巴基斯坦卡洛特水电站工程地质勘察研究综述

尹春明 陈文理 侯钦礼 杨安勇

摘要：卡洛特水电站位于巴基斯坦吉拉姆河上，工程前期勘察设计工作为国外公司完成。在工程实施阶段，根据项目业主的总体安排，工程勘察设计分为以详细设计为目标的Level 1阶段及施工图设计的Level 2阶段。通过Level 1阶段大量详细的勘察研究，根据坝址地质条件对该工程招标方案的工程布局进行了较大变更并获得认可，对工程顺利推进起到了决定性作用。通过简要回顾前期及Level 1阶段坝址工程地质勘察研究，扼要介绍了该电站主要地质问题的研究思路、方法和工作内容，并总结了这一特殊地质环境条件下的大型水电站工程的地质勘察与研究的基本经验，以期为类似工程勘察借鉴。

关键词：工程地质勘察;主要地质问题;研究思路;综述;卡洛特水电站;巴基斯坦

中图法分类号：TV221 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.003

1 工程概况

卡洛特（Karot）水电站地处巴基斯坦东北部，是吉拉姆（Jhelum）河规划的5个梯级电站的第四级，其上一级电站为阿扎德帕坦（Azad Pattan），下一级电站为已建成的曼格拉（Mangla）。卡洛特水电站坝址位于巴基斯坦旁遮普省境内卡洛特桥上游1.75 km，下距曼格拉大坝74 km，西距首都伊斯兰堡直线距离约55 km。从伊斯兰堡-卡胡塔-科特里路可通往场址，交通较为便利。

卡洛特水电站坝址控制流域面积26 700 km2，多年平均流量819 m3/s，多年平均年径流量258.3亿m3。工程为单一发电任务的水电枢纽。水库正常蓄水位461m，正常蓄水位以下库容1.52亿m3，电站装机容量720 MW，保证出力116.1 MW，多年平均年发电量32.1亿kW·h，年利用小时数4 452 h。

2 勘察设计工作过程

2.1 国外公司的前期工作

1975～2009年，先后由加拿大、德国、澳大利亚等国的公司对该项目进行过不同阶段的研究。2007年受巴基斯坦ATL公司委托，由澳大利亚雪山公司（SMEC）、巴基斯坦Mirza联合工程服务公司（MAES）及工程总咨询公司（EGC）组成咨询联合体（以下简称“咨询联合体”）。2009年9月，编制完成《720MW卡洛特水电站可行性研究报告》，并通过了巴基斯坦相关部门的审批。

2.2 EPC期间的工作

EPC实施期间，根据合同要求，在Level 1阶段先后完成了工程场地地震安全性评价、引水发电系统、坝型、坝线及枢纽布置、水文泥沙、施工总布置规划、机电及金属结构、防震抗震研究设计、建设征地与移民安置规划、投资概算等多项专题研究工作，相关研究成果均通过了三峡集团巴基斯坦水电工程技术专家组的评审。据此，对工程原方案厂房型式及大坝坝型、工程布置格局均进行了较大调整并获得专家组认可，认为方案合适、技术可行。在此基础上编制完成的《巴基斯坦卡洛特水电站可行性研究报告》，经技术专家组评审认为，可满足勘测设计工作的范围和深度的要求。

2016年6月，卡洛特水电站前期工程启动，2018年9月实现大江截流，目前工程进展顺利，按进度计划2021年4月首台机组商业投运，2021年11月工程完建。

3 工程地质概况及主要地质问题

3.1 地质概况

卡洛特水电站区域北部处于喜马拉雅山南麓中高山区，海拨2 000～3 500 m;东侧为克什米尔盆地;西侧为白沙瓦盆地;南部为旁遮普（Punjab）平原区，高程约200 m。区域位于印度板块与欧亚板块发生碰撞作用形成的喜马拉雅造山带西构造结南侧，区域内构造活动及地震活动强烈，主要断裂分别为主地壳断裂（MMT）、主中央逆冲断裂带（MCT）、主边界逆冲断裂带（MBT）和主前缘断裂带（MFT）及穆扎法拉巴德断裂（MZF），其中MBT、MFT及MZF均为第四纪活动断裂，MBT和MFT为强震构造，区域构造稳定性差。坝址区无区域性断层通过，在新构造运动时期以整体间歇性抬升为主，内部差异性活动较弱，为构造稳定性相对较好的区块，地震活动性水平相对较低。坝址区50 a超越概率10%的基岩地震动峰值加速度为0.26 g，100 a超越概率2%及1%的基岩地震动峰值加速度分别为0.52 g、0.61 g。坝址地震基本烈度按Ⅷ度考虑。

