【正文】 1 第一章 工程概況 工程概況 新疆兵團(tuán)十三師八大石水庫工程位于廟爾溝河出山口，行政區(qū)劃屬于 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)十三師（以下簡稱十三師）黃田農(nóng)場。工程區(qū)距黃田農(nóng)場約 25km，距哈密市約 48km， 距烏魯木齊市 678km。國道 G312在水庫下游 18km處經(jīng)過。 廟爾溝流域位于哈密市以東 18km，流域總控制面積約 。廟爾溝河出山口多年平均年徑流量 3933萬 m3，該水系為黃田農(nóng)場獨(dú)立使用的水系。 新疆兵團(tuán)十三師八大石水庫總庫容 990萬 m3，設(shè)計(jì)水平年調(diào)節(jié)下游有效灌溉面積 。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252— 20xx），本工程為 IV 等?。?1）型工程。本工程最大壩高 ，根據(jù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定將大壩定為 3級(jí)建筑物，灌溉供水洞及溢洪道定為 4級(jí)建筑物；其余次要建筑物級(jí)別為 5級(jí)。水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇，相應(yīng)洪峰流量 Q=360m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000年一遇，相應(yīng)洪峰流量Q=860m3/s；工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，主要建筑物的地震設(shè)防烈度也取為Ⅶ度。 導(dǎo)流洞及上游圍堰為 4 級(jí)建筑物，導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)取 20 年一 遇，洪峰流量 Qmax=。根據(jù)樞紐布置及壩址區(qū)地形條件，導(dǎo)流洞布置在右岸，壩體施工導(dǎo)流采用河床一次斷流，上游圍堰擋水，導(dǎo)流隧洞全年導(dǎo)流的方式。 水文氣象和工程地質(zhì) 2 1）氣象 哈密地區(qū)總的氣候主要特征是干燥少雨，年、日溫差大，降水分布不均， 春季多風(fēng)、冷暖多變，夏季酷熱、蒸發(fā)強(qiáng)，秋季晴朗、降溫迅速，冬季寒冷、低空氣層穩(wěn)定。本次選擇五道溝渠首氣象觀測站和哈密氣象站為氣象代表站，其中氣溫、降水、蒸發(fā)資料以五道溝渠首氣象觀測站為參考，其它氣象要素以哈密氣象站為參考。 多年平均氣溫 ℃ ，多年平均降水量 151mm，多年平均蒸發(fā)量 2840mm，多年平均風(fēng)速 ，多年平均最大風(fēng)速 ，多年平均日照時(shí)數(shù) 3359小時(shí)，歷年最大凍土深度 112cm。 2）水文 廟兒溝河為發(fā)源于天山東段喀爾力克山脈南坡的一條內(nèi)陸型小河流，河源最高海拔高程 4886m，源頭 3600m以上山區(qū)分別有少量冰川。河流總體自北向南流入哈密盆地，山區(qū)為徑流形成區(qū)，出山以后則為徑流散失區(qū)。流域形狀總體呈長條狀，東北 — 西南走向。高海拔地區(qū)流域橫向較窄，寬度僅 7km 左右，區(qū)間發(fā)育有冰川運(yùn)動(dòng)、 融化形成的冰川河谷；海拔 3000m以下山區(qū)流域逐漸橫向展開，流域最寬達(dá) 16km；自 20xxm 以下山區(qū)，又逐漸變窄，在出山口形成喇叭口匯流出山。 廟爾溝河中高山區(qū)河網(wǎng)密度較高，低山區(qū)降水相對(duì)少，支流較少，發(fā)育多為洪溝。流域出山口以上集水面積 372km2，山區(qū)河長 36km，河道平均縱坡 85?，流域平均海拔高程 2840m。源頭冰川分布面積 ，冰川覆蓋度 %。 3 廟爾 溝河山區(qū)源流區(qū)域植被覆蓋度較好，人類活動(dòng)少，水質(zhì)良好基本無污染 ,完全滿足生產(chǎn)生活用水需求。 