4.2.1 Điều kiện địa chất công trình phương án thượng lưu 4.2.1.1 Đặc điểm địa mạo
Dòng sông Chảy tạo khu vực phương án thượng lưu chảy hướng bắc với
phương vị 3600. Về phía thượng lưu và hạ lưu, dòng sông Chảy chuyển hướng về
phía tấy bắc tạo nên hình chữ S ngược. Sự uốn khúc của dòng chảy liên quan với các yêu tố địa chất và tân kiến tạo. Lòng sông khá bằng phẳng được lấp đầy bởi lớp trầm tích aluvi cát cuội sỏi dày đến 15-16m.
Hai bên vai đập, có sự tương phản về mặt hình thái mặt sườn thung lũng. Tính tương phản này liên quan với sự xuất hiện của hệ thống đứt gãy và các mặt trượt cùng phương á kinh tuyến.
Phần vai phải, bề mặt sườn thung lũng sông tương đối thấp và điều hòa, độ
dốc từ 10 đến 150200. Lớp phủ tàn tích (đới edQ) tương đối dày và ổn định. Phía
mép nước, lộ vách đá gốc từ mặt nước đến độ cao tương đối 4-6m. Trong khi đó, bề mặt sường thung lũng ở vai trai không đồng nhất với sự xuất hiện các gờ đá trên
sườn và các vệt đá cứng ven sông. Các gờ đá cứng kéo dài 10m đến 40-50m theo phương á kinh tuyến, Lớp phủ tàn tích khá mỏng từ 1 dến 2-3m. Sát bờ sông, một vệt đá cừng khá rộng 15-20m kéo dài 40-50m với độ cao 2-3m so với mực nước. Có thể hình dung được một loạt “bậc thang đá” tồn tại ở phía bờ trái, chiều cao các “
bậc thang đá” dao động từ 1-2m đến hàng chục mét.
4.1.1.2 Đặc điểm địa chất và điều kiện địa chất công trình 4.1.1.2.1 Đặc điểm các tầng đá
a-Tích tụ aluvi
Các tích tụ hiện đại lòng sông. Lớp cát chứa sạn lấp đầy dòng sông. Có chiều dày khá ổn định, dao động từ 5-16m. Thành phần gồm cát sạn thạch anh lẫn ít mica trắng ở phần trên; cuội tảng và sạn ở phần dưới.
Trong phạm vi phân bố tuyến thượng lưu, hai bên vai đập vắng mặt hoàn toàn cuội tảng cát dưới dạng các bãi bồi và bậc thềm.
Bảng .Thống kê chiều dày lớp trầm tích lòng sông trong các hố khoan
STT Tên hố khoan Tầng trầm tích aQ (m) Thành phần Từ Đến Dày 1 HK11 0,0 15,1 15,1 2 HK17 0,0 15,7 15,7 5 HK18 0,0 13,0 13,0
3 HK19 0,0 13,5 13,5
b-Đới phong tàn tích (edQ)
Phân bố ở vai phải và vai trái, tạo nên một lớp khá dày trên khu vực vai trái và đặc biệt là vai phải của tuyến đập. Theo các tài liệu đo vẽ địa chất và khoan thăm dò, đới tàn tích có thành phần sét pha cát lẫn dăm sạn màu vàng trạng thái dẻo cứng. Phần dưới của lớp edQ có lẫn nhiều mảnh vụn đá phiến tàn dư chưa bị phong hóa. Chiều dày của đới tàn tích không đồng nhất, có xu hướng tăng dần khi đi từ mép sông lên đỉnh đập, ở vai phải đới có chiều dày lớn hơn ở vai trái.
c- Đới phong hóa mạnh và trung bình IA1+IA2
Phát triển trên nền đá phiến thạch anh sericit. Thành phần gồm cát sạnm, dăm cục và sét nằm hỗn độn màu vàng và xám vàng. Càng xuống sâu, lượng các cục tảng càng tăng cao. Đới edQ + IA2 +IA1 có chiều dày từ 5-6m đến 9-10m. Trong một số hố đào và các vết lộ, thấy các lớp đá phiến thạch anh sericit phong hóa mạnh rất yếu, nhưng vẫn giữ nguyên cấu tạo phân phiến nguyên thủy, dùng búa đập nhẹ đá nứt vỡ hoàn toàn. Các vết lộ này được mô tả chung trong đới IA2.
Các kết quả phân tích cơ lý cho thấy, đá trong đới IA2 rất mềm yếu, cường
d- Đới phong hóa yêu-IB
Đới IB hoàn toàn là đới đá cúng, không có mặt sét. Đá bị biến màu thành xám trắng và xám vàng, bề mặt khe nứt có lớp limonit và oxit sắt dày từ 1-2mm đến 4-5mm. Lõi khoan có trị số RQD khá thấp, chủ yếu dưới dạng các cục ngắn và mảnh dăm sắc cạnh.
