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邊坡出現礫石定向排列現象；出口右壁0+455m、左壁0+472m發育F360斷層。因此結合大西溝水庫工程的實際情況，對開挖過程中F360斷層的出現的各種現象各種分析和工程地質評價，同時針對導流洞出口的穩定性因素，提出正確的工程措施，為水工設計與施工提供可靠依據，確保水庫蓄水后的工程質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齊爾古斯套群（C1Qr）灰黑色凝灰巖，團塊狀碎裂鑲嵌結構，產狀305°～310°SW∠40°。

導流洞出口右側邊坡開挖后揭露邊坡高程1935～1941m為中更新統沖積（Q2al）砂卵礫石，厚約6m，局部分布泥質弱膠結砂卵礫石層；緊靠基巖面為中更新統坡洪積（Q2dlp）碎石土，泥質弱膠結，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以上為上更新統沖積（Q3al）砂卵礫石，厚約15m。見圖1。

出口右側邊坡0+453m高程1936～1940m沿右側基巖面有砂礫石定向排列變形（e、f點），延伸長度5.4m、寬20cm，產狀295°SW∠70°～80°；其左側分布5cm厚膠結砂礫石層且在定向排列變形帶附近向上變形，其右側緊貼基巖面起伏不平，面粗糙，基巖在e、f點處出現斷坎。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。從現場開挖情況看在b點和d點以下的弱膠結碎石土中未見結構面延伸，a點和c點以上沉積的砂礫石中根據開挖的探槽揭露砂礫石未見變形跡象。邊坡出現礫石定向排列現象，疑似為活動斷裂。

導流洞出口邊坡右壁0+455m、左壁0+472m處發育F360斷層，斷層產狀為305°～310°SW∠70°～75°，斷面上有明顯擦痕，斷帶內構造巖為糜棱巖、斷層泥、碎裂巖，構造巖寬度為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，節理發育，面多平直，局部面粗糙，閉合、裂隙內多夾有泥質及少量鈣質、方解石，間距5～30cm,節理裂隙延伸較短，有塌方掉塊現象。

3 工程區構造調查分析

根據區域地震活動的地震機制解譯，區域現代構造應力場主壓應力方位為北東向，區域主要斷層為北西西向。工程區雖然區域新構造運動比較強烈和復雜，但工程區避開了區域斷裂的交匯點和區域性的大斷裂，庫壩區內沒有發震構造和震中分布，處在一個相對穩定的地塊上，穩定條件較好。據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。

壩址區右岸分布Ⅲ級階地，基座高程1951m，前緣高程1978m，順河連續分布，階面平整，階地上分布上更新統沖積砂卵礫石，其順河分布的范圍基本可將壩體范圍內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的連續斷面，通過觀察Ⅲ級階地分布的上更新統沖積砂卵礫石未見變形；導流兼泄洪洞與放水灌溉洞的聯合進水口左側Ⅲ級階地分布的上更新統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查，未發現地表異常；對工程區的航衛片影像資料進行解譯后，也未發現異常現象，說明導流洞出口出現的礫石定向排列現象雖然受區域構造環境的影響，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，節理裂隙發育，且主要以陡傾角裂隙為主、延伸較短，右側邊坡開挖中沿不利結構面有塌方掉塊現象，并對不利結構面采取加強錨固的措施。

右側邊坡在開挖中基巖面粗糙起伏較大，基巖面下降，及時調整開挖邊坡，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 結束語

斷裂構造的研究受諸多因素的影響，對斷裂構造的調查研究需要進行大量的工作。對工程中出現的問題進行分析，有利于工程實踐經驗的總結。通過對大西溝水庫導流洞出口右側邊坡構造的調查分析，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的各種問題均引起高度重視，并有針對施工中出現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，宋平.烏江彭水水電站壩址區斷裂構造特征及對工程的影響[J].資源環境與工程，2010（5）.

[3]黃向陽.福建省仙游抽水蓄能電站下水庫地質斷裂構造研究[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.