浅析大西沟水库工程泄洪兼导流洞出口F360断层

王风民

（新疆水利水电勘测设计研究院地质勘察研究所，新疆乌鲁木齐 830091）

1 概述

大西沟水库位于乌鲁木齐河上游后峡下游河段处，枢纽主要由粘土心墙坝、溢洪道、泄洪兼导流洞和放水灌溉洞等建筑物组成。泄洪兼导流洞与放水灌溉洞均布置在右岸，从外向内依次为放水灌溉洞、泄洪兼导流洞，2条隧洞的洞轴线间距25m。泄洪兼导流洞由进口引渠段、事故闸井段、圆型有压洞身段、工作闸井段、城门洞型无压洞段、出口陡坡扩散段、消力池段及退水渠组成。

泄洪兼导流洞出口左侧边坡开挖过程中，桩号0+453m高程1936～1940m、桩号0+455m高程1945.3～1948m边坡出现砾石定向排列现象；出口右壁0+455m、左壁0+472m发育F360断层。因此结合大西沟水库工程的实际情况，对开挖过程中F360断层的出现的各种现象各种分析和工程地质评价，同时针对导流洞出口的稳定性因素，提出正确的工程措施，为水工设计与施工提供可靠依据，确保水库蓄水后的工程质量与安全运行是非常必要的。

2 导流洞出口边坡开挖

导流洞岩性为下石炭统齐尔古斯套群（C1Qr）灰黑色凝灰岩，团块状碎裂镶嵌结构，产状305°～310°SW∠40°。

导流洞出口右侧边坡开挖后揭露边坡高程1935～1941m为中更新统冲积（Q2al）砂卵砾石，厚约6m，局部分布泥质弱胶结砂卵砾石层；紧靠基岩面为中更新统坡洪积（Q2dlp）碎石土，泥质弱胶结，具斜层理，视倾角约30°，水平宽度7～26m；这两层在桩号0+440m～0+465m、高程1941m附近呈交错层里分布；1941m以上为上更新统冲积（Q3al）砂卵砾石，厚约15m。见图1。

出口右侧边坡0+453m高程1936～1940m沿右侧基岩面有砂砾石定向排列变形（e、f点），延伸长度5.4m、宽20cm，产状295°SW∠70°～80°；其左侧分布5cm厚胶结砂砾石层且在定向排列变形带附近向上变形，其右侧紧贴基岩面起伏不平，面粗糙，基岩在e、f点处出现断坎。0+454m高程1945.3～1948m分布有ab、cd两组砂砾石定向排列变形带。ab走向275°～280°直立、延伸长3.2m、带宽10cm，ab将含泥砂砾石（厚5cm）与砂层（厚5～8cm）错开呈交错沉积；cd走向295°，直立，延伸长2.7m、带宽20cm。从现场开挖情况看在b点和d点以下的弱胶结碎石土中未见结构面延伸，a点和c点以上沉积的砂砾石中根据开挖的探槽揭露砂砾石未见变形迹象。边坡出现砾石定向排列现象，疑似为活动断裂。

导流洞出口边坡右壁0+455m、左壁0+472m处发育F360断层，断层产状为305°～310°SW∠70°～75°，断面上有明显擦痕，断带内构造岩为糜棱岩、断层泥、碎裂岩，构造岩宽度为0.5～1.0m，影响带宽约200m左右，主要为灰黑色糜棱岩、断层泥、少量角砾岩、碎裂岩，断带周边岩体较破碎，节理发育，面多平直，局部面粗糙，闭合、裂隙内多夹有泥质及少量钙质、方解石，间距5～30cm,节理裂隙延伸较短，有塌方掉块现象。

3 工程区构造调查分析

根据区域地震活动的地震机制解译，区域现代构造应力场主压应力方位为北东向，区域主要断层为北西西向。工程区虽然区域新构造运动比较强烈和复杂，但工程区避开了区域断裂的交汇点和区域性的大断裂，库坝区内没有发震构造和震中分布，处在一个相对稳定的地块上，稳定条件较好。据新疆防御自然灾害研究所《新疆乌鲁木齐河大西沟水库枢纽工程工程场地地震安全性评价报告》（2005.5），场地50年超越概率10%的基岩地震动峰值加速度为167.3gal，相应的基本烈度为Ⅶ度。

坝址区右岸分布Ⅲ级阶地，基座高程1951m，前缘高程1978m，顺河连续分布，阶面平整，阶地上分布上更新统冲积砂卵砾石，其顺河分布的范围基本可将坝体范围内分布的北西西向断层（垂直河床方向）涵盖。在导流洞进出口之间的Ⅲ级阶地前缘坡脚处基本沿等高线开挖揭露的长200余米、高约3～5m的连续断面，通过观察Ⅲ级阶地分布的上更新统冲积砂卵砾石未见变形；导流兼泄洪洞与放水灌溉洞的联合进水口左侧Ⅲ级阶地分布的上更新统冲积砂卵砾石也未见变形；对导流洞出口沿断层走向进行调查，未发现地表异常；对工程区的航卫片影像资料进行解译后，也未发现异常现象，说明导流洞出口出现的砾石定向排列现象虽然受区域构造环境的影响，但不具备活动断裂的条件。

4 施工中采取的措施

由于受F360断层影响，导流洞出口岩体较破碎，完整性差，遇水软化。导流洞出口扩散段、消力池底板厚度调整到1.5m,以增强基础的抗冲刷能力和承载力；0+466.832m～0+481.18m段基岩破碎、遇水软化，该段采用换填1m厚的砂砾石的措施，并对回填砂砾石进行夯实处理，提高基础的承载能力；0+485.738～0+535.738m段出口消力池明挖段，节理裂隙发育，且主要以陡倾角裂隙为主、延伸较短，右侧边坡开挖中沿不利结构面有塌方掉块现象，并对不利结构面采取加强锚固的措施。

右侧边坡在开挖中基岩面粗糙起伏较大，基岩面下降，及时调整开挖边坡，砂砾石边坡由原1∶1.75变更为1∶1.5，基岩边坡保持不变，避免了2次开挖。

5 结束语

断裂构造的研究受诸多因素的影响，对断裂构造的调查研究需要进行大量的工作。对工程中出现的问题进行分析，有利于工程实践经验的总结。通过对大西沟水库导流洞出口右侧边坡构造的调查分析，判定F360断层不具有活动性。导流洞出口受F360断层影响，岩体较破碎、完整性差，施工阶段对导流洞出口扩散段、消力池段及右岸边坡出现的各种问题均引起高度重视，并有针对施工中出现的问题采取了相应的处理措施，水库自2013年10月蓄水后，运行正常。

[1]王风民.新疆乌鲁木齐河大西沟水库工程竣工报告[R].新疆水利水电勘测设计研究院.

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[3]黄向阳.福建省仙游抽水蓄能电站下水库地质断裂构造研究[J].浙江水利科技，2004（4）.

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