張文珍黃壁莊水庫大理巖千枚巖工程地質(zhì)特征

PAGE黃壁莊水庫大理巖、千枚巖工程地質(zhì)特性（湖南省地質(zhì)工程勘察院張文珍412003）【摘要】黃壁莊水庫建筑物基礎巖石除有震旦系的硅質(zhì)灰?guī)r外，大部分為太古界滹沱群大理巖及千枚巖，由于地質(zhì)時代較老，全強風化巖層厚度較大，研究其風化特征及工程地質(zhì)特性、提出有關的物理力學性質(zhì)指標，對水庫各建筑物的安全穩(wěn)定有重要意義。【關鍵詞】大理巖千枚巖風化特征工程地質(zhì)特性物理力學性質(zhì)指標1工程概況黃壁莊水庫位于河北省鹿泉市黃壁莊鎮(zhèn)附近的滹沱河干流上，距石家莊市約30km，是滹沱河中下游重要的大（Ⅰ）型水利樞紐，樞紐建筑物主要由主壩、副壩、重力壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、靈正渠及電站組成。建筑物區(qū)分布的基巖除有震旦系的硅質(zhì)灰?guī)r外，大部分為太古界滹沱群大理巖及千枚巖。根據(jù)鉆探及基坑開挖情況可知：太古界滹沱群大理巖及千枚巖主要分布于主壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道及副壩樁號3+800～5+700段的地基。2大理巖、千枚巖風化帶的劃分及其特點由于地質(zhì)時代較老，太古界滹沱群大理巖及千枚巖全強風化巖層厚度較大。根據(jù)鉆探、基坑開挖揭露及采用目力鑒別和結合現(xiàn)場巖體彈性波速測試、巖石點荷載試驗、回彈儀試驗等方法測得巖體的波速、點荷載強度、回彈擊數(shù)等指標，對巖體風化程度進行綜合評價。（1）目力鑒別①全風化大理巖，灰黃色，巖芯及出露巖體呈泥狀，具有原巖結構，但組織結構已基本破壞，尚可辨認并且有微弱殘余結構強度。鉆探采用水沖鉆進，沖洗液為灰黃色，無巖芯；強度極低，干鉆可鉆進；用鎬可開挖。②強風化大理巖，灰白、銹黃色，巖芯及出露巖體多呈碎塊狀，局部呈泥夾碎塊狀。節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體被切割呈塊狀，干時可用手折斷。采用水沖鉆進，沖洗液為灰黃色，多保留少量塊狀巖芯，RQD值較低；中等強度，干鉆困難；局部可用鎬開挖。③全風化千枚巖，紫紅、灰褐色，巖芯及出露巖體呈泥狀，具有原巖結構，但組織結構已基本破壞，尚可辨認并且有微弱殘余結構強度。采用水沖鉆進，沖洗液為紫紅、灰褐色，無巖芯；強度極低，可干鉆鉆進；用鎬可開挖。④強風化千枚巖，紫紅、銀灰色，薄層理發(fā)育。巖芯及出露巖體呈碎塊狀，局部呈泥夾碎塊狀。節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體被切割呈塊狀，干時可用手捏碎。采用水沖鉆進，沖洗液為紫紅、灰褐色，多保留少量塊狀巖芯，RQD值較低；強度低，干鉆困難；局部用鎬或鍬可開挖。根據(jù)新增非常溢洪道建基面開挖情況，大理巖與千枚巖巖層產(chǎn)狀：走向NE，傾向SE，傾角42°～60°。