庫爾勒市鐵門關水電廠崩塌災害發育特征及防治方案研究

羅平 張晶 馮雪梅

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊，新疆烏魯木齊 830000）

1 研究區地質環境

研究區地處霍拉山中山區，孔雀河上游，地勢總體北高南低，地貌類型可分為兩類，分別為構造侵蝕中低山地貌和侵蝕河谷地貌。構造侵蝕中低山地貌：山體坡度在60～80°左右，海拔高度為1002～1205m，地形高差較大，最大高差在200m 左右，山坡坡面的微型小溝較為發育，為水流切割而成，多成“V”，未見其它的大型沖溝發育，山上植被不發育，山體與發電廠房處地面高差將近200m，山體坡度在60-80°，巖體結構面發育，結構面主要以構造裂隙為主。侵蝕河谷地貌：地形相對較平坦，局部可見一級階地，高差0.5～1.0m，河溝谷兩側有少量植被發育。

該區的河流主要有孔雀河，發源于博斯騰湖，流經焉耆盆地西南由東向西南經鐵門關峽谷，向西流進庫爾勒綠洲平原（孔雀河沖洪積平原），至市老城區葵花橋折向西南，經普惠折向東流，流入尉犁縣，然后沿庫魯克塔格山南麓由西向東流入羅布泊地區，全長785km，年平均徑流量11.8724×108m3，由于受博斯騰湖的調節，水量較為穩定，是鐵門關電廠發電用的唯一水源。

研究區地層主要為上元古界震旦系和第四系。震旦系地層巖性主要為斜長角閃巖、鉀長角閃巖、混合巖組成，巨厚層狀，巖體破碎，風化強烈，節理裂隙發育，產狀為210-280°∠60-65°。第四系地質體有洪積物、沖積物、崩積物、坡積物、人工堆積物。研究區侵入巖屬華里西中期侵入巖，巖性以鉀長花崗巖和混合花崗巖為主。

研究區大地構造于一級構造為天山地槽系，二級構造為南天山冒地槽褶皺帶，三級構造帶為博斯騰湖凹陷。研究區內巖層裂隙節理發育，主要發育三組節理裂隙，產狀分別為280°∠65°、65°∠70°、210°∠60°，裂隙類型以構造裂隙為主，次為風化裂隙。

2 地質災害特征

（1）崩塌堆積體特征

①K0+210—K0+270 崩塌堆積體（發電廠房北側山體）：崩塌堆積體巖性主要為混合花崗巖和鉀長花崗巖（兩者性狀條件相似，故劃分為同一段），主要分布在山體坡腳，單體體積一般為0.05-0.1m3，最大體積0.3m3，呈不規則狀，崩塌堆積體距山體坡腳最大距離為12m。一次崩塌量約10-15m3，累計總體積約100m3。

②K0+270—K0+360 崩塌堆積體（開關站北側山體）：崩塌堆積體巖性主要為斜長角閃巖，主要分布在山體坡腳，呈散狀分布，單體體積一般為0.05-0.1m3，最大體積0.2m3，呈不規則狀。崩塌堆積體距山體坡腳最大距離為11m，一次崩塌量約5-10m3，累計總體積約80m3。

（2）危巖體（帶）特征

①K0+210—K0+270 危巖帶：該帶巖性主要為鉀長花崗巖、混合花崗巖,危巖帶坡向為225～235°，坡度為40～60°，根據裂隙發育密度情況和現場調查，單個危巖體體積一般0.4～0.6m3，危巖帶主要發育3 組節理，其中1 組走向與坡向近似平行。根據物探資料，結合裂隙深度調查，危巖帶0.5～1m 為強風化層，節理裂隙發育，1～5m 為中弱風化層，節理裂隙較發育，5m 以下巖體節理裂隙不發育。該段危巖帶分布面積為8355m2，按強風化層厚度計算，總體積為8355m3。

②K0+270—K0+360 危巖帶：該帶巖性主要為斜長角閃巖，危巖帶坡向為240～260°，坡度為50～70°，根據裂隙發育密度情況和現場調查，單個危巖體體積一般0.3～0.5m3，該帶危巖體呈層狀，下伏混合花崗巖，接觸層面傾向與坡向一致，根據地質測量斜長角閃巖厚度為12～24m，斜長角閃巖巖體主要發育3 組節理，其中1 組走向與坡向近似平行，最發育的一組節理走向為55°。根據物探資料，結合裂隙深度調查，危巖帶0.5～1m 為強風化層，節理裂隙發育，1～9m為中弱風化層，節理裂隙較發育，9m 以下巖體節理裂隙不發育。該段危巖帶分布面積為4614m2，按強風化層厚度計算，總體積為4614m3。

（3）地質災害影響因素

研究區內崩塌的形成因素主要受自然因素的影響，人為因素主要為修建公路切割巖體，局部形成陡邊坡。影響崩塌形成的自然因素包括地形地貌條件、地層巖性條件、地質構造條件、水文氣象條件和地震條件等。

（4）穩定性分析結果

綜合野外判定法、赤平投影分析法、極限平衡法三種方法對崩塌隱患（危巖體）的穩定性進行分析評價。通過分析評價，該區各段均有發生不同程度崩塌的潛在條件。在K0+270-K0+360 段，由于后緣存在連續的裂縫，對其整體而言，在暴雨工況、暴雨+地震工況下處于欠穩定狀態。

3 防治方案

研究區內重點防護對象為電廠的發電廠房，威脅廠房的主要為K0+210—K0+360危巖帶，該帶巖性主要為鉀長花崗巖、混合花崗巖和斜長角閃巖，單個危巖體塊度一般0.4～0.6m3，由于山體距離發電廠房較近，沒有被動防護的條件，只能采取主動防護的措施，對發電廠房一帶的崩塌災害采取錨桿噴漿或錨桿鋼板網兩種防治措施進行。

比選方案一：錨桿鋼板網

采取錨桿鋼板網的防治措施，錨桿穿越強風化層，進入裂隙不發育的基巖中，錨桿鋼板網的防護深度大，安全性較強，施工工藝相對簡單。

比選方案二：錨桿噴漿支護

采用掛網噴漿可防止雨水入滲，增強其穩定性，但在施工工藝上，難度相對較大。在工程造價上，由于危巖體面積較大相比錨桿鋼板網的造價較高，投資巨大。

考慮該水電廠為巴州電網主力電廠之一，為較重要的工程，從安全實用、經濟的角度出發，推薦錨桿鋼板網的防治措施。

圖1 錨桿鋼板網結構簡圖

圖2 錨桿鋼板網結構大樣圖

4 結語

研究區海拔高差較大，裂隙較發育，通過分析評價，該區各段均有發生不同程度崩塌的潛在條件。通過比選，從安全實用、經濟的角度出發，推薦錨桿鋼板網的防治措施。