江城县某水电站库区工程地质条件分析
中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）29-0070-02
1 工程概况
该水电站位于云南省江城县、绿春县界河-李仙江干流上，电站坝址距江城县县城约100 km，距中越边境线200 ～800 m，该水电站坝址距上游的土卡河水电站（河道）长约10.5 km，坝址控制流域面积18 120 km2，水库正常蓄水位高程339 m，相应库容1 081万m3。电站尾水与土卡河电站发电水位衔接。最大坝高约35 m，采用河床式开发方式，电站总装机约72 MW，泄水建筑物初拟为闸坝，其中通航建筑物置于大坝左岸，溢流坝段及发电厂房置于河床，安装间置于大坝右岸。
2 区域地质与地震
2.1 地形地貌
本区地处云南南部无量山脉分支哀牢山余脉的西南侧，地势北高南低，区内地形陡峻，沟谷发育，地形相对高差一般在1 000 m以上，属深切割溶蚀浸蚀中山地貌。李仙江自西北向东南流经本区，在土卡河村下游约3 km处流入越南，称黑水河，黑水河在越南境内汇入红河，最后注入太平洋。
2.2 地层岩性
本区地层岩性较为复杂，李仙江流域内出露的地层岩性复杂，由于区域构造作用较强，区内岩体均有变质或蚀变现象。本区还零星分布有华力西期喷出岩，以及印支期、燕山期侵入岩和燕山晚期侵入岩。侵入岩分布主要受断裂控制。岩性较复杂，有中酸性、中基性的侵入岩及华力西期喷出岩。
2.3 区域构造与地震
工程区区域构造稳定性及地震主要是受控于“歹”字型构造体系及经向构造体系，其主要构造带及主干断裂多具活动性。自喜山期运动以来，本区新构造运动强烈，地震活动频繁。根据有关地震地质资料，区域分布的主要活动性断裂和地震带位于工程区东西两面。
3 库区工程地质条件
3.1 地形地貌
电站库区地貌属中低山地貌区，水库正常蓄水位与土卡河水电站厂房尾水衔接。下坝址库区河道全长约10.5 km，总体流向由北西流向南东，在坝址附近拐向北东。河谷宽度一般为100～350 m，两岸边坡较为陡峭，自然边坡坡角一般在30？?～50？?之间，为较为开阔的“U”字形河谷。谷底高程为326～337 m，河漫滩一般高出水面1～5 m。两岸分水岭高程一般为900～1 700 m。河道平均比降约1‰。
3.2 地层岩性
水库区出露的主要地层岩性如下：①第四系： 洪冲积：主要为砂砾卵石、含砾中粗砂、含砾粉细砂、粉土，河床中卵砾石磨圆度较好，粉土多分布在高程较高的河谷滩地上。塌滑堆积：主要为粉质粘土、混碎石粉质粘土、碎石土。崩坡堆积：主要为碎石、块石、混碎石粉质粘土，部分地段为块石、滚石，结构松散。坡残积：主要为粉质粘土、混碎石粉质粘土、碎石土。分布在山间盆地及河两岸。②三迭系：紫红色砾岩、紫红色泥岩与砂岩、粉砂岩互层，上部夹灰岩透镜体。有大规模的燕山期辉长岩侵入体分布。与下伏地层呈不整合接触。库盘内无出露。分布在河谷两岸。③二迭系：灰色～深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砂质页岩、砂岩夹灰岩，薄层～中厚层状，局部极薄层状。小黑江与李仙江交汇处见有辉长岩侵入岩脉；局部见中酸性喷出岩岩体。库盘内无出露，分布在左岸。灰色中厚层～巨厚层状灰岩，局部有灰绿色辉绿岩岩脉顺层侵入。库盘内出露于土卡河电站下游2～4.6 km河道内及左岸。灰绿色、灰色～深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砂质（泥）页岩、砂岩，薄层～中厚层状，局部极薄层状。多处见有灰绿色辉绿岩岩脉侵入。库盘内出露于土卡河电站下游0～2 km、4.6～11.5 km河道左右岸及2～4.6 km河道右岸，分布在河谷中下游两岸。
3.3 地质构造
库区位于阿娜―木戛向斜北东翼，发育的次级褶皱及断裂主要有：
3.3.1 褶皱
①背斜：轴向315？?～330？?，长约1 km，宽约0.5 km，南西翼岩层倾角54？?～60？?；北东翼岩层倾角75？?。分布于土卡河电站下游4.5 km附近河道右岸。
②向斜：轴向315？?～330？?，长度>2 km，宽约1 km，南西翼岩层倾角55？?；北东翼岩层倾角54？?～60？?。分布于土卡河电站下游5.5 km附近河道右岸。
③背斜：轴向300？?～310？?，长度约1.7 km，宽>1 km，南西翼岩层倾角45？?～61？?；北东翼岩层倾角35？?～62？?。分布在土卡河口～下游边防大桥河道中。
④向斜：轴向315？?～330？?，长度>2 km，宽约0.5 km，南西翼岩层倾角67？?～80？?；北东翼岩层倾角45？?～61？?。分布在土卡河口―下游边防大桥河道右岸。
3.3.2 断层
水库区规模稍大的断层发现有17条，断层按走向可分NE、NNE、NW三组。
①NE组：共发现8条，产状40？?～75？?/SE（NW）∠70？?～85？?，断层带宽0.5～3.5 m，带内多见碎裂岩及断层泥，以压扭性左行平移断层为主。
