地质实习报告内容

是地貌分界线位置，同时也是地质构造的一个分界区，红色地区是新近纪的泥岩和砂岩，在第二个电线塔之后慢慢出现平原区第四纪地层，变化明显，雪线以下有三排地质构造：1：背斜构造；2：玛纳斯背斜；3：沙湾到奎屯中途的安集海背斜（是区域构造分界）。地质物探，地质调查等方法调查发现第三排地质构造这一代第四纪厚度1000米左右，现在看到的红色物质是出露到地表的泥岩，出山口后突然下沉，从区域上有一个山前的断裂构造带，山脉的抬升，平原区的相对下降，形成了第四纪厚度十分大的一个凹陷构造带，东西向，往北第四纪厚度逐渐是600,500,200米，所以这个凹陷是出山口之后下沉然后缓慢的抬升。水电专业工程对岩性，地层，地貌地质的勘探十分重要，是决定性因素，涉及到工程布置安全性，经济性，方案设计是否可靠。

三级水电站前池坐落在泥岩上，有1,2米的第四纪厚度，充分利用了玛纳斯河出山口的地形，下有河床，河漫滩， 所在的地方是二级阶地，充分利用玛河东岸的四级阶地的平台位置，引水渠沿着四级阶地布置往下引，出山口之后，地层变松软，河道变宽，利用阶地前沿做压力管坡，地形选择非常好，利用了高低地形差，建成40年来，未发生破坏事故，因地质原因的危害一直存在，近10年才完全处理。主要的问题是，泥岩在工程地质上是一个软岩，决定岩石软硬程度的标准是1软化系数和2饱和抗压强度（岩石充分吸水后测的抗压强度），泥岩的2小于5兆帕，地形条件2要大于60兆帕，修建6,7十米地下厂房最有利的条件是开挖完整岩石，之后进行衬砌，而现在的地方是新近纪的泥岩砂岩中软岩，岩石强度低，遇水之后易软化，渗透系数小，存在的问题是引水渠和前池有渗漏现象，在压力管坡两边的坡脚流出，1到2米的泥岩软化，导致水闸基层不稳定，前池进一步开裂，水流冲击流下后的水流冲击力，破坏压力管坡基层，冬天冻胀，所以在厂房后面修的排水沟将水导出，还有固结灌浆，修引水槽，在压力管前将上游水截断导走，渗水已非常弱，对工程影响不大。

这里也是水文地质单元的分界线，往北是山区，往南是平原冲洪区，主要是第四纪的松散孔隙含水层，分布在山区洼地的是存在与泥岩砂岩的孔隙裂隙水，河床覆盖冲积的砂卵砾石层有不超过5米，下面是基岩，地下水位在河床里面是1米到2米左右，山区顺着河床潜流补给到平原地下水每年300多万方水，量小，占玛河平原区地下水补给量有6亿到7亿左右很少，而上文提到的这个构造，阻隔了山区和平原地下水的水利联系，河流在地质构造和自身冲刷下形成冲沟，冲出地表为地表水汇集到平原区。

50,60年代建成红山嘴渠首，主要作用是拦河以后向玛河的下游东西灌区分水，分水后形成了东西干渠，渠首充分利用玛河窄的位置截断玛河，下游3到5米闸坐落在泥岩上，虽然泥岩是软岩，但为弱透水（渗透系数10的负2到负4厘米每秒）到微弱透水（渗透系数小于10的负6），闸是非承重结构，水利工程确定透水性能就能确定采取的工程安全措施，这个工程把强透水层挖穿后建造，两边有分水闸，中间有多孔冲沙闸。

我们现在的地方是山前冲洪积平原，典型的地表是戈壁滩，由山区向平原区微倾斜，坡度在千分之十到十五，地表岩性主要以砂卵砾石为主，往北是冲积平原，地表是细粒的物质，大厚度的土层和砂层组成互层结构，坡降小于千分之五，在往北是沙漠平原，风积沙沉积而成，再往北是冲积平原和洪积平原，它的地层形成成因是不一样的，物理力学性状也不同。南山洼地是东西向的，以巴金沟河和塔西河为界，经勘探，第四纪沉积层厚度最大为350米，东西向延伸50到60公里，南北10多公里，带状分布，这里海拔高600米左右，掌握海拔变化情况，利用地形高差设计工程，对一个地方先知先觉，早判断，做出科学分析，了解地形地貌。

