李剛

摘 要：本文以某水利樞紐工程庫(kù)區(qū)為研究對(duì)象，在實(shí)地工程地質(zhì)勘察獲取野外第一手資料的基礎(chǔ)上，分析了其區(qū)域地質(zhì)條件及工程地質(zhì)條件，探討了存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題，論述了水庫(kù)蓄水后誘發(fā)地震的可能性。

關(guān)鍵詞：庫(kù)區(qū) 區(qū)域地質(zhì) 工程地質(zhì)條件

中圖分類號(hào)：TV2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（a）-0037-01

1 工程地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

工程區(qū)區(qū)域內(nèi)的南部為高中山地貌，東側(cè)形成阿爾金山區(qū)中低山地貌，廣大的北側(cè)洪積扇和沖洪積平原，屬相對(duì)沉降區(qū)。工程區(qū)所在區(qū)域地勢(shì)總體為南高北低，東高西低，地形呈南北階梯狀下降。工程區(qū)位于阿爾金山與沖積洪積扇和沖洪積平原地貌單元交匯部位。

工程區(qū)共發(fā)育九級(jí)階地，Ⅸ級(jí)階地河拔170 m左右，階地面較連續(xù)，Ⅰ～Ⅷ階地均不連續(xù)，在左右岸呈零星發(fā)育。階地前緣多為近直立的陡坎，尤其是高階地往往河坎邊形成高差100 m以上陡壁。

1.2 近場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

近場(chǎng)區(qū)大地構(gòu)造位置在塔里木地塊南部邊緣與阿爾金山斷隆、東昆侖褶皺山系交匯地域。地貌屬于藏北高原北麓與塔里木盆地的銜接地帶。水利樞紐位于臣河出山口，屬該河流中游段的頂端位置。近場(chǎng)區(qū)地質(zhì)基本由三塊組成：臣河?xùn)|部的阿爾金山斷?。话柦鸫髷嗔岩阅系睦錾酵砉派薨櫾焐綆?；臣河以西及擬建水庫(kù)下游沿河地域，屬山麓高位的第四紀(jì)沖洪積礫質(zhì)臺(tái)地。

近場(chǎng)區(qū)受青藏高原急劇隆升的連帶，地殼處在翹升狀態(tài)。因此，河流深切，峽谷發(fā)育，河谷呈深槽形，一般深達(dá)100～170 m，縱坡度10‰～17‰，河道較直，河流兩岸由Q2礫石層構(gòu)成的谷壁陡立。近場(chǎng)區(qū)地殼新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，地勢(shì)變化大。峽谷是近場(chǎng)區(qū)臣河谷地貌的基本形態(tài)。

近場(chǎng)區(qū)斷裂發(fā)育以NE走向?yàn)橹?，其中較大規(guī)模的斷層分別為江尕勒薩依斷裂（F2），近場(chǎng)區(qū)僅涉及該斷裂的西段；阿爾金斷裂（F3），這是區(qū)域性大斷裂，近場(chǎng)區(qū)隸屬于該斷裂的中部地段；在上壩址右肩部下游附近，存在一條規(guī)模相對(duì)較小，走向與阿爾金斷裂基本平行的次斷層—斷層（f17）。

1.3 構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

工程區(qū)區(qū)域上處于塔里木地塊與青藏塊體的邊緣地帶。北側(cè)和南側(cè)分別有江尕勒薩依斷裂和阿爾金斷裂，兩斷裂相距8.2 km，工程區(qū)處于阿爾金山地震和和巴彥喀拉山地震帶西段，地震活動(dòng)具有強(qiáng)度大的特點(diǎn)。近場(chǎng)區(qū)地震活動(dòng)在阿爾金斷裂帶屬于相對(duì)較弱的區(qū)段。近場(chǎng)區(qū)地殼抬升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，年抬升速率約3～5 mm/a。

