西藏扎拉水電站主要工程地質(zhì)問題研究

趙旻 黃振偉 梁俊濤 馬藝 熊宇康

收稿日期：2023-09-16

基金項目：中國大唐集團有限公司科研項目“鬧中活動斷裂特性研究”（DTXZ-02-2021）；中國大唐集團有限公司科研項目“西藏扎拉水電站工程區(qū)弱膠結(jié)卵漂石混合土工程特性及邊坡穩(wěn)定性研究”（CWEME-2404XZ-F002）

作者簡介：

趙? 旻，男，正高級工程師，主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察與研究工作。E-mail：zhaomin@cjwsjy.com.cn

通信作者：

黃振偉，男，正高級工程師，主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察與研究工作。E-mail：434305107@qq.com

引用格式：

趙旻，黃振偉，梁俊濤，等.

西藏扎拉水電站主要工程地質(zhì)問題研究

［J］.水利水電快報，2024，45（6）：8-15.

摘要：

西藏扎拉水電站地處青藏高原東構(gòu)造結(jié)，地質(zhì)條件復(fù)雜，為分析其工程建設(shè)和運營面臨的地質(zhì)風(fēng)險，通過工程地質(zhì)勘察，查明了工程區(qū)基本地質(zhì)條件，論證了主要工程地質(zhì)問題及影響。結(jié)果表明，扎拉水電站主要工程地質(zhì)問題為：① 水庫坍岸、傾倒岸坡穩(wěn)定及固體徑流問題;② 壩址壩肩傾倒邊坡、近壩卵漂石岸坡、壩基抗滑穩(wěn)定問題及壩基防滲問題；③ 引水發(fā)電系統(tǒng)中引水隧洞受鬧中活動斷裂影響、引水隧洞及調(diào)壓室圍巖穩(wěn)定問題、廠房后傾倒邊坡穩(wěn)定問題等。針對以上問題，提出了相應(yīng)處理措施。研究成果可為工程建設(shè)提供科技支撐。

關(guān)鍵詞：

活動斷裂； 傾倒邊坡； 卵漂石； 復(fù)雜地質(zhì)條件； 工程地質(zhì)問題； 扎拉水電站

中圖法分類號：TV223.3

文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.06.002

文章編號：1006-0081（2024）06-0008-08

0? 引? 言

西藏的青藏高原東南部有怒江、雅魯藏布江、瀾滄江等大型河流，水力資源豐富，是中國重要的水電能源基地。該區(qū)域內(nèi)新構(gòu)造運動強烈，形成高山深谷地貌，分布粗巨粒土深厚覆蓋層，活動斷裂規(guī)模大且活動性強，巖體卸荷強烈，巖層普遍發(fā)生傾倒變形，這些獨特且復(fù)雜的地質(zhì)條件給水電工程建設(shè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。雅魯藏布江大拐彎是中國地震烈度最高的地區(qū)之一，關(guān)于其斷裂活動性的研究已取得初步成果。韋志遠等［1］采用等量替代法對雅魯藏布江大古水電站的泥石流堆積粗巨粒土進行了室內(nèi)試驗，據(jù)此提出了土的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，并進行地基、邊坡穩(wěn)定性分析。周洪福、吳關(guān)葉、黃潤秋等［2-4］采用數(shù)值法對瀾滄江苗尾、黃登水電站的反向坡傾倒機理進行了模擬，采用解析法進行了邊坡穩(wěn)定性分析。上述研究成果為解決青藏高原東南部水電站關(guān)鍵地質(zhì)問題奠定了一定基礎(chǔ)，但對斷裂活動性及活動強度鑒定、深部斷裂地質(zhì)特性及圍巖穩(wěn)定性評價確定缺少有效手段，采用傳統(tǒng)試驗方法不能準(zhǔn)確獲取粗巨粒土的力學(xué)參數(shù)，且對順向坡傾倒機理研究較少，因此還需要對這些現(xiàn)象與問題進行系統(tǒng)且深入的分析與論證。

