1、1第一章 工程概况1.1 工程概况新疆兵团十三师八大石水库工程位于庙尔沟河出山口，行政区划属于 新疆生产建设兵团十三师（以下简称十三师）黄田农场。工程区距黄田农场约 25km，距哈密市约 48km， 距乌鲁木齐市 678km。国道 G312 在水库下游 18km 处经过。庙尔沟流域位于哈密市以东 18km，流域总控制面积约 980.8km2。庙尔沟河出山口多年平均年径流量 3933 万 m3，该水系为黄田农场独立使用的水系。新疆兵团十三师八大石水库总库容 990 万 m3，设计水平年调节下游有效灌溉面积 7.4 万亩。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），本工程为 IV 等
2、小（1）型工程。本工程最大坝高115.7m，根据规范的有关规定将大坝定为 3 级建筑物，灌溉供水洞及溢洪道定为 4 级建筑物；其余次要建筑物级别为 5 级。水库设计洪水标准为50 年一遇，相应洪峰流量 Q=360m3/s，校核洪水标准为 1000 年一遇，相应洪峰流量 Q=860m3/s；工程区地震基本烈度为度，主要建筑物的地震设防烈度也取为度。导流洞及上游围堰为 4 级建筑物，导流洪水标准取 20 年一遇，洪峰流量 Qmax=229.6m3/s。根据枢纽布置及坝址区地形条件，导流洞布置在右岸，坝体施工导流采用河床一次断流，上游围堰挡水，导流隧洞全年导流的方式。1.2 水文气象和工程地质21.
3、2.1 水文气象1）气象哈密地区总的气候主要特征是干燥少雨，年、日温差大，降水分布不均， 春季多风、冷暖多变，夏季酷热、蒸发强，秋季晴朗、降温迅速，冬季寒冷、低空气层稳定。本次选择五道沟渠首气象观测站和哈密气象站为气象代表站，其中气温、降水、蒸发资料以五道沟渠首气象观测站为参考，其它气象要素以哈密气象站为参考。多年平均气温 7.4，多年平均降水量 151mm，多年平均蒸发量 2840mm，多年平均风速 3.1m/s，多年平均最大风速 19.2m/s，多年平均日照时数 3359 小时，历年最大冻土深度112cm。2）水文庙儿沟河为发源于天山东段喀尔力克山脉南坡的一条内陆型小河流，河源最高海拔高程
4、 4886m，源头 3600m 以上山区分别有少量冰川。河流总体自北向南流入哈密盆地，山区为径流形成区，出山以后则为径流散失区。流域形状总体呈长条状，东北西南走向。高海拔地区流域横向较窄，宽度仅 7km 左右，区间发育有冰川运动、融化形成的冰川河谷；海拔 3000m以下山区流域逐渐横向展开，流域最宽达 16km；自 2000m 以下山区，又逐渐变窄，在出山口形成喇叭口汇流出山。庙尔沟河中高山区河网密度较高，低山区降水相对少，支流较少，发育多为洪沟。流域出山口以上集水面积 372km2，山区河长 36km，河道平均纵坡 85，流域平均海拔高程 2840m。源头冰川分布面积 18.43km2，冰川
5、覆盖度 4.95%。3庙尔沟河山区源流区域植被覆盖度较好，人类活动少，水质良好基本无污染,完全满足生产生活用水需求。根据工程设计提供的报告，各项水质监测成果见表：庙尔沟河水质监测成果表Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Cl- SO42- HCO3- 矿化度PH (mg/L)(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)7.6 55.6 2.4 3 40 53 19 166 1363）洪水庙尔沟河洪水主要由季节性融雪、冰雪融水和降水形成。中高山区冬季降雪深厚，在春末 5 月及夏季积雪融化可形成融雪型洪水；山区夏季降雨较多，短历时强降雨天气可形成暴