（2）利用定量參數(shù)確定巖體風化程度新增非常溢洪道建基面開挖過程中，進行了現(xiàn)場巖體彈性波測試、巖石點荷載強度試驗、回彈試驗等，以配合肉眼鑒定，利用定量參數(shù)確定建基面巖體風化程度。綱按現(xiàn)行宴規(guī)程、植規(guī)范，林現(xiàn)場巖點體彈性散波測試由、巖石啊點荷載摸強度試參驗、回彼彈試驗慌確定巖販體風化閥程度的澆標準為喊：蜂①考彈性波懲速值（妥v羽p兇）跡v題p視＜抓100端0m/戲s框：木辮程鴿吐越為全風張化；俊v共p躍＝驗100劈0做～盾250乓0m/感s倒：旬爛殃偉為強風較化；窩v錫p井＝蠻250撓0栽～加400投0m/敢s勞：釀弄牙稻為弱風拾化。庸點荷載腰強度指移標（劣Is就(模50)吧）貝壞江器Is彈(旦50)漠＜這1在：密限位吐廣俊益為全風旋化；波Is泰(緣50)斗＝殘1容～系2謠：輩館稼尚精愧為強風沒化；擴Is蜜(鼻50)件＝春2固～敞4香：叼殿匙乳抖累為弱風租化。擺回彈值紫（晨R未n礙）倉殃鐘籠R棄n爽＜黎15晃：零兆崇暮散命瞞為全風跳化；晶R肉n粱＝槐15鹽～叛22蹲：尖態(tài)買過勝幅為強風宿化；城挑丟寬R港n腿＝貢22商～鞭3背2墊：坡悄染患巴叔為弱風鄭化。脹根據(jù)現(xiàn)程場測試剃成果，澇將上述窄三項試異驗指標你匯總于加表東1映。役表嫂1廁試驗成嗚果表約巖性泳風化程私度務彈性波批速奶點荷載傍強度指陣數(shù)廁回彈值霞v泄P坡(貍m/s非)糕Is蝴(朝50)慢(聞MPa湖)汽R執(zhí)N甩千枚巖質(zhì)全風化峰658惑0.4悲2困14.碼0摟強風化碧103毫9森0.9么7口16.獄9耍大理巖摩全風化統(tǒng)750艙0.5撇6掙14.摔5呈強風化吵104嘗2強1.8靜7費19.湯4鉤由封表疑1紙可以看刪出：風失化破碎儉千枚巖削除回彈光值近強擴風化外那，其它慢皆小于隔強風化丈標準，巴故定為府全風化舌。利用邪定量參堆數(shù)確定卡建基面姑巖體風居化程度共與肉眼侍鑒定的林巖體風駁化程度蕩基本一蹈致。利飾用定量獎參數(shù)確茅定建基雞面巖體售風化程銳度，可橡消除肉上眼鑒定志確定巖斬體風化絨程度的黑單一性符。朗3岔全強風捧化大理鼻巖、千鋪枚巖工味程地質(zhì)袍特性顏巖體的墓工程地留質(zhì)特性袋是由巖障體的礦責物成分催、結構歐構造、僚風化程京度等決共定的，映其礦物技成分、遣結構構停造、風續(xù)化程度辣之間存掘在差異撓，而使元不同的午巖體具購有不同鋼的工程裳地質(zhì)特例性。大運理巖、加千枚巖朝為變質(zhì)稼巖，其撐時代較播為古老裝，受地尋質(zhì)作用詢影響較吉大，因離而不同愧巖性、孟不同風抓化程度嗓表現(xiàn)出文不同工皇程地質(zhì)業(yè)特性。馬（險1襲）全風偶化大理進巖、千助枚巖，酸由于受占地質(zhì)作怎用的影炮響，巖掛體風化友強烈，砌多呈泥圈狀，原沖巖結構轉(zhuǎn)遭到強忍烈破壞做，強度萄較低，哲其工程眼地質(zhì)特室性與第牲四系坡頭積成因糾的粘土填相近。鑒（每2膏）強風勝化千枚恰巖，礦陪物成分職以泥質(zhì)麻為主，妹多呈薄穩(wěn)層狀構需造，局中部頁理麻發(fā)育，賠在地質(zhì)枝作用的裳影響下孩，節(jié)理犁裂隙極心為發(fā)育擱，多切王割呈碎犯塊狀或直薄片狀市，整體圾性差，應強度低奉，工程說地質(zhì)性隊狀較差涉。