金沙江白鶴灘水電站壩區(qū)巖體深部差異風化機理研究.pdf

1、白鶴灘水電站是我國繼三峽、溪洛渡之后開展勘察設計工作的又一座千萬千瓦級水電站。在現(xiàn)場調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)育分布于微風化和新鮮巖體內(nèi)部的深部差異風化，對其成因機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上，通過現(xiàn)場調(diào)查不同平硐中的深部差異風化，結合室內(nèi)礦物成分分析、化學成分分析，遵循“地質過程機制分析”的思想。立足壩區(qū)環(huán)境地質條件，結合壩區(qū)構造演化和河谷演化，闡述深部

2、差異風化發(fā)育分布特征，分析影響其發(fā)育分布的因素，針對不同類型深部差異風化進行成因演化分析，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)；延伸長度從幾米到幾十米，最長可達87m；主要在距離斷裂帶0-32m范圍內(nèi)的柱狀節(jié)理玄武巖、隱晶質玄武巖和角礫熔巖中發(fā)育；左岸普遍強于右岸。
　　 （2）深部差異風化主要表現(xiàn)為：沿錯動帶、斷層、陡緩傾角結構面及巖性接觸帶中度銹染-嚴重銹染，結構面起伏粗糙，充填巖屑、鈣膜及少量泥；碎裂-鑲嵌結構；滴水-滲水，局部潮濕-滲滴水；風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，差異風化段的△SiO2/△Al2O3 為4.35，化學風化較強烈。選取表征風化特征的量化指標對差異風化段巖體進行評價，其波速、回彈、RQD 分別為：3720-4480m/s，31.2-44.11 Mpa，0.453-0.59。故差異風化巖體主要處于弱風化上段和弱風化下段之間，以弱風化上段為主。
　　 綜上，將深部差異風化分為：斷裂帶附近的深部差異風化（包括錯動帶

5、控制的深部差異風化、斷層影響的深部差異風化、陡-緩傾角結構面控制的深部差異風化）和巖性控制的深部差異風化。
　　 （4）深部差異風化是在巖石成分差異的基礎上，在垂向卸荷和側向卸荷過程中，以斷裂帶的錯動、隱微裂隙的顯現(xiàn)為結構面條件；地下水作為主要的風化營力；斷裂帶物質不斷軟化，裂隙進一步張開、貫通；不斷由結構面風化向巖石風化推進過程中形成的。
　　 不同類型的深部差異風化成因并不相同，其中錯動帶控制的深部差異風化主要取決于

6、錯動帶的錯動程度、帶內(nèi)物質的進一步軟化及裂隙密集帶的產(chǎn)生；斷層影響深部差異風化主要與早期的構造運動、淺生改造過程中斷層的錯動及斷層帶內(nèi)物質的碎?；皬埩严稄堥_密不可分；陡緩傾角結構面控制的深部差異風化主要與順巖層發(fā)育的緩傾角結構面、陡緩傾角結構面交切貫通、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化主要與成巖過程中熔巖和膠結物之間發(fā)生了強烈的相互作用密切相關。
　　 （5）深部差異風化在一定程度上降低了巖體的力學參數(shù)