第2章隧址区域地质概况

2.1 发电引水隧洞工程地质条件

2.1.1 地形地貌

布仑口公格尔水电工程项目是盖孜河流域中上游河段多梯级开发中的第一级水力发电站，行政区域隶属于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜族自治州阿克陶县，该水利工程建成后具有防洪防涝、满足下游农田灌溉以及发电引水等综合使用效益。发电引水隧洞进口距离Ⅷ坝线上游240m，隧洞向北穿过山包，过比克塔日尕克沟，沿线山势陡峻，起伏较大，地形西高东低，山顶最高海拔4750m，一般海拔在3500～5000m之间，隧洞向下游延伸至G314国道1600km里程碑处，隧洞长度约为17.36km。由于盖孜河两岸高山终年积雪，河谷两岸现代冰川分布，右岸为著名的公格尔峰（主峰海拔7649m），冲沟发育，常沿冲沟发育冰舌、冰水洪积扇等地貌。冲沟冰水洪积物常在河道可形成大小不等的堰塞体，迫使河流向另一岸侧移，使盖孜河弯曲下流，河床坡降平陡交替。

2.1.2 地层岩性

发电引水隧洞沿线为下古生界志留系-中泥盆统、泥盆系上统、新生界第四系和加里东期侵入岩等。

（1）志留系-中泥盆统（S-D2）：为一套变质岩系。厚度较大，基岩大面积出露，岩性为黑色石墨片岩、褐红色长石石英片岩、灰色-浅灰色绢云母石英片岩、灰白-浅灰色二云母石英片岩和灰绿色绿泥石长石石英片岩等，呈互层状，各岩层厚度变化大，一般厚度几厘米至几十米（石墨片岩厚度一般较大，几米至几十米）。

（2）泥盆系上统（D3）：为灰绿色、灰色绿泥石云母石英片岩，变质砂岩、变质石英砾岩互层。

（3）新生界第四系按成因类型分：下更新统冰碛层，上更新统冰碛层，全新统冲洪积物和崩坡积层。

1）下更新统冰碛层：沿洞线主要分布于发电引水洞进口段小山包、比克塔日尕克沟左岸和3号、4号冲沟之间的小山梁上。沿盖孜河左岸零星出露为Ⅲ、Ⅳ级阶地的基座，在引水发电隧洞2号、3号、4号、5号施工支洞进口均有出露。岩性为含块碎石的砂壤土，结构较密实，半胶结，新鲜层干燥时较硬，局部夹1～2m厚的块碎石层透镜体。据钻孔揭露和物探测试，发电洞进口段总厚度最厚可达310m左右，在比克塔日尕克沟左岸厚度稍薄，为60～70m；在3号、4号冲沟之间据物探测试厚度最厚为188m。

2）上更新统冰碛层：分布于发电引水洞进口Ⅰ、Ⅲ级阶地上部，比克塔日尕克沟右岸平台上部等。岩性为含孤石、漂石、块石的砂碎石层，分选性差，具有架空结构。厚度分别为：Ⅰ级阶地2～5m，Ⅲ级阶地22m左右。

3）全新统冲洪积物：主要分布于发电引水洞沿线的冲沟沟底，如比克塔日尕克沟0号、1号、2号、3号、4号、7号等。比克塔日尕克沟内岩性为分选、磨圆较好的砂卵砾石、碎石，结构较密实，厚度据物探测试和钻孔揭露，厚度大于20m；其他冲沟内为分选、磨圆较差的含块石、碎石土，结构松散，具有架空结构。

4）崩坡积层：分布于发电引水洞沿线坡积裙、倒石堆等处。岩性为块石、碎石等，结构松散，厚度不一。

（4）加里东期侵入岩：岩性主要为灰白色黑云母花岗岩，呈现块体状，岩石新鲜且坚硬完整，分布于隧洞洞线中下部分。

2.1.3 水文地质条件

发电引水隧洞沿线水文地质条件复杂，盖孜河两岸高山终年积雪，基岩裂隙水分布于河流两岸基岩山区，主要接受冰川融冰水补给，沿基岩裂隙运移，由沟谷或断层切割排泄，基岩裂隙水补给河水（盖孜河两岸有多处泉眼分布）。工程区内广泛分布的古老结晶片岩片理、片麻理发育，断层和构造裂隙发育，因此引水发电隧洞沿线断层及构造裂隙受高山区冰雪融水渗入影响会出现突水、突泥、断层涌水和裂隙涌水现象，应引起重视。

