論文導讀:本次工程地質(zhì)測繪在測區(qū)內(nèi)的天然露頭對中等風化的角閃斜長片麻巖進行了2處節(jié)理統(tǒng)計(節(jié)理統(tǒng)計玫瑰花圖見附錄A)。

關鍵詞:工程地質(zhì)測繪,可行性研究

  1.引言

  近年來,隨著河北電力需求的持續(xù)增長,加快開發(fā)建設核電項目對于改善華北地區(qū)能源結(jié)構,優(yōu)化電源布局,保障電網(wǎng)供應安全,促進節(jié)能減排都具有十分重要的意義。

  2.地理位置及交通

  中甸子核電站位于河北省承德市隆化縣太平莊鄉(xiāng)中甸子村,廠址南距太平莊鄉(xiāng)約6km,距隆化縣城約80km,北距承德市約130km,交通較便利。

  3.氣象條件

  本區(qū)屬大陸季風氣候,冬長而寒冷,夏短而炎熱,多年平均氣溫7.0°C,最熱月平均氣溫22.8°C, 最冷月平均氣溫-11.5°C,極端最高氣溫38.9°C,極端最低氣溫-29.0°C,最大日溫差25.0°C。歷年最多風向靜風、西北,最多風向頻率,靜風48%,西北11%,平均風速1.9m/s,十分鐘最大風速18.0 m/s,瞬時最大風速20m/s。歷年最大降水量696.8mm,最小降水量342.6mm,平均降水量508.4mm,月最大降水量289.9mm ,24小時最大降水量181.4mm,1小時最大降水量56.9mm,10分鐘最大降水量20.5mm, 5分鐘最大降水量17.0mm,連續(xù)最大降水量279.3mm。歷年最大積雪深度15cm,雪壓(無)。電線積冰厚度(無)。最大凍土深度157cm。

  4.區(qū)域地形地貌

  本區(qū)主要為構造剝蝕地貌,區(qū)內(nèi)東西兩側(cè)山體高而陡。兩側(cè)山體之間為灤河及灤河一級階地,區(qū)內(nèi)最高海拔852.9m,最低海拔為591.3m,山脊的大致走向為北西向,傾向為西南,區(qū)內(nèi)地形起伏較大,最大高差為261.6m。山體植被覆蓋一般,以灌木叢為主,松樹稀少。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。。

  5.區(qū)域地質(zhì)概況

  5.1 區(qū)域地層巖性

  5.1.1區(qū)域地層

  區(qū)域內(nèi)出露的地層由老到新主要有:元古界紅旗營子群姜營子組、新生界第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層,現(xiàn)分述如下:

 。1)紅旗營子群姜營子組(Pt1j):下部為石英(或綠泥、絹云)片巖、角閃片巖夾磷灰磁鐵石英角閃片巖、角閃斜長片麻巖、磁鐵石英巖及大理巖;中上部為(黑云)角閃斜長片麻巖夾斜長角閃巖、角閃變粒巖、石榴黑云斜長片麻巖及磁鐵石英巖。主要分布在區(qū)內(nèi)的東西兩側(cè)。

 。2)第四系上更新統(tǒng)(Q4):主要分布于區(qū)域的中部和北部,沖洪坡積黃土、風積黃土亞粘土夾泥炭層。

 。3)第四系全新統(tǒng)(Q4):主要分布于灤河一級階地及溝谷中,主要由沖積、洪積、砂礫石及砂粘土、粘土組成。

  5.1.2巖漿巖

  測區(qū)巖漿巖主要為閃長巖,灰白色、灰黑色,主要由斜長石和暗色礦物組成,后者總量一般為20~35%,不含或僅含少量的鉀長石,一般不超過長石總量的10%。不含或含極少量石英,其量不超過淺色礦物總量的 5%。暗色礦物以角閃石為主,有時有輝石和黑云母。副礦物主要有磷灰石、磁鐵礦、鈦鐵礦和榍石等。

