张成

（甘肃省张掖市甘兰水利水电建筑设计院，甘肃 张掖 734000）

1 坝址区工程地质条件

工程区位于甘肃省张掖市肃南县马蹄乡境内酥油口河出山口以上2.0km，地处祁连山地槽褶皱带北部走廊南山复背斜轴部北侧，断裂构造由一系列北西西向弧形挤压带构成，区域地质构造稳定性较差。主要建筑物按8度地震烈度设防。

坝址区地形处在河流“U”型峡谷较顺直段，谷底宽约80m，河床面高程2402～2404m；河床覆盖冲洪积砂卵砾石层厚约3～7m；两岸不对称发育Ⅰ～Ⅲ级基座阶地，宽度均不大，且缺失较严重，右岸上游段顺坡存在一断崖式凹谷地形。

坝址区分布的基岩地层为奥陶系上统（O3）灰绿色安山玄武岩及安山质凝灰岩，具斑状结构，中～细粒，致密。安山玄武岩岩性属坚硬岩，性脆；安山质凝灰岩岩性属中硬岩，主要分布于右岸断崖式地形凹谷内。坝址区断裂构造由一系列北西西向弧形挤压带构成，与河流向近于垂直，岩体受挤压破碎十分明显。其中：左坝肩发育三条小断层即F4、F5、F6，并以F4断层规模最大，产状：NW300°/NE∠50°，压性性质，倾向下游，断层带宽约1.2m，面较光滑且有泥质物，由于F4、F5在坝肩交汇，使得在坝肩中部偏上游一侧谷坡形成一宽约3～5m的断层构造破碎带岩体；右坝肩发育F7、F8两条小断层，位于右岸靠上游侧，产状：NW280°～3000/SW∠70～80°，分布在断崖式凹谷地形的两侧。因此，基岩受构造强烈挤压影响，局部节理裂隙很发育，岩石风化破碎较严重。坝址下游3～5km河道及其两岸分布储量丰富、质量合格的砂卵砾石料；坝址下游2km出山口处分布的大理岩山体是质量合格的沥青砼用碱性骨料料源。

2 工程地质问题论证分析

2.1 坝肩稳定问题分析

左岸：边坡类型属硬质岩—块状结构岩质边坡。经分析，无不利边坡稳定的结构面组合。但左岸段发育三条小断层，其中：F4位于坝轴线上游侧约30m处，经分析该断层对边坡整体稳定基本无影响，对重力坝坝肩抗滑稳定影响较大，可研阶段已否定了重力坝方案，对体型较轻的沥青砼心墙可以满足设计要求；F5与F4在坝肩交汇，形成上游侧谷坡一宽约3～5m的断层构造破碎带岩体，分析认为该构造破碎带不会造成坝肩的整体滑动，仅存在趾板基础开挖后的局部崩塌或滑塌问题。因此，左岸对沥青砼心墙砂砾石坝或砼面板砂砾石坝（均为土石坝型）而言，其坝肩变形与稳定均能够满足设计要求。

右岸：中下游段边坡类型属硬质岩—块状结构岩质边坡，安山玄武岩岩性坚硬，岩体完整，节理裂隙紧闭，无不利边坡稳定的结构面组合，岸坡顺直而稳定，对沥青砼心墙布置十分有利；而上游段则发育有F7、F8两条断层，并构成百余米宽的顺坡向断崖式凹谷地形，谷地内岩性变为安山质凝灰岩，受构造强烈挤压影响，节理裂隙发育，岩体较破碎，风化剧烈，强风化带深约15m，砼面板坝趾板基础开挖后将形成高边坡，稳定性差，会形成大的崩塌与滑塌。

2.2 坝基稳定问题分析

坝基厚层块状弱风化安山玄武岩及安山质凝灰岩允许承载力为2.6～2.1MPa，变形模量为9～5GPa，基岩抗变形能力较强，均可满足设计要求；基岩中无缓倾角节理裂隙或软弱结构面的存在，因而无岩体内的滑移稳定问题，仅存在砼（或沥青砼）与基岩接触面的抗滑稳定问题。

2.3 坝基、坝肩渗漏问题分析评价

经钻孔勘探和压水试验资料可知，左、右坝肩和坝基强～微风化带岩体透水性较强，水库蓄水后，存在坝基渗漏和两坝肩绕坝渗漏问题，不能满足水库蓄水要求，须采取帷幕灌浆防渗处理措施。按照规范中关于高坝的设计标准，本工程设计透水率为3Lu。

3 坝型选择

根据坝址地形地质条件及天然建筑材料分布，结合各水工建筑物布置情况，拟对砼面板砂砾石坝和沥青砼心墙砂砾石坝两种坝型方案进行比较。

1）地形地貌条件比较：砼面板砂砾石坝趾板线斜穿上游侧的断崖式凹谷地形，趾板线较长，变坡和折线多，难于布置；而沥青砼心墙基本符合布置原则，坝线较短。沥青砼心墙坝优。

2）坝基、坝肩岩体质量及风化程度比较：砼面板坝趾板基础坐落的上游构造挤压带属BⅣ1类岩体，趾板线强风化带在左岸段为4～6m，河床段为6m，右岸段为2～14m不等；而沥青砼心墙基础坐落的两坝肩岩体属AⅢ2类，坝基岩体属BⅢ2类，强风化带在左坝肩为3～6m，坝基为2～3m，右坝肩为1～2m。沥青砼心墙坝优。

3）坝基及岸坡处理比较：砼面板坝趾板线长、变坡和折线多，局部基础开挖深度较大，右岸段长约80m的构造挤压破碎岩体，最大开挖深度达18m，边坡问题较突出，处理工程量大；而沥青砼心墙通过调整坝线，上坝线可避开左坝肩F4断层及其与F5交汇形成的宽约3～5m的构造破碎带岩体，则两坝肩及坝基岩体均较完整，边坡顺直，覆盖层薄，清基容易，边坡稳定。

4）坝基、坝肩防渗处理工程量比较：砼面板坝防渗线路长（约400m），帷幕灌浆深度较大（左岸段35～50 m、河床段40m、右岸段35～65m不等）；而沥青砼心墙坝防渗线路短（约230m），帷幕灌浆深度较小（左坝肩35～40 m、坝基30m、右坝肩35m）。沥青砼心墙坝优。

5）施工工艺、造价、工期比较：砼面板坝趾板、面板施工较复杂，工程量大、造价高，工期长，但质量易于控制，施工经验成熟；而沥青砼心墙施工工艺较复杂，技术要求高，须专业施工队伍和专门检测机构精心控制质量，但工程量小、工期短。砼面板砂砾石坝稍优。

经技术经济综合比较，推荐上坝线沥青砼心墙砂砾石坝坝型。

4 结语

酥油口水库坝址区工程地质条件较复杂。左岸存在倾向下游的断层问题，不能满足重力坝对坝肩抗滑与抗震稳定的要求，故在可研阶段否定了重力坝方案；右岸存在上游侧的断崖式凹谷地形、安山质凝灰岩、构造破碎岩体导致的深厚强风化和强透水带等问题，故在初设阶段，结合坝线比选和区域地震稳定性等因素进行了砼面板砂砾石坝和沥青砼心墙砂砾石坝型的方案比较研究。经比选，上坝线沥青砼心墙砂砾石坝具有地形顺直坝线短、满足抗滑及抗震稳定要求、坝基与岸坡处理工程量小、防渗处理工程量小等明显优势，因此推荐上坝线沥青砼心墙砂砾石坝坝型。可供同类型工程参考。