金沙江虎跳峡上游大型古堰塞湖对河段水电开发的影响

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1、水利学报2010年11月SHUILIXUEBAO第41卷第11期文章编号：0559-9350（2010）11-1310-08金沙江虎跳峡上游大型古堰塞湖对河段水电开发的影响112王启国，马贵生，杨启贵（1.长江水利委员会长江岩土工程总公司，湖北武汉430010；2.长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010）摘要：在金沙江虎跳峡上游河段进行坝址比选研究中，发现金江—其宗河段河床中分布一隐伏的大型古堰塞湖。大量的地表测绘、勘探、岩土测试等工作表明：当时堰塞湖属于过水湖，位于红岩—上江河段，由1个或多个巨型

2、滑坡（或崩塌）堆积体组成，坝高不低于100m；河床湖相黏土最大厚度37.7m，土质软弱，透水性微弱，强度较低。本文探讨了堰塞湖所处的地质环境以及河床地质对虎跳峡河段水电开发的影响，为坝址选择和枢纽建筑物方案的布置提供依据。关键词：工程地质；堰塞湖；湖相黏土；坝址比选；虎跳峡水电站中图分类号：P642；TV221.2文献标识码：A1研究背景金沙江虎跳峡河段具备开发建设金沙江中游龙头水库的地形和地质条件，具有发电、供水、防洪等巨大开发效益。本河段规划比选的坝址较典型的从下游到上游依次有下峡口、上峡口、龙蟠、石鼓、红岩、上江

3、、塔城和其宗8个坝址，前5个坝址为虎跳峡建高坝的比选方案，后3个坝址为替代虎跳峡高坝的比选方案，其中替代方案的优势是避免了对著名景观（虎跳峡大峡谷、长江第一弯）、宽谷河段居民及农田等巨大淹没损失，并基本可以发挥龙头水库的作用。在进行替代虎跳峡高坝方案坝址比选研究时，发现在虎跳峡上游金江—其宗长约70km的河段河床中除分布漂石、砾卵石和砂砾石等常规粗粒土外，还普遍分布一隐伏的特殊层位——灰色、灰褐色、灰绿色低液限黏土层，厚度6.0~37.7m，空间分布较连续。经研究认为该黏土为古堰塞湖相地层，堰塞湖系崩塌、滑坡堵江形成的

4、。此前对本堰塞湖的发现及认识，仅笔者在文献［1-2］里进行了概述，但是在堰塞坝位置、湖相沉积演化过程、湖相黏土工程特性以及在该层上修建高坝的筑坝技术等方面的认识上尚有欠缺。本文基于野外地质测绘、钻探及岩土测试等大量的勘察工作，揭示金江—其宗河段河床厚层低液限黏土的空间分布、成因及工程特性，探讨堰塞湖地质环境及其湖相黏土对本河段水电开发的影响程度，以供对本河段水电开发方案坝址比选、金沙江河谷发育史及大江大河地质灾害形成演化过程等研究参考。2湖相黏土的空间分布与沉积特征20世纪50年代相关单位就在虎跳峡河段开展了水电开发方

5、案的研究，长时间的工作重点基本上收稿日期：2009-08-19基金项目：国家科技支撑计划项目（2009BAK56B03）作者简介：王启国（1972-），男，湖北丹江口人，学士，工程师，主要从事水利水电工程地质勘察研究。E-mail：cjwwqg001@163.com—1310—一直放在虎跳峡大峡谷一带。20世纪末大峡谷成了世界著名自然景观后，才开始在上游河段比选新的坝址，并选择性地开展了勘察研究工作，如在其宗上坝址（其宗坝址上游3km处）、红岩、石鼓、龙蟠和上峡口等地进行了河床钻探工作，发现本河段河床具深厚覆盖层特征，

6、最深达250m，位于红岩处金沙江河床中。同时揭露河床覆盖层的物质特征，河床覆盖层主要由漂石、砾卵石、砂砾石以及崩滑加积的孤块石、碎块石土等组成。为了加快虎跳峡水电站开发进度以及优化本河段开发方案，2007年底替代虎跳峡高坝方案的勘察设计全面展开，在替代方案初拟的上江、塔城和其宗3个比选坝址河床勘探工作中，首先揭露出湖相黏土的钻孔位于丽江市玉龙县塔城乡金沙江河漫滩上（塔城坝址），随后迪庆藏族自治州香格里拉县上江乡福库村金沙江河漫滩上（上江坝址）也钻探出了厚层黏土。2008年初其宗坝址右岸河漫滩上同样钻探出了厚层黏土。在之

7、后的勘察研究工作中，上江和塔城坝址河床漫滩上的钻孔多数发现了厚层湖相黏土，其宗坝址仅在右岸河漫滩上揭露出了厚层湖相黏土。钻探结果揭示此段金沙江河床覆盖层厚度100.0~206.2m，黏土层位于河床覆盖层中部—中上部，上部主要被金沙江现代冲积的漂石、砾卵石覆盖，压覆厚度35.9~66.3m；下部分布砾卵石、漂石、碎块石和砂砾石等粗粒土。该黏土层厚度6.0~37.7m，平均厚度20.9m，呈灰色、灰褐色、灰绿色，水平纹理明显，为典型静水环境下的湖相地层。上江、塔城和其宗3个坝址河床湖相黏土钻探揭露的基本特征分别如下。（1）

8、上江坝址。河床部位共实施了6个钻孔，均揭露出湖相地层，厚度9.3~24.0m，埋深49.7（最高顶面）~79.6m（最低底面，以下同），底部高程1797~1815m，顶部高程1813~1822m。湖相地层主要为低液限黏土，局部夹厚度0.5~2.1m的粉土薄层或透镜体，底部偶含砾石。黏土呈灰色、灰褐色，少量灰绿色；多呈可塑状，少量硬