云南马关县鱼塘暗河水电站地质灾害危险性评估

张红芬，何朋聪，李艳芳



云南马关县鱼塘暗河水电站地质灾害危险性评估

张红芬1，何朋聪2，李艳芳1

(1.云南省地质工程勘察总公司，云南 昆明650051；2.云南省地质矿产勘查开发局机掘坑探工程队，云南 晋宁650600)

摘要：根据该水电站区内地质环境条件，以及可能因项目工程建设引发的地质灾害种类，将评估区地质灾害区域划分为危险性中等(Ⅱ)类和危险性小(Ⅲ)类。并且提出相应的防治对策。

关键词：地质灾害；危险性评估；云南马关鱼塘暗河水电站；

云南马关鱼塘暗河水电站工程项目，位于云南省马关县山车乡鱼塘村委会，区内交通条件较为便利。电站设计装机容量为2×5000kw，年发电量为4 259.69万kwh。枢纽工程由拦河坝、引水系统、泄洪系统、厂房及开关站等组成。拦河坝高40.0m，为C20钢筋混凝土结构；引水系统包括溢流井、引水隧洞、调压井、压力管道；泄水系统包括泄洪陡槽和冲砂暗涵。附属设施有生产管理办公楼、住宿楼及食堂。

1地形地貌特征

鱼塘暗河水电站区域上位于云贵高原南缘部位，属低中山地貌。地形北西高、南东低，最高处海拔1620m，最低处海拔885m，相对高差735m。以山车—大马固断裂(F4)为界，细分为南北两个地貌单元，西北部为岩溶地貌，东南部碎屑岩地貌。

西北部岩溶地貌，山高坡陡，以峰丛、洼地、落水洞和漏斗等地貌形态为主。该区地下发育有暗河，成北东向展布。暗河由近于平行的两条主管道组成，交汇于轱辘街天窗处，高程为1080.0m。该区西北部地形复杂，多为峰丛、洼地、溶蚀漏斗等。东部山体高大连续，岩溶现象较不发育，地形坡度25°~40°。

东南部及西侧清水河一带，以构造侵蚀、溶蚀中山地貌为主，成碎屑岩分布区。地形上山顶圆滑、山脊呈波状，山坡多呈板型坡，坡度20°~28°，局部较陡，坡度达65°。发育有树枝状冲沟水系为主的剥蚀山系。清水河发源于西部，向东流，与鱼塘暗河出口水流汇合后，注入盘龙河。田房以上河段，河谷呈“U”字形发育，两岸坡平缓，地形开阔，沿河分布有零星的一级基座阶地；田房以下河段，河谷呈“V”字形，河谷峡谷，两岸山坡较陡。

2 地质环境条件

2.1　地层岩性

评估区地层分别为寒武系、奥陶系、泥盆系和第四系。各地层单元从老到新如下：

(1)寒武系中统田蓬组(∈2t)：岩性分上下两段，上段为灰色泥质白云质灰岩夹砂岩；下段为泥页岩夹灰岩，总厚度582.7m~2 036.7m。分布于评估区东南部。

(2)寒武系上统歇场组(∈3x)：岩性分为上下两段，上段为灰色泥质条带白云质灰岩；下段为白云质灰岩夹白云岩，总厚度266.0m~499.5m。分布于评估区东南部。

(3)奥陶系下统湄潭组(O1m)：为滨海碎屑岩相沉积，岩性分为上下两段，上段为浅黄色石英砂岩；下段为黄灰色长石石英砂岩、粉砂岩夹页岩，总厚度813.0m。分布于评估区中部。

(4)泥盆系下统坡脚组(D1p)：为一套浅海相泥质岩沉积。岩性分上下两段，下段(D1p1)为灰

色、深灰色千枚状砂质板岩、千枚岩；上段(D1p2)为紫红色、褐黄色粉砂质板岩、千枚状板岩，夹薄层状硅质岩及泥质灰岩、灰质白云岩；该组地层总厚度236m～578m，呈环带状分布。分布于评估区中部。

(5)泥盆系中统古木组(D2g)：为碳酸岩相沉积。岩性为深灰色中厚层状灰岩，夹白云质灰岩及泥灰岩，含有生物碎屑。该组地层总厚度328.44m~533.86m。分布于评估区西北部。

(6)第四系残坡积层(Qdl+el)：灰黄色、黄色，以粉质粘土为主，次为粘土、砂土、碎块石等，散体结构，可硬塑状，中压缩性，厚度0~13m，粘性一般，均匀性较差，含孔隙水。分布于评估区内平缓山坡和沟谷中。该层易产生坍塌和滑坡。

