Thuyết minh báo cáo khảo sát địa chất công trình thủy điện bảo lâm 3a

Ở vùng nghiên cứu có các dạng địa hình sau: - Địa hình do phá hủy đứt gãy kiến tạo: kiểu địa hình này khá phát triển, cómặt ở nhiều nơi, gồm các bề mặt sườn dốc 30-400, một số nơi vách d

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT

1 Mở đầu

Công trình thủy điện Bảo Lâm 3A nằm trên sông Nho Quế cách vị trí hợp lưugiữa sông Nho Quế và sông Nhiệm khoảng 4km đối với phương án tuyến 1 và6km đối với phương án tuyến 2 về phía hạ lưu và cách thị trấn Bảo Lâm, tỉnh CaoBằng khoảng 20km theo đường bộ (đường tỉnh lộ 4C và quốc lộ 34) về phía TâyNam, Công trình dự kiến nằm trên địa bàn xã Lý Bôn và xã Đức Hạnh của huyệnBảo Lâm tỉnh Cao Bằng Công trình có các thông số chính như sau:

- Cao độ mực nước dâng bình thường 169,4m, mực nước chết 168,5m.Caotrình đỉnh đập 178,5m

- Kết cấu đập bê tông trọng lực, trên nền đá có chiều cao lớn nhất 25m

- Công suất lắp máy 8MW

- Điện lượng bình quân nhiều năm Enn = 32,54 triệu kWh

Công tác khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư công trình thủy điện Bảo Lâm 3Ađược Chủ đầu tư là Công ty cổ phần Xây lắp điện 1 (PCC1) giao cho Công ty cổphần Tư vấn xây dựng năng lượng Việt Nam (VNECC) thực hiện

Khối lượng công tác khảo sát địa chất công trình (ĐCCT) được thực hiện phùhợp với Nhiệm vụ, phương án kỹ thuật và dự toán khảo sát được PCC1 phê duyệttại Quyết định số: ……… ngày …/…/2015 của Tổng giám đốc PCC1 và phùhợp với nội dung của Hợp đồng khảo sát số: ………… ký ngày …/…/2015 giữaPCC1 với VNECC

2 Căn cứ và cơ sở tiến hành khảo sát địa chất công trình

Khảo sát ĐCCT phục vụ lập dự án đầu tư công trình thủy điện Bảo Lâm 3Ađược tiến hành dựa trên:

- Quyết định số 2704/QĐ-BCT ngày 19/12/2011 của Bộ Công thương vềviệc phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch bậc thang thuỷ điện sông Gâm

- Hợp đồng khảo sát số: ……… ký ngày …/…/2015 giữa PCC1 vớiVNECC

- Đề cương địa hình, địa chất, thủy văn công trình thủy điện Bảo Lâm 3Agiai đoạn lập dự án đầu tư – thiết kế cơ sở và thiết kế kỹ thuật – tổng dựtoán do VNECC lập và được PCC1 phê duyệt theo quyết định số:

……….ngày …/…/2015 của Tổng giám đốc PCC1

3 Tổng hợp khối lượng khảo sát địa chất công trình đã thực hiện

Công tác khảo sát địa chất công trình phục vụ lập dự án đầu tư công trình thủyđiện Bảo Lâm 3A được bắt đầu tiến hành triển khai từ ngày …./…./2015 và kếtthúc tại hiện trường vào ngày … /…/2015, với nội dung công việc và khối lượngsau:

TT Nội dung công việc Đơn vị

Khối lượng

Ghi chú Phê

duyệt

Thực hiện

1 Đo vẽ bản đồ địa chất công

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

ĐỊA CHẤT

1 Đặc điểm địa lý tự nhiên - kinh tế - nhân văn

Khu vực xây dựng công trình nằm trong địa phận hai xã Lý Bôn và Đức Hạnh,huyện Bảo Lâm, tỉnh Cao Bằng, trên sông Nho Quế cách vị trí hợp lưu giữa sôngNho Quế và sông Nhiệm khoảng 4-6km về phía hạ lưu Toàn bộ vùng hồ thuộchuyện Bảo Lâm, tỉnh Cao Bằng, chiều dài hồ dọc theo thung lũng sông Nho Quếkhoảng 6km Lòng sông hẹp, có nhiều ngềnh, dọc hai bên bờ sông có nhiều suốinhánh, hướng chảy gần như vuông góc với hướng chảy của sông Nho Quế Lượngnước cấp cho hồ chứa chủ yếu do sông Nhiệm và sông Nho Quế Các suối có rất ítnước vào mùa khô, đôi chỗ suối còn bị cạn và chẩy ngầm, dọc suối thường lộ đágốc nhiều hơn

Nhìn chung khí hậu trong vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa,

do ít chịu ảnh hưởng của địa hình nên khí hậu trong vùng không bị phân hóa, nhiệt

độ giữa các mùa chênh lệch ít Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4năm sau, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 9 Về mùa khô thường có rétđậm và mây mù, còn về mùa mưa thường có lũ ở các suối lớn, đôi khi lũ bùn và lũquét rất nguy hiểm

Thảm thực vật trong khu vực kém phát triển Phần lớn diện tích bị trọc hóa,sườn dốc bị xói mòn, sập lở, lộ nhiều đá gốc Hiện tại rừng già trong khu vực đang

bị thu hẹp dần do khai thác bừa bãi, nhất là phá rừng làm nương rẫy của đồng bàodân tộc thiểu số

Mạng lưới giao thông trong vùng kém phát triển Gần vị trí tuyến công trìnhchỉ có đường tỉnh lộ 4C, là đường duy nhất nối công trình với huyện Mèo Vạc,tỉnh Hà Giang và huyện Bảo Lâm, tỉnh Cao Bằng Các đường liên xã, liên thôn chỉ

có các đường mòn nhỏ men theo thung lũng sông, suối Bên cạnh đó có thể sửdụng đường thủy sông Nho Quế, sông Nhiệm để làm giao thông đường thủy trongkhu vực, nhưng ít được phổ biến Vì vậy, giao thông đi lại tại khu vực còn gặp rấtnhiều khó khăn

