黄河大柳树水利枢纽主要工程地质问题及评价

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1、黄河大柳树水利枢纽主要工程地质问题及评价摘要：本文对大柳树地震地质条件和工程地质条件进行了论述。大柳树坝址处于相对稳定地块，不存在工程抗断问题。坝址区岩体虽然完整性相对较差，但不存在“大范围的松动岩体”，具备安全修建高土石坝的地质条件。关键词：活断层工程抗断松动岩体灌浆效果成洞条件边坡稳定性大柳树水利枢纽　　大柳树水利枢纽位于黄河上游黑山峡出口以上2km处，设计坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高约164m，库容110亿m3，装机2000M，带宽15～25km。断裂规模大，且呈束状展布。沿断层走向可见到沟谷、水系、山脊等微地貌被左旋错断。该断裂带不仅有多次活动，且全新世以来还在强烈地

2、活动。据国家地震局专题研究成果，该断裂带为壳内断裂。　　（2）中卫－同心断裂带：展布于同心西和中卫南的天景山、香山北麓一线。全长约200km。以红谷梁为界，断裂带西段走向北西西至近东西向，北侧是以中新统为基底的山前台地及第四纪中卫盆地；南侧是古生界为主体的宽大山体。断裂带东段走向由北西西向逐渐转化为北北西向，东侧为新生代清水河断陷盆地，西侧是新生代地层组成的低山丘陵。据重力梯度测试，该断裂带下切深度不大，属基底断裂。　　1.1.3河西系构造带　　河西系是本区新生代以来发展起来的构造形迹。其总体走向为N处。断裂带规模大，活动性强。在该断裂带上近代地震活动频繁，1920年海原8.5级

3、地震即发生在该带上。这次地震对大柳树坝址影响烈度为7度。　　中卫—同心断裂带规模相对较小，活动性较弱。该断裂带在不同部位活动强度也不尽相同。总体来看，弧顶部位所在的中间段落要强于两端段落；以东大沟为界，东段活动强度要强于西段。　　东段断裂南侧香山、天景山与北侧第四纪卫宁盆地高差达1100m，而西段断裂带两侧地形高差仅为700～800m。　　从水系位移情况来看，东段经过断裂的冲沟普遍发生左旋位移，红谷梁至碱沟，各类冲沟左旋位移十分明显，且有许多断头沟和废弃沟出现。西段水系左旋位移不明显。　　东段断裂北侧卫宁盆地第四系堆积物揭露最大厚度达298m，而西段断裂北侧为腾格里沙漠南缘，第四

4、系厚度很小，在沟谷内多见基岩出露。　　1709年和1852年发生的2次6级以上强震震中集中于断裂东段，西段没有6级以上强震。1970～1985年西段断裂带上仅有1次2.0～4.9级小震活动，而东段，2.0～4.9级小震却有37次。1709年中卫南7.5级地震，东段见有明显的地震形变带，而西段地震形变带不明显。此次地震对大柳树坝址影响烈度为8度。　　1.3大柳树坝址不存在工程抗断问题　　1.3.1坝区主要断裂展布　　大柳树坝址位于断层F7与F3之间，北至F7断层最近距离0.8km，南距F3断层约0.7km，坝址南侧约3.2km有F1断层展布。F201断层位干F7断层以北0.7km处

5、，距大柳树坝址最近距离为1.5km。　　F7断层：沿香山北麓分布，西起麻雀湾，东至粉石沟，长约23km。产状N。断层走向NE65°～80°，近直立。东段在烟筒梁附近与F7断层归并，西段在在贼沟一带归并于F1断层，为F1和F7的分支断裂。北盘为中寒武系香山群第四亚群或泥盆系，南盘为石炭系煤系地层。　　F1断层：位于坝址南侧，延伸长度31km。断层产状NE80°～N。断层走向NE75°～N厚的冲洪积物覆盖。断层两侧阶地面连续完整，没有发现断层活动迹象。根据断层泥中石英热释光测定其最后活动距今为56万年，说明F3断层至少在中更新世以来没有再活动的表现。　　F1断层：断层沿线没有明显的构

6、造地貌，从冰沟内和马和井沟观察，石炭系地层挤压强烈，局部地段形成断层泥带，据断层泥中石英颗粒显微特征研究，该断层主要活动时期在上新世至中更新世时期。　　通过地层学、地貌特征及测年资料分析，坝址附近的F7、F3及其以南的F1断层，其活动时期均在中更新世或以前，晚更新世以来无活动迹象。1.3.3F201断层活动不会引起大柳树坝址断层活动　　根据国家地震局研究成果，中卫—同心断裂带中段活动性，具有明显的时空转换规律，即随着时间的推移，断裂带活动由南向北迁移，晚更新世以来，该断裂带的活动已迁移到F201断层及其以北地区。　　F201断层：不同出露位置，断层影响地层也不尽相同。在西端麻雀湾

7、一带可见石炭系地层逆冲到第三系之上，东端长流水沟口石炭系地层则逆冲到第四系冲积砂砾石之上。在孟家湾村东，由于第四系松散堆积物较厚，一般难以见到断层面。在地貌上表现为5～8m高的断层崖，流经F201断层的水系大部分表现出左旋扭曲的特征。　　探槽揭露F201断层在晚更新世以来有过5次古地震事件。5次古地震事件代表了5次较强烈活动，但均未引起更靠近坝址的F7、F3等断层活动。　　从断层活动特征来看，F7、F3、F1断层表现为挤压逆冲特征，活动时期在中更新世以前，而F201断层则表现为左