水库长约26 km，库段内河谷深切，多呈“V”型谷，两岸谷坡基本对称。水库地形及地质构造封闭条件良好，不存在库水向邻谷渗漏问题。水库岸坡主要为基岩岸坡，岸坡稳定条件较好，水库蓄水后库岸再造轻微。库区右岸发现变形体1处，距坝址16.1 km，对水库正常运行影响小;右岸近岸TR2段（1.52～3.23 km）为基岩顺向岸坡，该阶段勘察时未发现明显滑动迹象。水库不具备诱发高震级地震的条件，震级不大于Ms3.0级，对坝址最大影响烈度为Ⅴ度。

卡洛特水电站坝址位于吉拉姆河中上游河段，坝址区属中低山地貌，两岸临江岸坡山顶地面高程一般510～870 m。吉拉姆河呈“几”字穿越坝址区，在右岸形成宽约700 m的河湾地块。吉拉姆河枯水期水面宽30～60 m，水面高程388～391 m，相应水深一般为6～8 m。坝址区地形封闭，左岸山体浑厚;右岸河湾地块高程461 m处宽380～700 m，不存在地形垭口。

区内出露基岩地层主要为新近系中新统纳格利（Nagri）组（N1na）以及多克帕坦（Dhok Pathan）组（N1dh）地层，岩性主要为中砂岩、細砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩等。不同岩性所占大致比例分别为：泥岩、粉砂质泥岩23.7%，泥质粉砂岩、粉砂岩32.2%，中粗砂岩38.0%，细砂岩6.1%，总体呈不等厚互层状。岩石胶结成岩较差，较软弱，属较软岩-软岩。

坝址区在构造上处于左岸卡拉托特（Karatot）向斜SW翼与右岸纳湾（Narwan）背斜NE翼之间的宽缓单斜岩层部位，岩层产状平缓且较稳定，岩层倾角7°～10°。坝址区断层、层间剪切带不发育，主要构造形迹为裂隙，左岸主要发育两组裂隙，其中规模较大的一组与河流方向大致平行，走向NE，倾向NW，陡倾角为主。另一组走向与第1组基本垂直，长度受第1组控制，多短小。右岸河湾地块地表发育两组裂隙，第一组与陡崖近于平行，走向NE～NEE，河湾上游倾NW、下游倾SE（倾河流一侧），主要为陡倾角，近岸坡部位卸荷影响张开;第二组裂隙与第一组裂隙近于正交，倾角一般70°～85°，延伸一般受第一组裂隙限制，较短小。

区内地下水主要为基岩孔隙裂隙水和第四系松散层孔隙潜水。基巖孔隙裂隙水主要赋存于砂岩中，一般为中等-贫含水，由于泥岩、泥质粉砂岩等相对不透水岩层分布，形成多层状水文地质结构，并通过裂隙通道运移。岩体总体透水性较弱，中砂岩、细砂岩相对于其他岩类透水性稍大。

区内岩体风化具有垂直分带的特点，全风化带厚度一般较薄且分布有限;强风化带厚度一般为0～10.7 m，弱风带厚度为0～28.3 m，总体上岩体风化带厚度不大。坝址区陡立岸坡强卸荷带水平深度一般为8～16 m，弱卸荷带水平深度一般为6～25 m。在垂向上，随着高程的降低，岩体的卸荷作用逐渐减弱，强、弱卸荷带宽度也相应减小。

3.2 主要工程地质问题

（1）软岩及其工程特性。坝址分布主要为新近系陆源碎屑沉积，由于地质时代较新，岩石总体成岩胶结程度较差，岩石以较软岩-软岩为主，少量极软岩。因此，软岩及其工程特性是坝址主要的工程地质问题。

（2）可溶盐岩及膨胀岩。坝址出露地层主要为干旱-半干旱气候海陆过渡相陆源碎屑沉积，其中的红色地层可能存在岩盐、石膏等可溶盐岩，是坝址需要查明的地质问题。

（3）软弱夹层及层间剪切带。坝址地层为具磨拉石建造的过渡相陆源碎屑沉积，岩性、岩相变化大，呈交互层状产出，砂岩层间的粘土岩夹层在褶皱构造及地下水的作用下可能形成软弱夹层或层间剪切带，对工程设计产生重要影响。

