理论教育 大坝围岩渗透稳定性薄弱部位的地质解释

大坝围岩渗透稳定性薄弱部位的地质解释

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9.2.10与PD15 探洞渗透薄弱部位相关的渗径剖面分布示意图断层f821的岩性特征:由角砾岩、糜棱岩、碎裂岩及少量的断层泥组成,局部夹石英脉。本次物化探成果反映,该部位具有的异常最为显著,因而认为该部位是下平段区域范围内出现的最为明显的渗透薄弱部位。

大坝围岩渗透稳定性薄弱部位的地质解释

已有的研究表明,诸如地下洞室一类工程围岩体中渗透稳定性薄弱部位的形成及其发育与相应部位具体的地质条件相关,前者往往与地质体的薄弱部位(如断层带、断裂破碎带以及岩脉与围岩的接触带等部位)之间具有较好的一致性。

根据现场调查、并结合已有的地质资料及相关成果,这里主要对采用上述物化探方法获得的探测成果进行如下地质解释。

9.2.3.1 在PD15 探洞内渗透薄弱之一部位

该部位桩号约在0+500 一带。根据现场调查,该部位出现多个渗水点;放射性探测成果反映,该部位(有一定的宽度)为γ射线强度负异常带;由高密度电法探测成果反映,该部位为低电阻带。该部位的地质体特征:东侧为断层f821通过,西侧为岩脉x62通过,其间为黄尖组(J3h)与老村组(J3L)之间呈不整合接触带岩性,其剖面分布特征见图9.2.10。

图9.2.10 与PD15 探洞渗透薄弱部位相关的渗径剖面分布示意图

断层f821的岩性特征:由角砾岩、糜棱岩、碎裂岩及少量的断层泥组成,局部夹石英脉。其宽度随高程有一定的变化:在高程225.6m,宽度在5~15cm之间,局部为15~90cm;在高程261.2m,宽度在5~15cm之间。其产状:走向N20°~45°W,倾向NE,倾角55°~75°,显示了在不同部位具有一定的变化。该断层穿过了4~6 号高压支管、且与钢衬起点的距离比较近。其中,距离4号高压支管为20.768m;距离5 号高压支管为15.300m;距离6 号高压支管为12.999m。在上述高压支管部位,该断层的产状及破碎带的岩性特征均有一定的变化:在4号高压支管,走向N25°W,倾向NE,倾角75°,破碎带中含有压片岩、角砾岩,胶结好,宽度在5~15cm 之间;在5 号高压支管,走向N10°W,倾角NE,倾角80°,破碎带中含有角砾岩、糜棱岩,胶结差,局部充填石英脉,呈透镜状分布,宽度在15~90cm之间;在6 号高压支管,走向N5°~20°W,倾向NE,倾角75°,破碎带中含有糜棱岩、碎裂岩和断层泥,胶结差,宽度较小,一般为3~5cm,局部达15cm。可见,该断层具有压扭性,以致宽度有一定的变化。

根据相关资料,6 号钢管外排水管排水孔没有钻穿过断层f821,但在6 号钢管16MnR段有4个灌浆孔(位于第2~3 排)钻穿断层f821,在5 号及4 号钢管段分别有3 个(第3~4排)及8个(第4~7排)灌浆孔穿过该断层。位于上述钢管段(包括HT60 钢管段)的灌浆孔的分布大致如下:沿钢管走向每隔6.0m设一环,每环6 孔,分别位于钢管的0°、60°、120°、180°、240°和300°。在钢管各项灌浆完成后进行封堵,然后封焊钢管内壁预留孔。在压力钢管的超高压的内水作用下,部分焊接裂纹可能被撕开而使灌浆孔封孔材料受到冲刷及侵蚀作用,从而形成内水外渗的通道,从充排水试验和历次放空检查的情况看,均发现有部分灌浆孔存在渗水现象。因此,从PD15 探洞内桩号0+500一带出现多处渗水点的现象来看,认为主要源自4~6 号钢管内水通过与断层f821相交的灌浆孔(共15 个)中的部分灌浆孔发生外渗,并沿着该断层发生运移所致。而从该断层带的具体岩性分布来看,认为上述现象主要为5~6号钢管段的内水通过上述路径外渗所致。

位于上述渗透薄弱部位的西侧为煌斑岩脉x62。该岩脉产状,走向N40~50°W,倾向NE,倾角75~85°;呈块状,深灰—灰绿色;所含主要矿物为斜长石绿泥石,具有蚀变碳酸盐化;与围岩接触较紧密,并与另外1 条煌斑岩脉(x63)相交。其成因主要是沿原先存在的结构面侵入而成。从PD15 探洞内该岩脉出露的相应部位来看,也有渗水现象,认为主要源自该岩脉与围岩的接触带,而不是岩脉本身。(www.daowen.com)

