溫泉對四川省某水電站工程影響分析

朱李英，汪永紅

（1.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 611231；2.四川省清源工程咨詢有限公司，四川 眉山 610072）

1 工程概況

擬建的某水電站位于四川省稻城縣赤土河上游，電站采用引水式發(fā)電，初擬裝機(jī)容量12.7萬kW。在電站工程區(qū)河段河谷分布3處溫泉，均位于河谷左岸，引水隧洞為左岸引水方案。在引水隧洞及施工支洞施工過程中可能遇到高溫溫泉或地?zé)釂栴}，高溫溫泉或地?zé)岬拇嬖趯?yán)重影響隧洞施工環(huán)境，并可能對施工人員造成燙傷，高溫環(huán)境、有毒氣體對人體產(chǎn)生負(fù)面影響，同時影響工程進(jìn)度。因此在地?zé)岚l(fā)育區(qū)域進(jìn)行工程活動，分析研究其可能對工程產(chǎn)生的影響尤為必要。

2 工程區(qū)溫泉特征及形成機(jī)制分析

2.1 工程區(qū)地質(zhì)條件

工程區(qū)地處青藏高原東南部、橫斷山脈東部，地勢由北向南傾斜，屬高山地貌。工程區(qū)所在的稻城斷塊第四紀(jì)以來總體表現(xiàn)為強(qiáng)烈抬升，以振蕩式間歇性上升和斷塊邊界斷裂差異升降活動為基本特征，斷塊差異活動明顯，地震基本烈度為Ⅶ度。工程區(qū)主要發(fā)育有赤土斷層、貢嶺區(qū)斷層和碧擁斷層。

赤土斷層順赤土河發(fā)育沿N40°~52°W呈波狀延長144 km，沿斷裂發(fā)育有15~50 m寬的擠壓角礫巖—糜棱巖破碎帶，有大量石英脈貫入，之后被斷層錯碎。溫泉主要位于斷層下盤，溫泉展布方向與斷層走向幾乎平行，距斷層約500~1000 m。

貢嶺區(qū)斷層產(chǎn)狀N30°W/SW∠55°，延長 9 km，東西盤地層為拉納山組下段（T3l1）。斷層谷線狀影象特征明顯，構(gòu)造巖為破碎帶，寬50 m。斷層與河床及溫泉展布平行，溫泉距斷層約1.0~1.5 km。

碧擁斷層沿N25°E延長47 km，其南東盤主要為曲嘎寺組（T3q）砂板巖夾透鏡狀、角礫狀灰?guī)r和礫巖，在南北兩端為圖姆溝組（T3t）碎屑巖偶夾灰?guī)r，地層呈北東走向，大致構(gòu)成向北西傾的單斜構(gòu)造；其北西盤主要為圖姆溝組上段（T3t3）、黑色板巖夾砂巖和中段（T3t2）砂板巖互層，局部地段為拉納山組（T3l）各段的碎屑巖，構(gòu)成一系列向北西凸出的鼻狀背斜，背斜的南東端被該斷層限制，向北西則迅速發(fā)育為線狀褶皺。斷裂北西盤的近側(cè)地層走向線總體構(gòu)成“W”形。斷層分布方向與溫泉分布近垂直，最近距離約2 km。

2.2 工程區(qū)內(nèi)溫泉特征

工程區(qū)內(nèi)河谷共發(fā)育有3處溫泉，均分布于左岸河谷及岸坡，從上游至下游分別為杜鵑山溫泉（1號）、仲堆溫泉（2號）、日東溫泉（3號）。

1號溫泉分布高程3655 m，位于左岸岸坡，拔河高50 m，共十幾個泉點，均出露于燕山早期地層花崗巖內(nèi)長大裂隙。泉水周邊無礦物析出，該溫泉周邊無較大斷層出露，直線距離距最近的赤土斷層約2.6 km，下方赤土河水面高程約3600 m，水溫約43°。據(jù)水質(zhì)分析表明，該水水化學(xué)類型為重碳酸鉀鈉型水，溫泉水陰陽離子總數(shù)較低，水巖相互作用小。

2號溫泉分布高程3100 m，位于左岸岸坡，拔河高20 m，分布4個泉水點，水體表現(xiàn)為無色、味澀，周邊有明顯白色堿和黃色鈣析出，周邊覆蓋層鈣質(zhì)膠接，下方赤土河水面高程約3085 m，水溫39°。出露于碧擁斷層與貢嶺斷層交匯處。據(jù)水質(zhì)分析表明，該水水化學(xué)類型為重碳酸鉀鈉型水。溫泉水陰陽離子總數(shù)較高，水巖作用充分，受淺層地下水的滲入較少。

3號溫泉分布高程3120 m，位于左岸岸坡，拔河高50 m，分布3個泉水點，水體表現(xiàn)為無色、味澀，有氣泡涌出，周邊有明顯的白色堿和黃色鈣質(zhì)析出，周邊覆蓋層鈣質(zhì)膠接，下方赤土河水面高程約3070 m，水溫40°。赤土斷層從該溫泉下游通過，直線距離約700 m。據(jù)水質(zhì)分析表明，該水水化學(xué)類型為重碳酸鉀鈉型水。