受礦怪物成分新及風化掩程度的仗影響，帝新增非滴常溢洪炎道閘基廢建基面羞開挖出斜露的強慢風化千怒枚巖，芹遇水易迫軟化崩路解，加勤速其風錘化。由壩副壩鉆扮孔壓水董試驗資會料得知秋，千枚汗巖單位團吸水量戶（飽ω孫）多小板于殿0.0并1L/凈min翁.m.沈m浴,陸屬極微景透水，解隔水性筆較好。幕（幸3報）強風鉤化大理餐巖，礦益物成分國以碳酸做鹽為主啊，多呈響中厚層粥狀構造鮮，節(jié)理袍裂隙極舟為發(fā)育洽，多切權割呈碎爪塊狀，欺整體性廊差，強哨度較低濱。大理談巖屬碳償酸鹽類餅，受地且下水侵宏蝕，溶面蝕現(xiàn)象摩發(fā)育。鑼副壩勘吐探中多尾處發(fā)現(xiàn)協(xié)有溶蝕滾裂隙、讀溶洞等觀，部分見溶蝕裂衰隙、溶堪洞充填純有含碎為石紅粘芽土。對軋副壩巖兆溶發(fā)育筆情況統(tǒng)粒計如下疼：智①評本段巖溪面高鵲程咽76.粱7潛9鉗～式64.蒸4位m剩，溶蝕飾發(fā)育高憂程唇73.攏2集～犧43.朱8海m薦，共勘窄探鈴3山4音孔階。譯帖②避1鑰4削個孔見貧有溶洞槍或溶蝕移現(xiàn)象，爺占鉆孔摸孔數(shù)玩的寫41.案18敏%夜，見有境溶濃蝕充24岔疾處，其擺中毯8深孔介有挪2怎層洞，拴最大洞石徑錄6.5悠m震，其厭次腦5.1構m朽；洞管徑鉗1善m壟以報上傲1滴2冷處。?、蹠?吩4荒處溶蝕垂中午1羨1祝處沒充躲填向，猜1貍3眨處有充佛填物。堵④班3圖4煩個孔累已計基巖舉進口尺命471扁.01貪勸m稻，溶洞馬、溶蝕巴現(xiàn)象長鹿度晚30.墾24主m傍，美占娛6.沸4灑％械(牢含溶隙向的長瞎度莊)央。頃⑤膨2乎4割處溶洞畫、溶蝕末現(xiàn)象中撇，讓6踐處頂板塌位于基道巖沉面孫1妖m駕以內(nèi)。延其余位臟于基巖爽面以暫下刊20涂m初以內(nèi)。種⑥喘被鉆孔茅揭露溶陽洞高度棕最龜小絲0.2楊m掃，最宗大象6.5餓m軟，其中亮洞綢徑矩5.1密m喬的位麗于話A4+鞏07酬5稿防滲墻院軸線下乒游義2贏m魄，頂面摟埋奴深照60.份4撞m虛（地面盼高送程純127橡.0胸m濾），被桐粘土碎菌石充填院；援琴樁梨號脂A4+換09北7緩防滲墻縱軸線下謊游督12往m貓?zhí)幵诖筇爬韼r中撥鉆進時部，鉆具嗎自沉或?qū)W速度加創(chuàng)快雀，舞6.5繡m興未取出適巖芯。宰⑦血大匪于掘1程m撫的溶洞盈多充填透含碎石根粘土，因小東于階1置m蛇的溶洞練多無充歷填物。霸⑧紙大鐵理巖滲霉透性一袍般為微珍透水～罷較嚴重亮透水，占溶洞和痕溶蝕較鮮為發(fā)育筆的地帶學透水性架較為嚴言重，巖逆性完整穗性較好令地帶透侍水性較優(yōu)差。分孝析其原鎮(zhèn)因為：芳一是大做理巖區(qū)毯滲透性惱不均一穗，規(guī)律柿性較差駐；二是環(huán)大部分虜溶洞沿題裂隙方綿向和層集面發(fā)育收，連通啞性差。鑒⑨衫溶洞或湖溶蝕裂扛隙分布雀高程不稻等，無榜一定規(guī)永律性。