在PD15 探洞位于上述断层f821与岩脉x62之间的地质体主要为J3h与J3L之间呈不整合接触带的岩性,为流纹质火山集块岩、局部为含砾凝灰岩粉砂岩。从现场调查来看,在该岩性段也存在数处相对分散的渗水点,可见该岩性段的透水性强于两侧的J3h与J3L之主体岩性的透水性,因而使该部位(有一定宽度)呈放射性负异常及低电阻带。另外,在B2~B3排水廊道探明的低电阻异常带与断层f821的分布基本是对应的。

9.2.3.2 在PD15 探洞内渗透薄弱之二部位

该部位桩号约在0+620一带。根据现场调查,该部位也出现多个渗水点;放射性探测成果反映,该部位(宽度比较窄)为γ射线强度负异常带;由高密度电法探测成果反映,该部位为低电阻带。该部位岩性特征:主要为黄尖组(J3h1(3~4))流纹质熔凝灰岩、流纹质角砾(含砾)融凝灰岩;该部位断裂构造以裂隙密集带为主,如Jf128)以及Jf119)等。前者产状:走向N30°~40°E,倾向SE,倾角65°~75°;后者:走向N20°E,倾向SE,倾角65°~70°。这2组裂隙密集带与下伏呈缓倾角的岩脉x605相交(产状:走向SN,倾向W,倾角10°~15°),而后者又与另一条煌斑岩脉x606(产状:走向SN,倾向W,倾角25°~30°)和断层f806(产状:走向N15°W,倾向SW,倾角40°~48°)相交,通过煌斑岩脉x607(产状:走向N60°W,倾向SW,倾角80°~90°)得以沟通,其剖面分布特征见图9.2.10。因而认为,该渗透薄弱部位系2号输水系统斜井段(接近下弯段)局部存在的内水外渗所致;其外渗通道首先由断层f806与有关岩脉(x605,x606,x607)形成,之后向裂隙密集带(Jf128)以及Jf119))运移而进一步形成。

9.2.3.3 在PD15 探洞内渗透薄弱之三部位

该部位桩号约在0+663~0+669 一带。根据现场调查,该部位出现多个渗漏水点,其中有两个为射水点,还有两个为较大涌水量点(Q>3L/s)。本次物化探成果反映,该部位具有的异常最为显著,因而认为该部位是下平段区域范围内出现的最为明显的渗透薄弱部位。即除了由放射性探测及高密度电法探测反映为异常外,还由天然示踪法及水质分析法反映该部位为区内地下水动态最为活跃的部位。

图9.2.10反映,该渗透薄弱部位恰位于两条较大的煌斑岩脉之间。其中,位于东侧的岩脉为x512,宽度在120~150cm之间,与围岩接触较紧密。其产状:走向N60°W,倾向NE,倾角75°~85°。位于西侧的岩脉为x536,宽度在90~200cm之间,与围岩接触较紧密,但局部呈断层接触。其产状:走向N0°~7°E,倾向SE,倾角75°~90°。现场调查发现,上述两个具有较大涌水量的渗水点主要源自与岩脉x536相邻的一NNE(位于该岩脉上盘,具体产状:走向N70°~75°E,倾向SE,倾角77°)向结构面,与2 号输水系统斜井之间呈较大角度相交,其力学性质为压扭性。由于上述两条岩脉本身具有一定的宽度以及较好的延伸性,而与区内其他多条结构面相交形成渗水通道。其中,与这两条岩脉之间具有较好连通性的有一缓倾角岩脉x404(产状:走向N70°~80°E,倾向NW,倾角20°~30°)以及位于该岩脉下侧的断层f805(产状:走向N10°E,倾向NW,倾角40°)。另外,这两条岩脉还与规模次一级的岩脉(x)以及裂隙密集带(如Jf101)以及Jf107)等)相交形成了次一级的渗水通道。

上述渗透薄弱部位是沿一NNE向延伸的结构面发育而成。该结构面具有压扭性,带中含约有3cm厚的夹层物质,具有较好的方向性;其下盘紧邻于本身具有较好阻水性的岩脉x536,而位于其上盘的影响带部位则具有较好的导水性。因而,该结构面可以使来自迎水面的多股源自斜井段的内水外渗水流沿此汇合,并形成相对集中的汇流。因而认为,该渗透薄弱部位系2号输水系统斜井段局部存在的内水外渗所致;其外渗通道主要是由断层f805与有关岩脉(x604)形成,并沿一NNE向结构面运移而进一步形成。

上述关于该渗透薄弱部位是沿NNE方向延伸的初步结论,也由在PD15 2支洞内进行物探得到的成果得以证实,即在该支洞内约50~65m之间存在放射性负异常及低电阻异常。

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