6、雨洪水；河流源头分布有少量冰川，在盛夏季节遇有高温天气，会形成冰雪融水洪水。1.2.2 工程地质1）工程区域地质工程位于北天山优地槽褶皱带（3）下的哈尔里克复背斜（33）三级构造单元内的南部边缘。测区地形地貌具有明显的分带性，依次可分为四个区：侵蚀构造高中山区、侵蚀构造中山区、侵蚀构造低中山区、山前洪积扇平原区，工程区位于侵蚀构造低中山区和山前洪积扇平原区这两个地貌单元内。区内出露的地层主要为古生界泥盆系、石炭系海相火山碎屑沉积岩；侵入岩体为华力西中期第一侵入次闪长岩及第二侵入次花岗岩体；新生界4第三系陆相湖盆碎屑沉积岩及第四系陆相冲洪积及崩坡积等成因的堆积物。工程区主要分布华力西中期第二侵入
7、次花岗岩体和第四系地层。.主要地质构造区内起控制性作用的断裂主要有：（1）卡拉麦里断裂（F7）。该断裂形成于早古生代，强烈活动于晚古生代，具有明显的复活性，晚更新世时期仍有活动。断裂南距坝址约41km。（2）洛包泉断裂（F8）。断裂破碎带宽 45700m，破碎带主要由碎裂岩组成，走滑（左旋）为主兼压性。1842 年及 1914 年在巴里坤断裂带上发生了 2 次 7.5 级地震，表明该断裂为全新世仍在活动的断裂。断裂南距坝址约 36km。（3）哈密盆地北缘断裂（F10）。东西走向，倾北，全长约 250km，为一系列平行于大山的阶梯状断裂构成，宽 2km，均为高角度逆断裂性质，该断裂为隐伏断裂，历
8、史上无大震记录，但在地表发现有古地震陡坎，揭露出有多期古地震事件。因此，这是一条具有潜在大震危险性的地震构造带。断裂北距坝址约 3km。.区域构造稳定性评价该区沿区域性断裂有发生 7 级以上地震的可能性，区域稳定性较差。库坝区无区域次级活动断层通过，建筑物无抗断问题。拟建枢纽区 25km范围内无历史强震震中位置分布，无强震发生，库坝区属区域稳定性较差的地区中相对稳定的地段。枢纽区 50 年超越概率 10%的基岩地震动峰值加速度为 0.118g，相应的地震基本烈度为度。5.库区的主要工程地质问题（1）水库渗漏库区两岸基岩裸露，山体雄厚、连续，库盆地形封闭，基岩完整，没有连通库外的渗漏通道。库盘相
9、对隔水层岩性为花岗岩组成，透水性小；库区内发育次级断层构造，除 f10 外规模均较小。f10 为库区发育规模较大断层，破碎带宽 715m，其影响带岩体破碎，透水性大，顺河向发育且下游连通库外，存在沿 f10 断层影响带产生渗漏的可能。（2）库岸稳定库区呈峡谷长条形展布，岸坡坡度 2665，库岸基岩为华力西期（42b）花岗岩。位于库水位附近的崩坡积锥体上的松散层会产生部分塌滑，但方量有限且距离坝址远，对大坝运行无影响。两岸基岩山体，岩体多被切割为块状，局部形成小的崩塌体，岸坡整体稳定。（3）水库淹没与浸没拟建水库为低中山区峡谷水库，库盆呈狭长条形，库盆地形封闭，水库迴水长度约 3km。水库淹没主
10、要为河谷地带零星分布的次生林和草地。水库区两岸基岩大多裸露，库区不会产生浸没问题。（4）水库淤积河水悬移质泥沙、两岸崩坡积物对水库淤积影响不大。（5）水库诱发地震水库蓄水后诱发地震的可能性较小，即使发生水库诱发地震，其影响烈度也会远低于坝址区地震基本烈度。2）坝址区工程地质条件6（1）坝轴线工程地质条件左坝肩（0+0000+290）：岸坡走向 21，局部地形靠近坡脚处较陡，坡度约 60，上部较平缓，岸坡坡度 36。坝肩基岩裸露，岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状构造，岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚 14.018.0m。左岸发育四组节理，左岸岩体多被