Dân cư trong vùng thưa thớt, phân bố không đều theo điều kiện giao thông vàđất đai canh tác Ở đây chủ yếu là người Mông, người Dao, người Tày, ngườiNùng,… chủ yếu sống bằng nghề nông Mấy năm gần đây, nhờ các chính sách ưutiên của Nhà nước nên đời sống kinh tế, văn hóa trong vùng được cải thiện nhất làcác vùng nằm cạnh đường tỉnh lộ 4C Hầu hết các xã đều có trường học, trạm xá,chợ và điện sinh hoạt

Nhìn chung, đây là vùng có địa hình hiểm trở, giao thông kém phát triển, cưdân thưa thớt, kinh tế còn nghèo nàn, lạc hậu,… nên việc xây dựng công trình sẽgặp nhiều khó khăn

2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Có thể phân chia lịch sử nghiên cứu địa chất trong khu vực thành 2 giai đoạn:giai đoạn trước năm 1954 – giai đoạn nghiên cứu địa chất của người Pháp và giaiđoạn sau năm 1954 – giai đoạn nghiên cứu địa chất của người Việt Nam.

2.1 Giai đoạn trước năm 1954

Trong giai đoạn này các nhà địa chất người Pháp có mặt hầu hết trên mọimiền đất nước R.Bourret là người đầu tiên đã tiến hành khảo sát và nghiêncứu địa chất vùng này Giai đoạn 1920-1922 ông đã công bố công trình “Khảocứu địa chất vùng Đông Bắc Bắc Bộ” kèm theo tờ bản đồ địa chất tỷ lệ1/300.000 Đông Bắc Bắc Bộ (trong đó có diện tích nhóm tờ Bảo Lạc) Sau đóông lại thành lập bản đồ địa chất các tờ Cao Bằng, Bảo Lạc, Thất Khê, HạLang tỷ lệ 1/100.000 P.Rourret đã phác họa những nét cơ bản về cấu trúc địachất vùng nghiên cứu, đó là: Tầng đá vôi Hà Giang dày 1200m; Tầng “Lang

Ca Phù” gồm đá phiến mica, đá vôi Lang Ca Phù, gneis Pia Ma, dày 3300m;Dải Pia Dạ gồm đá phiến mica, đá vôi dày 2400m Năm 1931 Ch.Jacob xáclập tờ bản đồ địa chất Cao Bằng tỷ lệ 1/500.000 Năm 1941 J.Fromaget đãcông bố công trình “Đông Dương thuộc Pháp, các đá, các mỏ và mối liên quancủa chúng với kiến tạo” và năm 1952 xuất bản tờ bản đồ Địa chất ĐôngDương tỷ lệ 1/2.000.000 Trong công trình nghiên cứu của mình J.Fromagetcho rằng cấu tạo vòng cung Đông Bắc là những nếp uốn rộng đã biến thànhcấu tạo vảy dưới tác động của lực đẩy ngày càng mạnh từ thượng nguồn sôngChảy Sau J.Fromaget, E.Saurin đã tổng hợp, hệ thống hóa toàn bộ các phân vịđịa tầng, các đá magma trong tập “Từ điển địa tầng Đông Dương”

Các công trình nghiên cứu của các nhà địa chất Pháp phần nào đã đưa ranhững nét chính về cấu trúc lãnh thổ và phân vị địa tầng có giá trị sử dụng chocác công trình nghiên cứu địa chất sau này

2.2 Giai đoạn sau năm 1954

Ở giai đoạn này, cùng với sự khôi phục của nền kinh tế sau chiến tranh đã

có hàng loạt các công trình nghiên cứu địa chất khu vực

Năm 1965, kết quả của sự hợp tác giữa ngành địa chất Liên Xô (cũ) vàViệt Nam đã cho ra đời tờ Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ1/500.000 Trong công trình này, các nhà địa chất đã xây dựng được bộ chúgiải kể cả địa tầng, magma và khoáng sản A.E.Dovjikov cho rằng miền ĐôngBắc Việt Nam thuộc chuẩn uốn nếp Đông Việt Nam, các hoạt động kiến tạo cómức độ phân dị cao, thể hiện miền võng và miền nâng riêng lẻ phát sinh.Nhóm tờ Bảo Lạc nằm trong 2 đới tướng cấu trúc: ở phía đông là đới SôngHiến, ở phía tây là đới Sông Lô Vùng công tŕnh thủy điện Bảo Lâm 3 nằmtrong đới cấu trúc Sông Hiến, có bề dày trầm tích lớn nhất ở Đông Bắc Bộ, vớicấu trúc đặc trưng là uốn nếp dạng tuyến

Năm 1971 trên khu vực nhóm tờ Bảo Lạc đã tiến hành lập Bản đồ địa chất

sơ lược và tìm kiếm tỷ lệ 1/50.000 dưới sự chỉ đạo của kỹ sư Tạ Hoàng Tinh,Đoàn địa chất 20H Ông đã sắp xếp địa tầng và mô tả chúng hết sức rõ rệt

Tiếp sau công trình của Tạ Hoàng Tinh, đến năm 1976 Cục Bản đồ địachất (nay là Liên đoàn Bản đồ địa chất) đã thành lập Bản đồ địa chất vàkhoáng sản tờ Bảo Lạc tỷ lệ 1/200.000 dưới sự chỉ đạo của Tạ Thành Trung vàHoàng Xuân Tình Các tác giả đã phân chia chi tiết các thành tạo địa chất theothang địa tầng địa phương (điệp) và chia ra 6 phân vị địa tầng, 3 phức hệmagma xâm nhập.

