ZG水庫區工程地質條件研究分析

關志偉

（新疆水利水電勘測設計研究院 烏魯木齊市 830091）

1 工程概況

ZG水電站位于喀什地區莎車縣境內，攔河樞紐右岸與莎車縣之間有縣級公路相通，交通較為方便；左岸有簡易道路通往上壩址，引水線路沿線地形起伏，車輛無法通行，交通條件較差。是YRQH干流ATS水利樞紐工程以下河段水電規劃梯級開發中的第一級水電站，為引水式電站，正常蓄水位1 611 m，前池水位1 608.0 m，尾水位1 550.9 m，ATS水利樞紐發電廠房尾水銜接，電站利用落差60 m，主要建筑物包括攔河樞紐（混凝土壩、泄水建筑物、魚道）、發電引水系統和發電廠房。

2 水庫區工程地質條件

2.1 地形地貌

ZG水電站庫區內YRQH呈“S”型曲折，河流總體走向107°左右，水庫回水長度約5.0 km左右，河道平均縱坡約5‰，河谷呈“U”型寬谷，谷底寬度（0.6～1.5）km， 正常高水位 1 611.0 m 時谷寬（0.7～1.6）km，谷底漫灘、心灘發育。

庫區兩岸地形不對稱，右岸基巖裸露，山頂高程（2 100～2 250）m，相對高度約 600 m，岸坡自然坡度60°～70°，局部近直立；左岸山頂高程 1 750 m，相對高度約150 m，岸坡自然坡度25°～45°。兩岸零星發育Ⅰ～Ⅲ級階地，其中，Ⅰ、Ⅱ級階地階面地形平緩，分布大量民居和農田。

庫區右岸發育有10#沖溝，走向NE，切割深（100～450）m，延伸長大于 2 km，溝底堆積厚層沖洪積物，兩側溝壁基巖多裸露，溝口殘留洪積扇。

2.2 地層巖性

庫區出露地層主要有新生代白堊系 （K）、古近系（R）及第四系（Q）：白堊系主要分布于庫尾YRQH兩岸，可劃分為白堊系下統克孜勒蘇群及白堊系上統英吉沙群，水庫區僅出露白堊系上統英吉沙群；古近系為庫區出露的主要地層，按沉積相古近系可分為上、下兩部；第四系主要分布于山前斜坡、河流兩側，成因類型主要有沖積、洪積、崩坡積等。

2.3 水文地質

庫區地下水主要分二類：一類為基巖裂隙水，主要受大氣降水補給，沿裂隙網絡向河谷排泄，兩岸基巖透水性差，基巖裂隙水貧乏，庫區范圍內有泉水分布，主要分布于上壩址左岸（50 m～100 m），分布高程1 597 m，涌水量約3 L/s[1]，基巖裂隙水對混凝土具中～強腐蝕性；另一類為孔隙潛水，主要分布于河床、大型沖溝底松散地層內，水量豐富，其中河床沖積砂卵礫石層為強透水性，孔隙潛水主要受YRQH水補給，水位隨河水位變化。

庫區兩岸沖溝平時干涸，暴雨時有洪流通過，并易發水性泥石流。

2.4 地質構造

庫壩區位于塔里木地臺西南構造帶莎車凸起構造單元，構造線多呈NNW向延伸。

2.4.1斷 裂

水庫區除ATS斷裂（F28）在庫區右岸穿過外，其余均為NW向小規模次級斷層F1、F2和F3。

①F1斷層：分布于庫區右岸ATS斷裂以西，延伸長1.7 km，向南至于ATS斷裂，斷層產狀327°SW∠75°，破碎帶寬（5～10）m，主要由構造透鏡體夾碎裂巖組成，壓扭性。

②F2斷層：分布于庫區右岸ATS斷裂以西，延伸長5.0 km，向南至于ATS斷裂，斷層產狀315°SW∠55°～70°，破碎帶寬（3～10）m，主要由構造透鏡體夾碎裂巖組成，壓扭性。

③F3斷層：分布于上壩址左岸下游，產狀355°NE∠80°，破碎帶寬約1 m，主要由擠壓片理碎裂巖和厚約1 cm方解石脈組成。

2.4.2褶 皺

①ATS傾伏背斜。

出露于上壩址右岸上游約1 250 m處，北段軸向 320°～330°， 中段軸向轉為 340°～355°， 兩翼寬（400～500）m，由下古近系（E）地層組成，西翼地層產狀 330°～345°SW∠50°～60°； 東翼產狀 5°～10°SE∠55°～60°，區內延伸長 10 km 左右。

②干加特背斜。

出露于上壩址右岸上游約350 m處，軸向345°，翼寬約 700 m，由下古近系（E）地層組成，西翼地層產狀 275°SW∠45°～55°； 東翼產狀 0°～5°SE∠67°～82°，區內延伸長 3 km 左右。

2.4.3向 斜

分布于ATS傾伏背斜和干加特背斜之間，軸向346°，翼寬約 130 m，由下古近系（E）地層組成，西翼地層產狀 5°～10°SE∠55°～60°； 東翼產狀 275°SW∠45°～55°，區內延伸長 1.5 km 左右。

3 水庫區物理地質現象

庫區無滑坡分布，物理地質現象主要為卸荷、崩塌和泥石流。

3.1 卸荷、崩塌

主要分布于兩岸河谷及大沖溝基巖陡坡段，邊坡表部巖體局部產生卸荷、崩塌，堆積于坡腳處，根據地質調查[2]，庫區局部有小型不穩定巖體主要分布于右岸ATS傾伏背斜及干加特背斜與河谷交匯部位，巖體較破碎，加之卸荷作用而形成，規模不大，分布高程均位于庫水位以上，對工程無大的影響。

