王 磊

(淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司新疆分公司，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

薩德克水庫(kù)總庫(kù)容為740萬(wàn)m3，控制灌溉面積2000hm2，根據(jù)水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)(SL252-2017)[1](山區(qū)丘陵部分)和防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201-2014)[2]，確定本工程等別為Ⅳ等小(1)型工程，永久性主要建筑物大壩、導(dǎo)流排沙兼放空洞、溢洪洞、放水洞為4級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18360-2015)[3](1/400萬(wàn))，本次切特SEBLK水庫(kù)工程場(chǎng)地50a超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，相對(duì)應(yīng)地震基本烈度值為Ⅷ度，根據(jù)水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(NB35047-2015)[4]的有關(guān)規(guī)定，水工建筑物抗震設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)，設(shè)計(jì)烈度亦采用8度。本文主要從地質(zhì)條件方面分析壩址的選取。

2 壩址擬定

河流總體流向由北向南，穿過(guò)了不同的地貌單元，總地勢(shì)北高南低。地貌單元按山勢(shì)的相對(duì)高程又可劃分為中低山區(qū)和山前沖洪積傾斜平原區(qū)。中底山區(qū)位于河流上、中游段，基巖多裸露，植被發(fā)育，河道平均坡降42.3‰，河谷呈“U-V”混合交替型，以“V”型為主，兩岸殘留有少量Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)階地，河段河谷順直擴(kuò)放明顯。河谷兩岸沖溝切割強(qiáng)烈，分布有多條沖溝，走向與河谷斜交。山前沖洪積傾斜平原區(qū)位于下游段，地形較平坦，河道兩岸多為耕地，分布少量灌木，河道平均坡降10.8‰，河段河谷多呈“S”型，走向近南北向。本階段設(shè)計(jì)經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合該河道兩岸的地形、地質(zhì)、施工條件、工程總體布置要求、工程投資及效益分析等因素，賽德克水庫(kù)樞紐工程初選上、下2個(gè)壩址進(jìn)行比較選擇。其中上壩址位于出山口上游約50m處，下壩址位于出山口上游0.8km處，兩壩址相距約0.8km。

3 壩址方案

3.1 上壩址方案

上壩址位于下壩址上游0.8km，河谷流向NS，河流縱坡約13.5‰。谷底高程1187m，兩岸山頂高程1270～1320m，相對(duì)高差約100m，現(xiàn)代河床寬30～100m，正常蓄水位1252.4m高程處，河谷寬200～350m。上壩址右岸壩頂高程以上基巖裸露，以下多為坡積碎石土覆蓋，局部基巖出露，岸坡坡度約35°；左岸多被第四系坡積物覆蓋，厚3～20m，局部基巖出露。

壩址左岸自然坡度50°～60°，表層為第四系坡積碎塊石，厚3～5m，局部達(dá)20m，結(jié)構(gòu)松散，其下為基巖，巖性為凝灰?guī)r，底部基巖強(qiáng)風(fēng)化層厚度10～15m，弱風(fēng)化層厚4～6m，無(wú)斷裂構(gòu)造分布，節(jié)理裂隙不發(fā)育。該段巖體透水率q<5Lu界線(xiàn)在基巖面以下25～30m。

現(xiàn)代河床寬30～100m，河床段覆蓋層深度15～20m，地層巖性上部為全新統(tǒng)沖積砂卵礫石層，成因單一，無(wú)淤泥、軟土等不良土層分布，兩岸坡腳分布有小量的坡積碎石土層，礫石粒徑一般2～25cm，地表可見(jiàn)最大直徑約80cm；卵礫石磨圓較好，次圓狀為主，礫石母巖成分以花崗巖、凝灰?guī)r、凝灰砂巖、安山巖等為主，結(jié)構(gòu)密實(shí)，可作為壩基利用；下伏基巖為石炭系凝灰?guī)r，產(chǎn)狀275°～285°SW∠80°～85°，為堅(jiān)硬巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚8～10m，弱風(fēng)化層帶厚3～5m，裂隙面部分風(fēng)化變色，強(qiáng)度較高；微風(fēng)化至新鮮基巖，巖體完整。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)成果，基巖透水率q<5Lu界線(xiàn)位于基巖面以下18～22m處。