工程區(qū)區(qū)域地震地質(zhì)背景復(fù)雜，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差，該水利樞紐距阿爾金地震活動(dòng)斷裂較近，屬建筑抗震不利地段，但該水利樞紐壩址及建筑物避開(kāi)了阿爾金斷裂及江格勒薩依斷裂的直接影響，工程建筑物不存在抗斷問(wèn)題。由于工程區(qū)地質(zhì)背景復(fù)雜，地震動(dòng)峰值加速度較高，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。

1.4 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)氣候干燥，地表徑流主要為山區(qū)暴雨和積雪融化補(bǔ)給的河流水。地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙水，它受冰雪融水、大氣降水、山區(qū)基巖裂隙水和上游河水補(bǔ)給，由南向北匯集，地下水位埋深逐漸變淺，最終排泄于臣河下游河谷內(nèi)。

2 工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

2.1 水庫(kù)滲漏

水庫(kù)區(qū)兩岸地形較高，庫(kù)區(qū)臣河右岸為阿爾金山，河岸邊基巖裸露，后緣分水嶺山體雄厚，由下元古界阿爾金群地層組成的庫(kù)盤為相對(duì)隔水層，據(jù)壩址區(qū)鉆孔壓水試驗(yàn)，基巖微風(fēng)化～新鮮巖體透水性為微透水～極微透水，且地層走向與河流流向基本平行，因此水庫(kù)北岸不存在大的永久性滲漏問(wèn)題。

庫(kù)區(qū)西側(cè)為托河左岸為臣河與托河古河道，古河道較寬，整體呈SE-NW向，進(jìn)口位于上壩址庫(kù)區(qū)左岸，距上壩軸線100 m，出口位于下壩址下游300 m。古河道在進(jìn)口處頂部高程為2365 m左右，寬度為2.8 km，底寬1 km。古河道兩岸基巖出露，河道內(nèi)沉積了深厚層的砂卵礫石，在托河河邊呈直立的陡坎狀，上部巖性為第四系上更新統(tǒng)Q3砂卵礫石層，呈青灰色，厚34～38 m，分布高程為2334～2338 m，且全部位于正常高水位以上；下部巖性為巨厚層的Q2砂卵礫石層，泥質(zhì)半膠結(jié)，呈土黃～棕黃色，厚度50～250 m，未見(jiàn)基巖出露。當(dāng)庫(kù)區(qū)正常高水位高程為2298 m時(shí)，古河道寬約2.4 km，古河道底部低于正常高水位168 m，蓄水后主要位于Q2泥質(zhì)半膠結(jié)的砂卵礫石層，該層存在滲漏的可能。

2.2 庫(kù)岸穩(wěn)定

庫(kù)區(qū)位于臣河中游段峽谷中，未發(fā)現(xiàn)不利結(jié)構(gòu)面組合形成規(guī)模較大的不穩(wěn)定體，局部存在有一些小的不穩(wěn)定巖體，方量都不大。但在水庫(kù)河谷兩岸大量存在的Q2半膠結(jié)砂礫石岸坡較陡峭，局部直立，容易發(fā)生谷岸坍塌、滑坡，尤其水庫(kù)建成蓄水后，庫(kù)岸的砂礫石層經(jīng)水浸潤(rùn)和水浪淘刷，更容易造成砂礫石庫(kù)岸不穩(wěn)，產(chǎn)生坍塌。根據(jù)已有工程實(shí)例發(fā)現(xiàn)：半膠結(jié)砂礫石岸坡坍塌是一點(diǎn)點(diǎn)緩慢發(fā)展的，不會(huì)一次性發(fā)生體積巨大的坍塌，因此一般不會(huì)產(chǎn)生涌浪，但會(huì)造成水庫(kù)淤積。通過(guò)計(jì)算庫(kù)區(qū)各處砂礫石岸坡坍塌總方量初步估計(jì)達(dá)242萬(wàn)m3。

