水利工程地質斷裂構造 褶皺構造 活斷層對工程建設的影響

2023-01-16 00:39:04 字數 4124 閱讀 9222

水利工程位址討論課

一:斷裂構造對工程建設的影響

斷層與工程建設

進行工程建築、水利建設等,必須考慮斷層構造。例如水庫、水壩不能位於斷層帶上,以免漏水和引起其他不良後果;大型橋梁、隧道、鐵道、大型廠房等如果通過或坐落在斷層上,必須考慮相應的工程措施。因此凡是重大工程專案都必須據有所在地區的斷裂構造等地質資料,以供設計者參考。

斷層的工程地質評價 1、斷層的力學性質:受張力作用形成的斷層,其工程地質條件比受壓力作用形成的斷層差。但壓力作用形成的斷層可能破碎帶的寬度大,應引起注意;

2、斷層位置與線路工程的關係,一般說來線路垂直通過斷層比順著斷層方向通過受的危害小;

3、斷層面的產狀與線路工程的關係:斷層面傾向線路且傾角大於10o的,工程地質條件差;

4、斷層的發生發展階段:正在活動的斷層(如新構造運動劇烈、**頻繁地區的斷層),對工程建築物的影響大,有些相對穩定的斷層,影響較小,但要考慮到復活的可能,

5、充水情況:飽水的斷層帶穩定性差;

6、人為影響:有些大的水庫,可使附近斷層復活,不可忽視。

舉例晉江—永安斷裂帶在泉州盆地深部和淺部均有強烈的表現,對泉州市的工程建設造成一定影響。

斷裂相關的不良地質對工程建設的影響

在泉州盆地邊緣進行工程建設時應進行地質災害評估,對有直接危害的大、中型滑坡體和危害程度大的崩塌區,應避開為宜;對危害程度較輕的滑坡體和崩塌區,應採取防治措施。

二:褶皺構造和工程建設的關係、

褶皺構造:褶皺是岩層彎曲形成的構造。在地殼岩石中褶皺彎曲的規模差別很大,從顯微構造直到巨大的構造盆地和地槽帶均屬褶皺構造。

在鬆散的沉積物,沉積岩,各類變質岩,甚至某些火成岩中的原生流動構造,都有褶皺發育,這說明褶皺可由多種壓力環境下形成,其形態多種多樣。褶皺構造的基本型別主要有兩種:背斜和向斜。

背斜的特徵是岩層向上彎曲,中心核部較老,兩側岩層依次變新;向斜則相反,岩層向下彎曲,核部較新,兩側依次變老。如岩層未經剝蝕,則背斜成山,向斜成谷,地表僅見到最新地層。若岩層受剝蝕,則地表可出現不同時代的地層露頭。

和工程建設的關係:褶皺構造對工程的影響程度與工程型別及褶皺型別、褶皺部位密切相關,對於某一具體工程來說,所遇到的褶皺構造往往是其中的一部分,因此褶皺構造的工程地質評價應根據具體情況作具體的分析。在褶皺的翼部主要是單斜構造中傾斜岩層引起的順層滑坡問題。

傾斜岩層作為建築物地基時,一般無特殊不良的影響,但對於深路塹、高切坡及隧道工程等則有影響。對於深路塹、高切坡來說,當路線垂直岩層走向,或路線與岩層走向平行但岩層傾向與邊坡傾向相反時形成反向坡,就岩層產狀與路線走向的關係而言,對邊坡的穩定性是有利的;當路線與岩層走向平行且岩層傾向與邊坡傾向一致時形成順向坡,穩定性較差,特別是當邊坡傾角大於岩層傾角時且有軟弱岩層分布在其中時,穩定性最差。對於隧道工程來說,從褶皺的翼部通過一般較為有利。

如果中間有軟弱岩層或軟弱結構麵時,則在順傾向一側的洞壁,有時會出現明顯的偏壓現象,甚至會導致支護結構的破壞,發生區域性坍塌。

褶皺核部:由於褶皺核部是岩層受構造應力最為強烈、最為集中的部位,因此在褶皺核部,不論是公路、隧道或橋梁工程,容易遇到工程地質問題,主要是由於岩層破碎產生的岩體穩定問題和向斜核部地下水的問題。這些問題在隧道工程中往往顯得更為突出,容易產生隧道塌頂和湧水現象。

褶皺的翼部:主要是單斜構造中傾斜岩層引起的順層滑坡問題。傾斜岩層作為建築物地基時,一般無特殊不良的影響,但對於深路塹、高切坡及隧道工程等則有影響。

對於深路塹、高切坡來說,當路線垂直岩層走向,或路線與岩層走向平行但岩層傾向與邊坡傾向相反時形成反向坡,就岩層產狀與路線走向的關係而言,對邊坡的穩定性是有利的;當路線與岩層走向平行且岩層傾向與邊坡傾向一致時形成順向坡,穩定性較差,特別是當邊坡傾角大於岩層傾角時且有軟弱岩層分布在其中時,穩定性最差。對於隧道工程來說,從褶皺的翼部通過一般較為有利。如果中間有軟弱岩層或軟弱結構麵時,則在順傾向一側的洞壁,有時會出現明顯的偏壓現象,甚至會導致支護結構的破壞,發生區域性坍塌。

例項:色爾古水電站工程區關係密切的ⅲ級構造單位為較場弧形構造帶,它是由一系列向南突起的弧形緊密同斜倒轉褶皺及相伴生的壓扭性斷層組成。工程區及鄰近的主要斷裂都有強烈程度不等的第四紀活動性。

