水利工程論文-黃河龍青段主要環(huán)境工程地質(zhì)問題分析思路.doc

水利工程論文-黃河龍青段主要環(huán)境工程地質(zhì)問題分析思路摘要：介紹了黃河上游龍青段主要環(huán)境工程地質(zhì)問題的分析思路，以達(dá)到拋磚引玉、交流和提高水電工程地質(zhì)勘測水平的目的。關(guān)鍵詞：龍青段坍岸岸坡穩(wěn)定滲漏浸沒淤積誘發(fā)地震以多泥沙著稱的黃河是我國第二大河流，全長5464km，流經(jīng)9?。▍^(qū)），以內(nèi)蒙托克托縣和河南花園口為界分上、中、下游三段。龍青段位于黃河上游龍羊峽青銅峽河段，全長918km，是落差最大的河段。地勢總體上是SW部高，海拔均在4000m以上，相對高差達(dá)600900m；由SW向NE逐漸降低至海拔2000m左右，溝壑縱橫，相對高差100300m，呈黃土丘陵，梁、峁、塬等地貌；再向NE海拔降低至12001700m的賀蘭山六盤山一帶。龍青段黃河主要支流有隆務(wù)河、大夏河、洮河、湟水、莊浪河、宛川河、祖歷河、清水河、苦水河等9條，河谷地貌總體為峽谷與盆地呈串珠狀相間分布，自上游至下游依次為共和盆地、龍羊峽、貴德盆地、松巴峽、沙柳灣、李家峽、水地川、公伯峽、甘循川、積石峽、丹陽川、寺溝峽、臨夏盆地、劉家峽、永靖川、鹽鍋峽、上銓川、八盤峽、新城川、柴家峽、蘭州盆地、桑園峽、皋蘭川、小峽、什川、大峽、條城川、烏金峽、靖遠(yuǎn)川、紅山峽、王佛川、黑山峽、衛(wèi)寧盆地、青銅峽、銀川盆地，尚不包括其間的次級盆地與峽谷，盆地與峽谷及兩邊高山均以斷裂為界，這種串珠狀地貌為開發(fā)黃河水力資源提供了自然條件。龍青段主要環(huán)境工程地質(zhì)問題包括：滑坡，泥石流，黃土濕陷，水庫淤積（固體徑流來源），水庫誘發(fā)地震等。1滑坡問題分析滑坡應(yīng)堅(jiān)持內(nèi)因（如坡體結(jié)構(gòu)、不利弱面組合等）與外因（地震、降雨、水庫蓄水過程、人類活動(dòng)誘發(fā)滑坡）相結(jié)合的原則，綜合考慮。不同的岸坡結(jié)構(gòu)決定著滑坡變形破壞的類型、數(shù)量和規(guī)模。結(jié)構(gòu)面的不利切割、組合、形成穩(wěn)定條件差的邊坡，在地震、降雨、水庫蓄水過程中產(chǎn)生滑坡。如龍羊峽（查西、查納、查東、龍西、農(nóng)場、峽口滑坡）、拉西瓦（多右、多左、多隆、賽卡、扎卡、泥鰍滑坡）、李家峽（、號、夏群寺滑坡）、公伯峽（號滑坡）、積石峽（號滑坡）等，工程中結(jié)合水庫工作條件來分析兩岸滑坡體（群）、評價(jià)岸坡穩(wěn)定性。分析中應(yīng)注重：（1）如龍羊峽、李家峽水庫蓄水和庫水位的變動(dòng)，分析時(shí)要充分估計(jì)水的滲透壓力及浮托力對岸坡穩(wěn)定的不利影響。（2）分析時(shí)查明岸坡中軟弱結(jié)構(gòu)面存在、交切方式、遇水軟化對岸坡穩(wěn)定的不利影響；尤其是軟弱帶存在親水性很強(qiáng)的粘土礦物或易溶鹽、易軟化、易崩解的巖土。（3）分析時(shí)要充分考慮地震作用對岸坡穩(wěn)定的不利影響，龍羊峽、李家峽、公伯峽等滑坡穩(wěn)定分析中采用地震加速度系數(shù)來分析地震的影響程度。（4）對于近壩庫岸或靠近重要工業(yè)建筑的大型滑坡，如李家峽（、號、夏群寺滑坡）或坍塌體，分析時(shí)應(yīng)注意突然失穩(wěn)造成的涌浪破壞，巖土體直接對建筑物、人員傷害，并估計(jì)其危害程度。（5）人類工程活動(dòng)誘發(fā)滑坡的主要表現(xiàn)在：不合理削坡、爆破附加力、工農(nóng)業(yè)用水不當(dāng)?shù)?。如李家峽左岸“金三角”、蘭州五泉山紅山根一帶山坡因坡腳不當(dāng)開挖產(chǎn)生滑坡；龍羊峽壩下游的虎丘山因泄流水霧影響而產(chǎn)生滑坡。2泥石流問題西北地區(qū)是我國泥石流最活躍、最發(fā)育、規(guī)模最大的地區(qū)之一。僅甘肅省內(nèi)泥石流分布面積達(dá)70000km2，占全省面積的15，近30年來發(fā)生規(guī)模較大的泥石流多達(dá)122次。泥石流以一種介于洪水和滑坡之間的高濃度固液相顆粒流、攜帶大量固體物質(zhì)（泥、砂、石）注入黃河或其支流，加大水庫淤積。泥石流的形成需具備豐富的松散固體物質(zhì)、陡峻的地形和足夠的水源3個(gè)基本條件。龍青段泥石流以西部高山峽谷型泥石流和東部黃土高原型泥石流為主。