Hoàn thiện thang địa tầng Việt Nam của tập thể tác giả Tống Duy Thanh,Đặng Vũ Khúc và nnk (1995)

Đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1/50.000 nhóm tờ Bảo Lạccủa tập thể tác giả Nguyễn Khắc Huyền, Trần Sùng, Vương Mạnh Sơn, MaiThế Truyền và nnk (1997)

2.3 Công tác nghiên cứu ĐCCT

- Năm 2006-2007: Khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư, khảo sát lập thiết kế

kỹ thuật công trình thủy điện Nho Quế 3

- Năm 2008: Khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư công trình thủy điện BảoLâm (nay điều chỉnh quy hoạch là công trình thủy điện Bảo Lâm 1)

- Năm 2010-2011: Khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư, khảo sát lập thiết kế

kỹ thuật công trình thủy điện Sông Nhiệm 3

- Năm 2011-2012: Khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư, khảo sát lập thiết kế

kỹ thuật công trình thủy điện Nho Quế 2

- Năm 2013-2014: Khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư, khảo sát lập thiết kế

kỹ thuật công trình thủy điện Bảo Lâm 3

CHƯƠNG3: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CHUNG

1 Đặc điểm địa hình địa mạo

Vùng nghiên cứu được đặc trưng bởi địa hình núi cao trung bình, phân cắt cócao độ tuyệt đối trên dưới 1000m xuống trên 100m Phạm vi nghiên cứu nằmtrong diện hẹp, có bề mặt sườn dốc nằm trong thung lũng sông Nho Quế với caotrình trên dưới 160m Ở vùng nghiên cứu có các dạng địa hình sau:

- Địa hình do phá hủy đứt gãy kiến tạo: kiểu địa hình này khá phát triển, cómặt ở nhiều nơi, gồm các bề mặt sườn dốc 30-400, một số nơi vách dốc lớnhơn 400, hoặc các vách dựng đứng, phân bố chủ yếu dọc các đứt gãy lớn,

và cả những đứt gãy nhỏ (đứt gãy sông Nho Quế,…) Trên bề mặt sườnnày các quá trình ngoại sinh hoạt động tương đối mạnh mẽ, tiêu biểu là quátrình lở đá, trượt đất, hình thành các vách lở dựng đứng

- Địa hình bóc mòn chung: sườn các dãy núi hình thành do tổng hợp các quátrình sườn, được phân bố rộng rãi trên toàn vùng trên các đá thành phần lụcnguyên, lục nguyên xen cacbonat của hệ tầng Sông Hiến (T1sh), hệ tầng

Mia Lé (D1ml),… Địa hình này thường có sống núi dạng lượn sóng, răng

cưa thoải Lớp phủ trên sườn thường dầy

- Địa hình hòa tan rửa dũa: phát triển trong các trầm tích cacbonat của hệ

tầng Bắc Sơn (C-Pbs), hệ tầng Tốc Tát (D3tt) Quá trình hoạt động karst lâu

dài do nước mặt đã hòa tan, rửa dũa đá vôi tạo sườn lởm chởm, răng cưa

- Địa hình xâm thực – bóc mòn: phát triển dọc các thung lũng sông suốitrong vùng Ban đầu chúng là các sườn bị dòng chảy xâm thực, sau tiếp tụcphát triển phát triển sang bị bóc mòn tiếp Địa hình này xuất hiện rời rạc,từng đoạn dài ngắn khác nhau, làm lộ các đá cứng

- Địa hình tích tụ: có mặt hầu hết ở các sông suối trong vùng nghiên cứu.Sản phẩm là các trầm tích aluvi, proluvi có thành phần hạt là cát, sạn, sỏi,cuội, tảng với độ mài tròn, chọn lọc kém, dày trung bình 2-6m

2 Địa tầng thạch học, cấu trúc địa chất, động đất và tân kiến tạo

2.1 Địa tầng thạch học

Địa tầng vùng nghiên cứu được mô tả trong kết quả đo vẽ bản đồ địa chất

tỷ lệ 1/200.000 và 1/50.000, kết quả thí nghiệm lát mỏng thạch học phân chiacác thành tạo đá gốc có tuổi chi tiết như sau:

GIỚI PALEOZOI

HỆ DEVON

Loạt Sông Cầu (D 1sc)

Diện lộ của loạt Sông Cầu hẹp, phân bố theo hướng Tây Bắc – ĐôngNam, tại khu vực tuyến 1

Thành phần thạch học của loạt Sông Cầu bao gồm các đá sạn kết mỏng,bột kết xen kẽ các đá phiến sét, phiến sét vôi Chiều dày của loạt Sông Cầu lớntừ620-650m Tuổi của loạt Sông Cầu được xác định là Devon sớm.

HỆ DEVON

Hệ tầng Mia Lé (D 1ml)

Hệ tầng Mia Lé gồm các trầm tích lục nguyên có quan hệ với các trầm tíchcacbonat, được phân bố trong đới Sông Hiến Diện lộ của hệ tầng Mia Lé kéodài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam

Thành phần thạch học của hệ tầng Mia Lé bao gồm các đá phiến sét, phiếnsét sericit, bột kết, cát kết, xen kẽ các đá vôi, vôi sét, sét vôi Tại khu vựcnghiên cứu ở phần trên của hệ tầng xuất hiện một số thấu kính và lớp đá vôixám, xám sẫm xen kẽ trong đá phiến sét vôi xen cát bột kết Chiều dày của hệtầng lớn hơn 300m Tuổi của hệ tầng này được xác định là Devon sớm

Trong khu vực phương án 2 phân bố các thành tạo như sau:

- Khu vực phân bố đá cát kết tập trung tại thượng lưu vai phải tuyến đập, đá

lộ dọc suối nhánh chính đổ vào sông Nho Quế hạ lưu đập, ranh giới của đácát kết và đá cát bột kết phía trên bởi đứt gãy IV-1; đá có thế nằm phương

vị hướng dốc 20-350 góc dốc 50-550 có chỗ lên đến 750

- Khu vực phân bố đá vôi xen kẹp đá sét bột kết tập trung phia bắc khu vựcnghiên cứu, nằm ở bờ trái thượng lưu tuyến đập Đá vôi phân bố dạng thấukính xen kẹp với đá sét bột kết lớp dày từ 20-55m Đá có thế nằm phương

vị hướng dốc 25-400 góc dốc 55-700

- Khu vực phân bố đá cát bột kết tập trung tại trung tâm tuyến đập và hạ lưutuyến đập tiếp giáp với tập đá cát kết và kéo dài lên phía thượng lưu đậptiếp giáp với tập đá vôi, tập này dày khoảng 200m Các tập đá cát bột kếtphía hạ lưu có chiều dày từ 20-40m Thế nằm của đá phương vị hướng dốc30-650 góc dốc 65-750