西藏扎拉水電站工程區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，表現(xiàn)在地貌、地層、構(gòu)造等多方面。區(qū)內(nèi)高山聳立，峽谷深切，地形陡峭，沖溝發(fā)育，地形變化顯著。地層、巖體種類多，河谷兩側(cè)分布有洪積、沖積等多種成因的粗巨粒土，巖層普遍發(fā)生強烈的卸荷傾倒。區(qū)域構(gòu)造活動強烈，發(fā)育4條區(qū)域性斷裂，其中鬧中斷裂為第四紀(jì)活動斷裂，工程難以繞避。面臨復(fù)雜而特殊的地形地質(zhì)條件及高寒高海拔的環(huán)境，水電站建設(shè)施工和運營安全均具有較大地質(zhì)風(fēng)險。本研究通過勘察，查明了扎拉水電站工程區(qū)基本地質(zhì)條件，重點研究了超大規(guī)模復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的活動斷裂、復(fù)雜成因的深厚弱膠結(jié)卵漂石、順向坡與反向坡巖體卸荷傾倒變形等引起的圍巖、邊坡、壩基穩(wěn)定等主要工程地質(zhì)問題及其危害性，為工程建設(shè)的順利開展奠定了堅實基礎(chǔ)。

1? 工程概況及基本地質(zhì)條件

扎拉水電站規(guī)劃壩址位于左貢縣碧土鄉(xiāng)扎郎村，廠址位于察隅縣察瓦龍鄉(xiāng)珠拉村。水庫正常蓄水位2 815.00 m，校核洪水位2 816.25 m，總庫容914萬m3。主要建筑物由混凝土重力壩、魚道、引水隧洞、調(diào)壓室、地面廠房等組成。大壩最大壩高70 m，電站總裝機容量1 015 MW，多年平均發(fā)電量39.46億kW·h，為Ⅱ等大（2）型工程。該工程為西藏已建在建的首個百萬千瓦裝機的水電站，在西藏自治區(qū)水電建設(shè)史上具有重要意義。

1.1? 地形地貌

水電站布置在“幾”字形回頭河灣段，引水隧洞橫穿河灣地塊，如圖1所示。河灣地塊山體橫向?qū)?.7～9.5 km，分水嶺山脊高程3 218～4 917 m，地形坡度30°～50°。發(fā)育鬧中溝，溝頭高程3 413 m，走向總體自北東至南西，溝長約4.9 km，溝底一般寬100～300 m，中段分布東西向?qū)捈s500 m的緩坡平臺（拉仲村），兩側(cè)溝坡坡度20°～35°。

河灣內(nèi)河流河道縱向長60 km左右，河水位從上游2 815 m降至下游2 100 m，平均比降11.8‰。庫壩區(qū)河流自北北西流向南南東、南東，廠址區(qū)河流流向北北西。兩岸斷續(xù)發(fā)育有Ⅱ、Ⅲ級階地，拔河高度分別為40～75 m、80～115 m，橫向?qū)挿謩e為25～180 m、30～100 m。Ⅰ級階地零星分布于庫尾右岸，拔河高度25～40 m，橫向?qū)?～15 m。

1.2? 地層巖性

工程區(qū)分布地層主要為石炭系上統(tǒng)（C2）、二疊

系下統(tǒng)納錯群第一段（P1nc1）、三疊系中統(tǒng)忙懷組（T2m）、三疊系上統(tǒng)瓦浦組（T3wp）和不同成因的第四系覆蓋層，局部有花崗閃長巖、輝長輝綠巖等巖漿巖侵入。基巖地層普遍遭受不同程度的變質(zhì)作用，以砂質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、變質(zhì)流紋斑巖為主，其次為大理巖、結(jié)晶灰?guī)r，局部夾碳質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖。第四系有多種成因類型，河流河床漫灘為全新統(tǒng)沖積層（Q4al）漂（塊）石，階地為更新統(tǒng)沖積層（Qpal）卵漂石，大型沖溝溝底或溝口為洪積層（Qpl）卵漂石土。

各類巖石根據(jù)堅硬程度由軟到硬依次為碳質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、變質(zhì)砂巖、變質(zhì)流紋斑巖。其中，微新狀態(tài)的鈣質(zhì)板巖巖石飽和抗壓強度平均值17.2 MPa，屬較軟巖；砂質(zhì)板巖48.2 MPa，結(jié)晶灰?guī)r59.9 MPa，屬中硬巖；大理巖82.2 MPa，變質(zhì)砂巖101.7 MPa，變質(zhì)流紋斑巖180.1 MPa，屬堅硬巖。