搖通過勘鄙探得知陡鉆孔初擺見水位蔑與終孔辰水位變倒化不大云，對部吊分鉆孔單入巖后站的水位收進行了匠量沖測顯(表包括壓酒水試驗覆前量桌測腫)零，無異述常變化洋，表明運基巖溶該蝕裂隙飯水與上矛部松散能層孔隙恰水水力升聯(lián)系較哀好?；樯鲜鍪桧懰傻奶畎赋湮锖颓能浫醯陌囡L化巖忠，在高置水頭等尺外力作餃用下，騰內(nèi)部結皮構極易易發(fā)生變皮化，形哄成局部葬連通較諷好的滲寺漏通道醋。由此叛可見，螞巖溶發(fā)頃育是強勸風化大言理巖的蜂主要工歐程地質(zhì)搖特性之崗一。刺4錦妙全強風憶化大理咬巖、千澆枚巖物懷理力學座指標的臨確定老為確定炎全強風避化大理芬?guī)r、千請枚巖的額物理力考學性質(zhì)逼指標，眉在正常王溢洪道辱挑坎下雙游和新裁增非常唇溢洪道是閘基建成基面進座行混凝詳土／巖兩體現(xiàn)場裕大型抗蛾剪（斷張）試驗掌、新增抄非常溢探洪道建快基面開解挖過程鞭中，進詠行了現(xiàn)揀場巖體蒼彈性波逗測試、哭巖石點幅荷載強座度試驗歸、回彈捧強度試練驗，取滾不同巖昏性不同隨風化程腸度的巖篇塊進行齡室內(nèi)巖差石試驗初。勻（糟1奉）現(xiàn)場營巖石點血荷載強阿度試驗輔、回彈日強度試袍驗銳現(xiàn)場巖壞石點荷次載強度昏試驗、杜回彈強欄度試驗途指標見蠅表雹1損。通過塔點荷載麥強度試籍驗、回宣彈強度車試驗，今經(jīng)查表賄計算可宮得不同掌風化程罵度巖體先的單軸暮抗壓強備度值，家見占表純2鈴。拴表是2矛強度折洽算表貪巖性辣風化熱程度遭巖石點妄荷載強責度試驗互回彈強價度試驗泳點荷載驅(qū)強度指鐵數(shù)起折算單樓軸抗壓映強度借回彈值武折算單假軸抗躬壓強度公Is赤(餐50)尺(饞MPa冒)遠R(M昆Pa)搏R竄N暢R(M殿Pa)鍵千枚巖賽全風化桶0.4喬2脅8.4直14.踐0梯9.0晃強風化屬0.9烈7昂15.終8俘16.亂9勿20.回0照大理巖艦全風化腐0.5慚6汪9.0呢14.侍5泥10.種0敏強風化靠1.8炸7業(yè)37.顛4共19.驅(qū)4孟25.吧0種由席表北2景可以看赴出，千駝枚巖巖問塊和巖箏體抗壓壽強度相京差不大腹；而大騾理巖巖棄塊和巖蕩體抗壓偏強度相晌差較大伏。括（動2凈）巖石句（體）堂試驗探①北室內(nèi)巖吸石物理承力學性巧質(zhì)試驗禮在新增案非常溢次洪道照閘基段伴建基面符取不同生巖性試紗樣，進挑行室內(nèi)揮巖石物犯理力學者性質(zhì)試凱驗試驗倒成果見寫表產(chǎn)3咽。阻由識表染2移、抱表布3豐對比可焰以看出青，千枚撿巖巖塊汁和巖體破抗壓強雄度值相五差不大拴；而石倚表脅3儲室內(nèi)巖充石物理全力學性擔質(zhì)試驗臨成果表竟巖性翁風化獎程度錦物曾牙性普讓指妨渾標彼力看伴性責鳴指鏈營標雷比重謊（澡Δ逮S最）慰容重旦（遼ν等）躺吸水率差（濫W痛S痛）旋飽和吸歡水率?。ㄗ僕錫L格）揀開型孔挑隙率侄（獎n西o胞）噴干抗壓屆強度（龜Rc狀）羊飽和抗枝壓強度怪（且R莖b訓）垃軟化舒系數(shù)查（炎k筋d激）療飽和抗析拉強度釀（雞R再t士）怎彈性功模量霧（經(jīng)E斯）汽泊松比屋（端μ揚）金KN/耍m徐3染%富%浪%各MPa偷MPa科MPa馬×翁10訊4艇MPa性千枚巖綠強風化耽2.7滿2蹈25.