這些資料表明,色爾古水電站的工程建設過程難度空前

三:在圖中哪個地方建大壩最好

如上圖所示,根據地形可以選定1 2 3 4 共四個壩址。

壩址1處:此處沒有斷層,河谷兩岸岩石分別為志留系下部頁岩,上部石英岩,.石英岩的硬度高,承載力強,適合做壩基,而壩肩部分為石英砂巖,底礫岩,承載力也很好,工程性質良好。

但是壩基部分為頁岩,經水軟化後,工程性質大大下降,表現為順層滑動,可能導致大壩滑動。而且大壩下游為斷層,可能導致大壩向斷層傾倒。河谷兩岸不對稱分布,承載力不均勻。

且建在此處不知道大壩庫容多少

壩址2處:此處有平推斷層,顯然不適於建造大壩。如果建造大壩容易發生大壩滲漏等情況,大壩不能建在斷層之上。

壩址3處:此處有平推斷層和f2逆斷層,明顯不適合建造大壩,且兩岸岩石中有石灰岩。而石灰岩容易發生岩溶等,使大壩滲漏,造成大壩下沉甚至崩潰。此處工程性質差。

壩址4處:此處地形條件非常好,但是地質一般。有中下三疊系石灰岩和侏羅系頁岩夾砂岩,煤層和底礫岩,其中石灰岩和煤層的防水性不是很好,容易滲漏。

石灰岩容易形成岩溶,可能會使大壩下沉。煤層比較鬆軟,承載力不是很好。根據剖面圖可知,紅石嶺和白雲山均為向斜(向斜成山,背斜成谷),兩山比較密實,岩性為侏羅系夾砂岩石英岩,白堊系粉巖砂岩,承載力強,適合做壩基壩肩。

大壩上游的庫區庫容比較大,有3個河谷,庫區周圍沒有能發生大規模滲漏的斷層等地質構造,有良好的蓄水功能。大壩兩邊基本對稱分布,承受力均勻,可以考慮建造拱壩,節省財力物力。在此處建造大壩要考慮石灰岩岩溶,煤層滲水等問題。

總體來說此處最適合建造大壩。

綜上,4處最適於建造大壩!

四:活斷層對工程建設的影響

活斷層對工程的危害事例,在我國雖然並不多,但應無法阻止其繼續活動,所以一旦發生,其後果往往很嚴重,且進行工程處理很困難。對工程的危害主要是錯動變形和引起**兩方面。

蠕變型的活斷層,相對位移速率不大時,一般對工程建築影響不大。特別是對適應變形能力很強的土壩等建築,如果防治措施得當,當變形速率小於每年幾公釐時,通常不會產生嚴重影響。當變形速率較大時。

則可導致建築地基不均沉陷,使建築拉裂破壞。尤其對壩基危害很大,較小的開裂就可能造成高壓滲透水流的潛蝕和沖刷,並可釀成潰壩事故。例如,美國洛杉磯附近鮑爾得溫山水庫,庫址距一大斷層帶僅300m,有幾條小斷層從壩下經過。

施工時做了瀝青和黏土鋪蓋等封閉防滲和排水措施,但斷層的錯動使封閉防滲層錯裂30mm,水沿斷裂滲流,使地基中的粉細砂受到潛蝕,2023年潛蝕洞穴塌陷,使壩潰決。

新疆庫車克孜爾水庫壩址位於強震區,其南有秋里塔格大斷裂通過,是一條具有七級以上強震背景的現代活動斷裂,其某分支斷層沿河谷左岸階地穿過壩址。該斷層有全新世活動的確鑿證據,據1972-2023年,18年的實測資料統計結果,兩盤相對位移的速率為:垂直0.

144mm/a;水平扭動0.354mm/a。經過專門論證後,採用特殊的壩型和防滲措施,建成了我國第一座橫跨已知活斷層的當地材料壩。

該壩2023年動工,2023年建成蓄水,至今執行正常。該斷層的活動性未因蓄水而發生明顯變化。

港灣,碼頭及沿岸的工業民用建築,若斷層靠陸地一側長期下沉,且變形速率較大時,由於海水位相對公升高,有可能遭受波浪及風暴潮的危害。

突發型的活斷層伴隨**產生的錯動距離,通常較大,多在幾十厘公尺至幾百厘公尺之間。這種危害是無法抗拒的。如美國2023年舊金山大**,活斷層使上晶全壩錯開2.

5m,老聖·安的列斯壩錯開2m,2023年愛爾森特羅**使加利福尼亞州尚未通水的全美運河河堤錯開4.3m。

在我國尚未發現活斷層錯開大壩的事例,但錯開其他建築物是有的,如2023年唐山**等。

在工程建築地區有突發型活斷層存在時,任何建築物原則上都應避免跨越活斷層以及與其有構造活動聯絡的分支斷層,特別要避開3.5年以來有過活動的斷層。應將工程建築物選擇在無活斷層穿過的位置,對大、中型水電工程應選擇在地質構造較穩定的地區。

活動性大斷裂往往將地殼切割成若干個段塊,這些段塊中不存在活斷層,因此,往往構成相對穩定的地區,往往稱為「安全島」。只要經過詳細的地質勘查工作,找出這種相對穩定地段選做建築的場地,安全是有保障的。二灘水電站就是乙個很好的例項。

電站大壩等樞紐工程位置選在地殼較穩定的共和段塊上。在其周圍分布有金河-菁河、雅礱江、西番田等大活動斷裂,且均發生過強烈**。經詳細論證,認為共和段塊的穩定性是***的,三峽水利樞紐選在黃陵背斜的南部,在其周圍也有幾條活動性大斷裂分布。

如遠安斷裂、天陽坪斷裂、仙女山斷裂、九灣溪斷裂等。而黃陵背斜則是緩慢整體上公升的相對穩定地區。

水利工程地質

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