阿爾塔什水利樞紐工程水庫區(qū)工程地質(zhì)問題分析評價

關志偉

摘 要：論述了阿爾塔什水利樞紐工程水庫區(qū)的工程地質(zhì)條件，并在此基礎上對水庫區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問題進行了分析和評價。

關鍵詞：水庫區(qū) 工程地質(zhì)問題 評價

中圖分類號：TV2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0035-01

阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河干流山區(qū)下游河段的控制性水利樞紐工程，工程建成后，與平原水利設施聯(lián)合運用，充分合理地利用水資源，改善葉爾羌河干流灌區(qū)灌溉條件，解決了流域春旱缺水的問題；利用落差和冬閑水、灌溉下泄水等發(fā)電，向南疆四地州電網(wǎng)輸送23.32億kWh的電量。

1 工程地質(zhì)條件概述

水庫區(qū)位于葉爾羌河中游峽谷河段上，水庫迥水長度45 km左右，水庫河段總體呈南西向曲折展布。根據(jù)地形地貌特征，庫區(qū)總體可分為三個庫段。

（1）Ⅰ庫段。

位于卡拉塔克斷裂至壩址之間河段，庫段長10.7 km，屬中山峽谷河段，河流下切劇烈，河道總體流向EW向，“V”形谷為主，河谷自然坡度一般40°～70°，局部80°～90°，谷坡大多基巖裸露，巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、砂巖夾礫巖為主，巖層產(chǎn)狀325°～350°SW或NE∠33°～85°，巖層走向多與河谷斜交。河谷兩岸分布較大的沖溝16條，走向多與河谷近正交，沖溝底寬一般50～100 m，個別達1800 m，溝底分布沖洪積含土塊碎石，暴雨季有暫時性水流。

（2）Ⅱ庫段。

為米亞斷裂與卡拉塔克斷裂之間的庫斯拉甫斷陷盆地，該庫段長約2.8 km，屬中山區(qū)內(nèi)寬谷河段，河道總體流向近EW，河谷形態(tài)呈寬“U”形，谷坡平緩多為第四系覆蓋，自然坡度一般30°～40°。兩岸發(fā)育有Ⅰ～Ⅳ級階地，階面寬300～500 m，正常蓄水位線落在Ⅳ級階地面上。基巖巖性主要為泥巖、砂巖、砂礫巖、灰?guī)r、頁巖夾煤線，發(fā)育一系列軸向NNW向小褶皺，巖層產(chǎn)狀325°～350°SW或NE∠45°～75°，巖層走向多與河谷近直交。

（3）Ⅲ庫段。

位于米亞斷裂以西至庫尾，河道彎曲，河谷長約28.5 km，屬高山峽谷區(qū)，河流下切劇烈，河谷呈“V”形，河道呈“蛇”形曲折延伸，總體走向NE，兩岸大部分基巖裸露，巖性主要為各類片巖、石英砂巖、灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r為主，其中有大面積侵入片麻狀花崗巖、花崗巖和花崗閃長巖分布。巖層產(chǎn)狀300°～353°SE或NE∠45°～85°，巖層走向多與河谷斜交。自然坡坡度40°～70°，兩岸零星分布Ⅰ～Ⅳ級階地，河谷兩岸分布較大的沖溝4條，走向多與河谷近正交，暴雨季有暫時性水。

2 工程地質(zhì)評價

2.1 水庫滲漏

水庫區(qū)兩岸山體雄厚、大部分基巖裸露、河谷深切，沿河兩岸發(fā)育數(shù)十條規(guī)模較大的沖溝，延伸長度一般10～15 km，一般在各大沖溝中多有泉水出露，泉水出露高程高于正常蓄水位，為兩岸地下水補給河水，且各大沖溝溝底分布高程較高，庫區(qū)兩岸山體及分水嶺高于正常高水位，庫區(qū)兩岸無低于庫水位的鄰谷存在，葉爾羌河河床基本為該段山體內(nèi)的侵蝕基準面，無大規(guī)模的庫區(qū)永久滲漏問題。

2.2 水庫淹沒及浸沒

水庫區(qū)Ⅰ、Ⅲ庫段位于峽谷區(qū)，兩岸上多為陡峻巖石岸坡，階地零星分布，無農(nóng)田、可耕地和平緩的草場，不存在浸沒問題。

Ⅱ庫段河谷寬緩，階地發(fā)育，有阿克陶縣的庫斯拉甫鄉(xiāng)居民點分布，在其上游散布有阿孜拜勒迪小村莊，該庫段民居及耕地所處高程均在正常蓄水位之下，屬水庫淹沒區(qū)，故也無水庫浸沒問題。

