1.2　工程地质

1.2.1　区域地质

1.地形地貌

工程区地形地貌特征受北西向构造的控制与影响。北部F6断裂以北地区为中山—高中山，海拔2200.00～3000.00m，基岩裸露，地形较平坦。F6断裂—F5断裂之间为低中山区，海拔1600.00m左右，地形略向南西倾斜。中部F5断裂—F2断裂之间，为中低山区，海拔750.00～1000.00m，为库坝区的主要地貌。南部F2断裂以南为丘陵区，海拔700.00～800.00m。

沿河两岸零星发育有四级阶地，Ⅰ级阶地为堆积阶地，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级阶地均为侵蚀基座阶地。

2.地层岩性

中泥盆统（D2b）：主要分布在库坝区左岸F2断裂和F3断裂之间、两河汇合口以上河床及两岸，为一套浅海相—滨海相中基性火山喷发岩及火山碎屑—陆源碎屑沉积建造。

下石炭统（C1na）：主要分布在库区F3断裂以南，为一套海陆交互相正常陆源碎屑沉积。

上石炭统（C3K）：主要分布于F1断裂与F2断裂所夹的坝址区左右岸，为一套陆相—浅海相沉积物。

第三系地层为一套内陆湖泊相沉积物。

第四系地层呈零星分布，堆积于不同基底之上。

3.地震与区域稳定性

自有历史记载以来，场区遭受的最高地震烈度为Ⅶ度，其余地震对场区的影响烈度均不大于Ⅴ度。

根据新疆防御自然灾害研究所1998年3月关于本工程坝区地震安全性评价报告结论：水库库坝区50年超越概率10%的基岩峰值加速度为71.3g，地震基本烈度为Ⅶ度。

1.2.2　坝址区工程地质条件

1.地形地貌

坝址区属于F1断裂与F2断裂之间所夹的Ⅳ级夷平面内，河谷两岸边坡左陡右缓，呈不对称U形谷，在高程690.00m段，河谷宽约280～325m，河床宽120～140m。

右岸Ⅲ级阶地平台宽700m，地形略有起伏，高程694.00～750.00m，左岸Ⅳ级阶地平台宽600m，高程724.00～753.00m。

2.地层岩性

坝址区出露的地层主要为上石炭统（C3Ka+b）地层和上石炭统（C3Kc）地层及第四系地层。

（1）上石炭统（C3Ka+b）。主要分布在坝址河床及左右岸平台，岩性以变质砂岩、变质砂岩夹石英片岩为主。

（2）上石炭统（C3Kc）。主要分布坝址区右岸，岩性为深灰色斜长角闪石片岩夹角闪黑云母石英片岩，具有微细层理，片理发育，变晶结构。

（3）第四系上更新统冲积物（Qal3），主要分布在坝址区左、右岸Ⅱ级、Ⅲ级侵蚀阶地表层，岩性为冲积砂砾石层。第四系全新统（Qal4）冲积砂砾石层，分布在坝址区河床左、右岸Ⅰ级阶地及河床，厚度5～15m。

3.地质构造

坝址区位于F1断裂与F2断裂挤压带内的复向斜南翼，发育的主要断裂有：F1断裂：分布在坝址右岸以北2.8km处，垂直通过喀喇额尔齐斯河，产状280°～290°NE∠50°～80°，破碎带宽约100m。

F2断裂：分布在坝址左岸距河床200～800m，产状280°NE∠85°，破碎带宽120m。

F4断裂：位于坝址右岸下游1.2km处斜穿河床，并通过坝右以北800m处的2#副坝进入库区，破碎带宽30～70m，产状50°～75°SE∠75°。

此外，坝址区附近发育有NE、NW及EW向规模不大的小断层。同时在左坝肩还发育F99、F100、F101和F102一组缓倾角断层，产状分别为：332°NE∠13°、316°NE∠16°、300°NE∠5°～10°、340°NE∠10°。其中F99、F100和F102断层延伸长，从坝址上游到下游均穿过了上坝线。该组断层走向与谷坡夹角约17°，倾向河床偏上游，破碎带宽3～15cm。

另在坝址区分布有4组节理，以NW、NE向两组节理最为发育，其次还发育有缓倾角节理，这些节理裂隙除风化层以外，基本都被方解石或石英充填。

4.物理地质现象

岩体风化：坝址左岸平台强风化层厚度3～14m，弱风化层厚2.5～12m；左岸边坡强风化层水平厚3～4m，弱风化层水平厚2.5～4.0m。坝址右岸平台强风化层厚4～12m，弱风化层厚3～6m；右岸边坡强风化水平厚4～6m，弱风化层水平厚4～5m。坝址河床基岩强风化层厚2～7m，弱风化层厚2～4m。坝址左岸额尔齐斯断裂（F2）破碎带，强风化层厚16m。