3.2 泥石流

庫區兩岸分布的8#～10#3條較大沖溝，沖溝兩岸多基巖裸露，地質調查表明，沖溝內無大的滑坡及崩塌分布，無發生大規模泥石流的可能，但暴雨時易發小規模水性泥石流，其中干加特溝（8#沖溝）和10#溝規模大，溝底堆積大厚度覆蓋層，泥石流易發程度相對較高，應重視。見表1。

表1 庫區沖溝分布位置及主要特征統計表

4 水庫區工程地質問題評價

4.1 水庫滲漏

庫區兩岸山體雄厚，兩岸無低于正常蓄水位的鄰谷分布，組成庫盤的巖體以透水性差的古近系泥巖、砂巖和礫巖組成，庫區無區域性斷裂通過，水庫無永久滲漏問題。

4.2 庫岸穩定

庫區兩岸大部分岸坡坡度較平緩，巖層與庫岸斜交，無大的庫岸穩定問題。水庫蓄水后，局部陡坡段可能有小規模崩塌，干加特溝兩側庫岸第四系松散堆積物厚度一般大于5 m，堆積物為沖洪積砂卵石、塊石，砂壤土等[3]，庫區自然邊坡穩定無大的不利影響，無大的庫岸穩定問題。邊坡總體穩定性較好，地表調查均未見明顯變形現象，邊坡不存在整體穩定問題。

庫區巖質邊坡變形破壞的主要類型是卸荷、崩塌。

崩塌指在懸崖或陡坡地段巖體內部連結力小于重力時，大塊巖(土)迅速向下崩塌，有時沿山坡猛烈翻滾、跳躍、撞擊、破碎，最后墮落于坡腳的一種失穩方式。

在陡坡或沖溝與河谷交匯部位，巖體較破碎，淺表卸荷松弛較明顯，坡腳分布有崩塌堆積物形成的倒石堆，可推知崩塌災害發生。其成因主要是坡面巖體裂隙與臨空面及相互組合形成危巖塊體，在降雨、振動、風化和重力作用下失穩形成崩塌。

調查結果表明，該庫段崩塌體方量一般小于100 m3，主要分布于壩址1 km范圍內，對工程影響不大。規模相對較大的崩塌主要有BT1、BT2。

主要分布于上壩址上游（0.30～1.3）km處右岸ATS傾伏背斜及干加特背斜與河谷交匯部位，巖體較破碎，加之卸荷作用而形成，分布高程主要位于正常蓄水位以上，估算總方量為BT1=1.0萬m3；BT2=0.5萬m3。崩塌方向指向河谷對岸，可能產生小規模涌浪，對水工建筑物的影響有限，須引起足夠重視。近壩址長800 m的庫岸，對水工建筑物威脅較大，建議采取防護、清除不穩定巖體或削坡處理，并加強施工及運行期的監測。

地質調查表明，該庫段庫岸再造坍塌估算累積總方量約23.6萬m3。庫岸再造分布位置及特征見表2。

表2 庫岸再造特征及估算方量匯總表

4.3 水庫浸沒及淤積

水庫區右岸坡基巖裸露，正常蓄水位線大部分落在基巖陡坡中下部，無農田、可耕地和草場分布。

水庫區左岸發育Ⅰ、Ⅱ級堆積階地，階地表部覆蓋厚層低液限粉土層，分布有莎車縣庫什拉甫鄉四大隊考科魯克村的民居及耕地，水庫蓄水后將淹沒該村莊，正常蓄水位線1 611 m以上無浸沒問題。

庫區兩岸沖溝較發育，其中規模較大的干加特溝分布于下壩址軸線上游左岸及上壩址軸線上游右岸的10#溝，沿溝谷山坡巖體風化強烈[4]，在暴雨季節，溝內風化巖塊與泥砂混合而成固體徑流順溝而下，形成小規模水性泥石流，由于水庫庫容不大，水庫淤積問題須引起重視。

4.4 水庫誘發地震

水庫區無可溶巖分布，不存在誘發巖溶型地震的可能性。根據水庫區域、庫盆地質構造及地震條件對水庫誘發地震分析預測如下：

（1）水庫庫盆位于ATS斷裂下盤，ATS斷裂晚更新世以來無活動跡象，斷裂與庫水無水力聯系，產生水庫誘發地震的構造條件不存在。

（2）組成庫盤的地層巖性主要為白堊系和古近系砂巖、泥巖、礫巖等軟巖為主，結構面不發育，巖體透水性弱或不透水，巖體不利于應力積累，儲能條件差，不會產生水庫誘發地震。

（3）工程區附近無地震中分布，屬地震活動水平相對較弱的地區，其地震烈度屬外圍地震影響區，誘震環境和誘震條件較差。

（4）水庫規模不大，最大壩高僅37.8 m，庫水荷載不大。

綜合分析認為，水庫蓄水后，產生水庫誘發地震的可能性不大。

5 結 語

通過地質勘察以及對該庫區地質條件分析，已經初步查明工程部位的工程地質問題。對此，要對該庫區可能存在的安全隱患等進行總結分析，并制定防治方案，保證庫區的穩定性和安全性，為周邊居民生產生活造福。

[1]岳開飛.巖桑壩水庫庫區工程地質條件分析[J].黑龍江水利，2016，（09）：61-63.

[2]冉文波.木拱河水庫庫區工程地質條件分析[J].黑龍江水利，2015，（12）：54-58.

[3]張彪.江城縣某水電站庫區工程地質條件分析[J].企業技術開發，2013，（Z1）：70-71.

[4]關志偉.阿爾塔什水利樞紐工程水庫區工程地質問題分析評價[J].科技資訊，2013，（07）：35.