淺析大西溝水庫工程泄洪兼導流洞出口F360斷層

王風民

（新疆水利水電勘測設計研究院地質(zhì)勘察研究所，新疆烏魯木齊 830091）

1 概述

大西溝水庫位于烏魯木齊河上游后峽下游河段處，樞紐主要由粘土心墻壩、溢洪道、泄洪兼導流洞和放水灌溉洞等建筑物組成。泄洪兼導流洞與放水灌溉洞均布置在右岸，從外向內(nèi)依次為放水灌溉洞、泄洪兼導流洞，2條隧洞的洞軸線間距25m。泄洪兼導流洞由進口引渠段、事故閘井段、圓型有壓洞身段、工作閘井段、城門洞型無壓洞段、出口陡坡擴散段、消力池段及退水渠組成。

泄洪兼導流洞出口左側(cè)邊坡開挖過程中，樁號0+453m高程1936～1940m、樁號0+455m高程1945.3～1948m邊坡出現(xiàn)礫石定向排列現(xiàn)象；出口右壁0+455m、左壁0+472m發(fā)育F360斷層。因此結(jié)合大西溝水庫工程的實際情況，對開挖過程中F360斷層的出現(xiàn)的各種現(xiàn)象各種分析和工程地質(zhì)評價，同時針對導流洞出口的穩(wěn)定性因素，提出正確的工程措施，為水工設計與施工提供可靠依據(jù)，確保水庫蓄水后的工程質(zhì)量與安全運行是非常必要的。

2 導流洞出口邊坡開挖

導流洞巖性為下石炭統(tǒng)齊爾古斯套群（C1Qr）灰黑色凝灰?guī)r，團塊狀碎裂鑲嵌結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀305°～310°SW∠40°。

導流洞出口右側(cè)邊坡開挖后揭露邊坡高程1935～1941m為中更新統(tǒng)沖積（Q2al）砂卵礫石，厚約6m，局部分布泥質(zhì)弱膠結(jié)砂卵礫石層；緊靠基巖面為中更新統(tǒng)坡洪積（Q2dlp）碎石土，泥質(zhì)弱膠結(jié)，具斜層理，視傾角約30°，水平寬度7～26m；這兩層在樁號0+440m～0+465m、高程1941m附近呈交錯層里分布；1941m以上為上更新統(tǒng)沖積（Q3al）砂卵礫石，厚約15m。見圖1。

出口右側(cè)邊坡0+453m高程1936～1940m沿右側(cè)基巖面有砂礫石定向排列變形（e、f點），延伸長度5.4m、寬20cm，產(chǎn)狀295°SW∠70°～80°；其左側(cè)分布5cm厚膠結(jié)砂礫石層且在定向排列變形帶附近向上變形，其右側(cè)緊貼基巖面起伏不平，面粗糙，基巖在e、f點處出現(xiàn)斷坎。0+454m高程1945.3～1948m分布有ab、cd兩組砂礫石定向排列變形帶。ab走向275°～280°直立、延伸長3.2m、帶寬10cm，ab將含泥砂礫石（厚5cm）與砂層（厚5～8cm）錯開呈交錯沉積；cd走向295°，直立，延伸長2.7m、帶寬20cm。從現(xiàn)場開挖情況看在b點和d點以下的弱膠結(jié)碎石土中未見結(jié)構(gòu)面延伸，a點和c點以上沉積的砂礫石中根據(jù)開挖的探槽揭露砂礫石未見變形跡象。邊坡出現(xiàn)礫石定向排列現(xiàn)象，疑似為活動斷裂。

導流洞出口邊坡右壁0+455m、左壁0+472m處發(fā)育F360斷層，斷層產(chǎn)狀為305°～310°SW∠70°～75°，斷面上有明顯擦痕，斷帶內(nèi)構(gòu)造巖為糜棱巖、斷層泥、碎裂巖，構(gòu)造巖寬度為0.5～1.0m，影響帶寬約200m左右，主要為灰黑色糜棱巖、斷層泥、少量角礫巖、碎裂巖，斷帶周邊巖體較破碎，節(jié)理發(fā)育，面多平直，局部面粗糙，閉合、裂隙內(nèi)多夾有泥質(zhì)及少量鈣質(zhì)、方解石，間距5～30cm,節(jié)理裂隙延伸較短，有塌方掉塊現(xiàn)象。