1.3? 地質(zhì)構(gòu)造

甲郎倒轉(zhuǎn)背斜是區(qū)內(nèi)主要的褶皺構(gòu)造，背斜軸線走向近南北，東翼倒轉(zhuǎn)，西翼正常，地層為P1nc1板巖夾變質(zhì)砂巖、結(jié)晶灰?guī)r等，巖層（板理）走向北西至北北西，傾向南西至南南西，傾角一般60°～70°。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，鬧中斷裂（F1-6）、坡郎斷裂（F1-2）等是主要斷裂，規(guī)模大。引水隧洞穿過的區(qū)域性斷裂中，鬧中斷裂（F1-6）走向北北東至北東、傾角近直立，坡郎斷裂（F1-2）走向北西至北西西、傾向北東、傾角70°～82°。此外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育27條規(guī)模較大的斷層，斷層走向主要呈南東至南東東，斷面傾向北東或南南西、傾角多大于60°；破碎帶寬度一般為1～16 m，較寬者可達20～35 m，主要由角礫巖、碎裂巖組成。

1.4? 水文地質(zhì)

按賦存介質(zhì)，地下水可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水3個類型?？紫端饕x存于河流兩岸階地、沖溝等覆蓋層中，受大氣降水或冰雪融水補給，雨季一般水量較豐。裂隙水主要賦存在除碳酸鹽巖以外的板巖、砂巖、變質(zhì)流紋斑巖等巖體中，水量小。T2m大理巖溶縫、溶溝、溶孔較發(fā)育，大理巖與下部板巖接觸帶處有溶洞發(fā)育，庫尾上游有泉水涌出，流量約2～5 m3/s。T3wp結(jié)晶灰?guī)r、大理巖巖溶化程度微弱。

鬧中溝下游溝底有3處低溫泉水，水溫21～35 ℃。溫泉出露于鬧中斷裂與坡郎斷裂交匯處及T3wp結(jié)晶灰?guī)r區(qū)，其礦化度明顯高于附近地表水和地下水，分析溫泉與斷裂活動性或結(jié)晶灰?guī)r深部地?zé)嵊嘘P(guān)。

1.5? 卸荷與傾倒

工程區(qū)位于青藏高原東部和三江并流地區(qū)西部，第四紀(jì)以來，伴隨著青藏高原的快速隆起抬升，河谷深切，形成高山峽谷地貌，谷坡高差達1 200 m。河流發(fā)育多級階地，階地級差大，表明晚更新世以來地殼快速隆升與河谷強烈下切，岸坡巖體應(yīng)力調(diào)整卸荷與重力作用強烈。區(qū)內(nèi)河流河谷走向與巖層走向基本一致，總體上以縱向谷為主，主要分布板巖類、大理巖、結(jié)晶灰?guī)r、砂巖等層狀巖石，普遍發(fā)育傾倒現(xiàn)象。

根據(jù)傾倒巖體與正常巖體分界面形態(tài)特征，傾倒邊坡分3種地質(zhì)模式：①? 傾倒彎曲型，傾倒巖體與正常巖體界面彎曲，為底彎面（圖2），底彎面上有裂紋，未完全折斷；② 傾倒折斷型，傾倒巖體與正常巖體界面折斷，為底斷面（圖3）；③ 傾倒彎折型，傾倒巖體與正常巖體界面部分彎曲、部分折斷，為底彎面+底斷面。

按巖體結(jié)構(gòu)和變形破壞類型的差異，將傾倒邊坡自外向內(nèi)分為3個工程地質(zhì)區(qū)：①? 散體墜覆區(qū)（C區(qū)），極強傾倒變形，散體結(jié)構(gòu)，部分呈碎裂結(jié)構(gòu)，多在重力作用下已發(fā)生錯動、墜覆；② 碎裂拉張區(qū)（B區(qū)），強傾倒變形，碎裂結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為層內(nèi)及層間拉張；③ 層狀彎曲區(qū)（A區(qū)），基本保持原始巖體的層狀結(jié)構(gòu)，巖層以彎曲變形為主。除此以外，各區(qū)巖體在產(chǎn)狀、風(fēng)化、波速、透水性、力學(xué)性質(zhì)等方面也有明顯不同。

河谷順向坡傾倒的初始啟動條件是在河谷岸坡的成坡過程中，河谷快速下切，邊坡產(chǎn)生卸荷回彈變形，然后在自身重力條件下，薄層板梁一方面向臨空面彎曲變形，同時板理面、板理（或巖層面、層理）也產(chǎn)生剪切滑移變形，主要經(jīng)歷卸荷變形、傾倒變形、傾倒發(fā)展、傾倒加劇等4個階段。逆向坡傾倒變形機制與順向坡基本一致但略有差別，逆向坡傾倒的啟動力是卸荷回彈和重力的共同作用，而后均在重力作用下加劇了其傾倒變形程度和巖體結(jié)構(gòu)變化，可分為卸荷傾倒變形、傾倒發(fā)展和傾倒加劇等3個階段。