根據(jù)工程設(shè)計(jì) 提供的報(bào)告， 各 項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測成果見表 ： 廟爾溝河水質(zhì)監(jiān)測成果表 PH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Cl SO42 HCO3 礦化度 (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 3 40 53 19 166 136 3）洪水 廟爾溝河洪水主要由季節(jié)性融雪、冰雪融水和降水形成。中高山區(qū)冬季降雪深厚，在春末 5月及夏季積雪融化可形成融雪型洪水；山區(qū)夏季降雨較多，短歷時(shí)強(qiáng)降雨天氣可形成暴雨洪水；河流源頭分布 有少量冰川，在盛夏季節(jié)遇有高溫天氣，會(huì)形成冰雪融水洪水。 1） 工程 區(qū)域地質(zhì) 工程 位于北天山優(yōu)地槽褶皺帶（Ⅱ 3）下的哈爾里克復(fù)背斜（Ⅱ 33）三級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)的南部邊緣。測區(qū)地形地貌具有明顯的分帶性，依次可分為四個(gè)區(qū)：侵蝕構(gòu)造高中山區(qū)、侵蝕構(gòu)造中山區(qū)、侵蝕構(gòu)造低中山區(qū)、山前洪積扇平原區(qū)，工程區(qū)位于侵蝕構(gòu)造低中山區(qū)和山前洪積扇平原區(qū)這兩個(gè)地貌單元內(nèi)。 區(qū)內(nèi)出露的地層主要為古生界泥盆系、石炭系海相火山碎屑沉積巖；侵入巖體為華力西中期第一侵入次閃長巖及第二侵入次花崗巖體；新生界4 第三系陸相湖盆碎 屑沉積巖及第四系陸相沖洪積及崩坡積等成因的堆積物。工程區(qū)主要分布華力西中期第二侵入次花崗巖體和第四系地層。 ① .主要地質(zhì)構(gòu)造 區(qū)內(nèi)起控制性作用的斷裂主要有： （ 1）卡拉麥里斷裂（ F7）。該斷裂形成于早古生代，強(qiáng)烈活動(dòng)于晚古生代，具有明顯的復(fù)活性，晚更新世時(shí)期仍有活動(dòng)。斷裂南距壩址約 41km。 （ 2）洛包泉斷裂（ F8）。斷裂破碎帶寬 45～ 700m，破碎帶主要由碎裂巖組成，走滑（左旋）為主兼壓性。 1842年及 1914年在巴里坤斷裂帶上發(fā)生了 2 次 ，表明該斷裂為全新世仍在活動(dòng)的斷裂。斷裂南距壩址約 36km。 （ 3）哈密盆地北緣斷裂（ F10）。東西走向，傾北，全長約 250km，為一系列平行于大山的階梯狀斷裂構(gòu)成，寬 2km，均為高角度逆斷裂性質(zhì)，該斷裂為隱伏斷裂，歷史上無大震記錄，但在地表發(fā)現(xiàn)有古地震陡坎，揭露出有多期古地震事件。因此，這是一條具有潛在大震危險(xiǎn)性的地震構(gòu)造帶。斷裂北距壩址約 3km。 ② .區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 該區(qū)沿區(qū)域性斷裂有發(fā)生 7級(jí)以上地震的可能性，區(qū)域穩(wěn)定性較差。庫壩區(qū)無區(qū)域次級(jí)活動(dòng)斷層通過，建筑物無抗斷問題。擬建樞紐區(qū) 25km范圍內(nèi)無歷史強(qiáng)震震中位置分布，無強(qiáng)震發(fā)生，庫壩區(qū)屬區(qū)域穩(wěn)定性較差 的地區(qū)中相對(duì)穩(wěn)定的地段。樞紐區(qū) 50 年超越概率 10%的基巖地震動(dòng)峰值加速度為 ，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。 ③ .庫區(qū)的主要工程地質(zhì)問題 5 （ 1）水庫滲漏 庫區(qū)兩岸基巖裸露，山體雄厚、連續(xù)，庫盆地形封閉，基巖完整，沒有連通庫外的滲漏通道。庫盤相對(duì)隔水層巖性為花崗巖組成，透水性??；庫區(qū)內(nèi)發(fā)育次級(jí)斷層構(gòu)造，除 f10外規(guī)模均較小。 f10為庫區(qū)發(fā)育規(guī)模較大斷層，破碎帶寬 7～ 15m，其影響帶巖體破碎，透水性大，順河向發(fā)育且下游連通庫外，存在沿 f10斷層影響帶產(chǎn)生滲漏的可能。 （ 2）庫岸穩(wěn)定 庫區(qū) 呈峽谷長條形展布，岸坡坡度 26176?！?65176。，庫岸基巖為華力西期（γ 42b）花崗巖。位于庫水位附近的崩坡積錐體上的松散層會(huì)產(chǎn)生部分塌滑，但方量有限且距離壩址遠(yuǎn)，對(duì)大壩運(yùn)行無影響。兩岸基巖山體，巖體多被切割為塊狀，局部形成小的崩塌體，岸坡整體穩(wěn)定。 （ 3）水庫淹沒與浸沒 擬建水庫為低中山區(qū)峽谷水庫，庫盆呈狹長條形，庫盆地形封閉，水庫迴水長度約 3km。水庫淹沒主要為河谷地帶零星分布的次生林和草地。水庫區(qū)兩岸基巖大多裸露，庫區(qū)不會(huì)產(chǎn)生浸沒問題。 （ 4）水庫淤積 河水懸移質(zhì)泥沙、兩岸崩坡積物對(duì)水庫淤 積影響不大。 （ 5）水庫誘發(fā)地震 水庫蓄水后誘發(fā)地震的可能性較小，即使發(fā)生水庫誘發(fā)地震，其影響烈度也會(huì)遠(yuǎn)低于壩址區(qū)地震基本烈度。 2）壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 （ 1）壩軸線工程地質(zhì)條件 6 左壩肩（ 0+000～ 0+290）：岸坡走向 21176。，局部地形靠近坡腳處較陡，坡度約 60176。，上部較平緩，岸坡坡度 36176。壩肩基巖裸露，巖性為華力西中期第二侵入次中細(xì)粒閃長黑云母二長花崗巖，肉紅色，塊狀構(gòu)造，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。左岸發(fā)育四組節(jié)理，左岸巖體多被切割為塊狀，整 體性較好。左岸基巖透水率 q≤ 5Lu 的界線埋深在基巖面以下 22～ 25m， q≤ 3Lu 的界線埋深在基巖面以下 30～ 35m。左壩肩高程 1160～ 1210m處邊坡分布不穩(wěn)定巖體 BW3，方量約 1800m3，對(duì)該不穩(wěn)定巖體進(jìn)行清除處理。 河床壩基（ 0+290～ 0+350）：現(xiàn)代河床寬 50m，地形平坦開闊，地面高程 1127m 左右，主流靠近河床右岸，寬度 9～ 12m。河床覆蓋層為混合土漂石，最大厚度 。該層漂卵石顆粒組成不均一，為強(qiáng)透水層。表層厚度 ～稍密狀態(tài)，建議清除。 3m 以下天然密度 ～，孔隙率 ％～ ％，為中密～密實(shí)狀態(tài)，基礎(chǔ)允許承載力 500kPa，建議挖除河床 3m 以內(nèi)覆蓋層，將心墻壩基礎(chǔ)置于 3m 以下混合土漂石層，并采取必要的處理措施。下伏基巖為閃長黑云母二長花崗巖，塊狀構(gòu)造，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。該段基巖發(fā)育一條斷層 f11，產(chǎn)狀 357176。 SW∠ 87176。，斷層破碎帶寬約 2～ 4m，破碎帶以碎裂巖為主，夾少量斷層泥，斷層兩側(cè)影響帶 3m 內(nèi)巖體普遍破碎，巖體透水性相對(duì)其他地段明顯偏大。河床部位 q≤ 5Lu 的界線埋深在基巖面以 下 18～ 20m， q≤ 3Lu的界線埋深在基巖面以下 28～ 30m。建議 f11破碎帶及影響帶防滲界線位于基巖面以下 38～ 40m，斷層破碎帶兩側(cè)處理寬度各 5m，并采取雙排帷幕灌漿及混凝土巖塞的處理措施。 7 右壩肩（ 0+350～ 0+610m）：基巖坡度 50176。，局部近直立，岸坡走向23176。高程 1158m以下為崩坡積碎石土，厚度分布不均，呈三角形分布，最大厚度 25m，一般粒徑 100～ 200mm，最大可見 以上，呈棱角狀，呈松散架空結(jié)構(gòu)，壩殼范圍內(nèi) 11 萬 m3，需清除處理。 基巖巖性為華力西中期第二侵入次中細(xì)粒 閃長黑云母二長花崗巖，肉紅色，塊狀構(gòu)造，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。右岸發(fā)育三組節(jié)理，這三組裂隙和岸坡組合，巖體多被切割為碎裂結(jié)構(gòu)或次塊狀結(jié)構(gòu)。建議壩基置于弱風(fēng)化層上，臨時(shí)開挖邊坡 1:，永久 1： ，壩殼基礎(chǔ)清除松動(dòng)巖塊。右壩肩共發(fā)育 f f f f f f15 六條斷層，其中 f f15 規(guī)模較大。 f10產(chǎn)狀 15176?！?20176。 NW∠ 45176?！?66176。，壓扭性，破碎帶寬 ～ ，破碎帶以碎裂巖為主，夾少量斷層泥。斷層兩側(cè)影響帶 10m內(nèi)巖體普遍破碎，巖體 透水性相對(duì)其他地段明顯偏大。該斷層沿坡腳平行于河谷走向發(fā)育且傾岸里，對(duì)岸坡整體穩(wěn)定影響不大； f15產(chǎn)狀 286176。 SW∠ 75176。，壓性，破碎帶寬 ～ ，垂直岸坡發(fā)育，對(duì)岸坡穩(wěn)定性影響不大。