2.1.4 物理地质现象

2.1.4.1 风化

隧洞沿线岩体风化主要受岩性和地形的影响。从岩性看，洞线沿线下更新统冰碛层抗风化能力最差，强风化层厚4m，弱风化层厚16m；片岩段中，石墨片岩、绿泥石石英片岩较云母石英片抗风化能力相对较弱，风化层较厚，其中石墨片岩抗风化能力最弱，风化层相对较厚；从地形条件看，在单薄山体、朝阳缓坡风化层厚度较大；在断层、节理发育部位，风化层较厚。据地质测绘、平硐、施工支洞、钻孔揭露及物探测试成果，岩体风化可分强风化、弱风化和微风化三个带。

强风化带：地层厚4m；片岩段强风化层厚度一般3～5m，纵波速度一般1500～2000m/s，片理发育，多已风化变质；花岗岩强风化层纵波速度一般2000～2500m/s，厚度一般0.5～1m。

弱风化带：地层厚16m；片岩段弱风化层厚度一般15～20m，纵波速度一般2850～4100m/s，局部片理面及裂隙面有风化变质现象；花岗岩弱风化层纵波速度一般4000～5000m/s，厚度一般8～10m。

微风化带：片岩段微风化层纵波速度一般4100～5000m/s；厚度一般30～40m，片理之间结合较好，仅局部裂隙面有风化变质现象；花岗岩微风化层纵波速度一般5000～8000m/s，厚度一般20～30m。

2.1.4.2 卸荷与崩塌

卸荷作用在隧洞区主要分布于临谷陡坡及冲沟切割形成单薄山脊顶部。在片岩段浅部岩体多利用走向与陡坡平行的片理、节理向临空面卸荷张开，顶部张开宽度一般0.5～5.0cm，卸荷带宽度一般3～7m，垂直分布深度多小于15m；在花岗岩段浅部岩体多利用走向与陡坡平行的节理等构造面向临空面卸荷张开，顶部张开宽度一般1～3cm，卸荷带宽度一般3～10m，垂直分布深度多小于15m。崩塌主要受地形和构造的影响，多发生在走向与片理或结构面走向近平行的大冲沟坡面、陡坡面，沿片理面或结构面，形成滑塌体。由于隧洞埋深大，卸荷崩塌对隧洞的影响不大。

2.1.4.3 泥石流

隧洞区大部分基岩裸露，沿线大冲沟中下段沟底宽阔，堆积有几十米至上百米厚的洪积含土碎石层，冲沟上段沟底稍窄，纵坡变陡。岩体受风化等地质作用影响，在冲沟两侧坡面上分布堆积大量松散的碎屑物质，是形成泥石流的物质来源，春、夏季气温迅速升高，受大量融雪（冰）水影响，易形成泥石流。泥石流对深埋于地下的发电引水隧洞安全基本无影响，但对发电引水隧洞沿线布置于沟内或沟边的各条施工支洞、临时施工道路的安全构成一定威胁，另外，施工洞挖弃渣料严禁堵塞行洪通道，弃渣坡脚应设置浆砌石和干砌石护坡，并加强施工期泥石流监测和预报。

2.1.5 围岩的工程地质特性

沿发电引水隧洞洞线，围岩岩性依次为：①冰碛含块石、碎石的沙壤土层，结构较密实，半胶结，新鲜层干燥时较硬，局部夹1～2m厚的块碎石层透镜体；②志留-中泥盆系（S-D2）黑色石墨片岩、褐红色长石石英片岩、灰色-浅灰色绢云母石英片岩、灰白-浅灰色二云母石英片岩和灰绿色绿泥石长石石英片岩等，呈互层状；③中泥盆统克勒陶组：岩性为灰绿色、灰色绿泥石云母石英片岩，二云母石英片岩、变质砂岩、变质石英砾岩互层；④加里东期侵入岩：岩性为灰白色黑云母花岗岩，分布于洞线中下部。