GIỚI MESOZOI

HỆ TRIAS

Hệ tầng Sông Hiến – Phân hệ tầng dưới (T 1sh)

Trong vùng nghiên cứu hệ tầng Sông Hiến là phân vị địa tầng cao nhất(không kể các thành tạo Đệ Tứ), phân bố dạng vòng cung từ Tây Bắc đếnĐông Nam, chúng phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo Devon tới Cacbon –Permi Các đá của phân hệ tầng dưới lộ ra bên cánh các nếp lõm, nhân của cácnếp lồi của cấu trúc uốn nếp trong trầm tích hệ tầng Sông Hiến Hệ tầng nàyxuất hiện tại vùng tuyến 2

Thành phần thạch học của hệ tầng Sông Hiến – Phân hệ tầng dưới gồm 4tập theo thứ tự từ dưới lên như sau:

- Tập 1: các đá cát kết, bột kết nguồn phun trào và đá phiến sét, dày lớn hơn100m

- Tập 2: gồm các đá phiến sét – sericit màu xám tro, bột kết màu xám chứathấu kính đá vôi, cuội vôi, dày khoảng 200m.

- Tập 3: cát kết tuf hạt nhỏ màu xám, cát bột kết tuf màu xám tro xen đáphiến phân lớp mỏng, dày 150m

- Tập 4: đá phiến bị ép phiến có thấu kính cát bột kết, dŕy khoảng 80m

Bề dày của toàn bộ phân hệ này khoảng 530m

HỆ ĐỆ TỨ QCác thành tạo Đệ Tứ trong vùng nghiên cứu phát triển rất hạn chế, chủ yếutập trung ở khu vực mở rộng thung lũng của các con sông, con suối, ở nơi gặpnhau của hai con sông và ở trên các sườn núi Thành phần vật chất của chúngchia làm hai phần rõ rệt:

- Phần dưới là các vật liệu vụn thô như: cát, cuội, sỏi, tảng không gắn kết,dày 2-5m

- Phần trên gồm các trầm tích hạt mịn hơn như: sạn, cát, sét màu xám thuộctướng bãi bồi, dày 1-3m

Nguồn gốc của các thành tạo Đệ Tứ trong vùng nghiên cứu một phần nhỏ

là aluvi, proluvi tập trung ở thềm và lòng sông, và chiếm phần lớn là trầm tíchnguồn gốc eluvi, deluvi phát triển mạnh ở trên các sườn núi (dày 0-1,5m, cóchỗ dày đến 6m)

2.2 Kết quả thí nghiệm lát mỏng thạch học

Mẫu thí nghiệm lát mỏng của một số vị trí cho kết quá như sau:

TT Số hiệu mẫu thí nghiệm T.anh Felspat K.vậtThành phần khoáng vật (%) Tên đá

sét

K.vậtkhác

2.4 Đứt gãy kiến tạo

Theo bản đồ kiến tạo vùng Đông Bắc (nhóm tờ Bảo Lạc) đã mô tả đứt gãysâu, được xác định là đứt gãy Tráng Kìm – Sông Năng – Sông Đáy Đây là đứtgãy lớn nhất có phương Tây Bắc – Đông Nam, có khả năng sinh chấn, xếp vào

đứt gãy bậc II Các nhà địa chất Việt Nam xếp đứt gãy này vào loại đứt gãychờm nghịch.

Đứt gãy bậc III là các đứt gãy phân nhánh kéo dài hàng chục, hàng trăm

km Chúng giữ vai trò là đường ranh giới của các cấu trúc địa chất, phân cắtđịa hình (đứt gãy sông Nho Quế)

Các đứt gãy bậc cao (bậc IV, V,…) là các đứt gãy kéo theo, chiều rộng đớiphá hủy hàng chục mét

Các phá hủy kiến tạo đóng vai trò quan trọng trong kiến trúc của khu vực

dự kiến xây dựng công trình Qua tài liệu khảo sát thực tế và thu thập được, ta

mô tả một số đứt gãy chính sau:

2.4.1 Đứt gãy Tráng Kìm – Sông Năng – Sông Đáy (bậc II)

Đây là đứt gãy có quy mô lớn nhất trong khu vực nghiên cứu Đây làđứt gãy sâu kéo dài hàng trăm km từ lãnh thổ Trung Quốc, qua Cao Bằng,Bắc cạn, sông Năng, Thái Nguyên đến sông Đáy Đứt gãy này mang tínhkhu vực, là ranh giới của đới Sông Gâm ở phía tây và đới Sông Hiến ởphía đông

Đoạn từ biên giới Trung Quốc đến Bảo Lạc, Cao Bằng có phương TâyBắc – Đông Nam; đoạn từ Bảo Lạc, Cao Bằng đến sông Đáy có phương ákinh tuyến,đứt gãy hoạt động với chế độ chờm nghịch Mặt đứt gãy cắm

về phía Tây Nam và phía Tây với góc dốc 700 (theo tài liệu đo vẽ1/50.000) Các tài liệu nghiên cứu cho thấy hoạt động động đất yếu

Vùng tuyến công trình nằm cách đứt gãy Tráng Kìm – Sông Năng –Sông Đáy khoảng 10km về phía Đông Bắc của đứt gãy

2.4.2 Đứt gãy sông Nho Quế (bậc III)

Là đứt gãy phân nhánh của đứt gãy Tráng Kìm – Sông Năng – SôngĐáy (đoạn qua Bảo Lâm, Cao Bằng) theo phương Tây Bắc – Đông Nam,qua huyện Bảo Lâm và huyên Mèo Vạc Đứt gãy trong phạm vi nghiêncứu dài khoảng 40km từ thị trấn Yên Minh đến phía Bắc Lý Bôn, đây làđứt gãy thuận với góc dốc 60÷750, dốc về phía Tây chỉ cách phương án 2nghiên cứu 145m, cách phương án 1 là 350m Đây là đứt gãy đóng vai tròranh giới của các thành tạo Paleozoi giữa và và các thành tạo Mesozoi.Vùng tuyến công trình nằm cách đứt gãy sông Nho Quế về phía ĐôngBắc khoảng 3km