其余斷層規(guī)模小，呈壓性或壓扭性，破碎帶寬 ～ ，與邊坡基本平行發(fā)育，傾向坡內(nèi)，對(duì)邊坡整體穩(wěn)定影響不大。 3）導(dǎo)流洞工程地質(zhì)條件 導(dǎo)流洞布置在右岸，為圓形有壓洞，洞徑 。洞身段與灌溉洞共用。導(dǎo)流洞工程地質(zhì)條件分段評(píng)價(jià)如下： ① .進(jìn)口明渠段（ ～ 0008） 該段岸坡表層分布 崩坡積物，一般坡腳較厚，坡頂較薄，最大厚度，工程地質(zhì)性質(zhì)差。其下伏華力西中期第二侵入次（γ 42b）的灰色、8 肉紅色及暗紫色中細(xì)粒閃長黑云母二長花崗巖，塊狀構(gòu)造，為堅(jiān)硬巖。巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。渠道為挖方渠道，建議將渠基置于強(qiáng)風(fēng)化巖體中，將表層崩坡積碎石土全部清除。該段強(qiáng)風(fēng)化基巖作為基礎(chǔ)，承載力為 20xxkPa。建議崩坡積碎石土邊坡采用 1:，基巖邊坡采用 1:，并需采取坡面防護(hù)措施，設(shè)排水。 ② .進(jìn)口段及閘井（ 0008～ 0+008） 該段大 部分基巖裸露。進(jìn)口岸坡走向 200176。，地形坡度約 43176。，基巖巖性為華力西中期第二侵入次（γ 42b）的灰色、肉紅色及暗紫色中細(xì)粒閃長黑云母二長花崗巖，塊狀構(gòu)造。節(jié)理裂隙發(fā)育，應(yīng)采取錨固和噴護(hù)措施。巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。進(jìn)口段及導(dǎo)流洞進(jìn)水閘井基礎(chǔ)處于弱風(fēng)化巖體內(nèi)，上覆巖體較薄，成洞條件差，圍巖穩(wěn)定性較差，巖體節(jié)理裂隙無滲水滴水。 ③ .洞身段（ 0+008～ 0+400） 該段基巖裸露，基巖為華力西中期第二侵入次（γ 42b）的灰色、肉紅色及暗紫色中細(xì)粒閃長黑云母二長 花崗巖，塊狀構(gòu)造，為堅(jiān)硬巖，節(jié)理裂隙發(fā)育。該段斷層較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)斷層 13 條，斷層破碎帶寬多為 ～，其中規(guī)模最大為 f20，斷層破碎帶寬度 ，建議對(duì)該斷層進(jìn)行砼塞或灌漿處理，兩側(cè)處理寬度為斷層寬度 ，處理時(shí)需對(duì)其邊坡設(shè)系統(tǒng)錨桿加固，混凝土襯砌。其他部位斷層未通過處圍巖基本完整，為塊狀結(jié)構(gòu)。巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。洞身置于微風(fēng)化至新鮮巖體中，上覆巖體較厚，成洞條件好。 ④ .出口段（ 0+400～ 0+414） 9 出口邊坡坡度 163176。，坡腳分布有 崩坡積碎石土，分布厚度 ～ ，工程地質(zhì)性質(zhì)差，需清除。其下伏基巖為華力西中期第二侵入次（γ 42b）的灰色、肉紅色及暗紫色中細(xì)粒閃長黑云母二長花崗巖，塊狀構(gòu)造，為堅(jiān)硬巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，應(yīng)采取錨固和噴護(hù)措施。該段發(fā)育 f9 斷層，產(chǎn)狀45176。 NW∠ 88176。，破碎帶寬為 ～ ，壓性，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響不大。巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚度 ～ ，弱風(fēng)化層厚 ～ 。出口段大部分位于弱風(fēng)化巖體內(nèi)，上覆巖體較薄，成洞條件差，巖體節(jié)理裂隙無滲水滴水。 ⑤ .出口明渠段（ 0+414～ 0+） 該段 0+414～ 0+461m 坡腳分布崩坡積碎石土，最大厚度 7m，工程性質(zhì)差，需清除。該段基礎(chǔ)大多位于弱風(fēng)化層，建議巖體承載力為 3500kPa?；鶐r開挖邊坡，臨時(shí)邊坡 1:，永久邊坡 1:。坡高大于 10m，應(yīng)設(shè)置馬道，開挖時(shí)考慮上部強(qiáng)風(fēng)化巖體崩塌或掉塊。 0+461～ 0+ 表層巖性為第四系全新統(tǒng)沖積漂卵石。該段渠道為挖方形式，做為渠地基，建