文档介绍：某水电站碎裂岩体特征分析及探测方法研究
李永铭谭天元黄易
(中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院贵州省贵阳市550081)
摘要:随着藏区水电资源的开发,分布在岸坡的碎裂岩体对工程边坡稳定性有较大的影响,现阶段对碎裂岩体的探测尚未有一套成熟的方法技术。本文先从碎裂岩体的地质及地球物理特征分析入手,得出碎裂岩体呈现似连续介质的特征,确定了地震勘探作为碎裂岩体探测的中心方法;结合现场试验,得出适合碎裂岩体勘探的物探方法。
关键词:碎裂岩体似连续介质地震勘探层析成像
0前言
水电是再生清洁能源,十二五期间,我国的水电开发重点在藏区,西藏地区缊藏着巨大的清洁水能资源,是我国重要的能源基地。随着水电勘测设计市场由地质环境熟悉的内地向地质条件相对陌生的西藏地区转移,在水电工程地质勘探过程中出现越来越多的新的地质问题,特别是在某些河段库岸边坡分布着大大小小、形形色色、广泛分布的碎裂状结构岩体,其稳定性较差,电站工程勘查过程中必须采用有效的勘探手段查明并做出评价。
由于其范围广,分布高程高,加上特殊的地形条件和气候因素限制了传统工程地质勘察方法,勘察难度大,如何快速准确地查清碎裂岩体的特征、厚度、规模等是目前急需解决的问题。
本文从碎裂岩体地质结构特征入手,分析了碎裂岩体地球物理特征,并对探测方法进行了对比分析,得到适合碎裂岩体勘探的物探方法。
1碎裂结构岩体地质结构特征
在某电站坝址区,大面积分布碎裂结构岩体,出露碎裂岩体外观特征见图1~图2。
图1地表出露碎裂岩体
图2勘探平洞内碎裂岩体
从现场调查发现,各碎裂松动岩体底面多呈凹凸状展布,其底界不甚明显,与下伏较好的岩体多以渐变的形式过渡;碎裂岩体范围内零星分布的块状岩体强度较高,多凸出地表,对碎裂松动岩体起到支撑的作用。
表1为该电站部分碎裂松动岩体分布情况、结构特征统计表。
表1某电站碎裂岩体特征统计表
编号
位置
分布
高程(m)
分布
面积
(万m2)
推测厚度(m)
估算
体积
(万m3)
地质简述
SL3
左岸
2764
~
3011
3~20
50
分布区自然坡角40°~50°,表层岩石破碎裂开,岩体呈碎裂状、镶嵌状、局部散体状结构;碎裂体块径大小不一,~1m,最大达3m以上;表层局部见近期塌滑现象,目前整体基本稳定。
SL5
左岸
2740
3~13
40
分布区自然坡角42°,上游侧碎裂松动岩体相对较厚,碎裂体块径一般
编号
位置
分布
高程(m)
分布
面积
(万m2)
推测厚度(m)
估算
体积
(万m3)
地质简述
~
3046
1m~3m,岩石破碎裂开,杂乱堆积,表层岩石破碎裂开,岩体呈碎裂状、镶嵌状、局部散体状结构;下游侧碎裂松动岩体相对较薄,表层岩体呈弯折倾倒状,目前整体基本稳定。
SL16
右岸
2748
~
2861
5~50
75
分布区自然坡角40°~55°,~2m,局部较大者块径5m以上,岩体呈碎裂状、镶嵌状、局部散体状结构,部分地段表层弯折倾倒明显;下游侧前缘受未碎裂岩柱支撑,目前整体基本稳定,上游侧新近塌滑呈一大于10m的沟谷。
SL18
右岸
2854
~
3377
5~25
100
分布区自然坡角35°~45°,~2m,局部块径5m以上,岩体呈碎裂状、镶嵌状、局部散体状结构,部分地段表层弯折倾倒明显;山脊及下游侧厚度大,沟谷及上游侧一带厚度小,局部地段表层见近期塌滑现象,目前整体基本稳定。
从地质统计结果看:~2m,局部较大者块径5m以上,从下至上岩体基本呈块裂~碎裂~散体三重结构,部分地段表层弯折倾倒明显。岩体较破碎,结构面很发育,间距一般小于10cm。
2地球物理特征参数分析
地球物理勘探方法都是以研究岩石的某种物理性质为基础的,常表现为重(重力)、磁(磁参数)、电(电参数)、震(地震波参数)等物性特征参数。以研究岩体物性特性为基础,由此衍生众多的地球物理勘探手段,主要包括以下四大类勘探方法,即:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探。
该电站区域地球物理特征及其对物探勘探技术影响分析见表2。从分析结果看,受区域环境的影响,四大类物探方法在这样复杂的地质环境中进行物探探测,特别是重、磁、电等物探勘探手段,受到地形起伏、电磁差异小、接地条件差等因素的作用,很难有较为理想的探测结果。但地震勘探类方法受地形、接地条件影响较小,且地形校正技术成熟,可以作为主要勘探手段进行对比分析。
表2某电站区域地球物理特征及对物探勘探技术影响分析表
序号
方法类型
目的物性参数