黄河万家寨水利枢纽层间剪切带研究成果

层间剪切带是大坝基础的主要工程地质问题。河床坝基部位在张夏组第五层，共发育有10 条层间剪切带，自上而下编号为SCJ01～SCJ10，其中SCJ01～SCJ07 在河床左侧坝段基本已被挖除。河床右侧坝基段SCJ02～SCJ06 已尖灭，SCJ01 仅在15～17 坝段甲块局部保留。其他部分已被清除。坝基下除SCJ07 在河床右侧埋深较大并予以保留外，尚未清除的剪切带有SCJ08、SCJ09 和SCJ10，其各剪切带在坝基建基面以下埋深分别为：河床左侧SCJ08埋深2.30m；SCJ09埋深3.20m，SCJ10埋深4.10～4.30m。河床右侧SCJ07埋深5.70m；SCJ08 埋深8.00m；SCJ09 埋深8.90m；SCJ10 埋深9.80～10.00m。

1.层间剪切带特征

各层间剪切带在成因上均属构造运动产生，其产状与岩层层面产状又有区别，现分述如下：

（1）SCJ01。一般厚4cm，顺河向总体起伏差0.5～1.0m，上、下层面粗糙不平，层面起伏0.5～3cm。

（2）SCJ07。一般厚5cm，自河床左侧向右逐渐变薄，垂直河向整体起伏差较大。在河床左侧峰距50～80cm，峰谷高差达1.00～2.00m；在河床右侧，起伏差较小，为0.50～2.00m。层面粗糙不平，可见擦痕，层面起伏一般为1～5cm。全坝基贯通。

（3）SCJ08。一般厚度为4cm，自河床左侧向右逐渐变薄，在河床总体产状平缓无明显起伏，上、下层面亦较平整光滑，局部可见擦痕。基本是连续分布。

（4）SCJ09。一般厚度4cm，河床右侧较薄，无明显起伏差，上、下面局部可见擦痕；剪切带连通率10%左右。

（5）SCJ10。一般厚度为3cm，自河床左侧向右逐渐变薄，垂直河向峰谷高差为0.50～1.00m，结构面起伏差一般在0.50～2.00m。在4～11 坝段及泄流冲刷区范围内，相对连通率70%左右，在河床右侧其连通率有降低趋势。

各层间剪切带的结构特征具有明显的分带性，按其破坏程度可概括为3 种类型，即节理裂隙带、劈理带、泥化带。节理裂隙带呈片状、碎块状，原岩内部结构遭到极微破坏；劈理带呈片状、碎屑状，排列方向与上、下岩层呈小角度相交或平行，局部排列无序；泥化带受错动影响最强烈，黏粒含量高，呈较连续的岩屑或泥质薄膜。

剪切带内泥化物成分近似，主要物质成分为方解石、石英、透长石。主要矿物成分为方解石、伊利石，其水理性质表现遇水均不具膨胀性。

2.层间剪切带的力学性质(www.xing528.com)

由于层间剪切带结构已遭到不同程度的破坏，完整性较差，其力学指标相对较低。河床左侧基坑形成后，对SCJ07～SCJ10剪切带进行了地表、孔内物探波速对比测试，并考虑其埋深不同剪切带密实程度有所差别等因素，综合得出剪切带波速值为：SCJ07 Vp=1100m/s；SCJ08 Vp=1200m/s；SCJ09 Vp=1300m/s；SCJ10 Vp=1400m/s。在河床右侧坝基，随着剪切带埋深增大，性状变好，其波速值相应提高。

基坑开挖后，重点针对坝基下保留的SCJ07、SCJ08、SCJ09、SCJ10 四条层间剪切带在不同的工程部位进行了5 次室内及现场大中型抗剪强度试验。其中室内重塑样中型剪试验9 组，现场中型剪试验42 组215 块；现场大型抗剪试验11 组63 块，单点法大型抗剪试验13 块。试验成果见表3-1。

表3-1　万家寨大坝左侧坝基层间剪切带抗剪试验综合统计成果汇总表

3.层间剪切带抗剪强度地质指标建议值

在综合考虑层间剪切带的物质组成和结构特征、横向发育的不均一性、起伏差的影响、试验条件和方法的制约等因素后，提出如下地质建议指标值。见表3-2。

表3-2　万家寨大坝坝基层间剪切带抗剪强度指标地质建议值

综上所述，就万家寨水利枢纽的工程地质条件而言，是一个良好的可以修建高坝大库的坝址。