2.4.3 Đứt gãy bậc III vùng lòng hồ

Các đứt gãy bậc III nằm ở khu vực lòng hồ và cách rất xa vùng tuyếnxây dựng công trình đến 2km Các đứt gãy đều phát triển theo phương TâyBắc – Đông Nam, qua huyện Bảo Lâm và huyên Mèo Vạc, trong phạm vinghiên cứu dài từ 30-40km, có bề rộng đới phá hủy từ một vài mét đếnhơn chục mét Đây là đứt gãy thuận với góc dốc 60÷750, dốc về phía Tâykhông gây ảnh hưởng gì đến ổn định công trình

2.4.4 Đứt gãy bậc cao (bậc IV, bậc V)

Các đứt gãy còn lại trong vùng nghiên cứu là những đứt gãy có chiềudài từ vài trăm mét đến 4-5km, có bề rộng đới phá hủy lên đến một vài mét

Dấu hiệu phát hiện các đứt gãy bậc IV, bậc V được xác định bằnghành trình đo vẽ địa chất ngoài trời, bởi các dấu hiệu địa hình địa mạo, địachất thủy văn, dập vỡ, mặt trượt và kết hợp với công tác khoan thăm dò,

đo địa vật lý ở vùng tuyến nghiên cứu Đứt gãy bậc cao phát triển theo 2phương chủ đạo là Đông Bắc – Tây Nam và á vỹ tuyến, tại phương án 1

có phát triển đứt gãy á kinh tuyến Tài liệu một số hố khoan đã ghi nhậnđược đới phá hủy kiến tạo của đứt gãy bậc IV có chiều rộng 1-2m, chiềurộng đới ảnh hưởng 5-10m (hố khoan K2 ở độ sâu 17,8m; K3 ở độ sâu16m; K9 ở độ sâu 15m)

2.4.5 Nứt nẻ kiến tạo

Việc xác định các đứt gãy tại công trình thủy điện Bảo Lâm 3A chủyếu dựa vào tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1/2.000 vùng tuyến và tàiliệu khoan thăm dò

Tại công trình thủy điện Bảo Lâm 3A, sử dụng “TCVN 4253-86: Nềncác công trình thủy công – Tiêu chuẩn thiết kế” để phân chia các đứt gãy,khe nứt

Bảng 1: Phân cấp đứt gãy, khe nứt kiến tạo khu vực công trình

nghìn mét Hàng trăm đến hàngnghìn centimetĐứt gãy nhỏ và khe nứt

Khe nứt trung bình Mét hàng chục mét Milimet và centimet

milimet

Căn cứ vào kết quả khảo sát thực tế kết hợp với các yếu tố địa hình, địa mạo

và dựa vào Bảng phân loại đứt gãy, khe nứt theo TCVN 4253-86, tại vùng tuyếncông trình Bảo Lâm 3A chỉ xác nhận được các đứt gãy bậc IV, V phát triển theophương Tây Bắc – Đông Nam, phương Đông Bắc – Tây Nam, phương á kinhtuyến và phương á vĩ tuyến cụ thể như sau:

- Đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam gồm có các đứt gãy III-1 và III5góc dốc 60-750; IV-3, IV-4 với góc dốc ≈ 650

- Đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam gồm có các đứt gãy IV-2, với gócdốc ≈ 700.

- Đứt gãy phương á kinh tuyến có đứt gãy IV-5 với góc dốc 850,

- Đứt gãy á vĩ tuyến có đứt gãy IV-1 với góc dốc ≈ 700

3 Các hiện tượng địa chất vật lý

3.1 Hiện tượng sạt trượt

Thung lũng sông Nho Quế trong phạm vi xây dựng công trình và vùng hồ

có sườn dốc 30-450, phía trên đều có lớp phủ sườn tàn tích và có thảm thực vậtphủ tương đối dày Vì vậy, tại một số ít những sườn dốc 40-450 tạo ra sườntrọng lực là đất và có tác động của nước mặt dễ gây ra sạt trượt tầng phủ nênvào mùa mưa sạt trượt với quy mô nhỏ xảy ra với vài chục mét khối

Vùng phương án 1 và 2 đều có sườn dốc 30-450, nhưng có thảm thực vậtphủ tương đối dày nên hiện tượng sạt trượt cũng ít gặp Vào mùa mưa sạt trượtvới quy mô nhỏ xảy ra với vài chục mét khối (Phương án 2 bắt gặp ở thượnglưu vai phải; phương án 1 gặp ở thương lưu vai trái)

Quá trình đo vẽ bản đồ địa chất công trình tỷ lệ 1/2.000 phát hiện một sốvách trượt trong đất sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt trong hệ tầngMia Lé, hệ tầng Sông Hiến Những khối sạt trượt này đều có quy mô nhỏ vớichiều dài 5-20m, cắt sâu vào lớp đất 1-2m và thường xuất hiện vào mùa mưa,mùa khô không thấy xuất hiện sạt trượt Hiện tượng đá đổ trong khu vựcnghiên cứu không gặp, chỉ gặp một vài vị trí có vách đá trọng lực Trên vách

đá vôi của hệ tầng Bắc Sơn và các vách của thấu kính đá vôi hệ tầng Mia Léchỉ ở dạng chỏm sót nên không có khả năng gây ra trượt

3.2 Hiện tượng karst

Vùng hồ phía thượng lưu gặp đá vôi của hệ tầng Bắc Sơn trên diện rộngngoài vùng nghiên cứu, vùng tuyến gặp các thấu kính đá vôi trong hệ tầng Mia