（4）河湾地块岩体渗透性。坝址河湾地块岩体渗透特性是河湾地块防渗的关键，了解河湾地块岩体渗透特性是选择防渗方案和评价地块防渗可靠性时需要重点解决的地质问题。

（5）天然建筑材料。坝址区岩石软弱，河道无天然砂砾卵石沉积，可利用天然建筑材料缺乏，支流河床狭窄，砂砾石分布有限，因此，天然建筑材料需要进行重点勘察研究。

4 主要地质问题的勘察研究

在充分分析掌握项目外部环境条件、基本地质条件、工程特殊性等基础上，遵循准确把握重、难点，制定完备可操作的关键技术方案，采用地面地质、遥感地质、钻探、硐、井探、工程物探、专门性工程地质水文地质观测、测试与试验、岩（土）体物理力学性质试验研究等技术手段和方法，围绕与工程建设关系密切的关键性地质问题开展了卡洛特水电站的工程地质勘察研究。

4.1 研究的重难点

根据原咨询联合体报告评估意见及通过现场查勘得出的基本结论，提出了Level 1阶段勘察工作重点。

（1）区域构造稳定性。该区地质构造复杂、区域构造稳定性差，距离坝址26 km的雷西（Raisi）逆冲断层在2005年发生了7.6级地震，雷西逆冲断层最有可能诱发地震。需复核区域构造稳定性和地震动参数，特别是对雷西逆冲断层的活动性及对工程场区的影响需要进行重点研究。

（2）水库工程地质。水库区岸坡主要为基岩岸坡，总体稳定性较好，局部分布有小型崩滑体。对于水库区分布有崩滑堆积体的重点库岸，需进一步研究其稳定性。在右岸近坝库段大坝轴线上游约1.0～2.5 km的库岸，为顺向结构岸坡，周缘地形呈圈椅状，外部形态特征上疑似滑坡。该部位是否存在顺层滑动需进一步地质工作论证。吉拉姆断层是否穿越库区需进一步研究，以确定水库是否存在水库诱发地震问题。

（3）坝址区工程地质。坝址出露地层为一套新近系中下更新统磨拉石建造的沉积岩，为弱胶结的砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩呈不等厚互层状，属较软岩-软岩。对于坝址基本地质条件的勘察研究，需进一步查明坝区各类岩体的分布、岩相变化、岩体风化、卸荷特征和缓倾下游的层间剪切带及软弱夹层发育分布情况;查明坝址是否存在可溶盐岩及膨胀岩;进一步查明坝址各类岩石工程特性及可利用坝基岩体力学特性;查明坝址岩土体透水性，重点查明河湾地块岩体渗透特性的研究。

在查明基本地质条件的基础上，结合坝址枢纽建筑物布置方案开展专门工程地质问题勘察与研究。在高烈度地震区，应重视大坝安全与抗滑稳定问题研究，该工程建坝岩体强度低，可能存在大坝变形稳定问题;由于互层状岩体软硬相间，层面发育，岩层产状平缓倾向下游，对混凝土重力坝坝基抗滑稳定不利，需要重点研究;两岸卸荷裂隙发育，岩层层面与侧向裂隙构成的岸坡坝段侧向稳定存在问题。地下洞室围岩主要为互层状的软岩组成，岩层产状平缓、近于平铺洞顶，层理发育和互层状岩体不利于顶拱稳定，围岩总体地质条件差。对于地下厂房方案，洞室围岩稳定及开挖支护措施成为方案选择的关键，需要重点研究。坝址主要建筑物开挖边坡主要为软岩边坡，部分为平缓顺向边坡，近岸坡岩体卸荷裂隙较发育，对软岩高边坡稳定不利，需加强勘察研究。坝址区岩体抗冲能力差，存在冲刷问题，混凝土重力坝大坝下游消能区、溢洪道下游泄槽及消能区均需加强防冲处理。坝基岩体属微透水-弱透水岩体，但右岸河湾地块地形相对单薄，岩层总体倾向下游一侧，需要加强河湾地块防渗问题的研究。