地区二：玛纳斯河背斜南段，南山洼地北缘二级引水渠首

玛河东岸有5级阶地，河流侵蚀到3级阶地，3级阶地形成一些陡坎，造成滑坡，河道60的流量由于滑坡渠道一侧造成塌方，于是将渠道改道，因此，渠道边坡的稳定性很重要，暴雨，渗漏对陡岸边坡的稳定性有影响，加速破坏，河流侵蚀使岸坡陡坎变陡，边坡支撑力逐渐消失，所以岸坡始终处于不稳定中。重大工程边坡失稳不仅有千万的经济损失，而且要追责，地理勘探很重要，还要了解河流形态水文地质现象。背斜构造隆起，像天然的坝体一样阻隔了山区和南山洼地地下水向平原区的直接排泄，现在高程大概650米，南山洼地地下沉积第三纪地层，上面是第四纪，玛河在南山洼地中河谷切割最深，揭露了地下水含水层，于是，洼地东西两侧的地下水都向玛河河谷排泄，所以玛河河谷是地下水主要的排泄通道。玛河中间是洪水，东岸林带下是泉水溢出带，排泄量在红山嘴断面一年是1.1到1.4亿立方米左右，是玛河在红山嘴径流量13.1亿左右的13分之一，按照水库规模划分（一千万方以下的是小型水库，一千万方到一个亿的是中型，一亿以上的是大型），南山洼地水库是大型水库。

泉水是地下水出露的一种现象，地下水集中出露到地表形成泉眼，水潭叫泉。下降泉是切割了潜水含水层，地下水顺着地势高差流出。林带下的鱼塘是通过汇集泉水后进行水循环发展经济。上升泉是在水压力的作用下，通过断裂带冒出，泉水补给源要比冒出地高的多，水顺着通道走，在隔水层的存在下形成压力不进行自然抬升，一般是由承压水补给的。

所在地的四级阶地的后期冲洪沟破坏地形，洪水季节会发生泥石流，形成了长期的洪积扇。林木不茂盛，明显典型扇形。测洪积扇的判断砂砾石的密实指标，若是非稳定的就要修建边坡稳定措施。现场测量测绘边坡山体都是要用尺子水准仪精确测量的，和岩石的抗剪强度指标进行比较。

地区三：玛河七级电站一级渠首（即引水工程的首段）

上游为自然河道，下游为自然河道和人工引水渠系，主要功能是拦截河水，依据人们的需要合理分配地表水资源。这个是拦河式渠首，渠首形式多样（根据河道的径流量，水流形态，自然特性，泥沙含量，泥沙成分，引水目的设计）。2007年前后建成，东岸岩层东西向延伸，向南倾斜，背斜，为第一排构造，往北是南山洼地的砂砾石层，边坡非常陡，高差90到100米，不稳定，仍在发育的滑坡体，影响大，所以渠首核心泄水部位偏向西岸，躲避开了大渗漏水的地层，在出露基岩上，渠首选择适当的避开了不利地理灾害的影响，也将闸机坐落在了弱透水的泥岩上，并修建了护坡。而肯斯瓦特水库的选择由于水库库涵要尽量宽大（不选择在峡谷，因为水库蓄水量会非常小，为最差的地形，回水线长，）选择在大肚子的山形上建会是蓄水量大，淹没损失小。工程地质灾害，地质条件的评价是非常重要的。初始时期对能看到的地址灾害评测，选址，后期明白发育规模，过程，危害程度，最后进行详细的工程地质的设计布局，减小危害。

在上游，西岸宽缓，有一些台阶，虽然是基岩却是古滑坡体，东岸有新型红色岩土体，不断有风化的随时块掉落，说明边坡不稳定，地应力作用下若岩石非常破碎还会有断裂构造带的通过，甚至是活动性断裂，地应力的聚集带，活动性的。沙湾天山的地震就是沿着这个构造带发生的，所以这里虽然是弱透水的软岩但是地应力的作用导致这里并不是一个合理的坝址。高坝对坝地地质稳定性的要求非常的严格，长期处于不稳定状态，坝体就会产生微弱的变化，下游是玛纳斯县和石河子城市，一旦出现溃坝事故，后果不堪设想。

右边是引水闸，中间是泄洪闸（用于泄去满足设计水量的多余水量），闸两侧有挡墙，泥沙水对闸两侧地板破坏十分严重，有检修闸的栏。一般做渠道衬砌用混凝土板c30，闸两侧璧和底板用c60，甚至更高，每隔几年要进行修护。