  5.2區(qū)域構造

  在區(qū)域的北面有豐寧-隆化深斷裂通過,它是中朝準地臺上兩個Ⅱ級單元內(nèi)蒙地軸與燕山臺褶帶的分界,它在鳳山上官營以東由于長城系斷塊的存在,地貌上是很清晰的,近東西向展布;在上官營以西,改為南西向延展,在變質(zhì)巖中呈韌性剪切帶與茨榆山組(劉營組)復合。最后交于赤城-古北口-平泉深斷裂。

  該斷裂為地軸南緣深斷裂帶的北支斷裂,斷裂自南支斷裂中段的赤城城東向北東方向斜出,于豐寧城南折向東,經(jīng)隆化、平泉煙筒山延入遼寧。在平面上呈向北微凸的弧形,總體走向近東西向。

  地表行跡連續(xù)。隆化以東的東段,常由兩條相互平行的對沖斷層組成。北側(cè)斷層斷面北傾,傾角60~70°,太古界向南逆沖于長城系之上,擠壓破碎帶寬20-30m,具糜棱巖片理化及構造透鏡體等擠壓特征;南側(cè)斷層傾向相反,性質(zhì)類似,自南向北逆沖。隆化至豐寧的中段及豐寧以西的西段,呈單一的斷層出現(xiàn)。斷面南傾,傾角70°~80°,影響地層包括太古界、長城系、侏羅-白堊系及晚侏羅世侵入體。構造帶寬度一般30—50m,在花崗巖體等脆性巖石區(qū)可達數(shù)百米。帶內(nèi)既見有糜棱巖、片理化及柔皺等擠壓特征,也兼有大量的鏡面、劈裂理帶等右行扭動跡象,屬壓扭性結(jié)構面。

  測區(qū)所處大地構造單元為:Ⅰ級構造單元中朝準地臺(Ⅰ2);Ⅱ級構造單元內(nèi)蒙地軸(Ⅱ21);Ⅲ級構造單元圍場拱斷束(Ⅲ25);Ⅳ級構造單元上黃旗巖漿巖亞帶(Ⅳ25)。區(qū)內(nèi)斷裂構造不發(fā)育。

 廠址區(qū)為構造剝蝕低山地貌,地勢東西高中間低,東西兩側(cè)為低山,中間為灤河及灤河一級階地,測區(qū)內(nèi)最高海拔834.5m,位于測區(qū)的東南部;最低海拔591.3m,位于測區(qū)的南部,測區(qū)最大高差243.27m,山上巖性主要為角閃斜長片麻巖,山脊大致走向為北西向。按照地貌的成因類型,將本測區(qū)地貌劃分為構造剝蝕低山地貌、河流地貌、人工地貌。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。

          6.1構造剝蝕低山地貌

  本測區(qū)主要為構造剝蝕低山地貌,在東西兩側(cè)山體較高處(標高600m以上),表面普遍覆蓋第四系的腐植土及角礫,第四系地層下為基巖,巖性主要為角閃斜長片麻巖,片理發(fā)育,該地貌沿山脊呈近北西向延伸,傾向西南,傾角40~60°左右。在山體較低處(標高600m以下)表面覆蓋第四系沖洪坡積黃土、風積黃土夾亞粘土及砂礫石,黃土厚度最大處大于8m,主要分布在測區(qū)的中部及北部,在低處由于雨水的沖刷,在測區(qū)中部形成了一條較大的沖溝,沖溝最寬處約60m左右,在沖溝里有部分基巖出露,巖性主要為角閃斜長片麻巖,傾向西南,傾角約70°左右。

  6.2河流地貌

  測區(qū)內(nèi)的河流地貌主要為灤河及灤河一級階地,灤河為過境河流,從隆化縣郭家屯鄉(xiāng)河西村流入,在隆化縣太平莊鄉(xiāng)興隆莊村向南流向灤平縣。在本區(qū)灤河為彎曲形環(huán)繞著中甸子村。