（4） 天然建筑材料。卡洛特水电站工程采用普通的混凝土材料。详查储量达到设计需要量的1.5～2.0倍。工程区及邻近地区主要分布中～软质岩石，不能用作天然建筑材料料源，同时缺乏天然砂砾卵石料料源，只有在距坝址以西10km的小支流河床中有冲积卵砾石分布，且厚度不大，集中开采困难，需要开展大量工作研究。该阶段进行天然建筑材料详查，重点研究天然砂砾料骨料储量、质量及碱活性。

4.2 技术线路及工作思路

该阶段勘察按以下技术路线开展工作：进一步搜集已有的资料并加以充分分析研究→明确本阶段需完成的主要勘察任务及勘察研究的重点与难点→了解设计意图及设计要求、熟悉枢纽布置方案→进行勘察工作总规划、部署和布置→编制详细的勘察工作大纲、作业计划→按大纲及计划实施、并根据具体情况进行适时的调整。

在原咨询联合体勘察工作和长江勘测设计研究有限责任公司评估意见的基础上，结合该阶段勘察要求[1-2]，对右岸近坝库段岸坡开展勘察研究工作，评价对坝址的影响;开展区域构造稳定性补充研究、水库区工程地质勘察和天然建筑材料详查等工作。结合坝址地质条件勘察，开展重点地质问题勘察研究;对各枢纽建筑物布置方案开展坝线比较及枢纽布置格局研究勘察工作，选定坝线及推荐枢纽布置方案，随后对推荐的枢纽布置方案开展主要建筑物工程地质条件的勘察工作。最终完成Level 1阶段勘察研究任务。

4.3 主要工程地质问题的研究

4.3.1 區域构造稳定性和地震活动性研究

卡洛特水电站区域位于印度板块与欧亚板块碰撞形成的喜马拉雅造山带西构造结南侧，区域内构造活动及地震活动强烈，分布有MMT、MCT、MBT、MFT及MZF等规模巨大的深断裂，且部分为地震活跃的断裂，区域构造稳定性差。因此，区域构造稳定及地震研究尤为重要。考虑到区域地处巴基斯坦北部中高山区，区内地质研究工作总体不深，可利用的地质基础资料有限，以及地震安评工作的必要性，同时必须达到规范规定深度，因此委托了具有资质的专业机构开展研究工作。

在区域地震构造研究中，收集区域范围内的地震地质、地震活动和现代构造应力场等资料及近年来国际上有关的研究文献，进行了卫片解译;对区域范围内的活动断层进行重点研究，分析其最新活动时代、性质和运动特征;对近场区进行第四纪地质和地貌现场野外调查，对主要活动断裂的活动性进行野外调查鉴定，特别是对雷西逆冲断层的活动性进行重点研究。编制区域、近坝区地震构造图，对区域、近坝区地震构造环境进行综合评价。在地震活动环境研究中，收集美国国家地震信息中心（NEIC）、英国国际地震中心（ISC）等历史地震资料，通过核对和震级转换等工作，编制区域地震目录、震中分布图等，分析区域、近坝区的地震活动特征，分析历史强震对本工程场地的影响。采用目前国际上最新的地震活动空间扫描结合断层离散化的地震活动性模型，选用美国NGA给出的衰减关系，进行地震危险性概率计算，给出工程场地不同概率水准的基岩水平峰值加速度及反应谱。

通过上述工作，有关卡洛特水电站库坝区的构造稳定性、地震活动性以及地震危险性分析都得出了明确可信的结论，并得到巴基斯坦相关主管部门及项目业主工程师认可。

4.3.2 水库近坝库岸稳定性研究

卡洛特水电站库岸稳定性是库区最主要的地质问题。为此，开展了全库段详细的地表地质测绘，对特殊库段岸坡稳定性进行专项调查和勘察研究。

重点对右岸近坝库岸稳定性开展勘察研究。对库段岸坡进行了详细的地质测绘，布置纵向勘探剖面，采用钻孔、竖井、高密度电法剖面测试、钻孔彩色电视录像、地下水位长期观测等手段开展勘察研究，并在岸坡前沿选取钻孔埋设钻孔测斜仪，对岸坡实施监测，评价岸坡的稳定性。对地表测绘及1号勘探线钻孔、钻孔录像资料的分析研究表明，该部位两侧冲沟断面大部分地段基岩露头良好，地层基本连续且完整，无切错现象;钻孔揭露岩体大部分较完整，钻孔录像在软硬岩交界面附近及软岩内部均未发现滑动（错动）迹象，更无滑带分布;后部沟谷及圈椅状地表均属于岩体差异风化及地表流水侵蚀造成。该结论得到咨询专家组的认可。通过一段时间岸坡前沿钻孔测斜仪的观测表明岸坡无任何变形位移的迹象。