11、切割为块状，整体性较好。左岸基岩透水率 q5Lu的界线埋深在基岩面以下 2225m，q3Lu 的界线埋深在基岩面以下3035m。左坝肩高程 11601210m 处边坡分布不稳定岩体 BW3，方量约1800m3，对该不稳定岩体进行清除处理。河床坝基（0+2900+350）：现代河床宽 50m，地形平坦开阔，地面高程 1127m 左右，主流靠近河床右岸，宽度 912m。河床覆盖层为混合土漂石，最大厚度 14.9m。该层漂卵石颗粒组成不均一，为强透水层。表层厚度 3.0m 以内为松散稍密状态，建议清除。3m 以下天然密度2.192.25g/cm3，孔隙率 16.919.2，为中密密实状态，基础允许承
12、载力 500kPa，建议挖除河床 3m 以内覆盖层，将心墙坝基础置于 3m以下混合土漂石层，并采取必要的处理措施。下伏基岩为闪长黑云母二长花岗岩，块状构造，岩体强风化层厚度 2.04.0m，弱风化层厚12.014.0m。该段基岩发育一条断层 f11，产状 357SW87，断层破碎带宽约 24m，破碎带以碎裂岩为主，夹少量断层泥，断层两侧影响带3m 内岩体普遍破碎，岩体透水性相对其他地段明显偏大。河床部位q5Lu 的界线埋深在基岩面以下 1820m，q3Lu 的界线埋深在基岩面以下 2830m。建议 f11 破碎带及影响带防渗界线位于基岩面以下73840m，断层破碎带两侧处理宽度各 5m，并采取
13、双排帷幕灌浆及混凝土岩塞的处理措施。右坝肩（0+3500+610m）：基岩坡度 50，局部近直立，岸坡走向 23。高程 1158m 以下为崩坡积碎石土，厚度分布不均，呈三角形分布，最大厚度 25m，一般粒径 100200mm，最大可见 3.0m 以上，呈棱角状，呈松散架空结构，坝壳范围内 11 万 m3，需清除处理。基岩岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状构造，岩体强风化层厚度 4.05.0m，弱风化层厚14.018.0m。右岸发育三组节理，这三组裂隙和岸坡组合，岩体多被切割为碎裂结构或次块状结构。建议坝基置于弱风化层上，临时开挖边坡1:0.3，永久 1：0.5，
14、坝壳基础清除松动岩块。右坝肩共发育f10、f6、f5、f2、f1、f15 六条断层，其中 f10、f15 规模较大。f10 产状 1520NW4566，压扭性，破碎带宽 7.015.0m，破碎带以碎裂岩为主，夹少量断层泥。断层两侧影响带 10m 内岩体普遍破碎，岩体透水性相对其他地段明显偏大。该断层沿坡脚平行于河谷走向发育且倾岸里，对岸坡整体稳定影响不大；f15 产状 286SW75，压性，破碎带宽 1.01.5m，垂直岸坡发育，对岸坡稳定性影响不大。其余断层规模小，呈压性或压扭性，破碎带宽 0.010.2m，与边坡基本平行发育，倾向坡内，对边坡整体稳定影响不大。3）导流洞工程地质条件导流洞布
15、置在右岸，为圆形有压洞，洞径 3.5m。洞身段与灌溉洞共用。导流洞工程地质条件分段评价如下：8.进口明渠段（0-103.40-008）该段岸坡表层分布崩坡积物，一般坡脚较厚，坡顶较薄，最大厚度4.0m，工程地质性质差。其下伏华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，块状构造，为坚硬岩。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚 14.018.0m。渠道为挖方渠道，建议将渠基置于强风化岩体中，将表层崩坡积碎石土全部清除。该段强风化基岩作为基础，承载力为 2000kPa。建议崩坡积碎石土边坡采用1:1.5，基岩边坡采用 1:0.3，并需采取坡面防护措施，设排