  按河型動態(tài)分本區(qū)灤河為相對穩(wěn)定型。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。。河流谷地呈U形,河底無基巖出露,有完好寬平的河漫灘,河谷橫斷面多為寬U形,河床縱剖面較平緩,常為一光滑曲線,比降較小,多為彎曲河型。

  灤河往上為河漫灘及一級階地,在一級階地上主要為耕地,在往上為第四系上更新統(tǒng)地層,主要為沖洪坡積黃土。

  灤河在本區(qū)有結(jié)冰封凍現(xiàn)象,如下圖所示灤河已經(jīng)開始結(jié)冰,部分河床只有小的支流,承德地區(qū)河流普遍有結(jié)冰現(xiàn)象,越往北冰期越長,冰層越厚。越往北,河流開始結(jié)冰的日期越早,消冰解凍的日期越遲。

6.3人工地貌

  測區(qū)內(nèi)的人工邊坡均為修路形成,主要分布在測區(qū)公路邊緣,邊坡上的巖性主要為角閃斜長片麻巖。高度10~15m不等,坡角一般70°~80°。

  7.測區(qū)地質(zhì)

  7.1測區(qū)地層

  區(qū)域內(nèi)出露的地層由老到新主要有:元古界紅旗營子群姜營子組、新生界第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層,現(xiàn)分述如下:

 。1)紅旗營子群姜營子組(Pt1j):灰白色、灰黑色,角閃斜長片麻巖夾條帶狀磁鐵石英巖,變晶結(jié)構,片麻狀構造,局部具眼球狀構造,主要礦物成分角閃石、斜長石、云母及石英等組成,片麻理明顯,淺色礦物與暗色礦物呈條帶相間,具定向排列,節(jié)理面多見絹云母化,局部可見綠泥石化,主要分布在測區(qū)的東西兩側(cè)。

 。2)第四系上更新統(tǒng)地層(Q4pl+dl):主要分布在測區(qū)的中部及北部,沖洪坡積黃土、風積黃土亞粘土夾泥炭層。黃土層最大厚度大于8m,地表主要為耕地。

  (3)第四系全新統(tǒng)地層(Q4al+pl):主要分布在溝谷內(nèi)及灤河一級階地上,沖洪積砂、礫石、卵石層,含砂亞粘土,砂質(zhì)粘土層。地表主要為耕地。

  7.2巖漿巖

  區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要為閃長巖,灰白色、灰黑色,中粗粒結(jié)構,塊狀構造,主要成分角閃石、長石,其次為少量石英及云母,局部長石具高嶺土化。地表處風化成砂狀,局部風化程度較強。

  7.3測區(qū)構造

  測區(qū)內(nèi)構造主要為節(jié)理裂隙。

  測區(qū)內(nèi)巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,包括風化裂隙及構造節(jié)理, 廣泛分布于測區(qū)內(nèi)。

  a)風化裂隙

  風化裂隙在強風化角閃斜長片麻巖中分布較普遍,一般在地表強風化巖體內(nèi)發(fā)育強烈,向下部裂隙發(fā)育程度逐漸減弱,均呈張開狀態(tài),裂隙面粗糙、彎曲,裂隙內(nèi)無充填或充填泥質(zhì)物,隨巖石風化程度的增加,巖體內(nèi)風化裂隙已辨認不清。

  b)構造節(jié)理

  受區(qū)域構造應力的作用,巖體內(nèi)節(jié)理較發(fā)育,主要分布于中等風化和微風化巖體內(nèi),多為剪切節(jié)理,主要為壓性或壓剪性,少量為張性或張剪性,產(chǎn)狀比較穩(wěn)定。中等風化巖體內(nèi)的節(jié)理面上見有少量褐黃色鐵質(zhì)浸染,一般無充填,呈閉合~微張狀態(tài),微風化巖體內(nèi)節(jié)理均為閉合狀態(tài)。