②NNE组：共发现4条，产状3？?～30？?/SE（NW）∠65？?～88？?，断层带宽1～5 m，带内多见碎裂岩、角砾岩及方解石。以张性正断层为主。
③NW组：共发现5条，产状290？?～330？?/NE（SW）∠72？?～85？?，断层带宽1～8 m，带内多见碎裂岩、角砾岩及断层泥。
3.4 水文地质
拟开发的李仙江河段长约11.5 km，从上游至下游分布的常年有流水的小河或冲沟有：①卧马河：位于库区左岸，与坝址相距约9.8 km。主干河道长度约7 km，前后河段，蜿蜒于碎屑岩分布区。中下河段横切岩层走向蜿蜒于灰岩分布区，出流源头高程大于400 m。②骑马河：位于库区左岸，与坝址相距约9.2 km。主干河道长度约7 km，前750 m河段横切岩层走向蜿蜒于灰岩分布区，以后蜿蜒于碎屑岩分布区。出流源头高程大于400 m。③土卡河：位于库区右岸，与坝址相距约4.5 km。主干河道长度大于20 km，蜿蜒于碎屑岩分布区，出流源头高程大于400 m。④土卡河大桥上游河沟：位于库区右岸，与坝址相距约3.5 km。主干河道长度为4 km左右。蜿蜒于碎屑岩分布区，出流源头高程大于800 m。⑤土卡河大桥下游河沟：位于库区右岸，与坝址相距约3 km。主干河道长度为3.7 km左右。蜿蜒于碎屑岩分布区，出流源头高程均大于800 m。⑥土卡河大桥下游小河：位于库区左岸，与坝址相距约2.7 km。主干河道长度大于2.5 km，蜿蜒于碎屑岩分布区，出流源头为灰岩与粉砂岩接触带，高程980 m。⑦中坝址上游河沟：位于中坝址右岸，与中坝址上坝线相距0.2 km。主干河道长度均为3.3 km。蜿蜒于碎屑岩分布区，出流源头高程均大于800 m。⑧国境线小河：位于李仙江中坝址下游右岸，河口与中坝址上坝线相距约600 m。 3.5 岩溶
土卡河电站下游2～4.6 km河道左岸沿河分布灰岩，灰岩在库尾出露的最低高程为333～335 m，沿左岸山脉延伸至坝址下游的小黑江与李仙江汇合处，灰岩出露高程约322 m。
绿仙龙电站库区的卧马河和骑马河之间及附近共发现15个溶洞，规模较大的溶洞有9个。洞口多为不规则圆形，顺层发育，沿层面有串珠状的小溶洞发育，洞壁可见石钟乳、灰华、溶孔及落水洞。溶洞延伸长度一般十米至数十米，洞高及洞宽变化较大。如发育于土卡河电站下游约3.3 km右岸的溶洞，当地居民称之为“水仙宫”，洞口高程363 m，洞口直径约1.5 m，向洞内约20 m，溶洞规模显著变大，其总空间可容数百人，且岩溶支洞呈放射状向四周延伸，向山里延伸的一条支洞形成三级跌水陡坎。从洞顶可看到光线得知，该洞与地表高处相通。
4 主要工程地质问题评价
4.1 水库渗漏
该水电站水库库盆地形封闭条件良好，库盆多为相对隔水的砂岩、泥岩封闭，土卡河电站下游2～4.6 km库段河道及左岸灰岩分布区，地表水出露源头地面高程大于400 m，左岸沿灰岩与砂页岩接触带附近出露的泉水地面高程大于350 m，地表水及地下水均往库内的李仙江排泄，水库不存在渗漏问题。
4.2 水库淹没
水库区地形切割较深，地表坡度一般在30？?～50？?，局部地段大于60？?。两岸多被植物覆盖，耕地和经济植物园分布高程多位于水库正常蓄水位以上。库盘内仅有零星分布的居民点和少量耕地。本次库区水库淹没调查未发现重要矿产及文物古迹。水库不存在特殊情况下的淹没问题。
4.3 水库浸没
库盆主要分布相对隔水的砂岩、泥岩，水库蓄水后浸没影响微弱，但土卡河电站下游2～4.6 km水库左岸灰岩分布区，是可能出现浸没问题的地段。因此，对该地区重点调查后认为：水库正常蓄水位选择高程339 m以下时，不存在水库浸没问题。
4.4 库岸稳定
崩塌堆积体主要成因为洪水冲刷、掏蚀，植物风化，边坡卸荷等，使岸坡坡度过陡崩塌形成的。由于松散堆积体规模不大，自然形成的地形边坡较缓，坡面上未见有新的滑坡、崩塌痕迹，枯水期边坡基本稳定；汛期边坡稳定处于临界状态。由于堆积体下伏基岩属逆向坡，对岩质边坡稳定有利，水库蓄水对岸坡的影响主要为边坡再造形成的坍塌，可能会影响到胶农房屋、生命安全及仓库安全。建议采取工程措施处理。
4.5 固体迳流
水库区分布的4处崩坡积物，初步计算总体积为6.98×104 m3。水库蓄水已有50%左右淹没在水库以下，库岸再造形成的堆积量有限。工程区植被茂密，库区冲沟深切，沟底地形较陡，无中～大型滑坡、崩塌等不良地质作用形成的松散堆积体，不会发生大规模的泥石流。两岸中小冲沟对固体物质的搬运很有限。冲沟口堆积的洪积物，虽然结构较松散，但其分布高程在335 m高程以下。综上所述认为：水库蓄水产生的淤积量，对水库正常运行影响不大。
4.6 水库诱发地震
水库区岩性主要为二迭系粉砂质页岩、细砂岩、灰岩；库内无贯穿性的活动性区域断裂，小断裂较为发育，但规模较小，延伸不长；水库蓄水后，最大水深约15 m，水头抬升不大。因此，水库诱发地震的可能性较小。
5 结 论
该水电站库区工程地质条件良好，岸坡浅部卸荷裂隙较发育，会影响边坡局部稳定，建议采取预防措施。
