紫坪铺水利枢纽工程重大地质问题研究：F2-1断层

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：6.2.2.2 F2-1断层F2-1断层位于坝轴线上游约250m及上游围堰一带,在坝前麻柳湾沟以西基本上顺河分布,其产状N79°W/NE∠40°～55°,至麻柳湾沟以东为NE向展布,与岩层产状近乎一致。

6.2.2.1 F3断层

F3断层出露于坝轴线下游约400m的泄洪洞出口部位。主要断错于层之中,断层产状N45°～75°E/NW∠70°～85°,沿断层带沟谷、槽谷、垭口等负地形显示清楚,长约6km,破碎带宽55～87m,由挤压片理带、角砾岩、构造透镜体夹糜棱岩、断层泥等组成,具压扭性特征。其中,挤压片理带由煤质页岩、薄煤层形成,揉皱强烈,多呈鳞片状,挤压错动光面、镜面发育,性状软弱,是断层带的主体；断层泥发育于主错面及次级挤压面上,厚度一般2～10cm,个别达50cm,软塑状,有滑感,强度极低。此外,碎裂状方解石细脉也较发育,多呈0.5～1cm的断续条带,穿插于断层带中。由此可见,F3断层带物质成分较复杂,工程地质性状差,遇水后极易软化、泥化或膨胀崩解,泄洪洞尾段及出口部位在施工开挖中曾出现多处(次)塌方与塑性变形,其自稳能力甚差。

6.2.2.2 F2-1断层

F2-1断层位于坝轴线上游约250m及上游围堰一带,在坝前麻柳湾沟以西基本上顺河分布,其产状N79°W/NE∠40°～55°,至麻柳湾沟以东为NE向展布,与岩层产状近乎一致。该断层西段被F2断层限制,向NE方向延伸断切于沙金坝向斜轴部后交于F3断层上,长约2km。枢纽区内该断层隐伏于河床覆盖层之下,据河床钻孔资料分析判断,该断层主要断错的地层为层,其上、下盘地层产状差异很大,下盘(右岸)地层产状正常,上盘(左岸)地层全部倒转,二者倾向相反呈大角度相交。据沿断层带上的8个钻孔揭示,断层带岩芯普遍破碎,呈碎块状及碎屑状,时见构造角砾岩和密集的网状方解石细脉,取芯少,钻进中漏浆、漏水,孔壁坍塌及掉块严重,钻进困难。ZK33号钻孔采用金刚石新工艺钻进取芯取样技术,揭示其断层破碎带位于孔深13.43～17.0m,由碎裂岩、角砾岩夹糜棱岩组成,其中孔深14.27～15.0m为主错带,组成物质为糜棱角砾岩,构造迹象清楚,具张扭性特征。

6.2.2.3 F2断层

F2断层出露于坝前左岸堆积体前缘麻柳湾一带,距坝轴线约600m。发育于沙金坝向斜北西翼13层含煤含砾中粒砂岩、粉砂岩夹煤质页岩中,断层产状N50°E/NW∠50°,破碎带宽10～75m不等,由构造透镜体和糜棱角砾岩夹断层泥等组成。属压扭性斜冲断层,长约9.5km。

6.2.2.4 F4断层

F4断层展布于枢纽区下游约1000m的关口沟、大坪一带,主要发育于层中,并切错孟家山背斜,断层产状N50°～70°E/NW∠50°～70°,破碎带宽约20～35m,主错带宽10m,由构造片理带,角砾岩、压碎岩、糜棱岩夹断层泥组成,长约6km。

此外,枢纽区内尚出露有规模更小的次一级NE向、NW向小断层。其中:①N30°～60°E/NW∠50°～70°,破碎带宽0.5～2m,由挤压片理、角砾糜棱岩夹断层泥等组成,多呈微斜切层分布于各韵律层内,具压扭性特征,如f1～f5及f12～f15；②N50°～70°W/NE或SW∠70°～85°,破碎带宽度一般小于0.1m,由碎裂岩、角砾岩组成,延伸长数米至十余米,与岩层走向呈大角度相交,多具张性或张扭性特征。

如上所述,枢纽区无大的区域性断裂通过,F3、F2、F2-1和F4断层长约数千米,宽数米至数十米不等,其延伸方向除F2-1外,多呈NE向展布,力学属性以压扭性为主。这些断层虽具有一定规模,为枢纽区骨架断层,但其延伸长度和切割深度有限,均属区域主干断裂之派生次级小断层；断层通过处其上覆Ⅰ～Ⅳ级阶地沉积物均无构造变动迹象或明显反映。经地质—地貌学、断层活动年龄测试和地形变资料等综合判定,F2、F4断层第四纪以来没有活动显示,F3断层在150万年前曾有过微弱活动,F2-1断层30万年以来没活动。研究表明:F3等断层属于浅表断层,不是切穿地壳的基底断层,不具新活动性,也不是发震断层。枢纽区具备兴建高土石坝的条件。

紫坪铺水利枢纽工程重大地质问题研究：F2-1断层

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