3 工程區(qū)構(gòu)造調(diào)查分析

根據(jù)區(qū)域地震活動的地震機制解譯，區(qū)域現(xiàn)代構(gòu)造應力場主壓應力方位為北東向，區(qū)域主要斷層為北西西向。工程區(qū)雖然區(qū)域新構(gòu)造運動比較強烈和復雜，但工程區(qū)避開了區(qū)域斷裂的交匯點和區(qū)域性的大斷裂，庫壩區(qū)內(nèi)沒有發(fā)震構(gòu)造和震中分布，處在一個相對穩(wěn)定的地塊上，穩(wěn)定條件較好。據(jù)新疆防御自然災害研究所《新疆烏魯木齊河大西溝水庫樞紐工程工程場地地震安全性評價報告》（2005.5），場地50年超越概率10%的基巖地震動峰值加速度為167.3gal，相應的基本烈度為Ⅶ度。

壩址區(qū)右岸分布Ⅲ級階地，基座高程1951m，前緣高程1978m，順河連續(xù)分布，階面平整，階地上分布上更新統(tǒng)沖積砂卵礫石，其順河分布的范圍基本可將壩體范圍內(nèi)分布的北西西向斷層（垂直河床方向）涵蓋。在導流洞進出口之間的Ⅲ級階地前緣坡腳處基本沿等高線開挖揭露的長200余米、高約3～5m的連續(xù)斷面，通過觀察Ⅲ級階地分布的上更新統(tǒng)沖積砂卵礫石未見變形；導流兼泄洪洞與放水灌溉洞的聯(lián)合進水口左側(cè)Ⅲ級階地分布的上更新統(tǒng)沖積砂卵礫石也未見變形；對導流洞出口沿斷層走向進行調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)地表異常；對工程區(qū)的航衛(wèi)片影像資料進行解譯后，也未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，說明導流洞出口出現(xiàn)的礫石定向排列現(xiàn)象雖然受區(qū)域構(gòu)造環(huán)境的影響，但不具備活動斷裂的條件。

4 施工中采取的措施

由于受F360斷層影響，導流洞出口巖體較破碎，完整性差，遇水軟化。導流洞出口擴散段、消力池底板厚度調(diào)整到1.5m,以增強基礎的抗沖刷能力和承載力；0+466.832m～0+481.18m段基巖破碎、遇水軟化，該段采用換填1m厚的砂礫石的措施，并對回填砂礫石進行夯實處理，提高基礎的承載能力；0+485.738～0+535.738m段出口消力池明挖段，節(jié)理裂隙發(fā)育，且主要以陡傾角裂隙為主、延伸較短，右側(cè)邊坡開挖中沿不利結(jié)構(gòu)面有塌方掉塊現(xiàn)象，并對不利結(jié)構(gòu)面采取加強錨固的措施。

右側(cè)邊坡在開挖中基巖面粗糙起伏較大，基巖面下降，及時調(diào)整開挖邊坡，砂礫石邊坡由原1∶1.75變更為1∶1.5，基巖邊坡保持不變，避免了2次開挖。

5 結(jié)束語

斷裂構(gòu)造的研究受諸多因素的影響，對斷裂構(gòu)造的調(diào)查研究需要進行大量的工作。對工程中出現(xiàn)的問題進行分析，有利于工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)。通過對大西溝水庫導流洞出口右側(cè)邊坡構(gòu)造的調(diào)查分析，判定F360斷層不具有活動性。導流洞出口受F360斷層影響，巖體較破碎、完整性差，施工階段對導流洞出口擴散段、消力池段及右岸邊坡出現(xiàn)的各種問題均引起高度重視，并有針對施工中出現(xiàn)的問題采取了相應的處理措施，水庫自2013年10月蓄水后，運行正常。

[1]王風民.新疆烏魯木齊河大西溝水庫工程竣工報告[R].新疆水利水電勘測設計研究院.

[2]張正清，肖尚權(quán)，宋平.烏江彭水水電站壩址區(qū)斷裂構(gòu)造特征及對工程的影響[J].資源環(huán)境與工程，2010（5）.

[3]黃向陽.福建省仙游抽水蓄能電站下水庫地質(zhì)斷裂構(gòu)造研究[J].浙江水利科技，2004（4）.

[4]彭敦復.新疆水利水電工程活斷層處理的工程實踐[M].新疆人民出版社，2005.