黄壁庄水库大理岩、千枚岩工程地质特性.doc

PAGE 黄壁庄水库大理岩、千枚岩工程地质特性 （湖南省地质工程勘察院 张文珍 412003） 【摘要】黄壁庄水库建筑物基础岩石除有震旦系的硅质灰岩外，大部分为太古界滹沱群大理岩及千枚岩，由于地质时代较老，全强风化岩层厚度较大，研究其风化特征及工程地质特性、提出有关的物理力学性质指标，对水库各建筑物的安全稳定有重要意义。 【关键词】 大理岩 千枚岩 风化特征 工程地质特性 物理力学性质指标 1 工程概况 黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河干流上，距石家庄市约30km，是滹沱河中下游重要的大（Ⅰ）型水利枢纽，枢纽建筑物主要由主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、灵正渠及电站组成。 建筑物区分布的基岩除有震旦系的硅质灰岩外，大部分为太古界滹沱群大理岩及千枚岩。 根据钻探及基坑开挖情况可知：太古界滹沱群大理岩及千枚岩主要分布于主坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道及副坝桩号3+800～5+700段的地基。 2 大理岩、千枚岩风化带的划分及其特点 由于地质时代较老，太古界滹沱群大理岩及千枚岩全强风化岩层厚度较大。根据钻探、基坑开挖揭露及采用目力鉴别和结合现场岩体弹性波速测试、岩石点荷载试验、回弹仪试验等方法测得岩体的波速、点荷载强度、回弹击数等指标，对岩体风化程度进行综合评价。 （1）目力鉴别 ①全风化大理岩，灰黄色，岩芯及出露岩体呈泥状，具有原岩结构，但组织结构已基本破坏，尚可辨认并且有微弱残余结构强度。钻探采用水冲钻进，冲洗液为灰黄色，无岩芯；强度极低，干钻可钻进；用镐可开挖。 ②强风化大理岩，灰白、锈黄色，岩芯及出露岩体多呈碎块状，局部呈泥夹碎块状。节理裂隙发育，岩体被切割呈块状，干时可用手折断。采用水冲钻进，冲洗液为灰黄色，多保留少量块状岩芯，RQD值较低；中等强度，干钻困难；局部可用镐开挖。 ③全风化千枚岩，紫红、灰褐色，岩芯及出露岩体呈泥状，具有原岩结构，但组织结构已基本破坏，尚可辨认并且有微弱残余结构强度。采用水冲钻进，冲洗液为紫红、灰褐色，无岩芯；强度极低，可干钻钻进；用镐可开挖。 ④强风化千枚岩，紫红、银灰色，薄层理发育。岩芯及出露岩体呈碎块状，局部呈泥夹碎块状。节理裂隙发育，岩体被切割呈块状，干时可用手捏碎。采用水冲钻进，冲洗液为紫红、灰褐色，多保留少量块状岩芯，RQD值较低；强度低，干钻困难；局部用镐或锹可开挖。 根据新增非常溢洪道建基面开挖情况，大理岩与千枚岩岩层产状：走向NE，倾向SE，倾角42°～60°。 （2）利用定量参数确定岩体风化程度 新增非常溢洪道建基面开挖过程中，进行了现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹试验等，以配合肉眼鉴定，利用定量参数确定建基面岩体风化程度。 按现行规程、规范，现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹试验确定岩体风化程度的标准为： ①弹性波速值（vp） vp＜1000m/s： 为全风化 ； vp＝1000～2500m/s： 为强风化； vp＝2500～4000m/s： 为弱风化。 点荷载强度指标（Is(50)） Is(50)＜1： 为全风化； 　　　　　Is(50)＝1～2： 为强风化； 　　　　 Is(50)＝2～4： 为弱风化。 回弹值（Rn） Rn＜15： 为全风化； 　　　　 Rn＝15～22： 为强风化； Rn＝22～32： 为弱风化。 根据现场测试成果，将上述三项试验指标汇总于表1。 表1 试验成果表 岩　性 风化程度 弹性波速 点荷载强度指数 回弹值 vP(m/s) Is(50)(MPa) RN 千枚岩 全风化 658 0.42 14.0 强风化 1039 0.97 16.9 大理岩 全风化 750 0.56 14.5 强风化 1042 1.87 19.4 由表1 可以看出：风化破碎千枚岩除回弹值近强风化外，其它皆小于强风化标准，故定为全风化。利用定量参数确定建基面岩体风化程度与肉眼鉴定的岩体风化程度基本一致。利用定量参数确定建基面岩体风化程度，可消除肉眼鉴定确定岩体风化程度的单一性。 3全强风化大理岩、千枚岩工程地质特性 岩体的工程地质特性是由岩体的矿物成分、结构构造、风化程度等决定的，其矿物成分、结构构造、风化程度之间存在差异，而使不同的岩体具有不同的工程地质特性。大理岩、千枚岩为变质岩，其时代较为古老，受地质作用影响较大，因而不同岩性、不同风化程度表现出不同工程地质特性。