黎5蘆2.3激8膚2.5權5典6.5打0昆33.朝9陶7.8豐0震0.2面3棉0.8螞0盛0.4煎3晌0.2國9統(tǒng)互層中冷千枚巖喂強風化絨2.7份7納25.膽8快2.3陰9涂2.5嘗5洋6.5夕9血36.快7匪12.撤2重0.3心3責1.1葉0以0.4沖6先0.2尾4兇大理巖匹強風化胸2.6碌4執(zhí)25.裙3淚1.2鏟9君1.5診9州3.9劑7談83.懲5卡61.健2扔0.7碰3輛3.1純0死4.0億0確0.1各8賠表甲4雕紅暑振室內(nèi)中桌型剪折刷減后抗偉剪強度嚴成果膝表延紀誤稼筆（單位艦：燃MP錫a天）洪巖性折試驗慨方法系自然抗紀剪汁飽和抗汪剪怨峰乞皇追值政屈服極虹限值栽殘余值唉峰賽斬挖值覆屈服極還限值趁殘余值維f梁c朋f鄙c下f挪c必f慘c黨f早c纏f搬c旦千枚巖外抗剪斷間0.6途1協(xié)0.2膽4盡0.5夕8授0.4新6傳0.5稅8漿0.2光6倍0.5君9績0.2稻3漠0.6沫2井0.2閉4臨0.5堤4英0.0茶4驚抗顫慌狂剪榆0.4濱7臭0.2唉1省0.3岸8未0.1循8哄0.5駐0喇0.0花1帥0.4鄙6蘇0.0旗0刮互層中猜千枚巖帆抗剪斷輩1.7鐘1蓋0.1愧5陶1.7勺6其0.1丑4曾1.1乒4墓0.1爭2婦0.9各2植0.3劣8除0.9撤2角0.7音3蛙0.7痛0招0.4意4因抗膚劇裹剪洗1.1萌6恩0.0坊3據(jù)0.7粱4靠0.0盆0擴0.7示1增0.1顧4此0.6阿6極0.1朗2估大理巖稱抗剪斷致1.0六8社0.1獵2繡0.9螺4句0.2形0探0.8頂7狡0.1糧5構1.6鋒2璃0.1沒5躬1.7疾3埋0.1氧2貼0.5踢0闖0.2萍0捉抗蝴腔袋剪接0.8懂5窄0.1奪0攏0.7甘5雁0.0倘1享1.1衫0客0.0神6鎖1.0店1街0.0圖2飼英片巖家?guī)r塊和禿巖體抗現(xiàn)壓強度除值相差示較大。培②息巖石／片砼中型侵剪試驗仿中型剪壺試驗成祝果見慎表蠶4涌。償（矩3擋）現(xiàn)場李砼陡/衰巖體大亞型抗剪漿（斷）偶試驗占①里抗剪（選斷）試侮驗成果掙考慮到勝巖體的胖風化程怠度、節(jié)躺理裂隙估的發(fā)育滾程度、價試件底渾面的平猴整度及永滾鏈的糞摩阻力含、時間貓效應和球試驗誤績差腔,采峰值的堡折減系睛數(shù)一般籌采文用害0爸.毛9甩，關c撿值的折截減系數(shù)雀一般采勝用后0.刑5鄙。試驗寺最終見帆表冰5巧。眉表銜5也浮抗剪（潑斷）試姑驗成果巨表尼巖性僅試驗方徐法許峰值絲屈服值愛殘余值冰tg室φ宮C姻(牢MPa槳)濁t(yī)g奮φ沈c犯(慶MPa收)愧tg陸φ申c該(衛(wèi)MPa燙)分千枚巖棉與大理候巖互層推常規(guī)輝抗剪斷鞋0.6黑2書0.2哥5促0.6嚷5背0.3愈2僚0.4見6凈0.2冤3膚抗剪雕0.3席6衰0.2恭0罪0.3浪3選0.0癢4贏單點抗蒙剪罩0.5今8榮0.1抄2躬0.3鉆1莖0.0鹽7獲千枚巖勤常規(guī)貪抗剪斷教0.6族4適0.3晨3少0.6頃2豬0.4盲8爺0.5至0垮0.3戀9梅抗剪手0.4井6鞠0.2竄5舟0.2樸7尾0.1蕉3靠單點抗熊剪閉0.5室6介0.1植8屢0.3冶4殊0.0耍6尊②辦抗剪（導斷）強枯度指標草建議值膛砼與千井枚巖與壯大理巖嬸互層抗辦剪斷強繼度指標污峰值為犁f′勢=0.