CHƯƠNG 2. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN TẠI KHU VỰC THỰC HIỆN DỰ ÁN
2.1. Điều kiện về địa lý, địa chất
2.1.3. Điều kiện địa chất tại các hạng mục công trình
Theo Báo cáo Nghiên cứu khả thi, tuyến đập theo phương án kiến nghị (2B) dự kiến là đập đá đổ, bê tông bản mặt, tràn bố trí bên bờ phải.
Tuyến năng lượng là tuyến hầm ngầm (tuyến 1 dài khoảng 7200 m, tuyến 2 dài khoảng 5000 m, và trùng nhau ở đoạn từ lý trình 2400 m (tuyến 1) và lý trình khoảng 300 m (tuyến 2) đến tháp điều áp), qua tháp điều áp hở, nhà van đổ xuống nhà máy thông qua tuyến đường ống áp lực dài khoảng 1000 m.
Đặc điểm địa chất công trình các hạng mục như sau:
2.1.3.1. Tuyến đập
Tuyến đập đặt trên đoạn sông chảy theo hướng á kinh tuyến, lòng sông tại đây rộng khoảng 40 m, cao độ đáy sông khoảng 828 - 830,5 m. Thung lũng sông tại vị trí đập không bị phân cắt bởi các nhánh suối nên khá thuận lợi cho việc lựa chọn tim đập. Tim tấm bản chân nằm trên phía thượng lưu thác. Độ dốc sườn vai trái từ 25 - 300, trong khi đó sườn dốc vai phải thoải hơn, độ dốc 17 - 250.
Khu vực tuyến đập đã lập bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1:5000. Trong phạm vi nền đập chính đã khoan thăm dò 5 hố, độ sâu các hố khoan 35 – 40 m. Theo tài liệu bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1:5000 thì toàn bộ khu vực đập nằm trong vùng phân bố đá granit phức hệ Vân Canh, đặc điểm địa chất công trình như sau:
Địa tầng và tính thấm của đất đá + Hai vai đập:
- Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) dầy từ 1 - 3 m ở hai bên bờ sông, lên phía đỉnh chiều dầy 15 - 25 m. Thành phần là á sét lẫn dăm sạn, đôi khi gặp những khối đá lăn, hay cục tảng phong hóa sót đá granit, kích thước tới 1 - 2 m cứng chắc. Do trong đất có lẫn khối tảng granit nên khi mở mái thi công cần đặc biệt chú ý và có biện pháp ngăn ngừa hiện tượng sạt lở.
Hệ số thấm có giá trị trung bình 1x10-4 cm/s.
- Đới phong hóa mạnh (IA2): Đá granit phong hóa vỡ vụn mạnh, đá có độ cứng yếu, có chỗ bị phong hóa tới trạng thái dăm cục nhét sét. Bề dầy đới IA2
dao động từ một vài mét đến 10m, 15m; và phát triển không liên tục.
- Đới phong hóa (IB): Granit phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh, khe nứt có độ mở 5 - 10 mm tới 20 - 50 mm, lấp nhét không đầy bằng cát, sét, oxyt sắt. Bề mặt khe nứt bị oxyt sắt hóa mầu nâu vàng, cứng chắc trung bình. Bề dầy đới này dao động 0 - 2 m (hố khoan XK42-4). Mái đá đới IB phía đỉnh đập nằm ở độ sâu 23 - 30m.
Đề tài: Đánh giá tác động đến môi trường nước của dự án Thủy điện Xekaman 4, tỉnh Sêkong, Lào
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 35
- Đới nứt nẻ (IIA): Đá granit còn tương đối tươi, nứt nẻ trung bình đến mạnh, khe nứt nhỏ 1 - 5 mm, mặt khe nứt ít gặp oxyt sắt hóa, đá cứng chắc. Tính thấm trong đá không đồng nhất, dao động q = 0,8 - 4 lu, trung bình 1,8 lu. Bề dầy đới đá IIA dao động 20 – 30 m, sâu hơn là đới đá nguyên khối IIB đá cứng chắc đến rất cứng chắc, nứt nẻ yếu, tính thấm yếu q = 0,7 lu. Mái đá đới IIA ở phía đỉnh đập nằm ở độ sâu 25 - 35 m.