  本次工程地質(zhì)測繪在測區(qū)內(nèi)的天然露頭對中等風化的角閃斜長片麻巖進行了2處節(jié)理統(tǒng)計(節(jié)理統(tǒng)計玫瑰花圖見附錄A),因地表覆蓋較厚,基巖出露處較少且角閃斜長片麻巖含暗色礦物及磁性顆粒,故統(tǒng)計結(jié)果較少,測區(qū)內(nèi)以走向NW的節(jié)理最為發(fā)育,NE向節(jié)理次之,傾角60~80°。因不同巖性本身特殊的構造特征(如層理特征等)及受到構造應力擠壓程度的不同,所形成的構造節(jié)理發(fā)育程度及特征也是不相同的。

  8.工程地質(zhì)條件

  8.1 第四系地層

  第四系地層主要分布測區(qū)的中部及溝谷低洼處,該層從灤河一級階地至第四系上更新統(tǒng)地層,約往上厚度越大,最厚處大于8m,以粉土和棱角狀礫石組成,呈黃褐、褐黃色,搖震反應中等,無光澤反應,低韌性,含植物根系,稍濕,稍密,結(jié)構松散。該層厚度及平面分布不均勻,工程地質(zhì)性質(zhì)差。

8.2 基巖

  8.2.1 巖石風化特征

  受地形地貌、地質(zhì)構造、巖石礦物成分等因素決定了巖石風化是不均勻的。

  在地勢低洼地段,地下水易于富集,且基巖的節(jié)理裂隙發(fā)育為地下水的活動創(chuàng)造了條件,該地段巖石風化較強烈;地下水活動弱,基巖裸露處的巖石呈強~中等風化狀態(tài),風化強度相對偏低。

  巖石礦物成分及其礦物的結(jié)晶程度對風化特征影響很大。測區(qū)內(nèi)角閃斜長片麻巖抗風化能力較弱,地表風化成粒狀、塊狀,層理結(jié)構發(fā)育地段,風化程度較高。閃長巖地表風化成粒狀、塊狀,巖石風化后,巖石斷面呈灰白色。

  8.2.2 巖體結(jié)構特征

  巖體的結(jié)構特征可從結(jié)構面類型、結(jié)構面結(jié)合程度和結(jié)構面間距綜合判斷。

  巖體結(jié)構面類型與巖石類型、構造特征有關。角閃斜長片麻巖節(jié)理裂隙較發(fā)育,節(jié)理間距0.3~1.5m。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。。綜合各種結(jié)構面特征分析,角閃斜長片麻巖屬于變晶結(jié)構。

  結(jié)構面的結(jié)合程度視其成因及力學性質(zhì)的不同而變化。風化裂隙為張開裂隙,裂隙面起伏粗糙,延伸性差,有部分風化物充填,結(jié)合差;構造節(jié)理多為剪切性質(zhì),閉合狀為主,風化后一般呈微張狀態(tài),節(jié)理面平直粗糙,部分鐵質(zhì)浸染,屬于結(jié)合好類型。巖石的層面結(jié)合良好。通過對測區(qū)2個地段的節(jié)理裂隙進行測量,節(jié)理組數(shù)1~2組,巖體節(jié)理裂隙平均間距多在0.3~1.5m之間。

  8.2.3 巖體完整性及基本質(zhì)量分級

  根據(jù)全區(qū)節(jié)理裂隙統(tǒng)計資料分析,發(fā)育2組結(jié)構面,平均間距0.3~1.5m,主要結(jié)構面結(jié)合程度為結(jié)合好~結(jié)合一般,主要結(jié)構面類型為節(jié)理面及層面。依據(jù)“巖土工程勘察規(guī)范”中附錄A,巖體結(jié)構類型為中~薄層狀結(jié)構,綜合評定巖體完整程度為破碎~較破碎。