Lé, nằm thượng lưu vai trái phương án 2 có thế nằm 30 < 75 hợp với phươngcủa sông Nho Quế khoảng 1200 theo hướng chảy Các thấu kính đá vôi này lộphía trên đỉnh và ở bờ sông, mặt sườn bị phủ bởi lớp sườn tàn tích edQ Quátrình đo vẽ bản đồ địa chất 1.2000 chưa phát hiện được những hang động karstnào lộ trên bề mặt tự nhiên Tại các chỏm đá vôi, vôi sét lộ ra trên mặt quansát được có hiện tượng hòa tan, rửa lũa do nước mưa tạo thành những mỏm đásắc nhọn Kết quả đo vẽ ngoài thực địa kết hợp thí nghiệm phân tích thànhphần thạch học trong phòng với các đá vôi, vôi sét ở vùng tuyến của hệ tầngMia Lé tồn tại ở dạng thấu kính và xen kẹp mỏng không đồng nhất nên có thểsuy xét mức độ karst không mạnh, khó có thể phát triển thành các hang độnglớn, liên tục

3.3 Hiện tượng phong hóa

Hiện tượng phong hóa trong vùng phát triển mạnh, tạo thành lớp phủ sườntàn tích và đới phong hóa mãnh liệt trên bề mặt sườn và trên đỉnh Diện lộ của

đá gốc chỉ gặp ở hai bên bờ sông, lòng suối và phía sườn, đỉnh trong vùngphân bố đá vôi Trong vùng gặp nhiều loại đá khác nhau có cấu tạo khối, phân

lớp, phân phiến, có thành phần thạch học không đồng nhất, địa hình bị phâncắt mạnh, đứt gãy kiến tạo, đới nứt nẻ phát triển tương đối mạnh thúc đẩy quátrình phong hóa vật lý, phong hóa hóa học xẩy ra khá mạnh và không đồngđều

Hiện tượng địa chất vật lý được đáng chú ý nhất hiện nay là hiện tượngphong hóa Vùng các phương án tuyến công trình có địa hình phân cắt mạnh,cộng thêm sự phát triển của các đới đứt gãy, đới nứt nẻ và khu vực có khí hậunhiệt đới gió mùa nên đã thúc đẩy quá trình phong hóa vật lý, phong hóa hóahọc xẩy ra khá mạnh và không đồng đều

Dựa vào thành phần thạch học, mức độ biến đổi thành phần khoáng vật,phân chia các đới phong hóa theo mặt cắt đầy đủ từ trên xuống như sau:

- Đới sườn tàn tích edQ: Đất lẫn dăm sạn, cục, vật liệu phía trên có nguồngốc di chuyển xuống, phía dưới không di chuyển, phân bố trên các bề mặtsườn dốc

- Đới bồi tích, lũ tích apQ: Cát lẫn sét, dăm sạn, cuội sỏi, tảng lăn Phân bố ởcác dọc các lòng sông

- Đới đá phong hóa mãnh liệt IA1: Toàn bộ đá bị phân rã ở dạng mềm bở(thành đất), còn giữ được một phần cấu tạo của đá nguyên thủy, tỷ lệ dămcục nhỏ

- Đới đá phong hóa mạnh IA2: Phong hóa phát triển mạnh trên toàn bộ khối

đá, đá bị biến màu hoàn toàn so với đá tươi, phong hóa thành đất lẫn dămsạn (đất chiếm <50%)

- Đới đá phong hóa vừa IB: Phong hóa phát triển trên toàn bộ khối đá bị ốhoặc có vệt trắng theo bề mặt khe nứt, đá không giữ được màu nguyênthủy của đá tươi Cường độ giảm đáng kể

- Đới đá nứt nẻ IIA: Đá tương đối tươi, bề mặt khe nứt có thể bị biến màunhẹ, phong hóa trên bề mặt khe nứt hở và có khuyết tật khác Cường độcủa đá giảm ít

- Đới đá tươi IIB: Đá tươi, thân đá không bị biến màu, không quan sát được

sự biến đổi trên bề mặt khe nứt Đá cứng chắc

CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THỦY

VĂN VÙNG HỒ

Trong giai đoạn khảo sát phục vụ lập dự án đầu tư, toàn bộ vùng hồ chứa nước dự

án thủy điện Bảo Lâm 3 được tiến hành đo vẽ và lập bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1/10.000,nhằm nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình vùng hồ đến cao trình 230-300m Kết quả đo vẽ bản đồ ĐCCT như sau:

1 Khái quát về hồ chứa

Hồ chứa nước dự án thủy điện Bảo Lâm 3 dự kiến với mực nước dâng bìnhthường 216m, có dạng kéo dài dọc theo thung lũng sông Nho Quế khoảng 10km.Thung lũng hồ chứa thuộc kiểu thung lũng tụ thủy, với chiều rộng khoảng150÷250m, nên không có khả năng mất nước sang thung lũng của các sông khác,

mà chỉ có thể mất nước do chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu xẩy ra tại vaiđập, nền đập, tập trung trong các đới nứt nẻ và dọc các khe nứt, đứt gãy

Khí hậu trong vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, do ít chịuảnh hưởng của địa hình nên khí hậu trong vùng không bị phân hóa Gió ở vùng hồchủ yếu là hướng Tây, Tây Nam, như vậy bờ hồ phía bờ phải chịu tác động dosóng lớn nhất Do đặc điểm của lòng hồ hẹp, nên sự hình thành sóng do gió yếu,không gây nguy hại đến ổn định của bờ hồ Hai bên bờ hồ đều là những dãy núicao, sườn dốc từ 30-400, cao độ đỉnh từ 650-900m, nhiều nơi lên đến 1400m.Cấu trúc địa chất vùng hồ chứa đã được trình bầy trong chương điều kiện địachất chung Các thành tạo đá cứng trong lòng hồ chủ yếu là các trầm tích lụcnguyên của hệ tầng tầng Mia Lé (D1ml), hệ tầng Hệ tầng Sông Hiến – Phân hệ

tầng dưới (T1sh1), loạt Sông Cầu (D1sc), Đồng Đăng (P2đđ) và trầm tích cacbonat của hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs).