Các đá cứng lộ trên bề mặt địa hình hiện đại dọc hai bên mép sông được xếp vào đới IB, trong đó gồm cả dải đá cứng sát mép sông phía bờ trái.
e- Đới nguyên khối ít bị phong hóa-IIA
Đới IIA không lộ trên bề mặt địa hình hiện đại, bị chôn vùi dưới đới IB và edQ.
Thành phần thạch học gồm đá phiến thạch anh sericit, đá phiến thạch anh mica màu xám xanh. Đá cấu tạo phân phiến, phân dải rất cứng chắc. Bề mặt khe nứt sạch đôi khi có lớp limonit màu vàng mỏng.
Trong các hố khoan, nõi khoan đới IIA chủ yếu là các thỏi hoặc cục dài, giá trị RQD rất cao, đôi khi đến 80-90%. Cường độ kháng nén trung bình 734,5KG/cm2.
Trong vùng tuyến thể hiện hai pha biến dạng lớn, pha đầu liên quan với biến dạng dẻo và các đứt gãy đồng sinh phương đông bắc tây nam. Pha muộn hơn liên quan với biến dạng dòn và hệ thống mặt trươt phương á kinh tuyến. Đồng sinh với các đứt gãy á kinh tuyến có các hệ thống khe nứt phương đông tây.
Các đứt gãy liên quan với biến dạng dòn và hệ thống mặt trượt phương á kinh tuyến trong vùng tuyến phương á thượng lưu đã được thể hiện trong các mặt cắt địa chất và bản đồ địa chất vùng tuyến. Tại đây thấy rõ được vài trò của đứt gãy á kinh tuyến với tập hợp các mặt trượt song song theo phương á kinh tuyến với góc dốc từ 70 đến 80-900. Nếu bóc đi toàn bộ lớp phủ trầm tích aluvi và lớp tàn tích edQ, mặt cắt vuong góc với dòng sông Chảy trên tuyến đập phương án thượng lưu là các bậc thang nối tiếp nhau khi đi từ đỉnh đập xuống phía dưới chân đập, chiều cao của bậc thang từ 1-2m đến trên chục mét. Mật độ của khe nứt á kinh tuyến từ 1- 2m đến vài chục mét. đáy thung lũng sông là phần bậc thang nằm ở độ sâu lớn nhất. Các mặt trượt đang mô tả tạo nên đới phá hủy trùng với thung lũng sông. Theo phan cấp đứt gãy, chúng thuộc vào đứt gãy cấp IV.
Hệ thống khe nứt phương á đông tây phát triển khá mạnh mẽ. Tại dải đá lộ ven dòng sông ở bên bờ trái, có thể quan sát được hệ thống khe nứt này một cách khá toàn diện. Các khe nứt kéo dài 5-6m, góc dốc 75-900. Dưới tác động của phong
chụp và hình chiếu cầu của hệ thống khe nứt á đông tây được thể hiện trong hình dưới đây.
Tính thấm tăng cao của đới IB liên quan với các quá trình phong hóa và các quá trình dập vỡ kiến tạo, các đới khe nứt và đứt gãy cấp IV và cấp V đang mô tả.
Đối với đới IIA và IIB, khả năng thấm giảm mạnh do tính liền khối và ít nứt nẻ của tầng đá cứng và nguyên khối.
11 1 2 2 N S E W Fisher Concentrations % of total per 1.0 % area
0.00 ~ 4.50 % 4.50 ~ 9.00 % 4.50 ~ 9.00 % 9.00 ~ 13.50 % 13.50 ~ 18.00 % 18.00 ~ 22.50 % 22.50 ~ 27.00 % 27.00 ~ 31.50 % 31.50 ~ 36.00 % 36.00 ~ 40.50 % 40.50 ~ 45.00 % No Bias Correction Max. Conc. = 44.6161% Equal Angle Lower Hemisphere 30 Poles 30 Entries
Hình. Hình chiếu cầu hệ thống khe nứt phương á vĩ tuyến tại vết lộ phía vai trái tuyến đập thượng lưu
4.1.1.2.3 Đánh giá khả năng thấm qua vai và nền đập do karstơ hóa
Trong vùng tuyến, thành phần thạch học bao gồm các đá phiến thạch anh sericit cứng chắc và một vài thấu kính đá granit, các mạch thạch anh màu trắng lấp đầy các khe nứt. Tại đây, hoàn toàn vắng mặt các đá vôi và các đá carbonat. Do đó, hoàn toàn không có tiềm năng sinh kastơ và quá trình mất nước do karstơ hóa.
4.1.1.2.4 Các tai biến địa chất khác
được quan sát trong vùng tuyến.