4.3.3 坝址主要工程地质、水文地质专题研究

卡洛特水电站大坝原设计为弧形重力坝，坝址地质条件是否适应兴建100 m级混凝土重力坝，需要进一步论证。对于软岩大跨度地下洞室的开挖、支护及变形控制，在原设计地下厂房方案对地质勘察提出了特殊要求。互层状软岩地基、软弱夹层及层间剪切（错动）带等不利地质缺陷是坝址重要地质问题。岩体力学参数、边坡开挖坡比和建基岩面的选择等都会给工程量和造价带来较大影响。坝址区地质与岩石力学问题的勘察研究至关重要。鉴于以上特点，在坝址一般地质条件勘察、全面掌握基本地质条件的基础上，应对重点问题、重点地段和建筑物的重点部位，进行更深入的地质勘察研究。主要专题研究有以下几个方面。

（1）软弱夹层（含层间剪切带）发育分布特征及其对大坝抗滑稳定影响研究。坝址区出露地层为新近系中下更新统一套典型的磨拉石建造的陆源碎屑沉积岩，岩性较复杂，一般呈交互层状产出，其间的粉砂岩、黏土岩层在褶皱构造及地下水的作用下可以形成软弱夹层或层间剪切带。坝址区岩层缓倾向下游，软弱夹层的发育对大坝抗滑稳定起到至关重要的影响。因此，需要重点研究坝址特别是河床坝基应力范围内软弱夹层的发育分布及性状特征，评价其对大坝抗滑稳定的影响。在策划中将对软弱夹层的研究作为重点专题，开展勘察工作，并制定了详细的实施计划。

在软弱夹层的研究中，大量借鉴了葛洲坝[3]、亭子口、构皮滩等工程的经验及前人的大量研究成果[4-5]。现场结合坝址主要建筑物地质条件对软弱夹层进行勘察研究，开展现场地表露头地质调查，采用钻探、平硐、竖井、探槽等对各类软弱夹层分布规律进行专项勘察研究，以充分查明在坝基范围内软弱夹层的空间展布规律、连续性及工程性状，对软弱夹层在不同地层、不同水工建筑物区的分布特征、工程性状进行概括总结，为工程区软弱夹层的概化分类提供依据。由于坝址区岩石软弱，可能存在夹层取芯困难的问题，为提高对夹层的辨识，大部分钻孔均采取了双管双动绳索取芯的工艺，并对钻孔进行了高清彩色电视录像。通过对大量钻孔资料、声波及录像资料的对比分析研究，查明了坝址区夹层分布及延伸情况，对夹层进行了分类和相关试验研究，为评价其对工程建筑物的影响提供了合理参数。

（2）软岩物理力学特性及其对大坝变形稳定影响研究。坝基岩体由软硬相间的砂岩、粉砂岩及粘土岩组成，呈不等厚互层，岩体强度低，部分岩石为极软岩，岩层平缓倾向下游，工程位于高地震区，在强震作用下存在软岩地基大坝变形稳定问题。因此，需要重点研究坝基岩体中存在的软岩对大坝变形稳定的影响。

结合坝基地质条件研究，查明大坝坝基应力范围内岩体中软岩的空间分布及性状特征。在早期试验成果的基础上，系统补充了大量的室内、现场试验，着重开展了混凝土与基岩结合面抗剪强度试验，对不同类型岩体的变形特性和承载力、不同结构面的抗剪强度、不同岩体的围岩弹性抗力等开展了现场试验。针对软岩的一些特性（如膨胀、流变、软化等），补充必要的原位测试及室内试验[6]，开展软岩流变试验，确定软岩流变特性的相关参数。对不同类型的岩石进行了膨胀性测试。对软岩物理力学性质进行分类统计，确定各种参数指标，为大坝变形稳定数值计算提供依据。开展大坝变形稳定数值模拟及计算分析，并分析软岩流变特性对大坝长期变形稳定影响，评价大坝变形稳定性。根据相关研究成果提出坝基软岩地基处理措施建议。

