金沙江白鶴灘水電站壩區(qū)巖體深部差異風(fēng)化機(jī)理研究.pdf

1、白鶴灘水電站是我國(guó)繼三峽、溪洛渡之后開(kāi)展勘察設(shè)計(jì)工作的又一座千萬(wàn)千瓦級(jí)水電站。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)發(fā)育分布于微風(fēng)化和新鮮巖體內(nèi)部的深部差異風(fēng)化，對(duì)其成因機(jī)理和巖體的可利用分析在白鶴灘水電站高邊坡穩(wěn)定性研究中具有十分重要的意義。
　　 在吸收和借鑒前人研究資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查不同平硐中的深部差異風(fēng)化，結(jié)合室內(nèi)礦物成分分析、化學(xué)成分分析，遵循“地質(zhì)過(guò)程機(jī)制分析”的思想。立足壩區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件，結(jié)合壩區(qū)構(gòu)造演化和河谷演化，闡述深部

2、差異風(fēng)化發(fā)育分布特征，分析影響其發(fā)育分布的因素，針對(duì)不同類型深部差異風(fēng)化進(jìn)行成因演化分析，為巖體可利用分析提供依據(jù)。主要取得以下成果：
　　 （1）壩區(qū)深部差異風(fēng)化在空間上呈橢球型分布，即沿金沙江上游到下游，呈兩頭少中間多的形式，且在高程上也有這樣的規(guī)律。左岸上游大體以F14為界，下游邊界為勘Ⅱ3 線；右岸上游邊界F16，下游大致以F19 為界；勘線上集中在Ⅰ線-Ⅹ1線；高程上主要分布在720m-780m 高程；水平埋深在距離岸

3、坡100-140m范圍內(nèi)；延伸長(zhǎng)度從幾米到幾十米，最長(zhǎng)可達(dá)87m；主要在距離斷裂帶0-32m范圍內(nèi)的柱狀節(jié)理玄武巖、隱晶質(zhì)玄武巖和角礫熔巖中發(fā)育；左岸普遍強(qiáng)于右岸。
　　 （2）深部差異風(fēng)化主要表現(xiàn)為：沿錯(cuò)動(dòng)帶、斷層、陡緩傾角結(jié)構(gòu)面及巖性接觸帶中度銹染-嚴(yán)重銹染，結(jié)構(gòu)面起伏粗糙，充填巖屑、鈣膜及少量泥；碎裂-鑲嵌結(jié)構(gòu)；滴水-滲水，局部潮濕-滲滴水；風(fēng)化加劇部位位于斷裂帶和巖性接觸帶附近5-30cm 范圍內(nèi)。
　　 （3）

4、壩區(qū)玄武巖屬于高鈦、富硅、富鋁的弱堿性-堿性玄武巖。與微新巖體相比，差異風(fēng)化段的△SiO2/△Al2O3 為4.35，化學(xué)風(fēng)化較強(qiáng)烈。選取表征風(fēng)化特征的量化指標(biāo)對(duì)差異風(fēng)化段巖體進(jìn)行評(píng)價(jià)，其波速、回彈、RQD 分別為：3720-4480m/s，31.2-44.11 Mpa，0.453-0.59。故差異風(fēng)化巖體主要處于弱風(fēng)化上段和弱風(fēng)化下段之間，以弱風(fēng)化上段為主。
　　 綜上，將深部差異風(fēng)化分為：斷裂帶附近的深部差異風(fēng)化（包括錯(cuò)動(dòng)帶

5、控制的深部差異風(fēng)化、斷層影響的深部差異風(fēng)化、陡-緩傾角結(jié)構(gòu)面控制的深部差異風(fēng)化）和巖性控制的深部差異風(fēng)化。
　　 （4）深部差異風(fēng)化是在巖石成分差異的基礎(chǔ)上，在垂向卸荷和側(cè)向卸荷過(guò)程中，以斷裂帶的錯(cuò)動(dòng)、隱微裂隙的顯現(xiàn)為結(jié)構(gòu)面條件；地下水作為主要的風(fēng)化營(yíng)力；斷裂帶物質(zhì)不斷軟化，裂隙進(jìn)一步張開(kāi)、貫通；不斷由結(jié)構(gòu)面風(fēng)化向巖石風(fēng)化推進(jìn)過(guò)程中形成的。
　　 不同類型的深部差異風(fēng)化成因并不相同，其中錯(cuò)動(dòng)帶控制的深部差異風(fēng)化主要取決于

6、錯(cuò)動(dòng)帶的錯(cuò)動(dòng)程度、帶內(nèi)物質(zhì)的進(jìn)一步軟化及裂隙密集帶的產(chǎn)生；斷層影響深部差異風(fēng)化主要與早期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、淺生改造過(guò)程中斷層的錯(cuò)動(dòng)及斷層帶內(nèi)物質(zhì)的碎粒化及張裂隙張開(kāi)密不可分；陡緩傾角結(jié)構(gòu)面控制的深部差異風(fēng)化主要與順巖層發(fā)育的緩傾角結(jié)構(gòu)面、陡緩傾角結(jié)構(gòu)面交切貫通、起伏粗糙的面壁特征密切聯(lián)系；巖性接觸帶附近的深部差異風(fēng)化主要與成巖過(guò)程中熔巖和膠結(jié)物之間發(fā)生了強(qiáng)烈的相互作用密切相關(guān)。
　　 （5）深部差異風(fēng)化在一定程度上降低了巖體的力學(xué)參數(shù)