ZG水库区工程地质条件研究分析

关志伟

（新疆水利水电勘测设计研究院 乌鲁木齐市 830091）

1 工程概况

ZG水电站位于喀什地区莎车县境内，拦河枢纽右岸与莎车县之间有县级公路相通，交通较为方便；左岸有简易道路通往上坝址，引水线路沿线地形起伏，车辆无法通行，交通条件较差。是YRQH干流ATS水利枢纽工程以下河段水电规划梯级开发中的第一级水电站，为引水式电站，正常蓄水位1 611 m，前池水位1 608.0 m，尾水位1 550.9 m，ATS水利枢纽发电厂房尾水衔接，电站利用落差60 m，主要建筑物包括拦河枢纽（混凝土坝、泄水建筑物、鱼道）、发电引水系统和发电厂房。

2 水库区工程地质条件

2.1 地形地貌

ZG水电站库区内YRQH呈“S”型曲折，河流总体走向107°左右，水库回水长度约5.0 km左右，河道平均纵坡约5‰，河谷呈“U”型宽谷，谷底宽度（0.6～1.5）km， 正常高水位 1 611.0 m 时谷宽（0.7～1.6）km，谷底漫滩、心滩发育。

库区两岸地形不对称，右岸基岩裸露，山顶高程（2 100～2 250）m，相对高度约 600 m，岸坡自然坡度60°～70°，局部近直立；左岸山顶高程 1 750 m，相对高度约150 m，岸坡自然坡度25°～45°。两岸零星发育Ⅰ～Ⅲ级阶地，其中，Ⅰ、Ⅱ级阶地阶面地形平缓，分布大量民居和农田。

库区右岸发育有10#冲沟，走向NE，切割深（100～450）m，延伸长大于 2 km，沟底堆积厚层冲洪积物，两侧沟壁基岩多裸露，沟口残留洪积扇。

2.2 地层岩性

库区出露地层主要有新生代白垩系 （K）、古近系（R）及第四系（Q）：白垩系主要分布于库尾YRQH两岸，可划分为白垩系下统克孜勒苏群及白垩系上统英吉沙群，水库区仅出露白垩系上统英吉沙群；古近系为库区出露的主要地层，按沉积相古近系可分为上、下两部；第四系主要分布于山前斜坡、河流两侧，成因类型主要有冲积、洪积、崩坡积等。

2.3 水文地质

库区地下水主要分二类：一类为基岩裂隙水，主要受大气降水补给，沿裂隙网络向河谷排泄，两岸基岩透水性差，基岩裂隙水贫乏，库区范围内有泉水分布，主要分布于上坝址左岸（50 m～100 m），分布高程1 597 m，涌水量约3 L/s[1]，基岩裂隙水对混凝土具中～强腐蚀性；另一类为孔隙潜水，主要分布于河床、大型冲沟底松散地层内，水量丰富，其中河床冲积砂卵砾石层为强透水性，孔隙潜水主要受YRQH水补给，水位随河水位变化。

库区两岸冲沟平时干涸，暴雨时有洪流通过，并易发水性泥石流。

2.4 地质构造

库坝区位于塔里木地台西南构造带莎车凸起构造单元，构造线多呈NNW向延伸。

2.4.1断 裂

水库区除ATS断裂（F28）在库区右岸穿过外，其余均为NW向小规模次级断层F1、F2和F3。

①F1断层：分布于库区右岸ATS断裂以西，延伸长1.7 km，向南至于ATS断裂，断层产状327°SW∠75°，破碎带宽（5～10）m，主要由构造透镜体夹碎裂岩组成，压扭性。

②F2断层：分布于库区右岸ATS断裂以西，延伸长5.0 km，向南至于ATS断裂，断层产状315°SW∠55°～70°，破碎带宽（3～10）m，主要由构造透镜体夹碎裂岩组成，压扭性。

③F3断层：分布于上坝址左岸下游，产状355°NE∠80°，破碎带宽约1 m，主要由挤压片理碎裂岩和厚约1 cm方解石脉组成。

2.4.2褶 皱

①ATS倾伏背斜。

出露于上坝址右岸上游约1 250 m处，北段轴向 320°～330°， 中段轴向转为 340°～355°， 两翼宽（400～500）m，由下古近系（E）地层组成，西翼地层产状 330°～345°SW∠50°～60°； 东翼产状 5°～10°SE∠55°～60°，区内延伸长 10 km 左右。

②干加特背斜。

出露于上坝址右岸上游约350 m处，轴向345°，翼宽约 700 m，由下古近系（E）地层组成，西翼地层产状 275°SW∠45°～55°； 东翼产状 0°～5°SE∠67°～82°，区内延伸长 3 km 左右。

2.4.3向 斜

分布于ATS倾伏背斜和干加特背斜之间，轴向346°，翼宽约 130 m，由下古近系（E）地层组成，西翼地层产状 5°～10°SE∠55°～60°； 东翼产状 275°SW∠45°～55°，区内延伸长 1.5 km 左右。

3 水库区物理地质现象

库区无滑坡分布，物理地质现象主要为卸荷、崩塌和泥石流。

3.1 卸荷、崩塌

主要分布于两岸河谷及大冲沟基岩陡坡段，边坡表部岩体局部产生卸荷、崩塌，堆积于坡脚处，根据地质调查[2]，库区局部有小型不稳定岩体主要分布于右岸ATS倾伏背斜及干加特背斜与河谷交汇部位，岩体较破碎，加之卸荷作用而形成，规模不大，分布高程均位于库水位以上，对工程无大的影响。