西部高山峽谷型泥石流主要分布于黃河及其主要支流兩岸，泥石流以零星分布、規(guī)模相對較小的稀性泥石流為主；東部黃土高原型泥石流呈不連續(xù)狀分布于黃河兩岸、蘭州部分地區(qū)及支流祖歷河谷，泥石流的固體物質(zhì)主要是黃土，大塊石極少，亦稱為泥流。3黃土濕陷問題黃土在一定壓力（200kPa）作用下，受水浸濕，結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉（沉降量與承壓板寬度之比等于或大于0.023）的土，即為濕陷性黃土。濕陷性黃土主要分布于黃河及其支流的河漫灘和低階地、丘陵的斜坡地帶、黃土峁或塬的斜坡或頂部。因建筑物自重引起的濕陷稱自重濕陷，因附加應(yīng)力引起的濕陷稱非自重濕陷。龍青段東部即為隴西黃土高原，是全國濕陷性黃土最發(fā)育的地區(qū)，具備粉粒含量大而粘粒含量相對較小，干容重小，濕陷量大、濕陷敏感、發(fā)展快、多具自重濕陷的特點(diǎn)。自重濕陷在蘭州曾做過黃土自重濕陷試驗(yàn)，其中龔家灣注水30d，濕陷量60cm；安寧區(qū)注水60d，濕陷量10cm；西固區(qū)注水42d，濕陷量16cm（19581963年）。如永登附近幾個(gè)渠道，經(jīng)過低階地和河谷平原時(shí)，渠道均有嚴(yán)重的階梯狀變形、錯(cuò)斷，尤其是經(jīng)過莊浪河級階地時(shí)濕陷68m，致使渠道嚴(yán)重破壞（孫廣忠等，1959）。非自重濕陷如西北民族學(xué)院曾有兩棟學(xué)生樓因廁所水浸入地基，發(fā)生強(qiáng)烈濕陷而受破壞；西寧南川因施工用水入滲地下而發(fā)生濕陷，一夜間建筑物產(chǎn)生不均勻沉陷16cm。總之引起非自重沉陷的原因在于對建筑物場址的工程地質(zhì)環(huán)境認(rèn)識不夠，設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)?shù)取?水庫誘發(fā)地震問題應(yīng)從了解誘發(fā)地震特點(diǎn)、分析地震發(fā)生的內(nèi)、外因方面入手。4.1誘發(fā)地震特點(diǎn)在時(shí)間上往往在蓄水1個(gè)月或數(shù)日后才開始發(fā)震，1年或幾年后發(fā)生主震，余震延續(xù)時(shí)間長，有的可達(dá)數(shù)10年；在空間上震中分布在水庫區(qū)附近，一般距庫岸不超過幾十幾公里，并多局限在一定范圍之內(nèi)；震源深度淺，多數(shù)35km，隨發(fā)震次數(shù)增多，震源深度逐漸加大；在強(qiáng)度上震級不大，但震中烈度偏高（如級地震，震中烈度級）；在序列上前震主震余震具備前震期長，為1年或數(shù)年，伴隨小地震多，余震衰減慢的特點(diǎn)；也有沒有明顯生震的情況。震源機(jī)制多屬陡傾角的正斷層，少數(shù)屬平推斷層。如龍羊峽圍堰蓄水時(shí)曾發(fā)生3.1級地震；李家峽電站1996年12月水庫蓄水后，至1997年3月水庫（據(jù)李家峽地震臺記載）產(chǎn)生等于或大于3級地震有3次，而小于3級的地震多達(dá)2000余次，且隨庫水位的持續(xù)穩(wěn)定3個(gè)月后，地震次數(shù)明顯減少。4.2誘發(fā)地震形成的地質(zhì)背景地震分布在性脆、且有較好滲漏特征的巖體內(nèi)。如厚層碳酸鹽巖層、巖漿巖、變質(zhì)巖等；庫區(qū)常有較大斷層存在，且多是近代活斷層。震中常處于構(gòu)造不穩(wěn)定、應(yīng)力易集中或斷陷盆地邊緣等部位；庫區(qū)位于穩(wěn)定地塊邊緣，溫泉出露或火山活動(dòng)地段，易發(fā)生誘發(fā)地震。4.3庫水引發(fā)庫區(qū)地震的原因上述條件是發(fā)生誘發(fā)地震的內(nèi)因和前提，庫水通過對巖體結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)的作用，引發(fā)庫區(qū)地震。其庫水作用特點(diǎn)表現(xiàn)在：（1）庫水引起庫區(qū)巖體變形和沿?cái)鄬拥膸缀谓缑娈a(chǎn)生應(yīng)力集中；（2）庫水滲透增大巖體孔隙壓力，導(dǎo)致斷層面有效應(yīng)力減少和抗剪強(qiáng)度降低；（3）庫水對庫岸巖體的物理和化學(xué)作用，對斷裂面弱化、潤滑和腐蝕作用；（4）龍青段水庫誘發(fā)地震特征。據(jù)地質(zhì)背景的差異，可將龍青段水庫誘發(fā)地震劃成4個(gè)區(qū)段：（1）龍羊峽拉西瓦段龍羊峽位于日月山瓦里貢山隆起帶，北有青海湖西秦嶺北緣斷裂，東有