(7)第四系冲洪积层(Qal+pl)：灰色、深灰色漂块石、卵砾石、砂等，局部偶见有大孤石，磨圆度较好，次圆状，稍密，含水性较好。分布于评估区内河床及河漫滩。

图1　评估区地质环境条件图Fig.1　Map of Geological Environment Conditions of Assessment Area1.危险性分区界线；2.断层及编号；3.地质界线；4.岩溶洼地；5.地下暗河入口及天窗；6.地下暗河出口；7.冲沟及编号；8.危险性中等(Ⅱ)类；9.危险性小(Ⅲ)类；10.寒武系中统田蓬组白云质灰岩夹砂岩；11.寒武系下统歇场组白云质灰岩、白云岩；12.奥陶系下统湄潭组粉砂岩、石英砂岩夹页岩；13.泥盆系下统坡组千枚岩、板岩；14.泥盆系中统古木组灰岩；15.第四系冲洪积层漂块石、卵砾石、砂

2.2　地质构造

评估区区域构造处于都龙—老君山莲花状构造与杨柳井帚状构造过渡段。老君山莲花状构造与杨柳井帚状构造属区域性构造体系。前者是以老君山花岗岩为抵柱，环状发育褶皱构造为特征构造体。杨柳井帚状构造则是以杨柳井向斜为旋涡，环状发育的弧形断裂构造体。发育的断裂有三棵树—纸厂断裂(F2)、田房断裂(F3)、山车—大马固断裂(F4)、白岩—牌坊断裂(F5)。其中山车—大马固断裂(F4)对评估区有一定影响。

山车—大马固断裂(F4)：该断层长约35km，经评估区内轱辘街、鱼塘、龙山向山车方向延伸。断层性质以压性为主，兼有扭性。西段走向近东西，倾向南，倾角40°左右，破碎带不甚发育。北盘(D2g)地层已出现大理岩化现象。沿断层多呈近垂直断裂壁，并沿线发育漏斗、洼地及垂直溶洞。东段地势陡峻，走向由近EW渐变NW315°，倾向S—NE∠75°~85°，发育宽度20m~30m，呈弧状展布。该断层经过暗河出口，走向NE44°，倾向SE∠75°~85°，高程为920m，南盘上冲，南盘出露(D1P2)紫红色、褐黄色粉砂质板岩，千枚状板岩，为相对隔水层。北盘D2g浅灰色灰岩，大理岩化灰岩，靠近断层20m~50m范围内，受该断层南盘阻水影响，岩溶极为发育，平行断层多表现串珠状落水洞，溶蚀谷地、天窗和巨大的岩溶坍塌。并形成一定规模的暗河系统，发育深度50m~100m，在出口段F3断层切割而转向流出地表。该断层平行于暗河走向，距离暗河约80m。

根据新构造运动的方式、强度、断裂活动特点及区域构造背景，按《云南省新构造运动分区略图》，马关县属滇东稳定上升区，文山—麻栗坡大面积上升区，新构造运动以大面积整体性稳定抬升为主，抬升幅度一般在1500m以下，断块间差异性活动相对较弱，地震强度小、频度低。

现代构造主应力方位为北东向，上新世至第四纪，区内地壳以间歇性、差异性隆升为主，挽近期新构造活动较强烈，表现在河谷强烈下切，山高谷深；在构造溶蚀地区岩溶发育具有多层性；并有多级剥夷面形成；沿河谷两岸出现Ⅰ—Ⅱ级阶地。

2.3　水文地质、工程地质

评估区地下水包括孔隙水、裂隙水、岩溶水三大类，由于大气降水入渗补给，以散流或泉的形式，有山岭残丘向河谷排泄。

根据岩石成因、风化程度、岩性组合、结构特征和力学强度，评估区内岩土体划分散体结构土体(Ⅰ)和较坚硬薄层状碎屑岩岩组(Ⅱ1)、坚硬中厚层状中等岩溶化灰岩岩组(Ⅱ2)三类(表1)。

表1　岩土体工程地质类型一览表

3地质灾害类型

评估区地质灾害一般不发育。无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发育。其他不良工程地质环境问题有红粘土、膨胀土等特殊土体，以及冲沟等不良地质作用。

(1)红粘土：评估区内出露基岩地层岩性为由灰岩、白云岩，其风化壳多呈土柱状、散土状，坚硬—硬塑状态，含水量较高，天然孔隙比很大，具有弱胀缩性。其沿深度上部较硬、下部较软，位于斜坡、陡坎上垂直裂隙较发育，可能形成滑坡等地质灾害。

(2)膨胀土：评估区内出露基岩地层岩性为泥岩、页岩等，其全风化层多为散装粘性土体，一般压缩性较低，具有弱—中等膨胀潜势，由于含有大量亲水性矿物，土体吸水膨胀、失水收缩现象明显，易对建筑物地基、挡墙及道路产生拉裂、隆起、剪切破坏作用。