右岸為巖質(zhì)岸坡，坡高約80m，自然邊坡35°～45°，高程1260.0m以上花崗巖出露，高程以下出露石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組(C2n)棕褐色凝灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀275°～285°SW∠80°～85°，巖層走向與河谷近正交，花崗巖與凝灰?guī)r接觸帶為不整合接觸，據(jù)探槽揭露，接觸帶寬3～5m，巖體較破碎，據(jù)注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)為4.6×10-5cm·s-1，為弱等透水，水庫(kù)蓄水后，沿接觸帶可能存在側(cè)向滲漏問(wèn)題，需采取防滲處理措施；在坡腳處出露坡積碎塊石層覆蓋，厚3～5m，結(jié)構(gòu)松散，須清除處理，底部基巖強(qiáng)風(fēng)化層厚度4～8m，弱風(fēng)化層厚2～3m，無(wú)斷裂構(gòu)造分布，節(jié)理裂隙不發(fā)育。該段巖體透水率q<5Lu界線(xiàn)在基巖面以下15～20m。

3.2 下壩址方案

下壩址軸線(xiàn)位于出山口上游約50m處，壩址右岸多處基巖裸露，局部為坡積碎石土覆蓋，岸坡坡度約50°；左岸局部基巖出露，多被第四系坡積物覆蓋，厚3～5m，局部達(dá)15m，左岸上游20m處有一沖溝，溝深20～50m，呈“V”字型谷，延伸至山頂，長(zhǎng)約200m。

岸坡自然坡度60°～70°，基巖出露，局部被第四系坡積碎塊石覆蓋，據(jù)地表測(cè)繪，受盆地北緣斷裂帶南支斷裂(F17-2)影響，地表巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，基巖地層巖性為石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組(C2n)棕褐色凝灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀275°～285°SW∠80°～85°，巖層走向與河谷近正交。在壩軸線(xiàn)上游有一條寬100m左右，產(chǎn)狀為250°NE∠50°～60°的斷層破碎帶通過(guò)。在壩軸線(xiàn)及壩后有一條寬30～40m，產(chǎn)狀為140°NE∠76°的斷層破碎帶通過(guò)，受該構(gòu)造影響，下壩址左岸巖體節(jié)理裂隙走向多與之相近，且越向下游伴生小斷層越多。岸坡坡積碎塊石層厚3～5m，結(jié)構(gòu)松散，須清除處理，底部基巖強(qiáng)風(fēng)化層薄，弱風(fēng)化層厚，無(wú)斷裂構(gòu)造分布，節(jié)理裂隙不發(fā)育。類(lèi)比上壩址鉆孔壓水試驗(yàn)成果，并結(jié)合地表測(cè)繪成果，推測(cè)左壩肩巖體透水率q<5Lu界線(xiàn)在基巖面以下30～40m。

現(xiàn)代河床寬50～60m，砂卵礫石厚度28～33m；據(jù)物探測(cè)試成果，覆蓋層無(wú)淤泥及連續(xù)砂層分布。類(lèi)比上壩址河床覆蓋層，無(wú)地震液化問(wèn)題，清除表層洪積層后可作為天然壩基利用。受F17-2斷層影響，有2條較大的破碎帶穿過(guò)壩軸線(xiàn)，其產(chǎn)狀分別為250°NW∠50°～60°，寬度50m；140°NE∠76°，寬度30～40m。由于壩基有較大不良地質(zhì)構(gòu)造，且覆蓋層透水性強(qiáng)，并有滲透穩(wěn)定問(wèn)題，壩基覆蓋層須全斷面防滲處理。河床底部基巖為石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組(C2n)棕褐色凝灰?guī)r，基巖面高程1115～1125m。強(qiáng)風(fēng)化帶厚15～19m，弱風(fēng)化帶厚5～8m，鉆孔壓水試驗(yàn)成果，河床段基巖透水率q≤5Lu的界線(xiàn)埋深在基巖面以下35～45m。

右岸岸坡自然坡度30°～40°，多處基巖裸露，地層巖性為石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組(C2n)棕褐色凝灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀275°～285°SW∠80°～85°，巖層走向與河谷近正交；在壩軸線(xiàn)上有一條寬30～40m，產(chǎn)狀為140°NE∠76°的斷層破碎帶通過(guò)在壩后有一條寬100m左右，產(chǎn)狀為250°NE∠50°～60°的斷層破碎帶通過(guò)，受該構(gòu)造影響，岸坡基巖節(jié)理較發(fā)育。主要發(fā)育3組裂隙分別為320°～330°SW∠40°～45°，平行發(fā)育5條，間距1.0～1.2m，延伸長(zhǎng)3～5m，裂隙面粗糙，無(wú)充填；310°～320°NE∠43°，平行發(fā)育3條，間距1.0～2.0m，延伸長(zhǎng)3～5m，裂隙面粗糙，無(wú)充填；35°～40°NE∠85°，平行發(fā)育6條，間距0.2～0.5m，延伸長(zhǎng)1.0～1.5m，裂隙面粗糙，無(wú)充填局部有坡積碎塊石層覆蓋，厚3～5m。