- Mực nước ngầm ở hai vai có xu hướng thấp hơn mực nước dâng bình thường. Vì vậy, trong giai đoạn khảo sát sau cần được nghiên cứu kỹ hơn để có biện pháp phun gia cố chống thấm.
+ Lòng sông: Lòng sông khu tuyến đập lộ đá nhấp nhô, trầm đọng cát cuội tảng mang tính chất cục bộ, chiều dầy mỏng dao động từ 0 - 2 m. Dưới lớp cát cuội tảng là đá granit đới nứt nẻ (đới IIA) có mức độ nứt nẻ trung bình đến mạnh, mặt khe nứt gặp ít vết bám oxyt sắt. Đá cứng chắc, tính thấm dao động từ 0,8 lu – 4 lu. Dưới sâu là đới đá nguyên khối IIB đá ít nứt nẻ, tính thấm yếu q = 0,7 lu.
Kiến tạo
Trong phạm vi tuyến đập dự kiến gặp 2 đứt gãy bậc IV, đứt gãy IV-4 thế nằm 230-240 75-80o; đứt gãy IV-2 thế nằm 330-34 80-85o. Đới ảnh hưởng kiến tạo bậc IV có chiều rộng 0,5 – 2 m, chủ yếu là dạng nứt nẻ vỡ vụn, nứt nẻ tăng cao, cường độ đá giảm, tính thấm tăng q = 10 – 30 lu.
Tính chất cơ lý đất đá
Nền đập nằm trong vùng phân bố đá granit cứng chắc, rất cứng chắc, nứt nẻ yếu đến mạnh. Cường độ kháng nén mẫu đá đới IB ở trạng thái bão hoà dao động từ 200 - 300 kG/cm2, đới đá nứt nẻ cường độ từ 560 – 970 kG/cm2.
Như vậy, với kết cấu là đập đá đổ, nền đập có thể đặt trên đới đá nứt nẻ ở lòng sông sau khi bóc bỏ hết lớp cuội sỏi bở rời (dày 0 - 2 m), hai vai đập bóc bỏ hết lớp đất edQ+IA1 dày 20 – 25 m đến 35 m (hố khoan XK42-7). Hố móng tấm bản chân, cần bóc bỏ hết lớp cuội sỏi đảm bảo nền tấm bản chân đặt trên lớp IIA cứng chắc, hai bên vai ở những cao trình mà tại đó chiều cao đập < 30 m có thể xem xét đặt đập trên đới phong hóa IB đá granit sau khi bóc bỏ lớp phủ dày 1 - 15 m đến 29,5 m (hố khoan XK42-4). Khoan phun gia cố nền và chống thấm trong phạm vi đới IB và sâu vào đới IIA, chiều sâu khoan phun từ 2:3H ÷ 1:2H (H là chiều cao đập).
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 36
2.1.3.2. Tuyến tràn
Tuyến tràn dự kiến đặt bên bờ phải, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn của vai phải tuyến đập cũng là điều kiện địa chất nền của tuyến tràn.
Nền tuyến đập tràn đặt trên đá granit đới IIA cứng chắc, sau khi đã bóc bỏ tầng phủ dày 25 - 40 m. Do tầng lớp đất phong hóa dày cần có biện pháp thiết kế và gia cố mái phù hợp, đảm bảo ổn định.