地区四：肯斯瓦特水利枢纽坝后

右边是泄洪道，发电厂房有暗洞泄水洞，2010年修建，2015年竣工下闸蓄水，水库最大库容是1.88亿立方米，最大坝高是129.4米（大于70米就是高坝），坝体是混凝土面板堆石坝，东岸是玛河高阶地的冲洪积的砂卵砾石层，坝坡前面是用混凝土面板进行防渗，工程总投资是15.98亿，工程建设规划了30,40年的时间，功能是防洪，发电，灌溉，高程886米，坝上960米，水库一旦受到危害，直接把下游两岸的工程冲毁，所以工程的重要性，防护等级非常高，每方水的投资建设成本低，下游是红色的泥岩砂岩，第三纪地层，现分为了古近纪，和新形成的新近纪，坝体坐落在青灰色的白垩纪泥岩砂岩板岩，下游的是软岩，靠上游的是中软岩，岩石强度较下游高，所以水库坝肩坐落的岩石对其稳定性很重要，岩石强度是否满足工程的要求。这里库涵条件好，上游是U型谷，库涵少，淹没范围大，河窄，回水线长，而地广人稀，相对的淹没损失少，移民赔偿少。坝后为零级水电站，装机10万千瓦，发电水头20米多，每年发电2.76亿度电，效率比较明显，重要的是，削丰补枯，使下游七级水电发电量十分平稳，洪水季排到河道里，枯水期水量不够，发电量大大减少，水库调蓄后使多余的季节进行水量平衡，防洪功能也强。减轻了上游洪水对下游的危害。而下游西岸有滑坡体，东岸岩石非常破碎，有断层带，对坝肩的不稳定破坏影响很大。坝后西岸是冲刷形成的低坎，上面是古滑坡体，如果水位高于低坎，古滑坡体会二次复活，边坡更加不稳定，滑坡体会雍到河道里，造成淤积，水库库容的减小，坝体地质条件差，建设工程从下到上由易到难，还要服从流域的规划，否则水能资源就会浪费，效率低，破坏河流生态，所以工程的布置，几级电站，那个地方可以修水库要依据流域规划，调查不同河流断面的水文动态（径流量，流量变化年内年纪，补给来源等），以及地形地貌，特别是高差的变化（利用高差布置电站级数），再具体勘测坝站引水渠首，引水渠线，厂房地理条件是否符合，可在一定范围内调节。

坝东面有强透水的砂砾石，向下切割5，60米，说明玛河在形成现在的河槽之前在强透水层有一个古河槽，古河槽阻挡了强透水层（渗透系数大于10的负2次，若没有阻挡会造成右坝肩不稳定，坝后破坏），逐渐往西是红褐色的泥岩，溢洪道。

地区五：肯斯瓦特坝上

腾空库容迎接7,8月份洪水，白色痕迹是以往最大洪水位，库涵有砂卵砾石地（后来形成的层理水平堆积，厚60米左右，宽7,80米，是河水水流沉积最主要的特征，古河槽中洪水物质不断堆积，河道改道后抬升出露，现作为了料场），古河道西岸就在白垩纪基岩（比砂砾石层早6千万年以上），东岸在砂砾石坡地前沿，所以坝体一定要坐落在泥岩弱透水层上，阻隔强透水层对它的渗漏。

泄洪两孔闸室，现在坝东西岸都是基岩，副坝上是古河槽，V字形河谷段，坝线30米到50米左右，短坝，建设成本低，表层土覆盖厚度2,3米就到白垩纪基岩上，所以坝体的防渗处理深度也很浅，总体来说水库的安全比较好，上游有玛河支流清水河，水库选择在这也是很好的利用了玛河的流域水资源，径流量大致每年12.5亿左右，西岸陡峭，白垩纪上面是水平堆积的第四纪早更新的砂砾石层，往上是中更新的冲洪积水平砂砾石层，再往上是晚更新的黄土，当时担心是否会垮塌，对左肩坝面板造成损害，还未出现，在上游有断裂构造地的危岩体，建设前期要清掉，离坝体远，一旦垮塌雍水对坝体的影响小，混凝土板对坝保护处理。

坝上修收缩裂缝的目的是，防冻胀，降低后期不均匀沉降砂卵砾石（在第四纪物理力学性能比较好，承载力比较好，但在大型高坝建筑上要注意）变形破坏，所以要控制为最大相对密度，采用最小的孔隙率，碾压的密实度将变形减少到最小的程度，例如坝高60多米的

