惠蓄电站区工程地质条件概述

8.3.2.1　基本地质条件

图8.4　惠蓄电站工程地质图

(1)地形地貌。惠蓄电站位于罗浮山山脉东南端象头山,象头山最高点蟹眼顶高程为1023.7m。区内地势大致呈东高西低,北高南低。分别发育了900～1000m、700～800m、300～500m三级侵蚀夷平面。上水库位于工程区东侧中高山区,为高程700～800m左右的夷平面经长期侵剥蚀发育而成的山间盆地,库盆主要由两条南北向(北垭和东洞)及一条北西向(西洞)较开阔的冲沟及其汇合段组成。输水发电系统从上库到下库大致呈东向西布置,长约4.4km,从上库进/出水口至上游调压井段为S88°W布置;由上游调压井至下水库进/出水口,大致为S52°W布置。下水库由上礤及下礤两个山间盆地组成,两盆地由一条S形冲沟峡谷连成一体,冲沟底高程为200～210m,两侧山坡坡度为15°～30°,植被发育,正常蓄水位高程231m时,沟谷宽115～180m。惠蓄电站区地形地貌如图8.5所示。

图8.5　惠蓄电站区地形地貌

(a)三维数字地形图;(b)地形航拍图

(2)地层岩性。根据地质测绘及勘探资料,电站区地层岩性较为简单,主要为燕山四期花岗岩),其次为混合岩(Mγ3),局部分布有下古生界深变质石英岩(Pz1)。燕山四期花岗岩主要为细粒、中细粒花岗岩,局部为中粗粒花岗岩,为电站区分布最广的岩性,主要分布于下水库区、输水发电系统,上水库区出露范围相对较少;混合岩有条带状混合岩、条痕状混合岩、眼球状混合岩、混合花岗岩等,多分布于地面高程较高的范围,主要在上水库区、过沟浅埋段、上游调压井、中平洞等地段,下水库区有零星分布,混合岩覆盖在燕山期花岗岩之上,呈残留顶盖形式存在。燕山四期花岗岩()与混合岩(Mγ3)呈侵入接触,界线不明显,呈逐渐过渡关系。

在花岗岩和混合岩中发育有后期呈脉状侵入的煌斑岩脉、闪长岩脉、闪长玢岩脉、石英脉、辉绿岩脉、方解石脉、石英斑岩脉等。岩脉规模大小不一,一般宽度为2～5cm,部分较大的宽度为0.3～3.0m,最宽达12～17m(如上礤坝址右岸),延伸长度50～500m。在库盆、河床和冲沟中,分布有第四系洪冲积层(Qpal)和坡积层(Qdl)。

(3)地质构造。根据遥感解译、地质测绘及勘探成果,场区地质构造主要为断层。其中以NW、NE两组最发育,NNE至近SN向居次,近EW较少。前3组组成了场区构造的基本骨架,控制了上、下库盆和场区大冲沟的发育。断层倾角多为60°～85°陡倾角,宽度多小于2m,延伸长度多为0.5～4km。

上水库区主要发育断层共48条,按产状可分为4组(NE、NW、近SN和EW向),以NE、NW最为发育,次之为近SN向,其分布和特征如彩图8.1所示。

地下厂房区探硐揭露断层共有67条,根据产状可归纳为NW、NNW、NE、NNE和近EW向五组,以NE、NW、NNW三组为主,如彩图8.2所示。f304断层是厂房区的控制性断层,断层带宽度为10～15m,由上、下两条大致平行的构造角砾岩带(断层破碎带)、中间夹碎裂花岗岩(碎裂混合岩)或裂隙密集带夹小断层等组成,产状N45°-70°E/SE∠60°-75°,多数倾角为60°～70°。

下水库区共发育断层41条,规模一般较小,按走向划分为NW向组、NE向组及NNE向组,近SN向和NNW向组。(www.xing528.com)