(3)冲沟：清水河右岸发育冲沟一条(C1)，冲沟长约280m，宽2m~4m，呈“V”型，属幼年期冲沟，沟谷两侧植被较发育，且沟底植被最发育，两侧地形坡度20°~30°，谷底坡降为450‰，冲沟以底蚀作用为主，沟口无堆积物，冲沟内无常年流水。

4危险性评估

综合考虑评估区地质环境条件、项目特点，以及项目工程建设可能引发和遭受的地质灾害的危险性，将评估区地质灾害危险性划分为危险性中等类(Ⅱ)和危险性小类(Ⅲ)两个类别(图1)。

4.1　危险性中等类(Ⅱ)

位于评估区中部(轱辘街—鱼塘村一线)，面积约0.85km2，占评估区面积的23%。该区地形较复杂，地貌类型单一，主要为低中山地貌；地层岩性为灰岩、白云质灰岩、千枚岩、板岩；地质构造中等，发育的构造有山车—大马固断裂(F4)；工程地质条件复杂，水文地质条件中等，地质环境条件复杂程度应为复杂。该区现状地质灾害一般不发育。工程建设加剧现状地质灾害的可能性小；工程建设及运营过程中除可能遭受自身引发的地质灾害外还可能遭受地下水及特殊性岩土体的危害，总体地质灾害危险性中等。

4.2　危险性小类(Ⅲ)

紧紧围绕上述危险性中等类(Ⅱ)外围分布，面积约2.87km2，占评估区面积的77%。该区地形条件较复杂，地形起伏变形较大，地貌类型单一，主要为低中山地貌；地层岩性为灰岩、白云质灰岩、千枚岩、板岩；工程地质条件复杂，水文地质条件中等，地质环境条件复杂程度应为复杂。该区现状地质灾害一般不发育。工程项目在建设和运行过程中不存在加剧现状地质灾害的可能性；工程建设及运营可能引发及遭受地质灾害的可能性小，总体地质灾害危险性小。

5防治对策

评估区地质灾害的防治，应采取以避让为主、预防为主、治本为主，在工程建设过程中应采取以下措施进行防治：

(1)大坝运营过程中应做好防渗工作，建议采用帷幕灌浆。

(2)泄洪陡槽建议全线封闭，保障泄洪陡槽运营安全。

(3)调压井四壁施工建议进行临时支护，并及时锁口，尽量减少洞口削坡开挖，并及时作好混凝土衬砌。

(4)压力管道前段施工建议进行超前支护，并及时锁口，尽量减少坑口削坡开挖，并及时作好混凝土衬砌。

(5)施工弃土应合理规划，择地堆放，并设挡碴坝，恢复区内植被。

(6)在雨季和遇暴雨时，应加强地质灾害的监测和防治工作。

(7)进场公路上边坡用浆砌石挡墙进行支挡，公路旁设置排水沟。

(8)建议恢复清水河流域两岸植被。

参考文献

[1]尹跃平等.中国地质灾害减灾战略初步研究[J].中国地质灾害与防治学报，2004，15(2).

[2]云南省地质矿产局第一、第二水文地质工程地质大队.云南省地质灾害调查及对策研究报告[R].1990.

[3]常士骠等.工程地质手册第四版[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[4]宋玉麟.云南减灾年鉴(2000～2001)[M].昆明：云南科技出版社，2002.

[5]云南岩土工程勘察设计研究院.云南省马关县鱼塘暗河水电站工程建设项目地质灾害危险性评估报告[R].2007.

AN ASSESSMENT ON THE RISK OF YUTANG BURIED RIVER POWER STATION GEOLOGICAL DISASTER IN MAGUAN，YUNNAN

ZHANG Hong-fen1，HE Peng-cong2，LI Yan-fang1

(1.YunnanGeneralCompanyofGeologicalEngineeringExploration，Kunming650051；2.EngineeringTeamofMachineryExcavationandTunnelExploration，YunnanBureauofExplorationandDevelopmentofGeologyandMineralResources，Jinning650600)

Abstract：According to the geological environment conditions and the possible geological disaster caused by the project construction，we have divided the geological disaster in the assessment area into mid risk(Ⅱ)and slight risk(Ⅲ)class and put forward the protection countermeasures.

Key Words：Geological Disaster；Risk Assessment；Yutang Buried River Power Station，Maguan，Yunnan

中图分类号：P694

文献标识码：A

文章编号：1004-1885(2015)4-583-5

作者简介：张红芬(1983～)，女，云南祥云县人，工程师，从事水工环及矿产勘查工作。

收稿日期：2015-08-12