水库是堆石坝（原石破碎以后采用适当的级配掺起来），堆石在碾压的过程中极力保证大坝的密实度，就是为了减少大坝后期的变形量，预留了5到6公分的缝隙，但在后期变形的影响下裂缝消失，裂缝周围坝体破碎。所以肯斯瓦特坝体变形控制还是比较好的。现在工程在设备能力达到的情况下，每次修建时单层摊铺堆石60公分，阵碾压设备采用20吨或30吨的，达到设计要求规定的密实度的碾压遍数，以实验的实测指标作为控制指标。坝体选址的时候也要考虑料场的远近，路程运输等问题，而该坝料场十分近，经济合理，减少了投资成本。

所有的水力工程都会渗漏，坝前有渗漏水，很少，防渗效果好，坝左侧设有水流，流速等指标的测量标准，混凝土搅拌控制温度就是要为了控制后期的变形裂缝，就要有渗漏。西岸紫红色的泥岩和砂岩渗透性是弱透水到微透水，坝基处理后形成积水，但未能形成明流，蒸发量和渗漏量之间形成平衡。小浪底工程（库容126亿立方米）坝肩是砂岩和一部分泥岩，现在有缓慢增加的绕坝渗漏，在坡脚汇集，但是大坝长期绕坝渗漏，岩石性质会发生不断的变化，影响稳定性。坝面上设有观测大坝变形，渗漏设施，若有严重的渗漏必须进行防渗处理，查明原因。

一名良好的工程师在得到地质资料后首先进行分析验证，确定具体断裂带等一系列构造的位置后，实测抗剪抗压等指标，最后决定布置方案，要勤于思考，敢于质疑。

地区六：玛纳斯河的一级水电站

渠首沿着玛河东岸经3公里的明渠，2公里的暗渠，9公里的隧洞引水后在相距14公里的位置到达前池，压力管坡，厂房进行发电，多余的水泄洪区进行排掉，在修建过程中主要遇到的问题就是：河岸边坡陡峭不稳定，在雨洪冲击下不断的有雨洪冲击物汇集到坡底渠道进行破坏，发电水轮机组遇到洪积物，悬移质会破坏水轮机组，所以水流要在进入发电厂之前清除泥沙。压力管坡所带地区地表层是第四纪相对比较密实的沉积物，往下是风化后的砂卵砾石层形成的结构松散破积物，所以修建时要全部清掉，灌结固浆，否则镇墩无法立足，破坏压力管的稳定性。充分增加水头，增加势能，厂房现在在前池的之下14,5米，水轮机组深度再增加一倍，但在修建时，会产生河水渗漏和地下会的冒出，强透水砂砾石层产生的排水问题对施工的影响很大，经勘测发现，厂房地下水埋深十几米左右，低于水轮机组建基面，由于该厂房地处南山洼地，玛河河床下还有200米左右的砂卵砾石层，先下渗遇到隔水层或相对不透水层才会测渗，所以厂房地下水埋深大。否则要先帷幕灌浆，之后排水。而如果遇到边坡不稳定要做混凝土板进行支撑，对周围岩性和地质构造，地下水埋深，补径排条件等作出评测，若排水排不尽回抬高发电厂厂房的标高，损失水头。若无法避开不利的地质构造带，边坡要削成安全坡度。

地区七:玛河二级引水渠

典型抽水融冰井，确保发电区正常运行的第一个成功范例，季节性变化的水在丰水期泥沙大，径流量占百分之六十以上，冬季河水清澈，径流量占百分之二十到三十，该地冬季最低温度零下30度左右，远远超过了流动的水冰冻温度，冰凌扩大水面封死，甚至堵住河道，以前砸冰解决，威胁工人生命安全。灌区冬季不运行，冰害对发电的影响更大。南山洼地作为天然的良好储水构造，汇聚成大型地下水库。玛河出山口大量溢出，通过钻孔取得埋深20多米的地下水泉水溢出带，利用了南山洼地构造第四纪松散的孔隙含水层，强透水层，补给源比较充足，单井出水量每小时200方左右，而潜水水温一般是8到10度，承压水水温更高，受地温梯度（核聚变产生高温高热）的影响，不受大气干扰的地下水越深，温度越

高。所以地下水加入到河水中后加速融冰，与河流流量，河宽有关，热水扩散半径为400米左右。美500米一口孔径650到700米井抽水，也可以增加冬季渠道水量。同时也可以吧这一方法利用到城市冬季供暖，夏季降温中，减少城市污染，这是地热能的利用，已在阿克苏全面推广。受玛纳斯背斜阻隔从玛河地下水采集补给地表水是玛河的水循环，不会造成地下水超采，也不影响石河子地下抽水用水，发电是不消耗水资源的。石河子市小型严重超采区。