2.3 溫泉形成機(jī)制分析

1號溫泉岸坡頂為4500 m夷平面，基巖為花崗巖，全年大部分時間冰雪覆蓋?；◢弾r體內(nèi)裂隙發(fā)育，融化的冰雪水沿裂隙滲入地下，深部花崗巖體可作為熱源，完整的花崗巖體作為熱儲蓋層，裂隙發(fā)育的花崗巖體作為含水層。杜鵑山莊一帶花崗巖長大裂隙發(fā)育，與深部巖體相通。4500 m夷平面作為補(bǔ)給區(qū)水頭，與水頭低的杜鵑山莊長大裂隙巖體相通后，即形成地下水徑流系統(tǒng)。

2號和3號溫泉補(bǔ)給區(qū)位于左岸4500 m夷平面，深部花崗巖體為熱源，碧擁斷層及赤土斷層均與花崗巖侵入體相連，斷層帶形成徑流通道，花崗巖周邊的砂板巖為熱儲蓋層，地下水在低高程的河谷部位出露形成溫泉。

綜上所述，工程區(qū)內(nèi)溫泉均分布于花崗巖侵入體周邊，在高程較低的河谷內(nèi)出露，多數(shù)位于區(qū)域斷層出露點附近。赤土河左岸花崗巖侵入體頂部高程3500 m以上，地貌為較平緩開闊的侵蝕面，大氣降水沿長大裂隙、斷層入滲，至侵入體深部，熱源加熱，然后沿可延伸至深部熱源的區(qū)域斷裂或發(fā)育的長大裂隙徑流，因高程3500 m以上補(bǔ)給區(qū)水頭較高，可形成地下水徑流，在高程較低的河谷部位出露形成溫泉。

3 溫泉對工程影響分析

工程區(qū)溫泉均位于左岸引水線路區(qū)內(nèi)，對壩址區(qū)、廠址區(qū)不存在影響，溫泉及地?zé)峥赡墚a(chǎn)生影響的主要是引水隧洞。以下主要分析引水隧洞是否可能揭露到溫泉或地?zé)帷?/p>

溫泉的形成遵循地下水補(bǔ)、徑、排運動規(guī)律。但溫泉地下水特殊之處在于其經(jīng)歷深部循環(huán)，地下水經(jīng)過深部加熱后，若自然上升至地表流出，需存在連通地殼深部與地表的特定徑流通道，即滿足條件的區(qū)域深大斷裂或花崗巖長大裂隙，且溫泉沿斷裂出露點高程應(yīng)大大低于補(bǔ)給區(qū)高程，在足夠的水頭驅(qū)使下地下水完成補(bǔ)、徑、排運動過程，所以溫泉往往出露于高程相對較低的河谷底部附近。

基于對溫泉運移規(guī)律的分析，可以得出山體隧洞只要不穿過或靠近溫泉排泄通道，即不在低于溫泉出露點高程穿過或靠近區(qū)域斷裂就基本不會遇到地?zé)釂栴}。從引水線路布置及出露溫泉區(qū)域斷層分布位置、產(chǎn)狀分析各處溫泉出露點與引水隧洞的關(guān)系如下：

第一，1號溫泉排泄通道主要為花崗巖長大裂隙，溫泉距引水隧洞直線距離最近約500 m，溫泉分布高程3655 m，引水隧洞高程3765 m，引水隧洞高出溫泉出露點100 m以上，可以推斷該段遇到地?zé)岬目赡苄院苄　?/p>

第二，2號溫泉排泄通道為碧擁斷層帶，溫泉距引水隧洞直線距離最近約4500 m，溫泉分布高程3100 m。根據(jù)碧擁斷層和隧洞走向分析，隧洞不穿越該斷層，距離2號溫泉排泄通道較遠(yuǎn)。故隧洞在2號溫泉附近不會遇到地?zé)釂栴}。

第三，3號溫泉排泄通道為赤土斷層帶，溫泉距引水隧洞直線距離最近約3500 m，溫泉分布高程3120 m。根據(jù)赤土斷層和隧洞走向分析，隧洞不會穿越3號溫泉的徑流通道。故3號溫泉的存在不會對隧洞開挖施工以及人員安全造成影響。

4 結(jié)論

本工程區(qū)內(nèi)溫泉均分布于花崗巖侵入體周邊，在高程較低的河谷內(nèi)出露，多數(shù)位于區(qū)域斷層出露點附近。從引水線路布置及出露溫泉的區(qū)域斷層分布位置產(chǎn)狀分析，引水隧洞未穿過有溫泉出露的區(qū)域深大斷裂。分析各處溫泉出露點與引水隧洞的關(guān)系，出露點位置的隧洞位于山體內(nèi)，且高程遠(yuǎn)大于出露點，亦未靠近與溫泉有關(guān)的斷裂及其影響帶，即隧洞不穿過或靠近溫泉地下水系統(tǒng)排泄通道，推斷引水隧洞基本不會遇到溫泉或地?zé)釂栴}。