（3）软岩大型地下洞室围岩稳定研究。对于地下厂房方案，洞室群围岩主要由互层的砂岩、粉砂岩、黏土岩组成，岩层产状平缓、近于平铺洞顶，层理发育和互层状岩体不利于顶拱稳定。地下厂房开挖形成软岩高边墙，边墙变形与稳定也将直接影响厂房顶拱围岩稳定状态。下部机窝开挖软硬相间岩体易于发生回弹变形。复杂洞室群的分布导致围岩应力分布复杂，对洞室围岩稳定不利。在地质时代较新的复杂软岩中，开挖大跨度地下厂房洞室群尚不多见，需要重点开展相关研究，以评价软岩大型地下洞室群围岩稳定性。

结合地下建筑物地质条件研究，查明大型地下洞群围岩中软岩空间分布与地下建筑物的关系。在补充大量室内试验的基础上，开展必要的现场试验及测试，如围岩弹性抗系数，岩（石）体弹性纵波速度测试等;鉴于软岩所独具的流变特性且对硐室长期稳定影响，开展软岩的流变试验，确定相关参数，以便分析软岩流变特性对洞室长期稳定影响。对物理力学性质进行分类统计，确定各种参数指标，为硐室稳定数值计算提供依据。采用水工地下洞室围岩分类标准，对围岩详细分类指标进行优化分级，制定适用于该工程的围岩分类标准。采取巴顿岩体质量（Q）分类、岩体地质力学分类（RMR分类）等进行对比研究。建立地下洞室群三维可视化模型，开展洞室稳定性数值模拟及计算分析，并分析围岩流变特性对围岩稳定的影响，评价洞室围岩稳定性，提出洞室开挖及支护措施建议及围岩变形监测方案建议。

（4）坝址河湾地块岩体渗透性研究。右岸河湾地块岩体渗透性对防渗产生重要影响。结合坝址及建筑物基本地质条件勘察，利用在河湾地块布置的大量钻孔开展了钻孔压水试验，以获得河湾地块水文地质条件及岩体渗透特性，结合地下水长期观测，了解河湾地块基岩裂隙水动态变化特征及其影响因素，评价地块防渗可靠性，为防渗方案的选择提供地质依据。

（5）软岩高边坡稳定性研究。坝址建筑物开挖边坡为软岩高边坡，部分边坡为顺向结构，边坡稳定条件较差。勘察中重点针对边坡岩体结构、岩体及结构面强度、结构面的展布及其组合、地下水分布及其动力特征等因素开展系统研究，特别是对边坡岩体中可能分布的软弱夹层或层间剪切带开展了深入勘察和分析研究，结合试验提出了相关力学参数;建立边坡三维地质模型，提出边坡可能的变形破坏模式，采用极限平衡，二维、三维有限元分析等多种方法综合研究，评价边坡稳定性，提出开挖坡比及边坡支护、排水措施的建议;进行边坡变形因素及变形趋势分析预测，提出边坡系统变形监测建议。

4.3.4 天然建筑材料勘察

卡洛特水电站所需天然建筑材料种类多、可供料选择空间有限。天然建筑材料选择对设计方案影响重大。

（1）混凝土骨料勘察及试验研究。卡洛特水电站混凝土所需粗细骨料约120万m3，合理选择混凝土骨料的料源及产地，不仅直接影响工程造价，还涉及到施工总体布置、对外交通方案选择等。

在对前期成果复核的基础上，对坝址及周边地区可利用的料源进行了大量分析研究及普查。先后勘察研究过吉拉姆河干支流河床、阶地以及山岗堆积的天然砂砾石料，以及可利用人工骨料等。通过反复比较研究，最终选用支流巴得利（Budli）沟河床天然砂砾石料作为混凝土骨料料源。

由于料源分布于狭长的支流沟谷，具有河段长、分布范围有限、厚度极不稳定等特性。在勘察手段上，采用物探方法进行普查。在加密勘探断面上，加大投入，采取挖掘机开挖探坑（井）代替钻孔的直观方法，共完成425个大型探坑（井）开挖及编录。项目部专门成立了QC小组，对勘察布置、质量、储量计算等开展工作，效果较好。此外，为确保用料需求，还进行了备用料源和勘察与研究工作。开展了大量混凝土骨料质量及性能的试验以及骨料碱活性反应试验研究，料源质量均满足规范要求。

（2）土料的勘察研究。该电站的土料主要用于土石围堰和可能的黏土心墙堆石坝的防渗。前期研究报告及专项调查表明，坝址及周沿40 km范围内，缺乏可用于防渗且可集中開采的土料。勘察期间，通过对周边开展大量的详细调查，确定没有具备开采价值且可满足建筑物防渗需要的防渗土料料源。最终对土石围堰采用下部混凝土防渗墙、上部土工膜的联合防渗方案，对大坝则采用沥青混凝土心墙方案。