2.1.3.3. Tuyến năng lượng
Tuyến năng lượng gồm các hạng mục: Cửa nhận nước, tuynen dẫn nước, hầm phụ 1, hầm phụ 2, hầm phụ 3, tháp điều áp, nhà van, đường ống áp lực và nhà máy nằm trong vùng phân bố đất đá granit thuộc phức hệ Vân Canh, điều kiện địa chất công trình cụ thể từng hạng mục như sau:
Cửa nhận nước
Cửa nhận nước được bố trí bên bờ trái, cách tuyến đập khoảng 400m, tại đây đã khoan 1 hố khoan XK42-11 sâu 40 m, điều kiện địa chất công trình được mô tả tóm tắt như sau:
Địa tầng địa chất theo thứ tự từ trên xuống:
- Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) dầy từ 3 – 7 m, thành phần là á sét lẫn dăm sạn thạch anh, ít gặp cục tảng lăn phong hóa sót đá granit, cứng chắc trung bình, kích thước 0,5 – 2 m.
- Đới phong hóa mạnh (IA2): Đá granit phong hóa vỡ vụn mạnh, đá có độ cứng yếu, có chỗ bị phong hóa tới trạng thái dăm cục nhét sét. Bề dầy đới IA2
dao động từ 0 – 1 m và phát triển không liên tục.
- Đới phong hóa (IB): Granit phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh, khe nứt có độ mở 5 - 10 mm tới 20 – 50 mm, lấp nhét không đầy bằng cát, sét, oxyt sắt. Bề mặt khe nứt bị oxyt sắt hóa mầu nâu vàng, cứng chắc trung bình, bề dầy 1 – 5 m.
- Đới nứt nẻ (IIA): Đá granit còn tương đối tươi, nứt nẻ trung bình đến mạnh khe nứt nhỏ 1 - 5 mm, mặt khe nứt ít gặp oxyt sắt hóa, đá cứng chắc, sâu hơn là đới đá nguyên khối IIB đá cứng chắc nứt nẻ yếu.
Nền hố móng cửa nhận nước tại cao trình 865m đặt trên nền đá granit đới IIA hoàn toàn ổn định.
Đường hầm dẫn nước
Toàn bộ tuyến đường hầm nằm trong vùng phân bố đất đá granit phức hệ Vân Canh. Tuyến hầm phương án 1 dự kiến dài 7300 m (từ cửa nhận nước đến nhà van), tuyến 2 dài 5200 m, hai tuyến hầm đều nằm sâu trong đá gốc, cách
Đề tài: Đánh giá tác động đến môi trường nước của dự án Thủy điện Xekaman 4, tỉnh Sêkong, Lào
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 37
mặt đất từ 55-250vm, trong đới nứt nẻ IIA và đới tương đối nguyên vẹn IIB. Dự kiến dọc theo tuyến hầm dẫn nước phương án 1 hầm gặp đứt gãy bậc IV (IV-8), 4 đứt gãy bậc V, và có đoạn đi qua nhánh suối ở vai trái tuyến đập 2 (khoảng 2300 m tính từ cửa nhận nước PA1). Tại đây, nhánh suối cắt sâu (cao trình đáy suối 865 m - 870 m) nên tuyến hầm dẫn phải thiết kế đoạn đi nổi và phải thiết kế ổn định mái dốc ở cả 2 đầu kênh nổi phức tạp và tốn kém về kinh tế. Vì vậy nếu chọn phương án đập tuyến 1 thì phương án hầm dẫn dài hơn tuyến 2 và thiết kế tính toán phức tạp hơn tuyến 2. Hầm dẫn nước phương án 2 hầm gặp 4 đứt gãy bậc V, các đứt gãy dự kiến đều cắt ngang vuông góc với phương đào hầm, chiều rộng đới ảnh hưởng từ 1-3m.
Đánh giá chất lượng khối đá theo phương pháp Q (Barton), hầm đào qua đới nứt nẻ IIA, có Q = 4 - 22, trung bình 10, vân tốc truyền sóng dao động v=3500-4500m/s, điện trở trở suất ρ= 1500 - 2000 Ωm, chất lượng khối đá khá đến tốt. Hầm đào qua đới tương đối nguyên vẹn IIB, giá trị Q = 8 - 45, trung bình 22, chỉ tiêu chất lượng khối đá khá, tốt đến rất tốt. Những vị trí hầm đào qua đới phá hủy kiến tạo bậc IV, bậc V có gia trị Q = 0,1 – 0,04, chỉ tiêu khối đá xấu đến rất xấu cần có biện pháp thiết kế gia cố phù hợp, đảm bảo ổn định.