2? 水庫區(qū)主要工程地質(zhì)問題

2.1? 水庫坍岸問題

河流兩岸發(fā)育Ⅱ、Ⅲ級基座階地，階地前緣岸坡地形變化較大，部分坡段坡角大。階地物質(zhì)為卵漂石，局部夾粉土，結(jié)構(gòu)中密-密實，抗沖刷能力較弱，易發(fā)生坍岸。

通過實測得到階地岸坡地形斷面31條，并分別對原河道最高洪水位至平水位之間岸坡、原河道最高洪水位以上岸坡的平均坡角進行了統(tǒng)計［8］。根據(jù)統(tǒng)計成果并結(jié)合經(jīng)驗進行類比，確定岸坡穩(wěn)定坡角，見表1。

采用作圖法進行坍岸預(yù)測（典型剖面見圖4），水庫兩岸坍岸岸線長合計1 224.9 m，占兩岸岸線總長的15.8%，最終坍岸平均寬度一般為20.2～64.2 m，最寬處73.0 m，多年平均流量回水位以上坍岸面積5.8萬m2。

2.2? 傾倒岸坡穩(wěn)定問題

水庫岸坡上分布較連續(xù)、厚度較大且具一定規(guī)模的傾倒體有QD02、QD03、QD04等3處，涉及岸線長合計545 m，體積分別為267萬m3、10萬m3、1.2萬m3。其中，傾倒邊坡QD02距壩址最近為690 m，且規(guī)模最大，屬大型潛在不穩(wěn)定岸坡。

傾倒體順河向縱長190～321 m，橫向?qū)?01～302 m，垂直厚度10～70 m，面積約8.32萬m2，體積約267萬m3?；鶐r主要為砂質(zhì)板巖，坡腳臨河水邊出露正?；鶐r板理傾角68°～70°，板理走向與河流基本一致，屬縱向谷；正常板巖板理傾坡外，屬順向坡，見圖5。根據(jù)平洞揭示情況，傾倒岸坡屬傾倒彎折型，下部傾倒巖體水平深度61.5 m，中部水平深度93 m，自坡表向內(nèi)分為C，B，A共3個區(qū)。

經(jīng)計算分析，傾倒岸坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會發(fā)生沿底彎（斷）面和B/A區(qū)界面滑移，岸坡下部C區(qū)散體墜覆巖體在水庫蓄水后不穩(wěn)定，岸坡下部B區(qū)局部碎裂拉張巖體在蓄水+地震工況下不穩(wěn)定。傾倒岸坡不穩(wěn)定區(qū)段體積15萬～20萬m3，采用潘家錚法進行預(yù)測，產(chǎn)生的涌浪以獨立式波浪為主，落水點最大涌浪高4.2 m，傳至壩址浪高2.1 m，較壩頂高程低2.9 m，不會出現(xiàn)涌浪過壩危害。

2.3? 固體徑流問題

水庫固體徑流來源主要為坍岸和坡面、河水洪流攜帶的物質(zhì)。坍岸物質(zhì)主要為卵漂石、板巖傾倒巖體崩滑碎塊石等，據(jù)估算，坍岸總方量約90萬m3，其中正常蓄水位以上方量約60萬m3。

水庫固體徑流來源途徑較多且頻繁，具有一定的來源量，易造成水庫淤積，而水庫庫容較小，固體徑流對工程有一定影響。

3? 壩址區(qū)主要工程地質(zhì)問題

3.1? 左岸近壩卵漂石岸坡穩(wěn)定問題

壩址左岸壩前岸坡主要由階地堆積卵漂石組成，下伏基巖為砂質(zhì)板巖。岸坡長361 m，坡頂為Ⅲ級階地臺面，橫向?qū)?0～100 m，高程2 862～2 870 m；坡腳臨河床，河水位2 765～2 768 m。岸坡坡高100 m左右，總體坡角多45°～65°，但下部坡角相對較小，一般不超過35°，見圖6。

卵漂石結(jié)構(gòu)密實，以泥質(zhì)弱膠結(jié)為主，充填少量砂和粉黏粒。根據(jù)現(xiàn)場顆粒分析試驗成果，粒徑大于350 mm的漂石含量9.2%，粒徑200～350 mm的漂石含量17.2%，粒徑20～200 mm的卵石含量42.7%，粒徑2～20 mm的礫石含量13.6%，粒徑0.075～2 mm的砂含量平均值14.6%，粒徑小于0.075 mm的粉黏粒含量2.8%。