  根據(jù)野外現(xiàn)場鑒別,即巖石的堅硬程度及完整程度,依據(jù)“巖土工程勘察規(guī)范”中相關條款,綜合判斷角閃斜長片麻巖、閃長巖屬于Ⅳ級~Ⅴ級巖體。

  8.3不良地質(zhì)作用

  測區(qū)內(nèi)無其它如崩塌、泥石流、滑坡、地裂縫等不良地質(zhì)作用。

  9.水文地質(zhì)條件

  本區(qū)在河北省水文地質(zhì)分區(qū)中屬燕山山地水文地質(zhì)區(qū)(Ⅲ),龍關—隆化中低山寬谷裂隙水亞區(qū)(Ⅲ5),評估區(qū)地下水按類型及其賦存條件,可分為第四系孔隙潛水和基巖裂隙潛水。

  第四系孔隙潛水賦存于河谷區(qū)的第四系沖洪積層中,評估區(qū)內(nèi)地下水含水介質(zhì)主要為砂礫石層。水化學類型為HCO3—Ca,HCO3—Ca—Mg低礦化淡水。含水層的透水性及給水度較強。本區(qū)地下水主要接受大氣降水及地表水入滲補給,其次是地下水的側(cè)向補給,以地下徑流或人工開采方式排泄。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。。

  基巖裂隙潛水賦存于基巖構造裂隙破碎帶及表層風化裂隙帶內(nèi)。地下水類型為潛水,補給方式主要為大氣降水補給,排泄方式主要為地下徑流或泉水方式排泄。

  評估區(qū)附近有基巖裂隙水出露,主要分布在第四系的沖溝內(nèi)。

  評估區(qū)附近地下水以第四系孔隙型潛水為主,主要賦存于砂礫石層中,評估區(qū)內(nèi)地表水埋藏較淺。

  據(jù)調(diào)查訪問本區(qū)地下水動態(tài)具有明顯的季節(jié)性變化規(guī)律。地下水位的上升與下降,水量的增減與降水量密切相關,年變幅1.5—2.0m。地下水與河流水力聯(lián)系密切。

  評估區(qū)水文地質(zhì)條件良好。

  9.1 地表水

  測區(qū)內(nèi)最大的地表水體為灤河,灤河自北向南從測區(qū)流過,現(xiàn)為枯水期,河床寬度最寬處約100m左右,最窄處約30m左右,測區(qū)內(nèi)的地表水可供人畜飲用,測區(qū)內(nèi)的稻田用水主要為灤河水,有人工水渠及簡易水壩等灌溉設施。

  9.2地下水補給、徑流、排泄條件

  測區(qū)地下水補給來源有大氣降水、地表水、基巖裂隙水。

  雨季時,測區(qū)內(nèi)第四系地下水同時受大氣降水的滲入補給,降水入滲補給后快速向低處匯流,補給第四系孔隙潛水,其次接受地勢較高的基巖裂隙水徑流補給,基巖裂隙發(fā)育程度和連通性直接影響地下水補給強度;在測區(qū)內(nèi)的地表處可見到基巖裂隙水流出,主要在測區(qū)的東側(cè),第四系沖溝處;鶐r裂隙水和構造裂隙水主要接受大氣降水補給。其余第四系地層下伏的基巖裂隙水直接受上覆第四系孔隙潛水下滲補給。第四系地層與基巖接觸帶良好的徑流條件,為基巖裂隙水創(chuàng)造了較好的補給通道。

  地下水徑流條件取決于地層滲透性和徑流途徑變化的影響。測區(qū)內(nèi)山體坡度較大處,徑流途徑短、速度快;因基巖裂隙發(fā)育的不均勻性,節(jié)理裂隙的連通性等差異,徑流條件千差萬別,局部發(fā)生徑流途徑受阻現(xiàn)象,屬弱透水~微透水,徑流強度整體上較微弱。 