(4)岩土风化分带。根据岩土成因类型、风化程度、风化状态,将电站区的岩土层(带)分为全风化带(Ⅴ)、强风化带(Ⅳ)、弱风化带(Ⅲ)和微风化带(Ⅱ),各带特征分述如下。

全风化带(Ⅴ):花岗岩、混合岩全风化成土状,呈棕红—棕黄色、褐红色粉质粘土、砂质—砾质粘土状,残存原岩结构,手捏可碎,风化不均,上部风化较透,呈可—硬塑状,下部多夹强风化岩块,呈坚硬土状。工程岩体基本级别为Ⅴ。

强风化带(Ⅳ):锈黄、红褐、灰白色、灰褐色中细粒、中粗粒花岗岩、混合岩,岩石风化变色严重,大多数矿物已风化变质,一般上部夹全风化土,下部夹弱风化岩块。工程岩体基本级别为Ⅴ～Ⅳ。

弱风化带(Ⅲ):灰白—浅红褐色花岗岩,灰黑色、白色相间混合岩,岩石较新鲜,岩质坚硬,岩芯多呈柱状、短柱状,少量块状、长柱状,裂隙较发育—发育,局部夹强风化岩或微风化岩。工程岩体基本级别为Ⅲ。

微风化带(Ⅱ):灰白色、浅肉红色花岗岩,灰黑色、白色相间混合岩,岩质坚硬,岩石沿裂隙面有轻微褪色,断口新鲜,岩芯多为长柱状、柱状,少量短柱状,裂隙不发育—稍发育,裂隙面多闭合。工程岩体基本级别为Ⅱ。

8.3.2.2　地下工程围岩分类

根据输水发电系统沿线工程的地质条件,地下工程围岩处在燕山期花岗岩和混合岩中,岩石较坚硬完整,除断层破碎带外,微风化岩体具整体—块状结构,与广蓄电站工程地质条件相类似。因此,参照广蓄电站工程经验和GB50287—99《水利水电工程地质勘察规范》附录P中围岩分类,以岩体特征、岩石强度、结构面发育特征和地下水影响等作为分类标准,将惠蓄电站地下工程围岩分为以下5类。

(1)Ⅰ类。微风化和新鲜花岗岩、混合岩,岩石饱和单轴抗压强度Rb≥100～110MPa,裂隙短小闭合,无充填或充填少量方解石、硅质。完整性系数Kv=0.78～0.97,平均为0.9,岩体质量指标RQD=85%～100%。岩体完整、坚硬,呈整体—块状结构。洞室内无明显地下水出露,局部裂面潮湿或有滴水。

(2)Ⅱ类。微风化夹弱风化和新鲜花岗岩,Rb=90～100MPa。Kv=0.58～0.90,平均为0.80,RQD=70%～90%。裂隙部分闭合,多数微张,大部分有白色泥膜充填,裂面较平整,呈微风化状,岩体较完整,呈块状—整体结构。沿部分裂面有滴水或渗流。

(3)Ⅲ类。微风化夹较多弱风化花岗岩,Rb=60～80MPa。Kv=0.50～0.65,平均为0.60,RQD=50%～70%。断层裂隙较发育,裂面多数张开,充填白色高岭石或钙质。裂面风化,岩体完整性较差,呈块状结构。沿断层有渗流,张开裂隙有渗水或滴水。

(4)Ⅳ类。微、弱风化相间,Rb=30～60MPa。Kv=0.41～0.55,平均为0.50,RQD=20%～50%。岩体完整性差,裂隙发育,裂面大部分张开,充填白色高岭土,裂面风化,呈碎裂至层状结构。沿断裂面有流水,沿较大断层呈股状涌出。

(5)Ⅴ类。强、全风化,或局部夹弱风化,Rb＜20MPa,Kv＜0.35。岩石破碎,为散体结构。裂隙发育到密集,裂面大部分张开,充填泥质。沿断裂面有流水或渗水。