對卵漂石，其中含較多超大粒徑的大漂石，且具弱膠結(jié)性，受現(xiàn)有試驗設(shè)備及方法所限，無法進行現(xiàn)場原位剪切試驗和采取原狀樣進行室內(nèi)試驗；即使采取擾動樣重塑后進行試驗，重塑后樣品不具有原始顆粒級配和膠結(jié)結(jié)構(gòu)，試驗結(jié)果不準(zhǔn)確［5］?；诼哑镀虏煌课坏姆€(wěn)定坡角調(diào)查，結(jié)合穩(wěn)定性反演計算，經(jīng)綜合分析，提出工程區(qū)卵漂石抗剪強度為天然條件下黏聚力40～50 kPa、內(nèi)摩擦角36°～38°，飽水條件下黏聚力10～20 kPa、內(nèi)摩擦角34°～36°。

穩(wěn)定性計算結(jié)果表明：天然工況下，壩址左岸近壩卵漂石岸坡穩(wěn)定性系數(shù)0.963，不穩(wěn)定，滑動范圍為高程2 834～2870 m的邊坡上部；其余工況邊坡穩(wěn)定性系數(shù)0.860～1.048，庫水位消落時穩(wěn)定性系數(shù)最小，且均小于設(shè)計安全系數(shù)，失穩(wěn)范圍擴大到邊坡高程2 780～2 890 m整體，應(yīng)進行防護。

3.2? 右岸壩肩傾倒邊坡穩(wěn)定問題

右岸壩肩山體脊頂高程3 194～3 435 m，Ⅱ級階地以上斜坡地形坡度35°～50°，巖體普遍傾倒。傾倒邊坡巖石為鈣質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖，巖層層序保持較好，板理面傾向南西（傾坡內(nèi)），與正常巖體傾向相同。正常巖體板理面傾向南西西、傾角60°～80°。根據(jù)平洞揭示情況，傾倒邊坡屬傾倒彎曲型，自坡表向內(nèi)分為C，A兩個區(qū)，未發(fā)現(xiàn)B區(qū)巖體。其中，散體墜覆C區(qū)水平深度11.0～25.6 m，厚度5～15 m；層狀彎曲A區(qū)水平深度62.0～84.7 m，厚度25～40 m。

經(jīng)計算分析，在各種模式和工況下，右岸壩肩傾倒邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況下穩(wěn)定性系數(shù)有較明顯降低，坡腳覆蓋層全部清除后對其穩(wěn)定性影響較小，傾倒體（A區(qū)+ C區(qū)）不會沿底彎面滑移。對散體墜覆區(qū)（C區(qū)）巖體，天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，坡腳覆蓋層全部清除后對其穩(wěn)定性影響也較小，但地震工況下欠穩(wěn)定，C區(qū)散體墜覆巖體可能會沿C/A區(qū)界面滑塌，對大壩安全不利，建議采取處理措施。同時，因該傾倒邊坡規(guī)模較大，形成機制復(fù)雜，建議布置觀測工作［6］。

3.3? 壩基抗滑穩(wěn)定問題

根據(jù)鉆孔、平洞揭露和地質(zhì)測繪資料，壩址巖體中緩傾角裂隙占裂隙總數(shù)的14%～37%，裂隙較

發(fā)育，如圖7所示。裂隙面呈閉合-微張狀態(tài)，以平直粗糙為主，弱風(fēng)化帶巖體裂隙面多風(fēng)化蝕變，微新巖體裂隙面無充填或局部附鈣質(zhì)薄膜，屬硬性結(jié)構(gòu)面。

根據(jù)傾向不同，緩傾角裂隙有3組：①? 傾向320°～360°、傾角10°～30°；② 近水平裂隙，傾角0°～10°；③ 傾向140°～180°、傾角10°～30°?？赡艹霈F(xiàn)3種主要滑動模式（圖8）。根據(jù)壩址平洞內(nèi)裂隙統(tǒng)計結(jié)果，①～③組裂隙的緩傾角裂隙連通率值分別取25%、40%、30%。根據(jù)現(xiàn)場原位試驗成果，緩傾角裂隙抗剪斷強度取摩擦系數(shù)f′為0.55～0.60，黏聚力c′為0.05～0.10 MPa。