  測區(qū)內(nèi)地下水整體上是從地勢較高處向低處排泄。第四系孔隙含水層滲入的大氣降水,以很快的徑流速度向第四系含水層及基巖裂隙含水層排泄,局部因隔水層的存在,使得地下水具有微承壓性質(zhì)。該區(qū)域地下水主要通過地表蒸發(fā)、向灤河緩慢滲流及人工開采等方式排泄;鶐r裂隙水以徑流方式排泄入第四系地層中,地勢平坦、農(nóng)田集中區(qū)域以人工開采、蒸發(fā)等方式排泄主。

  9.3地下水與地表水的水力聯(lián)系

  地下水受地勢影響,從地勢高處向地勢低洼地段匯集,最終匯入灤河河。從水質(zhì)分析結(jié)果中看出,測區(qū)內(nèi)地下水與地表水化學成分基本一致,說明地表水與地下水交換頻繁。測區(qū)內(nèi)第四系地層賦存部分地下水,基巖內(nèi)節(jié)理裂隙較發(fā)育,地表水易沿上部風化裂隙及局部貫通性較好的節(jié)理裂隙與地下水發(fā)生水力聯(lián)系。從區(qū)內(nèi)地表水及地下水(水井)調(diào)查結(jié)果說明,測區(qū)地下水與地表水是存在水力聯(lián)系的。

  9.4地下水資源利用及工程建設對水文地質(zhì)條件的影響

  測區(qū)內(nèi)淡水資源豐富,灤河內(nèi)的水和地下水可為人畜直接飲用,區(qū)內(nèi)居民聚集地段,均有民井分布。但未見大量開采地下水的工廠和企業(yè),故測區(qū)內(nèi)無大規(guī)模利用地下水的情況。

  目前無大規(guī)模抽取地下水的進一步計劃,在核電廠建筑廠坪后,僅破壞了山前堆積坡地的部分風化裂隙水含水體,但深部巖體含水層未發(fā)生變化,對整個地下水條件影響不大,地下水基本向西匯入灤河。

  10.結(jié)論

  a)測區(qū)地貌類型為構造剝蝕低山地貌。

  b)出露地層主要為元古界紅旗營子群姜營子組(Pt1j)、新生界第四系(Q4)上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層。

  c)測區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)深大斷裂,對廠址區(qū)地質(zhì)條件無不良影響。

  d)測繪區(qū)內(nèi)發(fā)育風化裂隙和構造節(jié)理,風化裂隙分布在淺層巖體內(nèi),構造節(jié)理為剪切性質(zhì),節(jié)理走向以北西向居多,北東向次之,節(jié)理傾角以60~70°居多,節(jié)理間距0.3~1.5m。

  e)根據(jù)巖體內(nèi)結(jié)構面(包括節(jié)理裂隙面、層面)的發(fā)育程度綜合判定,角閃斜長片麻巖屬于變晶結(jié)構,閃長巖屬于中細粒結(jié)構。

  f)廠址區(qū)強風化巖體風化裂隙較發(fā)育,多呈粒狀結(jié)構或碎塊狀結(jié)構,巖體較破碎;閃長巖屬較破碎巖體,角閃斜長片麻巖屬破碎—較破碎巖體。

  g)測區(qū)內(nèi)地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水,以第四系孔隙潛水為主,基巖裂隙水以淺層風化裂隙水為主;地下水及地表水均屬中性的淡水。論文檢測,工程地質(zhì)測繪。。

  h)地下水與地表水存在水力聯(lián)系。目前無大規(guī)模開采地下水的情況或規(guī)劃,地下水均向西排入灤河,工程建設對場地水文地質(zhì)條件影響不大。

  i)測區(qū)內(nèi)無滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷等不良地質(zhì)作用。

參考文獻

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