白鶴灘水電站壩區(qū)層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶成因及工程性狀研究.pdf

1、白鶴灘水電站位于金沙江下游攀枝花至宜賓河段，四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處，是我國(guó)繼三峽、溪洛渡之后開(kāi)展前期工作的又一座千萬(wàn)千瓦級(jí)水電站。壩區(qū)層間錯(cuò)動(dòng)帶厚度較大，空間延伸性好，構(gòu)成壩區(qū)構(gòu)造及巖體結(jié)構(gòu)的基本格架；層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶在各玄武巖層中發(fā)育較普遍，是壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通過(guò)前人研究，壩區(qū)玄武巖原生建造特征、柱狀節(jié)理玄武巖發(fā)育分布特征、地質(zhì)構(gòu)造特征、層間錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育特征等問(wèn)題已基本解決，目前存在的主要問(wèn)題是層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶空間發(fā)育分布特征

2、、處于不同空間部位的錯(cuò)動(dòng)帶受后期改造程度及不同工程性狀的錯(cuò)動(dòng)帶經(jīng)歷的改造過(guò)程等。因此，對(duì)錯(cuò)動(dòng)帶成因及形成過(guò)程的進(jìn)一步研究具有非常重要的意義。 在吸收前人研究成果基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各巖流層小層劃分，確定各層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶所在的空間位置，對(duì)各錯(cuò)動(dòng)帶內(nèi)物質(zhì)組成、擦痕情況、破裂性質(zhì)定性描述及錯(cuò)動(dòng)帶起伏情況素描，并取樣測(cè)年驗(yàn)證錯(cuò)動(dòng)帶活動(dòng)的大致時(shí)間，對(duì)錯(cuò)動(dòng)帶內(nèi)物質(zhì)取樣篩分，為錯(cuò)動(dòng)帶受后期改造過(guò)程分析及錯(cuò)動(dòng)帶工程性狀的分區(qū)奠定基礎(chǔ)?？偨Y(jié)并歸納壩區(qū)錯(cuò)

3、動(dòng)帶賦存的環(huán)境地質(zhì)背景，以原生建造—構(gòu)造改造—淺表生改造過(guò)程為主線，結(jié)合壩區(qū)構(gòu)造及河谷演化史，闡述層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶空間發(fā)育分布特征及形成演化過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上建立壩區(qū)錯(cuò)動(dòng)帶形成演化的概念模型。最后，評(píng)價(jià)錯(cuò)動(dòng)帶危險(xiǎn)性程度，詳細(xì)分析其工程性狀，為其參數(shù)取值及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。 本論文重點(diǎn)研究壩區(qū)層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶賦存的環(huán)境地質(zhì)背景，壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征，錯(cuò)動(dòng)帶經(jīng)歷的建造改造總體特征，包括玄武巖原生建造，構(gòu)造改造以及淺表生改造特征，各

4、錯(cuò)動(dòng)帶在岸坡不同部位的發(fā)育規(guī)律。在此基礎(chǔ)上對(duì)岸坡在構(gòu)造、淺生及表生改造帶中的空間發(fā)育模式及演化過(guò)程進(jìn)行歸納，得出錯(cuò)動(dòng)帶形成過(guò)程的概念模型，劃分錯(cuò)動(dòng)帶危險(xiǎn)性等級(jí)。最后結(jié)合三個(gè)帶中錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育特征對(duì)各錯(cuò)動(dòng)帶工程性狀分區(qū)，并簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)錯(cuò)動(dòng)帶對(duì)邊坡穩(wěn)定性所起的作用、提出處理方案。研究取得的主要成果如下：(1)壩區(qū)層間錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育模式以順裂型和裂密帶型為主，受地下水影響明顯，工程性狀以巖塊巖屑型為主。層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶優(yōu)勢(shì)方位為N37°E，SE∠18°，總體寬

5、度以小于5cm為主。左岸層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶的寬度、延伸長(zhǎng)度總體上大于右岸，層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶附近地下水較為活躍，在錯(cuò)動(dòng)帶附近5～30cm 范圍內(nèi)形成差異風(fēng)化帶。(2)層間凝灰?guī)r建造是層間錯(cuò)動(dòng)帶形成的原生建造基礎(chǔ)；底部相柱狀節(jié)理玄武巖內(nèi)部發(fā)育的橫向微裂隙及巖性接觸帶等則是層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶的形成的主要建造基礎(chǔ)。燕山期NWW-SEE 向及喜山期NNE-SSW 向構(gòu)造應(yīng)力作用，使錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)生逆、正向錯(cuò)動(dòng)。巖流層彎滑作用沿原生凝灰?guī)r弱面產(chǎn)生層間錯(cuò)動(dòng)帶，錯(cuò)動(dòng)程度自下往上逐

6、漸減弱，而大部分層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶的形成主要是以巖流層面或?qū)娱g錯(cuò)動(dòng)帶作為相對(duì)的潛在剪切面而伴生的低角度破裂，遵循瑞德?tīng)柤羟心Ｊ?。壩區(qū)所在的金沙江下游河谷共經(jīng)歷了寬谷期和峽谷期兩個(gè)階段。寬谷期對(duì)應(yīng)區(qū)域性剝蝕，岸坡巖體發(fā)生垂向卸荷；峽谷期巖體發(fā)生側(cè)向卸荷。壩區(qū)錯(cuò)動(dòng)帶的淺生改造主要表現(xiàn)在岸坡巖體發(fā)生應(yīng)力調(diào)整，沿錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)生離面卸荷回彈和正向滑動(dòng)，充填少量次生泥，以錯(cuò)動(dòng)帶為底界的深部拉裂縫顯現(xiàn)，并在后期岸坡時(shí)效變形過(guò)程中張開(kāi)。表生改造則是由于重力作用沿錯(cuò)

7、動(dòng)帶繼續(xù)發(fā)生正向滑動(dòng)，在岸坡表部一定深度形成正常卸荷裂隙。錯(cuò)動(dòng)帶受淺表生改造跡象保留最明顯的部位為勘～ ⅠⅩ線附近。(3)根據(jù)各錯(cuò)動(dòng)帶在距岸坡不同深度的發(fā)育特征，將岸坡由內(nèi)至外劃分為構(gòu)造、淺生及表生改造帶。構(gòu)造改造帶內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶厚度一般小于5cm，工程類型以巖塊巖屑型為主，延伸至該區(qū)域的層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶一般向緩傾角充脈裂隙轉(zhuǎn)變，甚至尖滅，且大多被鈣質(zhì)重新膠結(jié)。巖體較完整，地下水不活躍。淺生改造帶內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶厚度增加，工程類型以巖屑夾泥～泥夾巖屑型為主

8、，多出現(xiàn)泥質(zhì)條帶與巖塊巖屑互層，錯(cuò)動(dòng)帶內(nèi)充填少量次生泥，上盤可見(jiàn)深部裂縫。表生改造帶內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶性狀進(jìn)一步劣化，錯(cuò)動(dòng)帶及次生泥厚度都增大，工程類型以泥夾巖屑型為主，帶內(nèi)物質(zhì)可見(jiàn)次生泥、巖塊、巖屑混雜，且膠結(jié)較差，上、下盤巖體破碎，冒頂現(xiàn)象明顯，卸荷裂隙發(fā)育，且張開(kāi)并充填大量次生泥。(4)左岸C2主要受構(gòu)造改造和地下水作用較強(qiáng)，保留的淺表生改造跡象較少；C3-1受構(gòu)造改造作用稍弱于C2，但受淺表生改造作用強(qiáng)烈，上部可見(jiàn)大量深部裂縫和卸荷裂隙；