摘要從地形地貌、水庫滲漏、庫岸穩定、地層巖性、濕陷性等方面概述了瑪納斯縣旱卡子灘水庫大壩的工作地質情況，對大壩穩定性等情況進行了綜合分析，為消除水庫現存病險情，恢復、提高水庫調蓄能力，確保水庫正常運行和下游灌溉提供參考。 關鍵詞旱卡子灘水庫大壩;工程地質;穩定性分析;建議;新疆瑪納斯 瑪納斯縣旱卡子灘水庫于1995年開工建設，1997年8月工程建成，水庫原設計總庫容108萬m3，設計控制灌溉面積1 333.33hm2，是一座以灌溉為主的注入式小(1)型山區水庫。水庫樞紐由大壩和放水涵洞組成。壩體為均質土壩，壩高18m，壩長267.7m，頂寬5m。放水涵洞斷面型式為城門洞形，涵洞全長100m。由于大壩填筑質量差，多年來一直未運行。近年通過大壩安全鑒定，確定旱卡子灘水庫屬三類病險庫，2010年將完成除險加固工程任務。 1工程地質概況 1.1地形地貌 瑪納斯縣旱卡子灘水庫位于準噶爾盆地南緣凹陷區的前山丘陵地帶，庫區處于丘陵地區2條較大溝谷洼地交匯處，2條溝在水庫庫盤一帶交匯。壩址處在2條溝谷交匯處地形相對狹窄的溝谷段，谷底寬僅60m，上寬170m，兩岸山坡相對高程1 362m，形成一個平面上呈簸箕狀的水庫地形。庫區范圍地質構造簡單，主要是由第三系泥巖、砂巖組成的單斜構造，巖體節理、裂隙不發育，未發現有斷裂構造及新構造活動的形跡。庫區物理地質現象不明顯，調查沒有發現滑坡、崩塌和泥石流的形跡，地表有較厚牧草植被，侵蝕切割較弱。另庫盤內有小沖溝發育，一般寬1.5~2.0m，深1.1~1.2m，兩側淤積物層理明顯可見，雜色，表面形成龜裂。水庫區水文地質條件簡單，庫區未發現泉水出露，溝谷均為干谷，僅在雨季時有地表徑流，庫區地下水資源較貧乏。該區地震動峰值加速度為0.20g，地震基本烈度為Ⅷ度，區域構造穩定性較差。 1.2水庫滲漏 水庫左岸存在1條近南北走向的洼地，左岸基巖出露高程自左壩肩向上游庫岸緩慢抬升，一般為1 340~1 356m，低于水庫設計正常蓄水位高程。基巖上部大多被黃土所覆蓋，黃土厚度一般為6～15m，黃土層屬于中-高壓縮、強濕陷性土，遇水浸泡后將可能產生繞壩滲漏以致于潰壩的危險，尤其是自左壩肩起，沿岸坡向上游，在泥巖和黃土層之間存在碎石土層，層厚0.6～4.5m，屬中-強透水，水庫運行將可能發生鄰谷滲漏問題。由于庫底巖性均為第三系泥巖或砂巖，屬于弱透水層，水庫通過庫底的滲漏量較小，可不考慮庫底的滲漏。 1.3庫岸穩定 右庫岸基巖出露高程大于水庫正常蓄水位，基巖以第三系泥巖砂巖為主，裂隙不發育，地表均為草皮覆蓋，調查未發現有坍塌或滑坡現象，庫岸較穩定;調查發現左岸基巖出露高程一般小于水庫正常蓄水位，左庫岸有坍塌現象，特別是壩肩一帶，表層黃土厚度為7~17m，左壩肩和左庫岸均由黃土構成，黃土層屬于中-高壓縮、中-強濕陷性土，具有垂直節理發育，遇水浸泡后將產生庫岸坍塌、繞壩滲漏以致于潰壩的危險，因此水庫蓄水后左壩肩和左庫岸有庫岸坍塌的可能。 1.4地層巖性 一是左壩肩段。黃土層厚7~17m，位于第三系泥巖之上，屬低液限粉土，土黃色，干燥，稍密狀，干密度為1.27~1.64 g/cm3，孔隙比為0.65~1.13，屬高壓縮性土、強濕陷性土、弱透水層，含水量較低，上部干燥堅硬，1.5m以下稍濕。在水庫蓄水后，由于黃土層的強濕陷性，導致前壩坡變形下沉，防浪墻產生不均勻沉降。泥巖(N2):埋置于黃土層之下，草綠色，薄層狀，有時夾有薄層泥質砂巖，強風化層厚度1.0~1.5m，上部5.0m透水率為0.66~2.04Lu，屬微弱透水層。二是主壩段(樁號0+100-0-025)。壩體填筑土:褐紅色，為強風化泥巖土填筑形成，根據勘探和試驗等工作查明壩體填筑質量較差，且壩體填筑時清基不徹底，為水庫大壩正常運行埋下安全隱患。低液限粉土:層厚1.0～3.0m，局部包含少量礫石，淺紅褐色，硬塑狀，干密度為1.69g/cm3，孔隙比為0.59，屬弱-微透水，具孔隙性、蟲孔和植物根孔。卵石混合土層主要出露在主壩段壩基，位于低液限粉土之下、第三系泥巖之上，該層卵石土厚度約為7m，卵石層呈土黃色，中密狀，一般粒徑為3～5cm，滲透系數為0.003 5cm/s，屬中等透水，需進行防滲加固處理。泥巖(N2):草綠、褐紅色，基巖埋深7~27m，壩體中部埋深最大，兩側基巖面向上起伏，呈凹槽狀，屬弱透水。三是右壩肩段(樁號0-025-0-095)。黃土層:層厚3.0~9.0m，屬低液限粉土，干密度為1.14~1.60g/cm3，孔隙比為0.659~1.400，屬強濕陷性土、中-弱透水層，蓄水將產生濕陷和滲透破壞，導至前壩坡下陷。含細粒土礫層位于黃土層之下，厚度為4.5~10.0m，呈灰色、黃色，稍密-中密狀，含泥量達13.5%左右，最大粒徑約150mm，滲透系數為0.054cm/s，屬強透水層。泥巖(N2):褐紅色，呈塊狀，基巖面埋深7.5~14.5m，基巖透水率約1.16Lu，屬弱透水性。 2濕陷性評價、滲透穩定分析及沖刷破壞分析 2.1濕陷性評價 根據《濕陷性黃土地區建筑規范》，濕陷性黃土地基受水浸濕飽和，經計算:左壩肩黃土屬自重濕陷性場地、濕陷等級為Ⅳ(很嚴重)級。右壩肩黃土屬自重濕陷性場地、濕陷等級為Ⅲ(嚴重)級。 2.2滲透穩定分析 根據卵石混合土顆分試驗資料和《水利水電工程地質勘察規范》卵石混合土允許水力比降經驗值為0.12;壩體低液限黏土和左壩肩低液限粉土將產生管涌型破壞;右壩肩原始黃土和含細粒土礫土都將可能產生管涌型滲透破壞。 2.3壩體、壩基接觸沖刷破壞分析 水庫壩體低液限黏土與壩基級配不良礫為雙層結構，由于壩基級配不良卵石不均勻系數均大于10，當水庫正常運行時，其接觸面間可能產生滲透變形。右壩肩由黃土和含細粒土礫層組成，為雙層結構，由于級配不良含細粒土礫不均勻系數大于10，黃土的不均勻系數為9.0~18.0，可以判定右壩肩、壩體和壩基土層間均存在接觸沖刷破壞，當水庫運行時，其接觸面間可能產生滲透變形。