水庫淹沒線以下無工廠、礦點和古文物分布，水庫除淹沒庫斯拉甫鄉(xiāng)居民點和耕地外，還淹沒連接莎車和紅其拉甫長約42 km的簡易土石公路和輸變電線路。

2.3 庫岸穩(wěn)定

庫岸穩(wěn)定主要與河谷的地層巖性及其組合特征，地層產(chǎn)狀與巖體結構、控制性結構面與坡體臨空面條件，地下水及地表水系等有關。本次對各庫段庫岸穩(wěn)定進行了初步調(diào)查分析。

（1）Ⅰ庫段。

該庫段河谷巖體較完整，主要斷層及巖層走向與河谷斜交，對岸坡整體穩(wěn)定性影響不大，在天然狀態(tài)下，邊坡總體穩(wěn)定性較好，地表調(diào)查均未見明顯變形現(xiàn)象，邊坡不存在整體穩(wěn)定問題。巖質(zhì)邊坡變形破壞的主要類型是崩塌和滑動。

①崩塌。

該庫段崩塌體方量一般小于100 m3，主要分布于壩址2 km以遠，對工程影響不大。

②滑動。

根據(jù)邊坡穩(wěn)定調(diào)查結果及邊坡滑落體的結構組合形式分析，該段庫岸邊坡在自然條件下主要表現(xiàn)為在暴雨或融雪期間坡面表部形成滑落。雖然水庫建成后，庫水使底滑面抗剪強度降低，促使了滑落的發(fā)生，但從結構面組合形式及底滑面傾角較緩（40°～45°）等因素初步分析，該處邊坡滑落體規(guī)模不大，產(chǎn)生的水庫涌浪高度有限，加之距壩址距離較遠，對大壩等建筑物安全無大的影響。

（2）Ⅱ庫段。

對該段庫岸穩(wěn)定調(diào)查證實，該庫段的庫岸穩(wěn)定主要是水庫蓄水后第四系松散地層的庫岸再造問題。水庫蓄水后，隨著庫水位的抬升和周期性漲落，庫周岸坡第四系松散堆積層將被水軟化，這些土體在庫水及波浪的淘刷、沖蝕、磨蝕等作用下，將可能出現(xiàn)塌岸等庫岸再造現(xiàn)象。

（3）Ⅲ庫段。

根據(jù)庫岸穩(wěn)定調(diào)查結果，未發(fā)現(xiàn)大規(guī)?；?、山崩等庫岸穩(wěn)定問題，但由于伴隨河谷快速下切，谷坡形成后谷坡巖體長期應力釋放，加上本身的重力導致坡表巖體拉張松弛，庫岸分布多處小量危巖體，失穩(wěn)方以崩塌或崩落為主。兩岸坡腳常分布有崩塌堆積物形成的倒石堆，可推知崩塌災害的發(fā)生。由于該庫段位于壩址上游14.5 km以外，小規(guī)模崩塌或崩落對水工建筑物安全無影響。

綜上所述，水庫區(qū)大部分基巖裸露，巖層走向大多與河谷斜交，順河向構造結構面不發(fā)育，除分布小規(guī)模崩塌、滑落和庫岸再造外，水庫區(qū)無大的岸坡穩(wěn)定問題。

2.4 水庫誘發(fā)地震

區(qū)域內(nèi)主要受南天山地震帶、西昆侖地震帶和喜馬拉雅地震帶影響，歷史地震活動頻率高，已記錄的Ms大于3.5級的破壞性地震376次，其中7.0～7.9級地震3次，6.0～6.9級地震12次。1970年以來，近場區(qū)未記錄到大于4.7級地震。從地震震中分布來看，明顯受區(qū)域性活動斷裂控制。地震主要分布在區(qū)域西北部，尤其集中在烏恰、塔什庫爾干等地，具有片狀、團狀特征，中小地震活動頻繁，強度高。場區(qū)周圍地震活動相對較弱。

根據(jù)水庫區(qū)的地層巖性和地質(zhì)構造情況，將庫區(qū)劃分三個庫段。Ⅰ庫段和Ⅲ庫段巖性和構造情況基本類似，發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能等級為微震，對工程沒有影響。Ⅱ庫段米亞斷裂是阿爾塔什水利樞紐水庫誘發(fā)地震的控制因素。

3 結語

（1）庫區(qū)兩岸山體及分水嶺亦高于正常蓄水位，庫區(qū)兩岸無低于庫水位的鄰谷存在，葉爾羌河河床基本為該段山體內(nèi)的最終侵蝕基準面，無水庫永久滲漏問題。（2）庫岸谷坡除局部小型崩塌體外，庫岸一般處于穩(wěn)定狀態(tài)。（3）水庫存在誘發(fā)地震的可能，最大震級不會超過5.0級，可能的發(fā)震地點在米亞斷裂帶附近，對壩址區(qū)的影響烈度小于壩址區(qū)的基本烈度，對水工建筑物不會產(chǎn)生不利影響。