sj-4、Sj-20 等，属中等岩溶层，中等透水岩组；T1y2-1-1、P2w 为极薄层灰岩或富含硅质，并有较多的泥页岩夹层，岩溶化微弱，仅有少量小型岩溶发育，属弱透水岩组，可作为相对隔水层；T1y1、T1y3 等泥页岩地层，为裂隙水，属隔水岩组。岩溶在深部多沿层面发育，近岸边沿层面及裂隙发育。（2）岩溶层与非岩溶层相间呈带状分布，各岩溶层的溶洞互不连通，地下水相互独立，无水力联系。如 P1q+m、P2c、T1y2、T1yn 各岩溶层之间分别有 P2w，T1y1、T1y3 等隔水层或相对隔水层。水化学分析各层间地下水差异较大。（3）受喜山期间歇性隆
12、升运动的控制，在铅直剖面上各岩溶层溶洞成层发育。根据统计，在铅直方向上此区带的溶洞大致可分为四层，高程分别为 450、425、400、380m，下三层与河流三级阶地有较好的对应关系；水平方向上从分水岭至河边，溶洞的发育有随高程呈阶梯状下降、岩溶发育程度逐渐增加之特点。（4）左岸岩溶的发育强度和规模大于右岸。如左岸发育有 K-12（P1q 内）暗河、K-30（P2c）、K-31（T1y2）等，形成暗河或岩溶潭，长年有水，最大流量达 10 余 m3/s。而右岸发育的 S-64、Sj-2（T1y2）及平内揭露的溶洞流量均较小。原因主要受构造、地形控制，左岸补给区面积大于右岸。左岸从地形分水岭到河边，
13、未受断层影响，岩层连续；而右岸在麻坨图图 2-12-1 思林水电站坝址区地质略图思林水电站坝址区地质略图一带受 F9、F4 切割，隔水层受到切错，使铜鼓坨-麻坨一带的地表水下渗后沿构造缺口向龙清湾一带排泄，减少了向坝址河侧的汇水。（5）河床深部岩溶发育微弱。因受多层非可溶岩或微弱透水层的阻隔，及河流岸坡卸荷裂隙发育，地下水向河床深部的循环条件差，河床深部岩溶发育微弱。根据地下水化学成份分析，大致以 330m 高程为界，330m 高程以上为地下水循环相对较强地带，以下为地下水位弱循环带，其同勘探的岩溶发育深度有较好的对应关系。接合物探综合判定岩溶发育深度在 320m 高程，透水率小于 1Lu 的在 300-320m 高程以下，（6）P2c 与 T1y2 相比，因汇水面积相等，厚度较小，岸坡岩溶排泄能力有限，两岸的倒虹吸管道深度较深，相对应河床强岩溶发育深度亦较深，据河心钻孔揭示，其中291.77298.11m 亦发育溶洞，比 T1y2 层河床强岩溶下限 320m 高程低 30m。
