四川坪头水电站白云岩砂化特征及发育分布规律.pdf

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1、第43卷第19期人民长江VO1．43．NO．192012年10月YangtzeRiverOct．．2O12文章编号：1001—4179(2012)19—0042—03四川坪头水电站白云岩砂化特征及发育分布规律张良喜，张海泉，赵其华一，何文秀’(1．成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059；2．成都理工大学环境与土木工程学院，四JIl成都610059；3．四川省地质矿产勘查开发局攀西地质队，四川西昌615000)摘要：以四川美姑河坪头水电站坝址区深部白云岩砂化为研究对象，采用现场调查

2、与室内化学全分析实验相结合的方法，对白云岩砂化物质结构特征及发育分布规律进行研究。研究认为：随着白云岩岩溶砂化作用的发展，白云岩砂化物质结构演化特征为白云岩砂一白云岩(粉)一粉质黏土。砂化物质主量元素的化学迁移过程具体表现为：易溶物质CaO、MgO的不断溶蚀淋失，难溶物质SiO的明显富集。AI，O、Fe，O在后期形成粉质黏土过程中得到一定程度富集。白云岩砂化发育分布受地层岩性、地质构造、斜坡变形破坏影响较大，平面上表现为不均一性，而垂向上则表现为明显的分层特征。这一研究成果，对认识该地区这种特殊的岩溶现象有特殊意义

3、。关键词：白云岩砂化；基本特征；分布规律；岩溶；坪头水电站；四川中图法分类号：P642文献标志码：A四川美姑河坪头水电站地下洞室开挖以及钻孔中最下游一级电站，涉及凉山州雷波、昭觉、美姑三县。都揭示了细晶白云岩存在多处强烈岩溶作用，垂直埋电站采用低闸坝、长引水开发方式，装机容量180深达300～340m。水平硐深大于409m范围内细晶MW，多年平均年发电量8．98亿kW·h。工程枢纽布白云岩溶蚀沿层面及优势结构面发展，形成宽度不等置由首部枢纽(主要有泄洪闸、冲沙闸、进水闸等)、引的砂化条带，洞室多处白云岩全强溶蚀，砂

4、夹大小不水系统(主要有引水主洞、调压井、压力管道等)和地一的白云岩块石，岩体强度较低，手捏即散成砂状，这下厂房组成。类特殊的岩溶地质现象可称之为白云岩岩溶砂研究区斜坡整体上由尔古沟、万波沟、龙头沟组合化。切割形成三沟夹两脊的形态。按地形地貌、构造部位国内外学者关于库区白云岩岩溶的研究多集中于以及斜坡变形破坏发育特征，将可划分为4个区。水库及坝的岩溶渗漏、岩溶坝基稳定性和岩溶涌水问研究区主要构造单元为莫红背斜，轴面的产状为题，而对并不发育的大型溶洞以及地下暗河的白云岩N11。E／NW84。，背斜向南倾伏，倾伏角35。

5、～40。，背砂化现象的研究较少。本文以坪头水电站为研究对斜的倾伏向和倾伏角与研究区地形的坡向和坡角基本象，对白云岩砂化溶蚀特征和发育分布规律进行研究，一致，呈宽缓形态。以期为深部白云岩砂化形成机制和演化模式的深入探工程区出露的地层主要有：震旦系灯影组上部讨和地下工程设计、施工以及库岸边坡的稳定性评价(Zbd)为陆源碎屑岩海相沉积的灰一灰黑色薄层白提供科学依据。云质灰岩、硅质灰岩、粉砂岩、磷块岩中夹中厚层白云岩；震旦系灯影组上部(Zbd)为滨海、浅海相碳酸盐l工程概况岩沉积的灰一灰黑色厚层状粉晶白云岩、细晶白云岩坪头

6、水电站为美姑河流域五座梯级水电开发中的及泥晶白云岩，含硅质团块和条带。收稿日期：2012—05—18基金项目：国家重点基础研究发展“973”计划项目(201lCB013501)；长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0812)作者简介：张良喜，男，高级工程师，博士研究生，主要从事岩土体稳定性及工程环境效应方面研究。E—mail：pxdkzlx@163．corn第19期张良喜，等：四川I坪头水电站白云岩砂化特征及发育分布规律43MgO含量逐渐减少。CaO、MgO含量变化具有相同的2白云岩砂化物质结构特征趋势性，体

7、现了一定的阶段性。初期溶蚀淋失量相对岩体结构面(节理裂隙面、拉张裂缝、层理面、错较小，随着岩溶砂化作用的加强，溶蚀淋失量具有较大动带)是白云岩砂化发育的主要通道，岩溶砂化物质幅度的变化，特别是由白云岩(粉)转变成粉质黏土的具有比较明显的垂直分带特征。随着溶蚀作用过程由过程，CaO、MgO含量急剧变化，这一过程既包括白云弱到强，白云岩砂化物质结构演化特征总体表现为白岩砂的加剧淋滤、溶蚀作用，也包括生成次生黏土矿物云岩砂～白云岩(粉)一粉质黏土。各类物质具体结的沉淀、交代等作用。构特征如下。(2)SiO，是白云岩中的次

8、要组分，稳定难溶矿(1)上部粉质黏土。棕红色一红褐色，可塑，稍有物，随着砂化作用的加强，SiO：富集明显。SiO：含量光滑，干强度中等，韧性中等，成分中含有白云岩粉状总体上呈指数形式增长，这一变化过程与CaO、MgO物质，近水平层理发育，一般发育厚度为6～12em，粒的含量变化体现了很好的负相关性。初期CaO、MgO径小于0．008mm的颗粒含量为55％左右