Hầm đào trong đới IIA, IIB có tính thấm yếu, K = 0,06 – 0,1 m/ngày, trong đới kiến tạo nứt nẻ K = 2 m/ngày.
Nhìn chung, hầm dẫn nước đào qua đới nứt nẻ IIA và IIB đá granit là ổn định, tại các vị trí đường hầm cắt qua vùng trũng có chiều dày vòm nóc <50m, giai đoạn tiếp theo cần bổ sung khoan làm rõ địa tầng để thiết kế biện pháp gia cố phù hợp.
Hầm phụ thi công
Cả 3 hầm phụ thi công hầm phụ 1, hầm phụ 2, hầm phụ 3, mỗi hầm dài khoảng 200m đều nằm trong vùng phần bố đất đá granit phức hệ Vân Canh. Hố móng các hầm phụ đều nẳm trong vùng có tầng phủ tương đối dày (đến 30 m) do vậy, mái dốc các hố móng hầm phụ chủ yếu nằm trong lớp đất sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt, đồng thời cắt qua các đới phong hóa mạnh IA2, IB nên cần có biện pháp gia cố phù hợp.
Tất cả các tuyến hầm chủ yếu đào trong đới nứt nẻ IIA và đới tương đối nguyên vẹn (IIB) đá granit, có chỉ tiêu chất lượng khối đá Q=4-45, chất lượng khối đá khá đến tốt, rất tốt đảm bảo thuận lợi và ổn định.
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 38
Đường ống áp lực hở
Tuyến đường ống áp lực dự kiến đào hở với chiều dài khoảng 1000 m (từ nhà van đến nhà máy), nằm hoàn toàn trong vùng phân bố đất đá granit phức hệ Vân Canh, tóm tắt đặc điểm địa tầng từ trên xuống như sau:
- Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hoá mãnh liệt (edQ+IA1) dầy từ 10- 40m, thành phần là á sét lẫn dăm sạn thạch anh, ít gặp cục tảng lăn phong hóa sót đá granit, cứng chắc trung bình, kích thước 0.5-2m.
- Đới phong hóa mạnh (IA2): Đá granit phong hóa vỡ vụn mạnh, đá có độ cứng yếu, có chỗ bị phong hóa tới trạng thái dăm cục nhét sét. Bề dầy đới IA2 dao động từ 0-1m và phát triển không liên tục.
- Đới phong hóa (IB): Granit biotit hạt thô phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh, khe nứt có độ mở 5-10mm tới 20-50mm, lấp nhét không đầy bằng cát, sét, oxyt sắt. Bề mặt khe nứt bị oxyt sắt hóa mầu nâu vàng, cứng chắc trung bình, bề dầy 1 - 4 m.
- Đới nứt nẻ (IIA): Đá granit còn tương đối tươi, nứt nẻ trung bình đến mạnh khe nứt nhỏ 1-5mm, mặt khe nứt ít gặp oxyt sắt hóa, đá cứng chắc, sâu hơn là đới đá nguyên khối IIB đá cứng chắc nứt nẻ yếu.
Mái dốc hố móng tuyến đường ống chủ yếu nằm trong lớp đất tương đối dày, do đặc điểm thành phần thạch học là á sét, á cát lực dính nhỏ nên khi có tác động của dòng nước ngầm, nước mặt dễ gây sạt trượt. Vì vậy, khi mở mái dốc cần phải có hệ thống thoát nước mặt và biện pháp che phủ mái dốc kịp thời, cần tính toán gia cố mái ổn định trong trường hợp đất bão hòa.