3.2 泥石流

库区两岸分布的8#～10#3条较大冲沟，冲沟两岸多基岩裸露，地质调查表明，冲沟内无大的滑坡及崩塌分布，无发生大规模泥石流的可能，但暴雨时易发小规模水性泥石流，其中干加特沟（8#冲沟）和10#沟规模大，沟底堆积大厚度覆盖层，泥石流易发程度相对较高，应重视。见表1。

表1 库区冲沟分布位置及主要特征统计表

4 水库区工程地质问题评价

4.1 水库渗漏

库区两岸山体雄厚，两岸无低于正常蓄水位的邻谷分布，组成库盘的岩体以透水性差的古近系泥岩、砂岩和砾岩组成，库区无区域性断裂通过，水库无永久渗漏问题。

4.2 库岸稳定

库区两岸大部分岸坡坡度较平缓，岩层与库岸斜交，无大的库岸稳定问题。水库蓄水后，局部陡坡段可能有小规模崩塌，干加特沟两侧库岸第四系松散堆积物厚度一般大于5 m，堆积物为冲洪积砂卵石、块石，砂壤土等[3]，库区自然边坡稳定无大的不利影响，无大的库岸稳定问题。边坡总体稳定性较好，地表调查均未见明显变形现象，边坡不存在整体稳定问题。

库区岩质边坡变形破坏的主要类型是卸荷、崩塌。

崩塌指在悬崖或陡坡地段岩体内部连结力小于重力时，大块岩(土)迅速向下崩塌，有时沿山坡猛烈翻滚、跳跃、撞击、破碎，最后堕落于坡脚的一种失稳方式。

在陡坡或冲沟与河谷交汇部位，岩体较破碎，浅表卸荷松弛较明显，坡脚分布有崩塌堆积物形成的倒石堆，可推知崩塌灾害发生。其成因主要是坡面岩体裂隙与临空面及相互组合形成危岩块体，在降雨、振动、风化和重力作用下失稳形成崩塌。

调查结果表明，该库段崩塌体方量一般小于100 m3，主要分布于坝址1 km范围内，对工程影响不大。规模相对较大的崩塌主要有BT1、BT2。

主要分布于上坝址上游（0.30～1.3）km处右岸ATS倾伏背斜及干加特背斜与河谷交汇部位，岩体较破碎，加之卸荷作用而形成，分布高程主要位于正常蓄水位以上，估算总方量为BT1=1.0万m3；BT2=0.5万m3。崩塌方向指向河谷对岸，可能产生小规模涌浪，对水工建筑物的影响有限，须引起足够重视。近坝址长800 m的库岸，对水工建筑物威胁较大，建议采取防护、清除不稳定岩体或削坡处理，并加强施工及运行期的监测。

地质调查表明，该库段库岸再造坍塌估算累积总方量约23.6万m3。库岸再造分布位置及特征见表2。

表2 库岸再造特征及估算方量汇总表

4.3 水库浸没及淤积

水库区右岸坡基岩裸露，正常蓄水位线大部分落在基岩陡坡中下部，无农田、可耕地和草场分布。

水库区左岸发育Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地，阶地表部覆盖厚层低液限粉土层，分布有莎车县库什拉甫乡四大队考科鲁克村的民居及耕地，水库蓄水后将淹没该村庄，正常蓄水位线1 611 m以上无浸没问题。

库区两岸冲沟较发育，其中规模较大的干加特沟分布于下坝址轴线上游左岸及上坝址轴线上游右岸的10#沟，沿沟谷山坡岩体风化强烈[4]，在暴雨季节，沟内风化岩块与泥砂混合而成固体径流顺沟而下，形成小规模水性泥石流，由于水库库容不大，水库淤积问题须引起重视。

4.4 水库诱发地震

水库区无可溶岩分布，不存在诱发岩溶型地震的可能性。根据水库区域、库盆地质构造及地震条件对水库诱发地震分析预测如下：

（1）水库库盆位于ATS断裂下盘，ATS断裂晚更新世以来无活动迹象，断裂与库水无水力联系，产生水库诱发地震的构造条件不存在。

（2）组成库盘的地层岩性主要为白垩系和古近系砂岩、泥岩、砾岩等软岩为主，结构面不发育，岩体透水性弱或不透水，岩体不利于应力积累，储能条件差，不会产生水库诱发地震。

（3）工程区附近无地震中分布，属地震活动水平相对较弱的地区，其地震烈度属外围地震影响区，诱震环境和诱震条件较差。

（4）水库规模不大，最大坝高仅37.8 m，库水荷载不大。

综合分析认为，水库蓄水后，产生水库诱发地震的可能性不大。

5 结 语

通过地质勘察以及对该库区地质条件分析，已经初步查明工程部位的工程地质问题。对此，要对该库区可能存在的安全隐患等进行总结分析，并制定防治方案，保证库区的稳定性和安全性，为周边居民生产生活造福。

[1]岳开飞.岩桑坝水库库区工程地质条件分析[J].黑龙江水利，2016，（09）：61-63.

[2]冉文波.木拱河水库库区工程地质条件分析[J].黑龙江水利，2015，（12）：54-58.

[3]张彪.江城县某水电站库区工程地质条件分析[J].企业技术开发，2013，（Z1）：70-71.

[4]关志伟.阿尔塔什水利枢纽工程水库区工程地质问题分析评价[J].科技资讯，2013，（07）：35.