根据锦屏一级工程原始地勘资料和上述地质解译分析原理,对其地质结构进行空间构造推断分析,按照研究区域和各主体工程设计的需要,获得了一系列地质解译成果:①研究区域的工程地质平面图(图4.7);②8个从坝址上游到下游展布的横剖面图;③5个左右岸分布的纵剖面图;④19个不同高程(1930～1450m)平切面图;⑤其他沿各种建筑物轴线剖切的剖面图等。
4.4.2.1 地形地貌
锦屏一级水电站位于雅砻江中游锦屏大河湾之西侧,地处属青藏高原向四川盆地过渡之斜坡地带。地貌上多属侵蚀山地,地形上表现为高山峡谷,其间分布有大小不等、形态各异的山间盆地和构造洼地,地势总的趋势是西北高东南低,呈阶梯状逐渐降低,由海拔5000～4000m降至约2000m。沿河两岸山势巍峨,层峦叠嶂,高差悬殊,呈典型高山峡谷地貌景观。区域地貌发育受新构造活动及构造格架控制,山高谷深,谷坡陡峻,崩塌、滑坡作用发育。
坝区两岸山体雄厚,谷坡陡峻,基岩裸露,相对高差千余米,为典型的深切V形谷。岩层走向与河流流向基本一致,左岸为反向坡,右岸为顺向坡。地貌上右岸呈陡缓相间的台阶状,普斯罗沟至Ⅰ勘探线之间高程1810m以下坡度为70°～90°,以上约40°;Ⅰ勘探线至手爬沟之间坡度为40°～50°。右岸坝轴线上游为深切的普斯罗沟,沟内常年有水流,高程1900m以上河谷较开阔,以下为一线天式峡谷,沟壁近直立,坡高160～300m。左岸无大的深切冲沟,高程1820～1900m以下大理岩出露段,地形完整,坡度为55°～70°;以上砂板岩出露段坡度为35°～45°,地形完整性较差,呈山梁与浅沟相间的微地貌特征。河床谷底基岩面平缓,总体缓倾下游,基岩顶面高程从坝轴线附近的1600m向下游至泄洪冲刷区附近逐渐降为1590m。
锦屏一级坝区地形如图4.8所示。其中,图4.8(a)为5m等高线地形(已赋高程值),可看出等高线在表达陡崖、沟壑时效果较差,出现较多不连续现象。
4.4.2.2 地层岩性
坝址区河床及两岸基岩主要由中上三叠统杂谷脑组(T2-3z)变质岩组成,另外还可见少量后期侵入的煌斑岩脉(X)。第四系(Q)松散堆积层主要为河流冲积物,分布于河床谷底。
图4.7 锦屏一级坝区工程地质平面图
图4.8 锦屏一级坝区地形地貌
(a)5m等高线;(b)普斯罗沟坝址全貌
(1)杂谷脑组变质岩(T2-3z)。杂谷脑组变质岩按岩石建造特征可分为三段:
第一段(
)绿片岩,厚度大于90m,岩性较复杂,以石英绿泥石片岩和方解石绿泥石片岩为主,夹透镜状、条带状大理岩,岩石呈灰绿色,中细粒—细粒粒状鳞片变晶结构,中厚层构造。坝址区地表未出露。
第二段(
)大理岩,厚度约600m,按岩石组合、岩性及结构构造特征细分为8层,岩性稳定,厚度变化较大,变化的主要因素是褶皱加厚和构造填补。分布于右岸谷坡、河床及左岸谷坡高程1820m以下,坝区主要建筑物地基和地下洞室围岩多由该段岩层组成。
第三段(
)砂板岩,出露于左岸高程1820～2300m之间,厚度约400m,按岩性组合特征细分为6层,岩性稳定,普斯罗沟坝段上游变质砂体尖灭再现变化清楚,造成厚度变化较大。左岸坝基中高高程涉及该段岩体。
坝区杂谷脑地层划分及岩性详见表4.4。
(2)煌斑岩脉(X)。岩石类型为云辉正煌岩—黑云正煌岩,灰色—灰黑色,具斑状结构,基质细粒—微粒结构,块状构造。新鲜时岩质坚硬,但抗风化能力低,风化后呈浅黄褐色,泥质感较明显,性软,较疏松。
煌斑岩在坝址两岸均有出露,呈平直延伸的脉状产出,一般宽2～3m,局部脉宽可达7m。总体产状N60°～80°E,SE∠70°～80°,延伸长多在1000m以上,部分地段可见细小分支、尖灭现象;与围岩界线清楚,有时可见较明显的烘烤蚀变边,界面平直,后期构造运动使煌斑岩脉与围岩接触面多发育成小断层。(www.xing528.com)