Lòng sông hẹp, nhiều chỗ lộ đá cứng chắc, ít thác ghềnh, sườn của thung lũngsông Nho Quế hầu hết được phủ bởi lớp đất sườn tàn tích, cây cối kém phát triển,chủ yếu là cỏ bụi và một số ít hoa màu của đồng bào Do sườn đồi hai bên bờ sôngdốc nên gần như không có dân cư sinh sống

2 Đánh giá khả năng giữ nước của hồ chứa

2.1 Khả năng mất nước tạm thời

Mất nước tạm thời là khi tích nước cho hồ chứa, lượng nước thấm vàotrong đất đá dưới lòng hồ làm bão hòa đất đá nằm bên trên mực nước ngầmhiện tại và phần nước mao dẫn phía bên trên mực nước hồ Sau khi phần đất

đá dưới lòng hồ đã bão hòa thì lượng tổn thất nước cũng kết thúc Như vậy,hiện tượng thấm mất nước tạm thời chỉ xẩy ra trong thời gian đầu khi tíchnước cho hồ chứa và kết thúc khi đất đá dưới lòng hồ đã bão hòa Lượng nướctổn thất này không đáng kể vì đất đá trong lòng hồ đa số là những lớp đất đáthấm nước và có khả năng tàng trữ nước

2.2 Khả năng mất nước vĩnh viễn

Với cao trình mực nước dâng bình thường là 216m thì hồ có chiều rộng từ150÷250m, đôi chỗ đến 350m Hiện tượng thấm mất nước vĩnh viễn của hồchứa có thể liên quannhững yếu tố sau:

- Thấm mất nước qua phân thủy bờ hồ sang lưu vực khác: Bao bọc quanh hồ

là các dãy núi cao trên 650m Tại các phân thuỷ phân bố đá trầm tích lụcnguyên gồm cát kết hạt nhỏ, bột kết, phiến sét, vôi sét và đá vôi của hệtầng Bắc Sơn Theo kết quả thí nghiệm thấm tại hiện trường bằng phươngpháp ép nước thí nghiệm trong lỗ khoan cho thấy đới IIA, IIB được coi làtầng cách nước Đến độ sâu chừng 50m kể từ bề mặt đất (khoảng 40m từ

bề mặt đá)được coi như không thấm nước Vì vậy, các phân thuỷ cao hơnmực nước dâng 50m được coi là tầng cách nước

- Thấm mất nước bởi hiện tượng karst: Karst phát triển trên các thành tạocacbonat của hệ tầng Mia Lé, hệ tầng Bắc Sơn Hoạt động karst chủ yếu làquá trình hòa tan, rửa lũa các đá cacbonat bởi nước mưa và các dòng chảymặt, dòng chảy ngầm Phạm vi phân bố của các thành tạo cacbonat hầu hết

lộ đá gốc ngay trên bề mặt địa hình, đá bị nứt nẻ mạnh, bề mặt thường phủsét Khi tích nước hồ chứa, mực nước hồ dâng cao, làm cho mực nướcngầm cũng dâng cao lấp đầy các khe nứt, hang karst Đất đá được cung cấpnước làm cho các sản phẩm còn lại của quá trình hòa tan, rửa lũa bị nướccuốn trôi, tích tụ lại trong các hang karst, phễu karst và thung lũng karst.Các thành tạo cacbonat được cung cấp nước tiếp tục quá trình hòa tan, rửalũa hình thành hoạt động karst Nước hồ dâng, quá trình hòa tan, rửa lũacủa hoạt động karst đã mở rộng các khe nứt, mở rộng các hang động tronglòng các khối đá vôi hình thành nên các tầng hang động ngầm liên thôngvới nhau cùng với quá trình vận động của các dòng chẩy ngầm

Trong lòng hồ khu vực gần vùng tuyến công trình (hạ lưu hồ chứa) có phân

bố các đá vôi, vôi sét dạng thấu kính của hệ tầng Mia Lé Các thấu kính đávôi này nằm gần vuông góc với hướng chẩy của sông và lộ phía trên đỉnh

và ở bờ sông, mặt sườn bị phủ bởi lớp sườn tàn tích edQ Quá trình đo vẽbản đồ địa chất chưa phát hiện được những hang động karst nào lộ trên bềmặt tự nhiên mà chỉ bắt gặp tại hố Do các đá vôi, sét vôi này tồn tại dướidạng thấu kính có phương vuông góc với hướng chẩy của sông nên có thểnhận định không có hiện tượng thấm mất nước do karst trong hệ tầng này.Mặt khác, ở thượng lưu hồ chứa cách tuyến đập khoảng 5km có phân bố đávôi dạng khối của hệ tầng Bắc Sơn trên diện rộng nên khả năng hình thànhhang hốc karst là rất lớn Do khối đá vôi này phân bố ở khu vực thượng lưu

hồ chứa, với cao trình đáy sông khoảng 200-210m và được bao bọc bởi cáctrầm tích lục nguyên ở các đỉnh phân thủy nên có thể nhận định không cóhiện tượng thấm mất nước do karst trong hệ tầng Bắc Sơn sang lưu vựcsông khác

- Thấm mất nước qua đáy và vai đập: Hai vai của vùng tuyến đập 1 đều cólớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt có chiều dày khá lớn từ6-11m Đới phong hóa IB dày trung bình 2-6m, đặc biệt tại vai chiều dàyđới phong hóa IB lên tới 18,6m Mực nước ngầm ở hai vai đập nằm thấp(thường trong đới IIA) và thấp hơn mực nước dâng bình thường nên khảnăng thấm vòng qua vai đập trong đới IB là có khả năng xẩy ra Dưới nềnđập trong đới đá nứt nẻ IIA, có giá trị ép nước thí nghiệm giao động từ 1,5-12Lu, giảm dần theo chiều sâu Do đó có khả năng thấm nước dưới đáyđập trong phần trên của đới IIA nhưng không lớn và có thể xử lý tạo màngchống thấm trong đới nứt nẻ IIA