Đáy móng đường ống áp lực dự kiến chủ yếu nằm trên lớp đới đá IIA hoặc đới phong hóa trung bình IB. Do ở đây bề dày lớp phong hóa mạnh (IA2) và đới phong hóa trung bình (IB) tương đối mỏng, để đảm bảo ổn định nền móng các mố néo đào hết lớp IB đảm bảo đặt trên đới IIA, nền các mố đỡ có thể đặt trên đới IB, trường hợp có vị trí đặt trên lớp IA2 cần phải có biện pháp gia cố phù hợp. Do đặc điểm địa chất trên bề mặt sườn có lớp phủ edQ+IA1, IA2 khá dày, 25-30m, nên kiến nghị trong giai đoạn sau cần khảo sát chi tiết thêm phương án đường ống áp lực ngầm để so chọn đảm bảo kỹ thuật-kinh tế.
Nhà máy
Nhà máy hở dự kiến đặt bên bờ trái sông Xekaman trên sườn đồi có độ dốc 15 - 200, nằm hoàn toàn trong vùng phân bố đất đá granit phức hệ Vân Canh, kết quả khoan hố khoan XK4-48 sâu 40 m tại tim nhà máy có đặc điềm địa tầng từ trên xuống như sau:
Đề tài: Đánh giá tác động đến môi trường nước của dự án Thủy điện Xekaman 4, tỉnh Sêkong, Lào
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 39
- Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) dầy từ 3 – 5 m, thành phần là á sét lẫn dăm sạn thạch anh, ít gặp cục tảng lăn phong hóa sót đá granit, cứng chắc trung bình, kích thước 0,5 – 2 m. Điện trở suất ρ = 150 - 200 Ωm.
- Đới phong hóa mạnh (IA2): Đá granit phong hóa vỡ vụn mạnh, đá có độ cứng yếu, có chỗ bị phong hóa tới trạng thái dăm cục nhét sét. Bề dầy đới IA2 dao động từ 5 - 12 m. Điện trở suất ρ = 150 – 250 Ωm.
- Đới phong hóa (IB): Granit biotit hạt thô phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh, khe nứt có độ mở 5 - 10 mm tới 20 - 50 mm, lấp nhét không đầy bằng cát, sét, oxyt sắt.
Bề mặt khe nứt bị oxyt sắt hóa màu nâu vàng, cứng chắc trung bình, bề dầy 2 - 4 m.
Tốc độ truyền sóng V = 2500 - 3000 m/s, điện trở suất ρ = 400-700 Ωm.
- Đới nứt nẻ (IIA): Đá granit còn tương đối tươi, nứt nẻ yếu đến mạnh khe nứt nhỏ 1 - 5 mm, mặt khe nứt ít gặp oxyt sắt hóa, đá cứng chắc, sâu hơn là đới đá nguyên khối IIB đá cứng chắc nứt nẻ yếu. Tốc độ truyền sóng V = 3500 – 4500 m/s, điện trở suất ρ = 1500-2000 Ωm.
Nền nhà máy ở cao trình 442 m nằm hoàn toàn trong đới nứt nẻ đá granit, cứng chắc đến rất cứng chắc đảm bảo ổn định. Tuy nhiên, do đặc điểm thành phần thạch học lớp đất phủ phía trên là lớp đất tàn tích eQ-IA1 thành phần là á sét, á cát, vì vậy, khi mở mái dốc cần phải có hệ thống thoát nước mặt và biện pháp che phủ mái dốc kịp thời, cần tính toán gia cố mái ổn định trong trường hợp đất bão hòa.
2.1.3.4. Khoáng sản lòng hồ
Theo nghiên cứu đánh giá khoáng sản lòng hồ, bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:10.000, do Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 1 lập năm 2017 thì vùng công trình không có khoáng sản quý có giá trị công nghiệp. Do vậy, việc tích nước hồ chứa và xây dựng các hạng mục công trình không gây tổn thất hay mất mát tài nguyên khoáng sản.