(3)河床覆盖层。坝址区河床覆盖层一般厚30～40m,相应基岩顶面高程为1600～1590m。据覆盖层的物质组成、粒度大小及结构特征自下而上分为3层:①下部。含块碎石砂卵石,厚0～11.41m,物质成分较复杂,主要为变质砂岩、板岩、大理岩及少量花岗岩、玄武岩。②中部。含卵砾石砂质粉土,厚0～14.37m,该层中还有呈透镜体状的粉砂层或粘质土层。③上部。含块碎石砂卵石,厚11.40～22.19m,平均15m。组成物质成分主要为砂岩、大理岩及少量的花岗岩、玄武岩。
4.4.2.3 地质构造
(1)地层产状。坝址区位于区域性断裂—锦屏山断裂西侧2km处,印支期紧闭同倾三滩向斜之南东翼(正常翼)。三滩向斜轴向总体NNE,平面上呈舒缓S形展布,长度约15km,平均宽度约2km。该向斜控制了坝区岩层产状及空间分布特征,坝区所在的向斜正常翼地层倾向左岸,平均产状为N30°E、NW∠35°左右,但由于岩性、厚度、变形差异及后期叠加褶皱等因素的影响,其产状变化较大,走向一般在N10°E～EW范围内,倾角则可在10°～70°之间变化。
(2)断裂构造。地表地质调查及平硐勘探揭示,坝区断层、层间挤压错动带、节理裂隙等各类结构面发育,按发育规模和性状可分为不同级别和类型,见表4.5。按其产状可划分为NNE～NE向、NEE～EW向和NW～NWW向三组,其中以NNE～NE向组最为发育,且断层规模较大。
坝址区节理裂隙按成因可归为原生和构造两类。原生结构面主要是砂板岩和薄至中厚层大理岩中的层面,以及绿片岩中的片理面。构造型节理裂隙,以陡倾角为主,其发育程度与岩性、层厚和构造部位密切相关,具一定区段性。总体上具有以下特征:坚硬的大理岩和变质砂岩中节理比相对较软的板岩及绿片岩中更为发育;中薄层大理岩中节理比厚层块状大理岩中发育;左岸岩体中节理比右岸更为发育。
表4.4 锦屏一级坝区杂谷脑组地层划分简表
表4.5 坝区结构面规模分级表
4.4.2.4 岩体风化卸荷
(1)岩体风化。坝区岩体风化程度受岩性、构造及地下水活动影响明显,大理岩、变质砂岩岩石坚硬,自身抗风化能力较强,风化作用主要沿裂隙和构造破碎带进行;绿片岩、煌斑岩脉岩质相对较软,特别是在有地下水活动时,岩体风化较强。两岸岩体除沿构造破碎带和绿片岩夹层局部有强风化外,岩体一般无强风化。根据平硐地质调查成果,按风化程度将坝区岩体分为弱风化和微风化—新鲜岩体两类。
1)弱风化岩体。裂面普遍锈染,隐微裂隙显现,结构松弛,呈块裂—碎裂结构。左岸弱风化岩体水平深度高高程砂板岩中一般为50～90m,中低高程大理岩中为20～40m;右岸弱风化岩体水平深度一般小于20m。河床部位弱风化岩体铅直厚度为5～10m,相应底界高程为1580～1590m。
2)微风化—新鲜岩体。谷坡两岸强卸荷底界以里的岩体,绝大部分属微风化—新鲜岩体,其风化现象主要表现为沿少量节理裂隙面有轻微锈染迹象。
3)风化夹层。总体上沿断层破碎带和层间挤压错动带发育,发育主要集中在以下三个部位:①左岸高程1800m以上砂板岩中,该区深卸荷底界以外的小断层破碎带普遍风化成土夹碎石状,结构松散,多呈强风化状,夹层厚一般为10～30cm;②左岸第6层大理岩中,岩体内层间挤压错动带普遍风化成褐黄色,遇水易软化、泥化,一般厚2～5cm;③右岸的f14、f13断层破碎带及影响带附近,由于地下水活动,沿断层带形成弱风化夹层,一般宽3～5m。
(2)岩体卸荷。坝址两岸大理岩体卸荷强烈,尤其是左岸岩体水平卸荷深度较大,右岸相对较浅。右岸顺向坡大理岩体强卸荷水平深度为2.0～16.5m,弱卸荷一般水平深度为14.0～37.0m。左岸大理岩体强卸荷一般水平深度为2.0～28.0m,岸坡上部砂板岩强卸荷水平深度可达71.0m;弱卸荷水平深度在高程1720m以下仅为20～65m,在高程1720m以上,一般为20～75m,砂板岩中最深达150m。卸荷岩体中卸荷裂隙发育,强弱卸荷岩体是以卸荷裂隙的发育密度及声波波速的大小来区分,强卸荷岩体的卸荷裂隙开度一般为5～15cm,弱卸荷岩体卸荷裂隙开度一般小于5cm。
综合上述成果,给出一张包含上述解译信息的典型横剖面,如图4.9所示。
图4.9 锦屏一级坝区Ⅴ-Ⅴ′横剖面图
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