叛6跟2薄，攝c′=薄0.2昆5MP軌a降；抗剪計強度指午標峰值他為責f岔=0.曾4棄6誘，督c顫=0.欠23槳MP筐a療。砼芝與千枚牛巖抗剪鋤斷強度脫指標峰淺值為拴f′鼓=0.賄6則4愚，咽c′=壓0.3穩(wěn)3MP陷a惕；抗剪向強度指掉標峰值計為沈f唉=0.昏5省0宜，呈c營=0.限39M倡P秩a袍。涂（悲4尼）物理賣力學性爬質(zhì)指標貫的確定現(xiàn)由于全榆風化大愿理巖、鉤千枚巖密多呈泥吩狀，取擊樣困難瞞，未進逮行室內(nèi)欠試驗，妙其物理姑力學性費質(zhì)指標邊類比粘葵性土確向定。強禁風化大叢理巖、備千枚巖歡物理力啟學性質(zhì)掘指標如上下：誰①籌強風化面大理巖墊比重烏2.囑6妄4候，干容掀重幟25.凍3日g/c撥m女3央，吸水旋率免1.2風9恰%,譽飽和吸當水槍率佛1.5慎9吊%防，開型旺孔隙滅率誓3.9弄7懼%苗，干抗速壓強暈度刻83.刻5乎MPa愧,更飽和抗柄壓強改度慣61.柏2委MPa廳，飽和拆抗拉強替度社3.1府MPa嘗，彈性盛模御量敞4.0圓MP該a功×10灶4壘，泊桑悶比沙0.學1咬8供，軟化塵系數(shù)痕0.陸7暢3斥，承載玩力標準咽值為運55薪0督～苗700脈kPa耗。砼與淺大理巖既互層抗研剪斷強組度指標罰：堤f′=柔0.6判2到、炭c′=漿0.2撕5械MPa銀罩，阿f=0鵝.它4硬6稍。居②朝強風化采千枚巖毯比苦重臘2.7序2具，干容訊重應25.墨5權g/c溪m夢3狡，吸水妖率孩2.3沖8確%,紀飽和吸慨水狡率忘2.5草5腳%推，開型哄孔隙衫率神6.5姓%希，干抗慰壓強推度法33.厚9扁MPa汽,載飽和抗訊壓強蛾度碑7.8仆0棵MPa么，飽和耕抗拉強每度先0.8墓0繩MPa東，彈性綿模齊量董0.4凝3MP舊a毀×10拉4諒，泊桑爬比持0.2虛9吊，軟化夜系解數(shù)牢0.2聞3腫，承載憶力標準娃值為條30命0青～昆400頑kPa燈。砼與榨千枚巖廢與抗剪鉆斷強度寺指標：它f′=執(zhí)0.爭6班、蜜c′=者0.2絨MPa香，本f=0咸.也4傍。宴③戲全風化猶千枚巖獵、大理奴巖潔承載力豎標準值肺為廁20炮0林～摧300鋒kP社a屑。及5姨全強風律化大理堤巖、千止枚巖對糖水工建女筑物穩(wěn)豪定的影仗響網(wǎng)全強風溉化大理既巖、千疏枚巖對緊水工建練筑物穩(wěn)純定的影會響主要欺表現(xiàn)在抓千枚巖近地基的糖不均勻靜沉降問全題、千禾枚巖的鬼遇水軟扔化問題榜、大理賢巖的滲燭透穩(wěn)定死問題及論深層抗坦滑穩(wěn)定螺問題。淡（卷1悲）地基廢的不均痕勻沉降倡問題襪全強風揚化千枚瞎巖，由蔑于風化度嚴重，升全風化咱千枚巖掛多呈泥自狀，強影度極低布；強風要化千枚礙巖多呈約碎塊狀蛛，局部祥夾有泥訊狀，強慣度較低日。當其并作為建芬筑物地反基時易稱引起建矛筑物地盜基發(fā)生巡不均勻構沉降，己而使水蜘工建筑遇物受力剪不均勻會產(chǎn)生破海壞。掛（戲2事）全強羊風化千全枚巖存露在遇水經(jīng)軟化問謎題黨在新增拌非常溢穩(wěn)洪道建橋基面開中挖過程慚中，基盼坑上