断层和裂隙调查对坝基防渗与灌浆技术的重要性

断层和裂隙都是地质构造的形迹。区域地质构造的强弱在很大程度上决定着断层和裂隙的多少和规模。断层和裂隙的存在，一方面使岩体支离破碎，力学强度大为降低，变形性大为提高，另一方面由于岩体断裂、移位，使在其中出现空隙，形成过水通道，使岩体成为透水介质。同时，断层和裂隙还是岩溶发育的温床。在可溶性岩石（如石灰岩、大理岩、白云岩、石膏、盐岩等）中，经常会沿着断层和裂隙溶解发育成密集的、有时很大的溶隙、溶洞群，形成巨大的漏水通道，严重威胁水库蓄水。

一般说来，在坝址区和周边岩体中断层和裂隙的数量愈多，规模愈大，岩体的透水性就会愈大，若不加处理，将来水库漏水可能性和漏水量就会愈大。

对于断层，要查明有关区域内每一条断层的位置、规模、产状及性质特征。河道经常是沿着断层的走向发育而成的。因此，顺河向的断层、成一定夹角穿过坝基的断层，形成较大漏水的可能性最大，应是调查的重点。

断层破碎带，是由于断层两盘的相对移动而使两盘之间和附近的岩石被错裂、磨碎，而形成的条形地带。在破碎带内，经常充填着被碎成散粒状的岩石碎块（断层角砾）、糜棱岩和断层泥。这些松软的散粒状物质，有的会被地下水活动所冲蚀、带走（在岸边地下水活动剧烈的地方常会如此），留下通畅的过水通道；有的则会被浸入的胶结物质胶结起来，而成为相对致密坚硬的构造岩，如断层角砾岩，方解石等；有的会由于地应力的作用被挤压得十分致密。对于后两种情况的断层破碎带，不会形成严重的漏水通道，甚至有时还可把它作为阻水屏障而加以利用。但是，位于断层破碎带以外的两侧基岩，因受断层的影响，常常发育有更多的裂隙，成为强渗透区，是防渗重点。

在许多坝址中，小的断层几乎不可避免。只要其规模不大，性状不甚恶劣，没有伴生岩溶现象，一般都不会构成为严重的漏水通道，无需特别重视。(www.xing528.com)

对于裂隙，重点是那些张开裂隙，要查明它的分布范围、大小、密度、产状和内部充填的物质；一些闭合和隐蔽性的裂隙——通称为节理，在防渗问题上无需给予特别关注。几乎在所有的岩石中都可以见到形状和大小各不相同的裂隙或节理。可分为构造型裂隙和非构造型裂隙两大类型。构造型裂隙是在构造运动中产生的，其分布有一定规律，即常与断层、褶皱相伴生；在逆断层、平移断层地区常会大量发育；在受张拉应力的背斜岩层的轴部常有张开的裂隙。非构造型裂隙包括：①风化裂隙（由温度变化而引起的岩体胀缩开裂、由浸入水的结冰溶化引起的岩石胀裂等风化原因造成的裂隙）和②卸荷回弹裂隙（由自然风化、滑坡、崩塌和人为开挖、爆破等剥离影响，造成上覆压力减小，使岩石回弹开裂，而形成的裂隙）两种。这两种裂隙，在河床一般多在岩石表部10m以内存在，深部少见。在岸边裸露的岩石中则发育较多，而且深度有时可达数十米。

在脆性大的砂岩地层中，经常发育有较多的风化和卸荷裂隙，而且在裂隙里往往充填有松散的砂土。这类充填物易于受到冲蚀，并难于用灌浆进行处理。第十七届国际大坝会议“报告60”中列举了这方面的几个实例，它们是：美国的Senecs、委内瑞拉的La Honda、约旦的Kinh Talal等。我国早期建成的青铜峡坝，有些坝段是建在砂、页岩互层上，页岩一般只有几厘米厚，未能隔断砂岩中众多裂隙地延伸。灌浆时曾遇到许多困难，尽管将灌浆孔作了多次加排和加密，最终也未能使透水性全部小于0.03L/（min·m·m）的要求，也未能使注灰量大幅度降低，最终大都大于100kg/m。

有一种情况，在这里提出来想与同行们讨论。即：在以砂质泥岩、泥岩等软弱岩石为基底的坝基中，裂隙可能是在施工期才出现的。如葛洲坝二、三江的一些坝段，新疆的黑孜坝，在勘探阶段得到的资料表明，基岩是相对不透水的，因此设计不做防渗帷幕灌浆。但是，到了挖除10m左右的覆盖层及表面碎裂岩以后，发现有众多的卸荷性裂隙出现，做压水试验很多孔段的透水性都远远大于通常要求的防渗标准，因而不得不重新设计多排孔的帷幕灌浆和大面积的固结灌浆。然而等到坝体浇筑到十数米，具备了帷幕灌浆条件以后，再做压水试验和灌浆，裂隙在新的盖重下又被压缩闭合。类似此种情况，还有必要做大量的灌浆吗？本书作者认为未必不可。