4 比選分析

上、下壩址工程地質(zhì)條件比較見(jiàn)表1。通過(guò)比選可知，在地形方面，2個(gè)壩址上游均有庫(kù)盆地形，庫(kù)盆地形條件相近，但壩址位置河床寬度下壩址稍窄，壩體較短；在地質(zhì)方面，根據(jù)初選上、下壩址的地質(zhì)條件，兩壩址河床位置Q4砂礫石覆蓋層均較為深厚，上、下壩址基礎(chǔ)及壩肩下部均為深厚的石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組(C2n)棕褐色凝灰?guī)r，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

下壩址基礎(chǔ)雖然為基巖但受附近F17-2斷層影響巖體破碎，次級(jí)斷裂發(fā)育，基礎(chǔ)滲透性受斷層影響大，各部位不均衡。

上壩址右壩肩花崗巖與凝灰?guī)r接觸帶為不整合接觸，據(jù)探槽揭露，接觸帶寬1～2m，巖體較破碎，據(jù)注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)為4.6×10-3cm·s-1，為中等透水，水庫(kù)蓄水后，沿接觸帶可能側(cè)向滲漏問(wèn)題，需采取防滲處理措施。

上壩址位于河道相對(duì)狹窄處，河谷為不對(duì)稱(chēng)“U”形谷，現(xiàn)代河床寬30～100m，正常蓄水位1252.4m，谷寬240m。左岸坡高約130m，自然坡度45°～50°，岸坡大部為坡積物覆蓋，厚3～20m；局部崖坡基巖裸露，巖層走向與河道近正交，邊坡整體穩(wěn)定。右岸坡高100～110m，為巖質(zhì)岸坡，自然坡度35°～45°，巖層走向與岸坡近正交，邊坡整體穩(wěn)定性好，凝灰?guī)r與花崗巖為不整合接觸，接觸帶寬3～5m，巖體較破碎，為中等透水，容易引發(fā)水庫(kù)側(cè)向滲漏，需采取防滲處理措施。河床覆蓋層勘探深度15～20m，覆蓋層以沖積砂卵礫石為主，無(wú)地震液化問(wèn)題，可作為土石壩天然壩基。兩壩肩基巖巖性為石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組凝灰?guī)r和華力西中期侵入花崗巖，屬堅(jiān)硬巖，F(xiàn)17南支斷裂在壩線(xiàn)下游1.2km處橫穿河谷，節(jié)理裂隙不發(fā)育。

表1 壩址及庫(kù)區(qū)地形工程地質(zhì)條件比較表

下壩址地形較開(kāi)闊，河谷為不對(duì)稱(chēng)“U”形谷，現(xiàn)代河床寬約50～60m，正常蓄水位1216.7m時(shí)河谷寬220m。左岸坡高約100m，自然坡度60°～70°，基巖裸露，據(jù)地表測(cè)繪，受某盆地北緣斷裂帶南支斷裂(F17-2)影響，有2條較大的破碎帶穿過(guò)壩軸線(xiàn)，其產(chǎn)狀分別為250°NW∠50°～60°，寬度50m；140°NE∠76°，寬度30～40m。地表巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層走向與河道近正交，邊坡整體穩(wěn)定。岸坡局部被坡積碎塊石覆蓋。右岸坡高約130m，自然坡度30°～40°，為巖質(zhì)邊坡，巖層走向與岸坡近正交，發(fā)育3組裂隙。卸荷危巖較發(fā)育。河床覆蓋層勘探深度28～33m，以沖積砂卵礫石為主，無(wú)地震液化問(wèn)題，可作為土石壩天然壩基。兩壩肩基巖巖性為石炭系中統(tǒng)腦蓋吐組凝灰?guī)r，屬堅(jiān)硬巖，F(xiàn)17南支斷裂在壩線(xiàn)下游0.4km處橫穿河谷，節(jié)理裂隙發(fā)育，左右岸風(fēng)化卸荷裂隙較發(fā)育。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)上、下壩址區(qū)地質(zhì)條件分析可知，下壩址受F17-2斷層影響，有2條較大的破碎帶穿過(guò)壩軸線(xiàn)，其產(chǎn)狀分別為250°NW∠50°～60°，寬度50m；140°NE∠76°，寬度30～40m。由于壩基有較大不良地質(zhì)構(gòu)造，且覆蓋層透水性強(qiáng)，并有滲透穩(wěn)定問(wèn)題，壩基覆蓋層須全斷面防滲處理，屬不宜建壩區(qū)。上壩址庫(kù)盆條件優(yōu)于下壩址。因此本階段選定上壩址為推薦壩址。