2.1.3.5. Nhận xét chung
- Toàn bộ vùng tuyến công trình nằm trong vùng phân bố đất đá granit phức hệ Vân Canh, đứt gãy kiến tạo chỉ gặp các đứt gãy bậc IV, bậc V (theo phân cấp ĐCCT), không gặp các đứt gãy sâu sinh chấn. Vị trí xây dựng công trình nằm gần Huyện Nam Giang- Việt Nam có khả năng phát sinh động đất cấp VI (MSK-64). Công trình XKM 4 cách công trình XKM 3 khoảng 15 - 20 km về phía nam nên để thiên về an toàn kiến nghị độ nguy hiểm động đất ở công trình lấy theo kết quả nghiên cứu chi tiết ở XKM 3 như sau:
Học viên thực hiện: LITHAVONG BOUNMISAVATH – Lớp K34.KTMT Trang 40
+ Cấp động đất cực đại lớp đất edQ+IA1 và đới phong hóa mạnh IA2 là cấp VII (MSK-64), tương ứng gia tốc nền a = 112-84 cm/s2.
+ Cấp động đất cực đại lớp đá IB, IIA, IIB là cấp VI (MSK-64), tương ứng gia tốc nền a = 63-55 cm/s2.
- Tuyến đập nằm trong vùng phân bố đá xâm nhập granit phức hệ Vân Canh. Đá cứng chắc, nứt nẻ yếu đến mạnh, lòng sông lộ đá nhấp nhô, trầm đọng cát cuội tảng và đá lăn phân bố cục bộ, chiều dày không quá 2 m.
Hai bên vai lớp phủ sườn tàn tích và phong hóa mãnh liệt có chiều dày 3 - 35 m, đôi khi gặp những khối đá lăn kích thước 1 - 2 m lẫn trong đất.
Tính thấm trong các đới đá không đồng nhất, dao động từ 0,3 Lu đến 30 Lu. Nền đập bê tông đặt trên đới đá IIA đảm bảo ổn định, phần trên vai có chiều cao đập < 30 m có thể đặt trên đới đá IB và bổ sung khoan phun gia cố, khoan phun chống thấm, kiến nghị xử lý hết độ sâu có giá trị mất nước > 3 Lu.
Tuyến tràn dự kiến đặt trên nền đới IIA, đảm bảo ổn định, mái đào với tầng phủ dầy, cần có biện pháp gia cố phù hợp.
- Hầm chính, hầm phụ đều đào trong đới đá IIA, IIB là đá granit, cứng chắc là thuận lợi.
- Điều kiện địa chất công trình tuyến đường ống áp lực hở là tương đối phức tạp, bề dày tầng phủ lớn. Kiến nghị các mố néo đặt trên đới IIA, các mố đỡ đặt trên đới IB, đảm bảo ổn định. Mái dốc hố móng trong tầng đất phủ cần được gia cố bảo vệ mái tránh hiện tượng xói, lở, sạt trượt mái đào.
- Nền nhà máy đặt trên đới IIA đá granit là ổn định, tuy nhiên phạm vi nhà máy nằm trong vùng sườn thoải, mực nước ngầm nằm cao, mái dốc đào qua lớp đất edQ, IA1 là lớp kém ổn định khi bão hòa nước. Vì vậy cần có biện pháp thoát nước mặt, nước ngầm và gia cố bề mặt ngay từ khi bắt đầu mở mái để đảm bảo ổn định.
+ Địa chất lòng hồ: Với phương án mực nước dâng bình thường 896 - 910 m thì hồ chứa có chiều dài khoảng trên 6km, chiều rộng hồ trung bình 360 m - 650 m, sườn bờ hồ hầu hết bị che phủ bởi lớp đất sườn tàn tích trên đá gốc granit có độ dốc sườn bờ 20 - 450.
Kết quả nghiên cứu sơ bộ nhận thấy hồ chứa không có khả năng thấm mất nước sang các lưu vực khác, lượng thấm nước qua nền và vai đập sẽ được nghiên cứu và đánh giá trong phần địa chất tuyến đập.
Khả năng sạt trượt bờ hồ chỉ có thể xảy ra cục bộ trong lớp đất sườn tàn tích vào mùa mưa.