16、水。.进口段及闸井（0-0080+008）该段大部分基岩裸露。进口岸坡走向 200，地形坡度约 43，基岩岩性为华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，块状构造。节理裂隙发育，应采取锚固和喷护措施。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚 14.018.0m。进口段及导流洞进水闸井基础处于弱风化岩体内，上覆岩体较薄，成洞条件差，围岩稳定性较差，岩体节理裂隙无渗水滴水。.洞身段（0+0080+400）该段基岩裸露，基岩为华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，块状构造，为坚硬岩，节理裂隙发育。该段断层较发育，共发
17、现断层 13 条，断层破碎带宽多为0.020.3m，其中规模最大为 f20，断层破碎带宽度 2.0m，建议对该断层进行砼塞或灌浆处理，两侧处理宽度为断层宽度 1.5 倍，处理时需对其边坡设系统锚杆加固，混凝土衬砌。其他部位断层未通过处围岩基本完整，9为块状结构。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚 14.018.0m。洞身置于微风化至新鲜岩体中，上覆岩体较厚，成洞条件好。.出口段（0+4000+414）出口边坡坡度 163，坡脚分布有崩坡积碎石土，分布厚度3.07.5m，工程地质性质差，需清除。其下伏基岩为华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，
18、块状构造，为坚硬岩，节理裂隙发育，应采取锚固和喷护措施。该段发育f9 断层，产状 45NW88，破碎带宽为 0.050.08m，压性，对边坡稳定影响不大。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚14.018.0m。出口段大部分位于弱风化岩体内，上覆岩体较薄，成洞条件差，岩体节理裂隙无渗水滴水。.出口明渠段（0+4140+511.72）该段 0+4140+461m 坡脚分布崩坡积碎石土，最大厚度 7m，工程性质差，需清除。该段基础大多位于弱风化层，建议岩体承载力为3500kPa。基岩开挖边坡，临时边坡 1:0.3，永久边坡 1:0.5。坡高大于10m，应设置马道，开挖时考虑上部强风化岩体崩塌
19、或掉块。0+4610+511.72m 表层岩性为第四系全新统冲积漂卵石。该段渠道为挖方形式，做为渠地基，建议承载力为 500kPa。建议漂卵石层永久边坡采用 1:1.5，并需采取坡面防护措施，设排水。4） 灌溉洞工程地质条件10灌溉洞布置于下坝址右岸，为圆形有压洞，由导流洞改建，做成龙抬头形式。与导流洞共用部分可参看上节中内容，现将其独立成洞段（龙抬头段）的工程地质条件评述如下。.进口段及闸井（0+0000+68.9）该段大部分基岩裸露。进口地形坡度约 5258，岸坡走向 336，基岩岩性为华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，块状构造。节理裂隙发育，
20、应采取锚固和喷护措施。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚 14.018.0m，灌溉洞进水闸井基础处于弱风化微风化岩体内，该段上覆岩体较厚，成洞条件较好。建议基岩开挖临时边坡 1:0.3，永久边坡 1:0.5，并采取喷锚措施，坡高大于 10m 应设置马道。.龙抬头段（0+68.90+124.67）该段洞室岩性为华力西中期第二侵入次（42b）的灰色、肉红色及暗紫色中细粒闪长黑云母二长花岗岩，块状构造，为坚硬岩，节理裂隙发育，表层岩体受风化剥蚀作用产生崩塌碎落，局部断层通过及影响带对洞室围岩稳定影响不大。岩体强风化层厚度 3.05.0m，弱风化层厚14.018.0m。洞身置于微风化至新鲜岩体中，上覆岩体较厚，成洞条件好。5）溢洪道工程地质条件溢洪道布置于坝址区左岸斜坡上，为开敞式溢洪道，工程地质条件分段评述如下。.引水段