不稳定岩体：SL1卸荷不稳定体，分布于坝轴线左岸谷坡，不稳定岩体方量约0.96万m3，需削坡处理。SL2卸荷不稳定体，分布于坝轴线左岸上游边坡340m处的导流洞进口部位，不稳定岩体方量约2.2万m3，需清除。SL3构造不稳定岩体，分布于坝轴线右岸上游边坡440m处，不稳定体方量1.06万m3。

5.水文地质条件

区内发育线状延伸的构造断裂带，多由构造角砾岩、碎裂岩构成，断层上部一般有潜水分布，当地形条件适宜时以泉的形式出露，泉眼分布亦呈线状排列。第四系堆积物孔隙潜水主要埋藏于额尔齐斯河河床砂砾石层中，渗透系数1.2×10-2cm/s。

坝址区左岸平台地下水位埋深50.80～51.38m，高于河水位32～56m。坝址区右岸平台地下水位埋深28.8～53.2m，高于河水位7.9～45.0m，地下水水力坡降5.4%～7.3%，由两岸向河床径流排泄。

坝址左岸地下水中硫酸根离子含量为720.4～1052.8mg/L；坝址区右岸地下水中硫酸根离子含量为689.13～1280.5mg/L。坝址区两岸地下水对普通水泥具有硫酸盐强腐蚀性。

1.2.3　坝基分段地质条件

1.左岸坝段

左岸1#～25#坝段，包括左岸台地坝段和左岸岸坡坝段，桩号0+000.00～0+485.00，总长485m。地基岩性主要为C3Ka+b变质砂岩，少量为石英片岩（如4#～6#坝段），岩层产状310°～315°NE∠65°～70°。

1#～7#坝段（桩号0+000.00～0+150.00）：地基岩体为弱风化（中～下部），岩石中～坚硬，完整性尚好，Vp=3000～3500m/s。

8#～13#坝段（桩号0+150.00～0+270.00）：地基岩体为微风化～新鲜，完整性较好，Vp=4000～4500m/s。

14#～25#坝段（桩号0+270.00～0+485.00）：岩体为微风化～新鲜，完整性好，Vp=4000～5000m/s。

左岸坝基中发育有少量小断层，宽度多为数厘米，且为中高倾角。对坝基抗滑稳定影响不大。坝基已进行固结灌浆，对小断层已作混凝土塞处理，其承载力、抗剪强度满足设计要求。

2.河床坝段

河床26#～34#坝段（桩号0+485.00～0+620.00），坝基岩性为C3Ka+b变质砂岩，中厚层状，岩层产状315°NE∠69°，地基岩体为微风化～新鲜，Rc=77MPa，软化系数0.66，抗剪强度c=1.01MPa，φ=48.5°，Vp＞4000m/s。坝基中仅有一条小断层（F1116），产状310°～320°NE∠36°，宽2～8cm。节理有4组，其中3组为陡倾角节理，1组为缓倾角节理，产状290°～340°NE或SW∠11°～25°，节理面呈铁锈色，多闭合，充填有少量方解石脉及钙膜。节理连通率低，坝基中未形成滑动组合体，坝基抗滑稳定主要受混凝土与岩石接触面的抗剪强度控制。坝基已做固结灌浆处理，其地基强度、承载力和抗剪强度满足设计要求。

3.右岸坝段

右岸坝段包括右岸岸坡坝段（35#～44#坝段）和右岸台地坝段（45#～83#坝段），分布桩号0+620.00～1+570.00，总长950m。

35#～39#坝段（桩号0+620.00～0+695.00）：如前所述，因受F24、F24-1断层和黄铁矿富集带的影响，该段坝基建基面比初设建基面低3.0～21.5m。变质砂岩岩体大部为微风化～新鲜岩体，Vp=4000～5000m/s，部分为弱风化下部岩体Vp=3000～3500m/s，地基岩体强度具有不均一性。

40#～44#坝段（桩号0+695.00～0+780.00）：坝基岩性为变质砂岩，岩体微风化～新鲜，Vp=4000～5000m/s，有4组陡倾角节理发育，未见缓倾角结构面。

45#～83#坝段（桩号0+780.00～1+570.00）：该段坝基岩性主要为变质砂岩，局部为石英片岩，为弱风化岩体，Vp=3000～4000m/s。坝基发育有35条规模不大的中～陡倾角断层，断层宽度一般小于20cm。44#坝段的F1252断层破碎带宽1.7～1.8m，为此进行了混凝土塞处理；对48#坝段的F1249、F1248、F1247、F1246形成的断层密集带，进行了挖槽、回填、钢筋网混凝土处理，对74#坝段的F1070和83#坝段的F1074断层等作了混凝土塞处理。