3.4? 壩基防滲問題

壩址左岸階地平臺下伏覆蓋層深槽（圖9），其中階面外側(cè)緣鉆孔ZK128揭示覆蓋層深槽槽底基巖面高程2 775.5 m，壩頂高程2 820 m以下覆蓋層厚度44.5 m，其中，上部卵漂石厚26.2 m，中部粉土質(zhì)砂厚15.5 m，下部卵漂石厚2.8 m。鉆孔ZK128揭示鉆探期間地下水位為2 780.69 m，卵漂石、粉土質(zhì)砂均具中等透水性。根據(jù)設(shè)計方案，為減少開挖，左壩肩上部利用部分卵漂石擋水，需進行防滲處理。

壩基巖石為砂質(zhì)板巖，中硬巖。左岸非溢流壩段建基面以下透水率小于3 Lu的基巖頂板埋深一般為15～30 m，透水率小于5 Lu的基巖頂板埋深一般為10～15 m。河床溢流壩段建基面以下透水率小于3 Lu基巖頂板埋深約12 m。右岸非溢流壩段建基面以下透水率小于3 Lu的基巖頂板埋深一般為5～20 m，透水率小于5 Lu的基巖頂板埋深一般為5～15 m。兩岸階地后緣基巖透水率偏大、相對不透水基巖頂板埋深較大，建議兩岸防滲帷幕的封閉端適當(dāng)加長、加深。

4? 引水發(fā)電系統(tǒng)區(qū)主要工程地質(zhì)問題

4.1? 鬧中活動斷裂對引水隧洞的影響問題

鬧中斷裂（F1-6）橫穿工程區(qū)，壩址和廠址分別位于斷裂東西兩側(cè)，引水隧洞無法避讓。斷裂線性延伸長度約51 km。

通過對河流階地、青古隆村附近槽谷內(nèi)冰磧物等的測齡，建立了晚第四紀(jì)地層與地貌的時間標(biāo)尺。巖迫村附近斷裂錯斷河流多級階地，在覺拉場點可見臺地右旋錯斷，碧土鄉(xiāng)東場點可見山脊、水系同步右旋錯斷，碧土鄉(xiāng)和鹽井鄉(xiāng)山間埡口可見斷層錯斷冰磧物形成明顯陡坎，斷裂垂向斷錯量與水平斷錯量相比較小，鬧中斷裂為以右旋走滑為主的全新世（Q4）活動斷裂。

在碧土鄉(xiāng)東北側(cè)埡口附近沖溝部位，調(diào)查得到鬧中斷裂單次地震錯斷量約為1.7 m?；?017～2021年GNSS速度場結(jié)果、區(qū)內(nèi)有GPS觀察以來的監(jiān)測數(shù)據(jù)、地震地質(zhì)調(diào)查獲得的活動速率，參考新建4個GNSS連續(xù)測站的初步觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合國內(nèi)外對斷層蠕滑速率的相關(guān)研究成果，分析鬧中斷裂蠕滑速率約為0.12～0.43 mm/a，可作為引水隧洞抗斷設(shè)計參考依據(jù)［7］。

引水隧洞穿過處，鬧中斷裂走向為北北東至北東、傾角近直立，破碎帶寬度達305 m。破碎帶由碎裂片狀巖和碎裂巖組成，其中碎裂片狀巖（圖10）原巖為板巖，位于斷裂破碎帶靠東盤，寬約260 m；碎裂巖（圖11）原巖為大理巖，位于斷裂破碎帶靠西盤，寬約45 m。斷裂東盤為P1nc1-4板巖，西盤為T2m4變質(zhì)流紋斑巖。根據(jù)在地表開挖探坑處的原位試驗成果，提出鬧中斷裂破碎帶力學(xué)性質(zhì)參數(shù)建議值，見表2。

斷裂破碎帶完整性差，巖性軟弱，屬Ⅴ類圍巖，極不穩(wěn)定，應(yīng)加強支護、襯砌。對斷裂涌（突）水（泥），應(yīng)及時處理。

4.2? 引水隧洞及調(diào)壓室圍巖穩(wěn)定問題

引水隧洞包括主洞、支洞、岔管，合計長6 902 m，進、出口地面高程分別為2 824 m、2 163 m，沿線地面最高點高程3 295 m。其中，埋深大于300 m的洞段合計長3 121 m，占隧洞長的45.2%，最大埋深719 m，位于豎井處；上平段最小埋深120 m左右，位于線路中部鬧中溝一帶；河灣地塊分水嶺處地面高程3 295 m，埋深約510 m。圍巖主要由P1nc1砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)板巖、T2m4變質(zhì)流紋斑巖和T3wp結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、鈣質(zhì)板巖組成，巖層（或板理）傾向為南西西或北東至北東東，傾角50°～75°，巖層（或板理）走向與隧洞軸線交角50°～80°，

