库尔勒市铁门关水电厂崩塌灾害发育特征及防治方案研究

罗平 张晶 冯雪梅

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐 830000）

1 研究区地质环境

研究区地处霍拉山中山区，孔雀河上游，地势总体北高南低，地貌类型可分为两类，分别为构造侵蚀中低山地貌和侵蚀河谷地貌。构造侵蚀中低山地貌：山体坡度在60～80°左右，海拔高度为1002～1205m，地形高差较大，最大高差在200m 左右，山坡坡面的微型小沟较为发育，为水流切割而成，多成“V”，未见其它的大型冲沟发育，山上植被不发育，山体与发电厂房处地面高差将近200m，山体坡度在60-80°，岩体结构面发育，结构面主要以构造裂隙为主。侵蚀河谷地貌：地形相对较平坦，局部可见一级阶地，高差0.5～1.0m，河沟谷两侧有少量植被发育。

该区的河流主要有孔雀河，发源于博斯腾湖，流经焉耆盆地西南由东向西南经铁门关峡谷，向西流进库尔勒绿洲平原（孔雀河冲洪积平原），至市老城区葵花桥折向西南，经普惠折向东流，流入尉犁县，然后沿库鲁克塔格山南麓由西向东流入罗布泊地区，全长785km，年平均径流量11.8724×108m3，由于受博斯腾湖的调节，水量较为稳定，是铁门关电厂发电用的唯一水源。

研究区地层主要为上元古界震旦系和第四系。震旦系地层岩性主要为斜长角闪岩、钾长角闪岩、混合岩组成，巨厚层状，岩体破碎，风化强烈，节理裂隙发育，产状为210-280°∠60-65°。第四系地质体有洪积物、冲积物、崩积物、坡积物、人工堆积物。研究区侵入岩属华里西中期侵入岩，岩性以钾长花岗岩和混合花岗岩为主。

研究区大地构造于一级构造为天山地槽系，二级构造为南天山冒地槽褶皱带，三级构造带为博斯腾湖凹陷。研究区内岩层裂隙节理发育，主要发育三组节理裂隙，产状分别为280°∠65°、65°∠70°、210°∠60°，裂隙类型以构造裂隙为主，次为风化裂隙。

2 地质灾害特征

（1）崩塌堆积体特征

①K0+210—K0+270 崩塌堆积体（发电厂房北侧山体）：崩塌堆积体岩性主要为混合花岗岩和钾长花岗岩（两者性状条件相似，故划分为同一段），主要分布在山体坡脚，单体体积一般为0.05-0.1m³，最大体积0.3m³，呈不规则状，崩塌堆积体距山体坡脚最大距离为12m。一次崩塌量约10-15m³，累计总体积约100m³。

②K0+270—K0+360 崩塌堆积体（开关站北侧山体）：崩塌堆积体岩性主要为斜长角闪岩，主要分布在山体坡脚，呈散状分布，单体体积一般为0.05-0.1m³，最大体积0.2m³，呈不规则状。崩塌堆积体距山体坡脚最大距离为11m，一次崩塌量约5-10m³，累计总体积约80m³。

（2）危岩体（带）特征

①K0+210—K0+270 危岩带：该带岩性主要为钾长花岗岩、混合花岗岩,危岩带坡向为225～235°，坡度为40～60°，根据裂隙发育密度情况和现场调查，单个危岩体体积一般0.4～0.6m³，危岩带主要发育3 组节理，其中1 组走向与坡向近似平行。根据物探资料，结合裂隙深度调查，危岩带0.5～1m 为强风化层，节理裂隙发育，1～5m 为中弱风化层，节理裂隙较发育，5m 以下岩体节理裂隙不发育。该段危岩带分布面积为8355m2，按强风化层厚度计算，总体积为8355m³。

②K0+270—K0+360 危岩带：该带岩性主要为斜长角闪岩，危岩带坡向为240～260°，坡度为50～70°，根据裂隙发育密度情况和现场调查，单个危岩体体积一般0.3～0.5m³，该带危岩体呈层状，下伏混合花岗岩，接触层面倾向与坡向一致，根据地质测量斜长角闪岩厚度为12～24m，斜长角闪岩岩体主要发育3 组节理，其中1 组走向与坡向近似平行，最发育的一组节理走向为55°。根据物探资料，结合裂隙深度调查，危岩带0.5～1m 为强风化层，节理裂隙发育，1～9m为中弱风化层，节理裂隙较发育，9m 以下岩体节理裂隙不发育。该段危岩带分布面积为4614m2，按强风化层厚度计算，总体积为4614m³。

（3）地质灾害影响因素

研究区内崩塌的形成因素主要受自然因素的影响，人为因素主要为修建公路切割岩体，局部形成陡边坡。影响崩塌形成的自然因素包括地形地貌条件、地层岩性条件、地质构造条件、水文气象条件和地震条件等。

（4）稳定性分析结果

综合野外判定法、赤平投影分析法、极限平衡法三种方法对崩塌隐患（危岩体）的稳定性进行分析评价。通过分析评价，该区各段均有发生不同程度崩塌的潜在条件。在K0+270-K0+360 段，由于后缘存在连续的裂缝，对其整体而言，在暴雨工况、暴雨+地震工况下处于欠稳定状态。

3 防治方案

研究区内重点防护对象为电厂的发电厂房，威胁厂房的主要为K0+210—K0+360危岩带，该带岩性主要为钾长花岗岩、混合花岗岩和斜长角闪岩，单个危岩体块度一般0.4～0.6m³，由于山体距离发电厂房较近，没有被动防护的条件，只能采取主动防护的措施，对发电厂房一带的崩塌灾害采取锚杆喷浆或锚杆钢板网两种防治措施进行。

比选方案一：锚杆钢板网

采取锚杆钢板网的防治措施，锚杆穿越强风化层，进入裂隙不发育的基岩中，锚杆钢板网的防护深度大，安全性较强，施工工艺相对简单。

比选方案二：锚杆喷浆支护

采用挂网喷浆可防止雨水入渗，增强其稳定性，但在施工工艺上，难度相对较大。在工程造价上，由于危岩体面积较大相比锚杆钢板网的造价较高，投资巨大。

考虑该水电厂为巴州电网主力电厂之一，为较重要的工程，从安全实用、经济的角度出发，推荐锚杆钢板网的防治措施。

图1 锚杆钢板网结构简图

图2 锚杆钢板网结构大样图

4 结语

研究区海拔高差较大，裂隙较发育，通过分析评价，该区各段均有发生不同程度崩塌的潜在条件。通过比选，从安全实用、经济的角度出发，推荐锚杆钢板网的防治措施。