1.2　工程地質

1.2.1　區域地質

1.地形地貌

工程區地形地貌特征受北西向構造的控制與影響。北部F6斷裂以北地區為中山—高中山，海拔2200.00～3000.00m，基巖裸露，地形較平坦。F6斷裂—F5斷裂之間為低中山區，海拔1600.00m左右，地形略向南西傾斜。中部F5斷裂—F2斷裂之間，為中低山區，海拔750.00～1000.00m，為庫壩區的主要地貌。南部F2斷裂以南為丘陵區，海拔700.00～800.00m。

沿河兩岸零星發育有四級階地，Ⅰ級階地為堆積階地，Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級階地均為侵蝕基座階地。

2.地層巖性

中泥盆統（D2b）：主要分布在庫壩區左岸F2斷裂和F3斷裂之間、兩河匯合口以上河床及兩岸，為一套淺海相—濱海相中基性火山噴發巖及火山碎屑—陸源碎屑沉積建造。

下石炭統（C1na）：主要分布在庫區F3斷裂以南，為一套海陸交互相正常陸源碎屑沉積。

上石炭統（C3K）：主要分布于F1斷裂與F2斷裂所夾的壩址區左右岸，為一套陸相—淺海相沉積物。

第三系地層為一套內陸湖泊相沉積物。

第四系地層呈零星分布，堆積于不同基底之上。

3.地震與區域穩定性

自有歷史記載以來，場區遭受的最高地震烈度為Ⅶ度，其余地震對場區的影響烈度均不大于Ⅴ度。

根據新疆防御自然災害研究所1998年3月關于本工程壩區地震安全性評價報告結論：水庫庫壩區50年超越概率10%的基巖峰值加速度為71.3g，地震基本烈度為Ⅶ度。

1.2.2　壩址區工程地質條件

1.地形地貌

壩址區屬于F1斷裂與F2斷裂之間所夾的Ⅳ級夷平面內，河谷兩岸邊坡左陡右緩，呈不對稱U形谷，在高程690.00m段，河谷寬約280～325m，河床寬120～140m。

右岸Ⅲ級階地平臺寬700m，地形略有起伏，高程694.00～750.00m，左岸Ⅳ級階地平臺寬600m，高程724.00～753.00m。

2.地層巖性

壩址區出露的地層主要為上石炭統（C3Ka+b）地層和上石炭統（C3Kc）地層及第四系地層。

（1）上石炭統（C3Ka+b）。主要分布在壩址河床及左右岸平臺，巖性以變質砂巖、變質砂巖夾石英片巖為主。

（2）上石炭統（C3Kc）。主要分布壩址區右岸，巖性為深灰色斜長角閃石片巖夾角閃黑云母石英片巖，具有微細層理，片理發育，變晶結構。

（3）第四系上更新統沖積物（Qal3），主要分布在壩址區左、右岸Ⅱ級、Ⅲ級侵蝕階地表層，巖性為沖積砂礫石層。第四系全新統（Qal4）沖積砂礫石層，分布在壩址區河床左、右岸Ⅰ級階地及河床，厚度5～15m。

3.地質構造

壩址區位于F1斷裂與F2斷裂擠壓帶內的復向斜南翼，發育的主要斷裂有：F1斷裂：分布在壩址右岸以北2.8km處，垂直通過喀喇額爾齊斯河，產狀280°～290°NE∠50°～80°，破碎帶寬約100m。

F2斷裂：分布在壩址左岸距河床200～800m，產狀280°NE∠85°，破碎帶寬120m。

F4斷裂：位于壩址右岸下游1.2km處斜穿河床，并通過壩右以北800m處的2#副壩進入庫區，破碎帶寬30～70m，產狀50°～75°SE∠75°。

此外，壩址區附近發育有NE、NW及EW向規模不大的小斷層。同時在左壩肩還發育F99、F100、F101和F102一組緩傾角斷層，產狀分別為：332°NE∠13°、316°NE∠16°、300°NE∠5°～10°、340°NE∠10°。其中F99、F100和F102斷層延伸長，從壩址上游到下游均穿過了上壩線。該組斷層走向與谷坡夾角約17°，傾向河床偏上游，破碎帶寬3～15cm。

另在壩址區分布有4組節理，以NW、NE向兩組節理最為發育，其次還發育有緩傾角節理，這些節理裂隙除風化層以外，基本都被方解石或石英充填。

4.物理地質現象

巖體風化：壩址左岸平臺強風化層厚度3～14m，弱風化層厚2.5～12m；左岸邊坡強風化層水平厚3～4m，弱風化層水平厚2.5～4.0m。壩址右岸平臺強風化層厚4～12m，弱風化層厚3～6m；右岸邊坡強風化水平厚4～6m，弱風化層水平厚4～5m。壩址河床基巖強風化層厚2～7m，弱風化層厚2～4m。壩址左岸額爾齊斯斷裂（F2）破碎帶，強風化層厚16m。