隧洞沿線斷裂構(gòu)造發(fā)育，洞身穿過區(qū)域性鬧中斷裂（F1-6）、坡郎斷裂（F1-2）和其他如F114、F115、F132、F133等規(guī)模相對較小的斷層，圍巖穩(wěn)定性差。根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行工程地質(zhì)分類，Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ類圍巖長度分別為1 853 m，1 454 m，489 m，2 464 m，642 m，各占隧洞長的26.8%，21.1%，7.1%，35.7%，9.3%。

調(diào)壓室處地層由大理巖組成，弱風(fēng)化狀，巖層傾向70°～85°、傾角30°～40°，未見明顯溶蝕現(xiàn)象。巖體裂隙發(fā)育，裂面多平直、粗糙，主要發(fā)育兩組裂隙，分別為橫向裂隙和縱向裂隙，均為陡傾角，兩組裂隙近正交（約80°）。如圖12所示，平洞揭示J1～J7等7條層間剪切帶，帶內(nèi)物質(zhì)為角礫巖，泥質(zhì)膠結(jié)，密實，寬1～10 cm，其中J6，J7兩條層間剪切帶會延伸至調(diào)壓室。鉆探揭露層間剪切帶15條，其中，JM1為層間剪切密集帶，豎直厚度21 m，其余層間剪切帶寬度0.5～1.7 m，層間剪切帶巖心主要物質(zhì)為碎屑夾泥。

對于調(diào)壓室頂拱，層面、裂隙面組合切割形成立方塊體，層面為頂切面，橫向裂隙、縱向裂隙為側(cè)切面，頂拱為臨空面，在重力、施工振動等作用下易發(fā)生墜落，屬Ⅳ類圍巖，不穩(wěn)定。JM1層間剪切密集帶，巖性軟弱，結(jié)構(gòu)破碎，屬Ⅴ類圍巖，極不穩(wěn)定。對于調(diào)壓室邊墻，上游邊墻的層間剪切帶傾向山體內(nèi)，對邊墻穩(wěn)定的不利影響較小。下游邊墻層間剪切帶與邊墻傾向一致，且為軟弱結(jié)構(gòu)面，對圍巖穩(wěn)定起控制作用。層間剪切帶、裂隙面組合切割形成楔形塊體，層間剪切帶為滑動面，橫向裂隙為側(cè)切面，縱向裂隙為拉裂面，易發(fā)生滑塌。

4.3? 廠房后傾倒邊坡穩(wěn)定問題

地面廠房位于河流右岸漫灘和Ⅱ級階地，漫灘灘面高程2 124～2 128 m，拔河高度7～11 m。漫灘后為Ⅱ級階地，平臺寬70～170 m，高程2 150～2 166 m，拔河高度40～50 m。階地后緣與山體相接，山體邊坡坡頂高程2 965～3 115 m，坡高800～950 m；坡面總體呈陡-緩-陡的地形，高程2 550 m以上坡角40°～70°，高程2 550～2 285 m地形稍緩，坡角25°～35°，高程2 285 m以下坡角35°～55°，局部為陡崖。

邊坡大多出露基巖，為上硬下軟結(jié)構(gòu)，上部為T3wp4結(jié)晶灰?guī)r、大理巖，下部為T3wp3鈣質(zhì)板巖，二者地形上呈陡緩接觸，接觸處高程2 534～2 695 m。根據(jù)平洞揭示情況，傾倒邊坡屬傾倒彎曲型，自坡表向內(nèi)分為C，B，A共3個區(qū)。其中，散體墜覆C區(qū)水平深度10 m左右，分布于邊坡下部；碎裂拉張B區(qū)水平深度37.0～70.8 m，分布于整個坡體；層狀彎曲A區(qū)水平深度78～186 m。

經(jīng)計算分析，在天然和暴雨工況下，邊坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)。在地震工況下，邊坡下部C區(qū)巖體、中上部B區(qū)巖體和上部A區(qū)坡表張開裂隙發(fā)育巖體安全儲備稍顯不足。這些區(qū)段巖體風(fēng)化卸荷作用強烈，結(jié)構(gòu)破碎，在地震作用下可能會發(fā)生局部塊體崩塌。根據(jù)巖塊崩落模擬計算成果，崩塌滾落的巖塊可能運動至廠房位置，需采取攔擋措施，確保廠房安全運行［8］。