（3）填筑料的勘察、试验与研究。围堰及大坝填筑料主要利用坝址建筑物开挖料。开挖料用作围堰及大坝填筑料的关键是质量和填筑特性能否满足坝（堰）体强度及稳定的要求。为此，进行了大量的试验研究工作，包括可利用料的矿物、化学成分分析，开挖料颗粒级配、含泥量、天然容重、天然含水量测定，在剪、压、震、冲、浸泡等条件下的级配稳定性试验，以及天然和水下抛填后各种力学性能、渗透性能的试验研究对比分析等。根据试验成果，弱风化及微新砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩开挖料可作为填筑料料源利用。采用断面法，并利用三维地质模型，对可利用料的储量进行了详细计算。

5 结 语

卡洛特水电站为软岩地区大（2）型水利水电工程，组织实施该工程的地质勘察研究，得到以下几点主要体会。

（1）充分分析研究前期勘察成果并进行正确评估，充分理解和把握国外工程勘察设计阶段划分及工作深度上与国内标准的差别，对涉外水电工程项目具有借鉴意义。

（2）准确把握重点、难点和关键问题，制定切实可行的技术路线与完备可操作的技术方案是成功的关键。采用多种技术手段和方法，围绕关键性地质问题开展深入的勘察研究工作。

（3）应充分应用先进技术手段。航天和航空遥感技术及地理信息系统在库岸稳定性及崩、滑体的调查研究中起到了重要作用。钻孔彩色电视录像技术日趋成熟，其成像清晰程度完全可以弥补特殊地层取芯困难的缺陷，成为一种不可或缺的技术手段。新兴无人机技术、三维地质建模技术、新的试验技术、数值分析方法等，对深化建筑物工程地质条件分析和评价起到了关键作用。

（4）正确处理好宏观和微观、研究重点和工作深度之间的关系。对大坝、厂房等主体建筑物安全及布置方案有深刻影响的地质问题，必须予以重点查明，提供满足设计要求的成果。

（5）重視施工检验、总结和提高。施工地质工作不仅是服务于工程建设的重要环节，也是检验前期认识、解决施工难题和提高处理实际问题能力的机会。施工期大量良好的开挖露头，为专题研究的开展提供了良好条件。大量的编录统计资料、监测和测试资料，以及施工信息的反馈资料，对专题研究取得突破性的认识也大有裨益。

参考文献：

[1] GB 50287-2006 水力发电工程地质勘察规范[S].

[2] 彭土标.  水力发电工程地质手册[M].  北京： 中国水利水电出版社， 2011.

[3] 文伏波，郑守仁，郑允中.  长江葛洲坝工程关键技术研究与实践[M].  武汉： 长江出版社， 2014.

[4] 任自民，范中原，蔡耀军，等.  坝基软弱层（带）工程地质研究[M].  北京： 中国水利水电出版社， 2014.

[5] 徐瑞春，周建军.  红层与大坝（第二版）[M].  武汉： 中国地质大学出版社， 2010.

[6] 路景新.  软岩/硬土强度与变形特性试验方法研究[M].  郑州： 黄河水利出版社， 2011.

（编辑：唐湘茜）

Overview of geological survey of Karot Hydropower Station in Pakistan

YIN Chunming， CHEN Wenli， HOU Qinli， YANG Anyong

（Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan  430010， China）

Abstract： Karot Hydropower Station is located on the Jhelum River in Pakistan， the pre-engineering survey and design work was completed by foreign companies. In the implementation phase of the project， the project survey and design was divided into the detailed design of the level 1 stage and the design of the level 2 stage of the construction drawing according to the overall arrangement of the project owners. According to large amount of detail survey and research in level 1 stage and dam site geological condition， the engineering layout scheme was changed in a large extent and approved， and the decisive role in promotion of the project construction was achieved. Through a brief review of the geological survey of the pre-stage and level 1 dam site projects， this paper comprehensively introduces the research ideas， methods and working contents of the main geological problems of the Karot hydropower station， and summarizes some basic experiences from the geological survey and research of large hydropower projects under this special geological environment.

Key words： engineering geological survey; major geological problems; research ideas; overview; Karot Hydropower Station; Pakistan