不穩定巖體：SL1卸荷不穩定體，分布于壩軸線左岸谷坡，不穩定巖體方量約0.96萬m3，需削坡處理。SL2卸荷不穩定體，分布于壩軸線左岸上游邊坡340m處的導流洞進口部位，不穩定巖體方量約2.2萬m3，需清除。SL3構造不穩定巖體，分布于壩軸線右岸上游邊坡440m處，不穩定體方量1.06萬m3。

5.水文地質條件

區內發育線狀延伸的構造斷裂帶，多由構造角礫巖、碎裂巖構成，斷層上部一般有潛水分布，當地形條件適宜時以泉的形式出露，泉眼分布亦呈線狀排列。第四系堆積物孔隙潛水主要埋藏于額爾齊斯河河床砂礫石層中，滲透系數1.2×10-2cm/s。

壩址區左岸平臺地下水位埋深50.80～51.38m，高于河水位32～56m。壩址區右岸平臺地下水位埋深28.8～53.2m，高于河水位7.9～45.0m，地下水水力坡降5.4%～7.3%，由兩岸向河床徑流排泄。

壩址左岸地下水中硫酸根離子含量為720.4～1052.8mg/L；壩址區右岸地下水中硫酸根離子含量為689.13～1280.5mg/L。壩址區兩岸地下水對普通水泥具有硫酸鹽強腐蝕性。

1.2.3　壩基分段地質條件

1.左岸壩段

左岸1#～25#壩段，包括左岸臺地壩段和左岸岸坡壩段，樁號0+000.00～0+485.00，總長485m。地基巖性主要為C3Ka+b變質砂巖，少量為石英片巖（如4#～6#壩段），巖層產狀310°～315°NE∠65°～70°。

1#～7#壩段（樁號0+000.00～0+150.00）：地基巖體為弱風化（中～下部），巖石中～堅硬，完整性尚好，Vp=3000～3500m/s。

8#～13#壩段（樁號0+150.00～0+270.00）：地基巖體為微風化～新鮮，完整性較好，Vp=4000～4500m/s。

14#～25#壩段（樁號0+270.00～0+485.00）：巖體為微風化～新鮮，完整性好，Vp=4000～5000m/s。

左岸壩基中發育有少量小斷層，寬度多為數厘米，且為中高傾角。對壩基抗滑穩定影響不大。壩基已進行固結灌漿，對小斷層已作混凝土塞處理，其承載力、抗剪強度滿足設計要求。

2.河床壩段

河床26#～34#壩段（樁號0+485.00～0+620.00），壩基巖性為C3Ka+b變質砂巖，中厚層狀，巖層產狀315°NE∠69°，地基巖體為微風化～新鮮，Rc=77MPa，軟化系數0.66，抗剪強度c=1.01MPa，φ=48.5°，Vp＞4000m/s。壩基中僅有一條小斷層（F1116），產狀310°～320°NE∠36°，寬2～8cm。節理有4組，其中3組為陡傾角節理，1組為緩傾角節理，產狀290°～340°NE或SW∠11°～25°，節理面呈鐵銹色，多閉合，充填有少量方解石脈及鈣膜。節理連通率低，壩基中未形成滑動組合體，壩基抗滑穩定主要受混凝土與巖石接觸面的抗剪強度控制。壩基已做固結灌漿處理，其地基強度、承載力和抗剪強度滿足設計要求。

3.右岸壩段

右岸壩段包括右岸岸坡壩段（35#～44#壩段）和右岸臺地壩段（45#～83#壩段），分布樁號0+620.00～1+570.00，總長950m。

35#～39#壩段（樁號0+620.00～0+695.00）：如前所述，因受F24、F24-1斷層和黃鐵礦富集帶的影響，該段壩基建基面比初設建基面低3.0～21.5m。變質砂巖巖體大部為微風化～新鮮巖體，Vp=4000～5000m/s，部分為弱風化下部巖體Vp=3000～3500m/s，地基巖體強度具有不均一性。

40#～44#壩段（樁號0+695.00～0+780.00）：壩基巖性為變質砂巖，巖體微風化～新鮮，Vp=4000～5000m/s，有4組陡傾角節理發育，未見緩傾角結構面。

45#～83#壩段（樁號0+780.00～1+570.00）：該段壩基巖性主要為變質砂巖，局部為石英片巖，為弱風化巖體，Vp=3000～4000m/s。壩基發育有35條規模不大的中～陡傾角斷層，斷層寬度一般小于20cm。44#壩段的F1252斷層破碎帶寬1.7～1.8m，為此進行了混凝土塞處理；對48#壩段的F1249、F1248、F1247、F1246形成的斷層密集帶，進行了挖槽、回填、鋼筋網混凝土處理，對74#壩段的F1070和83#壩段的F1074斷層等作了混凝土塞處理。