5? 結(jié)? 論

扎拉水電站地處青藏高原東構(gòu)造結(jié)，地質(zhì)條件復(fù)雜，存在工程地質(zhì)問題及風(fēng)險，嚴(yán)重影響工程設(shè)計、施工、運營安全。

（1） 水庫區(qū)主要存在階地卵漂石岸坡坍岸、傾倒岸坡穩(wěn)定問題，且固體徑流來源途徑較多、來源量較大，也會對水庫造成一定程度的淤積影響。

（2） 壩址區(qū)主要存在近壩卵漂石岸坡穩(wěn)定、右壩肩傾倒邊坡穩(wěn)定和壩基抗滑穩(wěn)定問題，左岸階地平臺下分布有覆蓋層深槽，需要進行防滲處理。

（3） 引水發(fā)電系統(tǒng)區(qū)域存在鬧中活動斷裂對引水隧洞的影響、引水隧洞及調(diào)壓室圍巖穩(wěn)定、廠房后傾倒邊坡穩(wěn)定問題。

應(yīng)妥善處理上述主要工程地質(zhì)問題，且在施工期應(yīng)做好超前地質(zhì)預(yù)報工作，及時有效把控各種地質(zhì)風(fēng)險。

參考文獻：

［1］? 韋志遠，孫興偉，張德強，等.西藏 DG 水電站魚道工程地質(zhì)勘察及方案比選［J］.水電與新能源，2019，33（12）：21-24，65.

［2］? 周洪福，聶德新，李樹武.瀾滄江某水電工程大型傾倒變形體邊坡成因機制［J］.水利水電科技進展，2012，32（3）：48-54.

［3］? 吳關(guān)葉，鄭全春，鄭惠峰.苗尾水電站邊坡傾倒變形機理與加固效果分析［J］.地下空間與工程學(xué)報，2017，13（2）：538-545.

［4］? 黃潤秋，嚴(yán)明，徐佩華.某水電站壩前左岸高邊坡深部破裂形成機制分析［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，32（6）：605-613.

［5］? 張濤，黃振偉，趙冰波，等.西藏拉洛水利樞紐工程近壩堆積體穩(wěn)定性分析［J］.水利水電快報，2022，43（11）：1-7.

［6］? 黃振偉，馬力剛，雷明.西藏扎拉水電站傾倒邊坡工程地質(zhì)特性研究［J］.工程科學(xué)與技術(shù)，2020，52（5）：79-88.

［7］? 胡朝忠，趙旻，沈鵬，等.扎拉水電站鬧中斷裂活動性、活動強度及其對工程的影響研究［R］.北京：中國地震局地震預(yù)測研究所，2022.

［8］? 黃振偉，肖東佑.西藏扎拉水電站傾倒變形邊坡穩(wěn)定性分析與評價［J］.人民長江，2019，50（12）：90-94.

（編輯：高小雲(yún)）

Study on main engineering geological problems of Xizang Zhala Hydropower Station

ZHAO Min1，2，HUANG Zhenwei1，2，LIANG Juntao3，MA Yi3，XIONG Yukang1，2

（1.Changjiang Geotechnical Engineering Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China；

2.Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China；

3. Xizang Datang Zhala Hydropower Development Co.，Ltd.，Changdu 854000，China）

Abstract：

Xizang Zhala Hydropower Station is located in the eastern tectonic junction of the Qinghai-Xizang Plateau，the geological conditions are extremely complex. In order to analyze the geological risks of construction and operation of the project，through engineering geological investigation，the basic geological conditions of the project area were identified，and the main engineering geological problems and their impacts were demonstrated. The results showed that the geological problems were as follows： ① reservoir bank collapse，toppling slope and solid runoff problems； ② stability of toppling slope of dam abutment at dam site，boulder bank slope near dam pebble，anti-slide and seepage control problem of dam foundation； ③ influence of active fracture，surrounding rock stability problem of diversion tunnel and surge chamber，and stability problem of dumping slope behind powerhouse in diversion and power generation system. Moreover，corresponding measures had been proposed to address the above issues. The research results can provide a technical support for engineering construction.

Key words：

active fault； toppling slope； boulder； complex geological condition； engineering geological problem； Zhala Hydropower Station