Nguy cơ tiềm ẩn lớn nhất trong vùng tuyến là quá trình tích tụ hiện đại và các quá trình tích tụ trầm t ích sau khi hồ tích nước.
Chiều dày tầng trầm tích aluvi hiện đại trên dòng sông Chảy vùng tuyến khá lớn, cao nhất đến 15-16m, là một trong các trở ngại lớn cho quá trình thi công.
Tuyến đập nằm dưới nga ba suối Nậm Dần chưa đầy 300m. Đây là một suối nhánh lớn, lưu vực trên 150km2. Chúng bắt đầu từ vùng núi cao, nền đá gốc là một bộ phận của khối granitoit Sông Chảy. Dự đoán một khối lượng lớn cát sạn sẽ được tích tụ đây của suối gây ảnh hưởng đến quá trình vận hành của nhà máy. Tuy nhiên, quá trình trầm tích vật liệu này sẽ giảm đi đáng kể do sự có mặt tuyến đập nhà máy thủy điện Nậm Dần nằm cách cửa suói khoảng5-6km.
4.2.2 Điều kiện địa chất công trình phương án thượng lưu
Trước quá trình thi công khảo sát, đây được xem là phương án chọn lựa số 1 do điều kiện địa hình thuần lợi. Tuy nhiên các kết quả khoang thăm dò các hố khoan HK5 và HK8 phần vai phải đã đưa đến quyết định loại bỏ phương án này.
Tuyến đập phương án hạ lưu nằm cách tuyến đạp phương án thượng lưu khoảng 40m về phía hạ lưu. Về cơ bản, tuyến đập hạ lưu không có sự khác biệt so với tuyến thượng lưu.
Sự khác biệt lớn nhất là sự có mặt các trầm tích sét bùn lẫn cuội sỏi bên vai phải đã đực phát hiện ở HK5 và HK8 như đã nói ở trên.
Mô tả hố khoan 5 :
Từ 0 - 6.5 ( Lớp edQ) : Thành phần gồm sét, bột màu nâu đỏ trạng thái dẻo mềm lẫn sạn, tảng lăn đá phiến thạch anh sericit.
Từ 6.5 - 25m ( Lớp apQ):Thành phần gồm sét bột màu vàng, bùn màu xanh lẫn dăm sạn, cuội, tảng đá phiến thạch anh sericit.
Hố khoan HK8
Từ 0 - 5.5 (Lớp edQ): Thành phần gồm sét, bột màu nâu đỏ trạng thái dẻo mềm lẫn sạn, tảng lăn đá phiến thạch anh sericit.
Từ 5.5 -16.5m ( Đới IA2): Đá phiến thạch anh sericít bị phong hoá mạnh có màu trắng bợt, nâu đỏ, có lẫn sét màu nâu vàng. Khi khoan đá bị nát vụn thành slam
Từ 16.5 - 20m ( Đới IB): Đá phiến thạch anh sericit nứt nẻ mạnh phong hoá trung bình có màu nâu đỏ, xám xanh. Các khe nứt bị lấp nhét bởi oxit sắt, sét có màu vàng, nâu đỏ
Từ 20 - 21m (Đới IIA): Đá phiến thạch anh sericit màu xám xanh, xám đen, hạt mịn, cấu tạo phiến ít nứt nẻ. Các khe nứt bị lấp nhét bởi limonit, oxít sắt có màu nâu đỏ.
Sự có mặt lớp sét bùn lẫn cuội dăm tảng ở vai phải cho phép nhận định về sự có mặt của một sòng suối cổ hoặc hiện đại bị chôn vùi dưới lớp sét lẫn dăm sạn nguồn gốc sườn tích.
Sự có mặt tầng đất yếu với chiều dày khá lớn trên vai phải là một nguyên nhân dẫn đến tính không khả thi của phương án tuyến hạ lưu.
4.2.3. So sánh và kiến nghị chọn lựa phương án tuyến
Hai tuyến khảo sát vừa trình bày cho phép nêu một số nhận định sau đây. Do hai tuyến nằm gần nhau về vị trí địa lý, cùng trên một đoạn sông chảy hướng bắc nam, do đó về cơ bản không có sự khác nhau nhiều về cấu trúc địa chất tầng đá gốc và lớp phủ, chiều dày vỏ phong hoá và các hệ thống đứt gẫy kiến tạo.
Sự khác nhau cơ bản nhất giữa hai tuyến là sự có mặt lớp đất yếu phía vai phải tuyến hạ lưu. Tầng đất yếu có chiều dày lớn, chính vì vậy, so với tuyến thượng lưu, tuyến hạ lưu có điều kiện địa chất công trình phức tạp hơn và không ổn định, khối lượng đào đắp tăng cao và chứa đựng nhiều nguy cơ tiềm ẩn.