白鶴灘水電站壩區(qū)層間層內(nèi)錯動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，是我國繼三峽、溪洛渡之后開展前期工作的又一座千萬千瓦級水電站。壩區(qū)層間錯動帶厚度較大，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)錯動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、層間錯動帶發(fā)育特征等問題已基本解決，目前存在的主要問題是層內(nèi)錯動帶空間發(fā)育分布特征

2、、處于不同空間部位的錯動帶受后期改造程度及不同工程性狀的錯動帶經(jīng)歷的改造過程等。因此，對錯動帶成因及形成過程的進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，通過現(xiàn)場對各巖流層小層劃分，確定各層內(nèi)錯動帶所在的空間位置，對各錯動帶內(nèi)物質(zhì)組成、擦痕情況、破裂性質(zhì)定性描述及錯動帶起伏情況素描，并取樣測年驗證錯動帶活動的大致時間，對錯動帶內(nèi)物質(zhì)取樣篩分，為錯動帶受后期改造過程分析及錯動帶工程性狀的分區(qū)奠定基礎(chǔ)。總結(jié)并歸納壩區(qū)錯

3、動帶賦存的環(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)錯動帶空間發(fā)育分布特征及形成演化過程，并在此基礎(chǔ)上建立壩區(qū)錯動帶形成演化的概念模型。最后，評價錯動帶危險性程度，詳細分析其工程性狀，為其參數(shù)取值及邊坡穩(wěn)定性評價提供參考依據(jù)。 本論文重點研究壩區(qū)層間層內(nèi)錯動帶賦存的環(huán)境地質(zhì)背景，壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征，錯動帶經(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、錯動帶在岸坡不同部位的發(fā)育規(guī)律。在此基礎(chǔ)上對岸坡在構(gòu)造、淺生及表生改造帶中的空間發(fā)育模式及演化過程進行歸納，得出錯動帶形成過程的概念模型，劃分錯動帶危險性等級。最后結(jié)合三個帶中錯動帶發(fā)育特征對各錯動帶工程性狀分區(qū)，并簡要評價錯動帶對邊坡穩(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)層間錯動帶發(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)錯動帶優(yōu)勢方位為N37°E，SE∠18°，總體寬

5、度以小于5cm為主。左岸層內(nèi)錯動帶的寬度、延伸長度總體上大于右岸，層內(nèi)錯動帶附近地下水較為活躍，在錯動帶附近5～30cm 范圍內(nèi)形成差異風(fēng)化帶。(2)層間凝灰?guī)r建造是層間錯動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)錯動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，使錯動帶發(fā)生逆、正向錯動。巖流層彎滑作用沿原生凝灰?guī)r弱面產(chǎn)生層間錯動帶，錯動程度自下往上逐

6、漸減弱，而大部分層內(nèi)錯動帶的形成主要是以巖流層面或?qū)娱g錯動帶作為相對的潛在剪切面而伴生的低角度破裂，遵循瑞德爾剪切模式。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階段。寬谷期對應(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)錯動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，沿錯動帶發(fā)生離面卸荷回彈和正向滑動，充填少量次生泥，以錯動帶為底界的深部拉裂縫顯現(xiàn)，并在后期岸坡時效變形過程中張開。表生改造則是由于重力作用沿錯

7、動帶繼續(xù)發(fā)生正向滑動，在岸坡表部一定深度形成正常卸荷裂隙。錯動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)各錯動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)錯動帶厚度一般小于5cm，工程類型以巖塊巖屑型為主，延伸至該區(qū)域的層內(nèi)錯動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)錯動帶厚度增加，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，錯動帶內(nèi)充填少量次生泥，上盤可見深部裂縫。表生改造帶內(nèi)錯動帶性狀進一步劣化，錯動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，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烈，上部可見大量深部裂縫和卸荷裂隙；