關于新疆二塘溝水庫左壩肩不穩定體的認識

摘 要：本文通過對新疆二塘溝水庫工程左壩肩1#不穩定體，對從勘察到施工期間的穩定性進行分析評價。

關鍵詞：不穩定巖體 巖層走向 真傾角

中圖分類號：P554 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0043-02

新疆二塘溝水庫位于鄯善縣二塘溝河山口以上14.5 km山區段，水庫地理位置：東經89°54′～89°57′，北緯43°16′～43°19′，水庫距鄯善縣城約85 km，距烏魯木齊308 km，已有柏油路通往山口二塘溝河管理所，山口至壩址區，為河床卵礫石路面，路面狀況較好。

二塘溝水庫作為二塘溝河上一座控制性工程，是一個具有灌溉、石油供水、防洪等效益的綜合利用工程，建成后對實現鄯善縣四庫聯網起到重要的作用。總庫容2380萬 m3，攔河壩高64.80 m。壩長340 m，水庫工程規模為中型，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物由攔河壩、溢洪道、導流兼泄洪洞、灌溉放水洞組成。

1 水庫及壩址區地質概況

水庫壩址區位于中山區峽谷內，庫區兩岸基巖山體雄厚，海拔1550～2000 m，相對高差100～550 m，谷坡坡角一般30°～70°，谷底寬120～500 m，呈“U”字型。庫區無較大規模的斷裂穿過，僅在兩岸發育一些低序次的NE、NNE向壓扭性、張扭性斷層，延伸長度一般200 m。

庫區出露的地層主要為上石炭統石人子溝組（C3s）英安巖、凝灰巖和第四系地層，其巖性分述如下。

（1）上石炭統石人子溝組（C3s），巖性主要為凝灰巖和英安巖。

①英安巖：主要分布在壩址區左岸及河床覆蓋層底部及右岸坡角處，另在壩址右岸上游僅局部出露，與右岸凝灰巖呈侵入接觸，屬淺成侵入巖，為塊狀結構，巖石堅硬、性脆。

②凝灰巖：主要分布于壩址區右岸，另壩址左岸上部局部出露，以中厚層狀為主，由于褶皺作用的影響，巖層揉皺現象明顯，巖層產狀變化較大。產狀主要為285°～330°SW∠25°～40°，凝灰巖層中局部夾薄層凝灰質砂巖。弱風化層飽和抗壓強度75 MPa，微新巖石飽和抗壓強度100 MPa。

（2）第四系主要有中～上更新統和全新統沖積物及全新統洪坡積和坡積物。

2 大壩左壩肩工程地質概況

壩軸線方向303°。左壩肩山體呈東西走向，寬度大于200 m，坡度為30°～40°山脊分布有Ⅳ級階地；山梁上游側為1#沖溝，坡度40°～50°；為下游為側Ⅱ、Ⅲ級階地，坡度15°～20°；山梁上游側地形較陡，下游側地形較緩。壩軸線位于山脊下游約50 m，大多基巖裸露，少量為坡積碎石和Ⅳ級階地砂卵石覆蓋，覆蓋厚度一般2～3 m，結構較松散。基巖以塊狀英安巖為主，在1446 m高程以上，有少量凝灰巖，厚度約10～20 m，產狀為300°～310°SW∠20°～40°，巖層走向與壩軸線基本平行，心墻開挖的上游邊坡，為切層坡，穩定性差，需處理。

巖體中裂隙較發育，有NW、NNE、NEE向3組，裂隙面可見黃鐵礦氧化物，NW走向裂隙與開挖邊坡近于平行，傾向SW，為心墻上游開挖坡的坡外，有部分裂隙傾角緩于開挖邊坡角。

3 關于不穩定體的論述

BT1不穩定體主要位于壩線（樁號0+000～0+060）上游側，分布高程1465～1505 m，巖性為層狀凝灰巖，順層裂隙發育，并發育有順層斷層，厚度10～20 m，方量約10000 m3。孤立不穩定體巖層產狀為310°SW∠30°～45°，傾坡外偏下游，該不穩定體受風化剝蝕三面臨空（見照片1），后緣又被古河槽切割，切割深度10～15 m，不穩定體孤立的分布于英安巖之上。在順層裂隙和順層斷層及凝灰巖與英安巖的接觸面作為不穩定體的滑動面（圖1）。

不穩定體位于壩軸線上游，部分位于壩軸線頂部，在大壩心墻開挖過程中，將進一步挖斷其底滑面，影響穩定。

左壩肩心墻基礎于2012年11月開始動工，12月底完成開挖。，開挖完成后，為確保施工安全，提出對余留不穩定體進行支護，但因天氣寒冷，支護質量不能保證，故未能及時支護，在2～3月表層不穩定體沿層面（f 320°SW∠45°）垮塌（見照片2、圖1）。天氣回暖之后，對余留不穩定體采取長錨桿支護。

在溢洪道和壩肩開挖過程中，將BT1上部孤立巖體及下部部分不穩定體已挖除。開挖邊坡按設計邊坡（1∶0.5）開挖完成后，經地質編錄，該不穩定體巖性為凝灰巖，層狀構造，為薄層狀，單層厚度5～10 cm，層面微波狀起伏，略粗糙，無充填物。下部巖層產狀320°SW∠45°，主要發育兩組斷層和裂隙，產狀為70°SE∠65°和順層裂隙320°SW∠45°，巖體受兩組斷層和裂隙相互切割，巖體完整性較差。巖層產狀及順層裂隙（斷層）與大壩上游開挖邊坡（走向為303°），夾角小（17°），且傾向坡外。經計算得出，該巖層產狀在邊坡上的真傾角為41.7°，為中緩傾角，且緩于開挖邊坡，不利于邊坡穩定，在開挖完成后出現滑塌，滑動面為順層斷層（裂隙）（見圖3）。

4 結論

二塘溝水庫左壩肩不穩定體巖性為層狀凝灰巖，在山體形成過程中，受到物理化學風化，凝灰巖頂部形成孤立危巖體；不穩定體下層巖體巖性為英安巖，與凝灰巖呈侵入接觸，屬淺成侵入巖，為塊狀結構，巖石堅硬、性脆。不穩定體巖性為層狀凝灰巖，呈中緩傾角、發育順層斷層及裂隙，且巖層走向與壩線走向近乎平行，且傾向下游，在施工過程中，不利于大壩上游開挖邊坡的穩定。大壩為瀝青混凝土心墻壩，后采用瀝青混凝土心墻及砂礫石回填至1478 m高程，故預留不穩定體對大壩整體安全穩定無影響。