2.3 水庫(kù)淹沒(méi)、浸沒(méi)

上、下壩址庫(kù)區(qū)迴水線范圍內(nèi)的河谷段以峽谷為主，沒(méi)有居民點(diǎn)、林地、耕地和文物古跡分布，在水庫(kù)正常高水位時(shí)，將會(huì)淹沒(méi)極少量的荒漠草場(chǎng)，水庫(kù)基本不存在淹沒(méi)問(wèn)題。上壩址庫(kù)區(qū)迴水線范圍內(nèi)沒(méi)有礦產(chǎn)分布，不存在壓覆礦產(chǎn)問(wèn)題；下壩址庫(kù)區(qū)靠近壩址2 km段為侏羅紀(jì)含煤地層，地表出露的薄煤層沒(méi)有開(kāi)采價(jià)值，但是否存在壓覆礦產(chǎn)問(wèn)題有待進(jìn)行專題研究。水庫(kù)正常高水位線以上，基巖岸坡不存在水庫(kù)浸沒(méi)問(wèn)題，而砂礫石岸坡局部會(huì)有浸沒(méi)問(wèn)題，由于岸坡較陡，面積很小。

2.4 水庫(kù)誘發(fā)地震

（1）庫(kù)區(qū)位于阿爾金山南緣活動(dòng)斷裂帶內(nèi)。區(qū)域內(nèi)最大的地震為7.25級(jí)地震和7.3級(jí)地震，距離庫(kù)壩區(qū)均大于100 km，破壞性地震對(duì)場(chǎng)地的最大影響烈度為Ⅷ度。庫(kù)壩區(qū)50 km范圍內(nèi)有過(guò)一次MS≥5級(jí)的地震活動(dòng)記錄，庫(kù)壩區(qū)5 km范圍內(nèi)有過(guò)一次MS=3.6級(jí)地震活動(dòng)記錄，地震主要分布在場(chǎng)地的西南、東南和北東地區(qū)，場(chǎng)地周圍及北部、西北部的塔里木盆地地區(qū)地震相對(duì)較少。（2）庫(kù)盤內(nèi)分布的地層巖性為云母石英片巖、蝕變輝綠巖、大理巖、白云巖以及半膠結(jié)砂卵礫石層，新鮮基巖透水性弱，庫(kù)水向深部滲透的可能性不大，砂礫石為中等透水地層，水庫(kù)蓄水后，水文地質(zhì)條件會(huì)發(fā)生一定的變化。（3）該水庫(kù)規(guī)模較大，上壩址最大壩高130.5 m，下壩址最大壩高152.6 m，上壩址庫(kù)區(qū)設(shè)計(jì)總庫(kù)容1.21億m3，庫(kù)水有一定荷載。

綜合分析，水庫(kù)有誘發(fā)地震的可能性，但誘發(fā)地震的烈度不會(huì)超過(guò)水庫(kù)區(qū)基本地震烈度。

3 結(jié)論

上壩址庫(kù)區(qū)主要為“U”型谷，下壩址庫(kù)區(qū)在上、下壩址之間段主要為“V”型谷，庫(kù)盤主要是由下元古界的蝕變輝綠巖、大理巖，侏羅紀(jì)的泥巖、砂巖夾煤層等不透水巖層和中更新統(tǒng)半膠結(jié)砂卵礫石中等透水地層組成。水庫(kù)砂卵礫石層總滲漏量8.03×106 m3/a，總滲漏量不大；庫(kù)區(qū)內(nèi)存在的庫(kù)岸穩(wěn)定問(wèn)題主要為陡峻的Q2半膠結(jié)啥卵礫石岸坡易發(fā)生塌岸；水庫(kù)蓄水后不存在淹沒(méi)問(wèn)題；水庫(kù)有誘發(fā)地震的可能性，但誘發(fā)地震的烈度不會(huì)超過(guò)水庫(kù)區(qū)基本地震烈度。