- Thấm mất nước qua đứt gãy: Với phương án vùng tuyến đập 1, có một sốđứt gãy phát triển từ thượng lưu xuống hạ lưu Đáng kể nhất ở đây là đứtgãy IV-1 có phương á kinh tuyến trùng với sông Nho Quế chạy qua đậpdâng; đứt gãy IV-3, V-2 cắt qua vai phải đập Các đứt gãy bậc IV này cóđới dập vỡ khoảng vài mét Các đứt gãy này có liên quan nhất định đếnthấm mất nước dọc theo các đứt gãy nhưng chắc chắn không lớn, có thể xử

lý được trong quá trình thi công sau này

Tóm lại, hồ thủy điện Bảo Lâm 3 hẹp, có dạng kéo dài dọc sông Nho Quế, haibên bờ đều có địa hình cao trên 450m, không kề cận với thung lũng sông nào nênkhả năng thấm mất nước bởi phân thủy bờ hồ và yếu tố karst là không có Hiệntượng thấm mất nước hồ chỉ có thể xẩy ra liên quan tới thấm qua đới phong hóa,

đá nứt nẻ, đứt gãy tại vai và nền đập Do vậy, cần thiết chú ý đến xử lý chốngthấm nền và vai đập

3 Đánh giá khả năng sạt trượt bờ hồ

Kết quả đo vẽ ĐCCT tỷ lệ 1/10.000 vùng lòng hồ thấy hai bên bờ đều có sườndốc từ 30-400, được phủ bởi lớp sườn tàn tích và IA1 Sạt trượt trong khu vực chủyếu là sạt trượt trọng lực với quy mô nhỏ và thường xảy ra vào mùa mưa Khuvực lòng hồ đã quan sát được một số khối sạt trượt quy mô từ nhỏ trong tầng phủsườn tàn tích và IA1 ở cao trình 200-240m, chiều dài khối sạt trượt từ 10-15m, sâu

từ 0,5-1,5m

Khi tích nước hồ chắc chắn sẽ phát sinh hiện tượng sạt trượt và chỉ xuất hiệntrên các diện tích phân bố đá trầm tích lục nguyên có đứt gãy cắt qua, có tầng phủsườn tàn tích dày và có sườn dốc từ trung bình đến cao Dọc 2 bờ phần hạ lưu hồphân bố chủ yếu đá cát, bột kết của hệ tầng Mia Lé và hệ tầng Sông Hiến, diệnphân bố đá phiến sét không lớn; phần thượng lưu hồ phân bố đá vôi của hệ tầngBắc Sơn Khi tích nước, đất đá hai bên bờ hồ bão hòa nước sẽ xuất hiện sạt trượtvới quy mô nhỏ, phân bố cục bộ, không ảnh hưởng lớn đến dung tích hồ chứa.Hiện tượng này chỉ xẩy ra nhiều trong thời gian đầu khi tích nước hồ chứa, ổnđịnh và giảm dần theo thời gian khi dự án đi vào hoạt động và đất đá hai bên bờ hồ

đã bão hòa nước

4 Đánh giá khả năng ngập và bán ngập khi xây dựng hồ chứa

Với mực nước dâng bình thường 216m, thì phạm vi ngập và bán ngập chỉchiếm một phần không lớn ruộng lúa nước ở các cửa suối nhỏ và nương đangđược người dân địa phương canh tác hai bên bờ sông Nho Quế Trong khu vực hồchứa không có các di tích văn hóa, không có quy hoạch mỏ tài nguyên khoáng sảnquý hiếm, chỉ có 1 mỏ antimon đang được khai thác tự phát nằm ở cao trình trên350m Để xác định chi tiết số ruộng lúa và nương bị ngập cần có báo cáo điều tra,đánh giá chi tiết riêng.

Khi tích nước, mực nước hồ dâng cao sẽ gây lầy hóa cục bộ, bão hòa nước làmtăng khả năng sạt trượt phần tầng phủ, ảnh hưởng đến quá trình bồi lắng và dungtích hồ chứa

5 Khoáng sản lòng hồ

Cao Bằng, Hà Giang là tỉnh có nhiều loại khoáng sản: kim loại đen có sắt vàmangan phân bố chủ yếu ở Trùng Khánh, Trà Lĩnh, Hoà An, Nguyên Bình; kimloại mầu có nhôm(bauxit) phân bố ở Thông Nông, Hà Quảng, Nguyên Bình; thiếc

và vonfram phân bố ở Tĩnh Túc; kim loại quý hiếm có vàng gốc phân bố ở NamQuang (Bảo Lạc);antimon ở Bảo Lâm, Bảo Lạc; ngoài ra còn có nhiều loại khoángsản phi kim, vật liệu xây dựng địa phương

Trong khu vực xây dựng công trình có một vài điểm khai thác antimon tự phátcủa người dân ở phía lòng hồ nằm ở cao trình trên 350m

6 Kết luận về điều kiện địa chất công trình của hồ chứa

Điều kiện ĐCCT của hồ thủy điện Bảo Lâm 3 có những thuận lợi nhất địnhcho công tác triển khai xây dựng và vận hành công trình sau này: lòng hồ hẹp, sựhình thành sóng do gió yếu (gần như không có), không gây nguy hại đến ổn định

bờ hồ; chỉ xẩy ra hiện tượng sạt trượt với các khối sạt trượt nhỏ và chỉ xẩy ra vàomùa mưa; phạm vi ngập và bán ngập chỉ chiếm một phần không lớn ruộng lúanước và nương đang canh tác hai bên bờ hồ, khu vực hồ chứa không có các di tíchvăn hóa, không có quy hoạch mỏ tài nguyên khoáng sản quý hiếm; các hoạt độngđộng lực tác động không lớn đến hồ chứa,…

Vấn đề cần quan tâm nhất về điều kiện ĐCCT ở hồ Bảo Lâm 3A là việc xử lýchống thấm mất nước qua đới phong hóa ở nền đập, vai đập và thấm dọc các đứtgãy bậc cao khu vực tuyến đập.Bên cạnh đó cũng cần có biện pháp xả vật chất bồilắng trước đập đảm bảo cho cửa nhận nước làm việc an toàn