水电工程地质中的岩体风化带划分

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摘要：笔者结合自己多年的说理工程地质勘探经验，从岩体分化的概念、作用、不同等级岩体的抗风化能力以及影响分化、以及岩体分化的等级划分的应用五个方面，对岩体风化对水电工程的影响以及对分化带进行合理划分的重要性进行简要的概述。

关键词：水电工程地质；岩体风化带的划分；应用

岩体风化对水电工程中堤坝类型的选择以及电站的选址都起着决定性的作用，所以岩体风化成为了当前水电工程地质中一个重要的研究课题。在实际的应用中对岩体风化带划分的标准是很难把握的，并且还有着不同的等级划分。在1978年前在水电建设中普遍采用的是全风化、半风化、新鲜岩体三级划分，在《电力水电工程地质勘察规范》实施后，我国开始实施五级划分，在三级划分的基础上增加了强风化、若风化、微风化三种级别。虽然在规范中对岩体风化等级的划分标准做出了严格的规定，但是在实施过程中却存在很多的差异，时常出现人为的原因带来的岩体风化带范围扩张或缩小的现象，这给日常的施工带来了严重的影响。在1999年我国对《水利水电工程地质勘察规范》进行了补充和修改，这很大程度上增加了风化岩纵波速与新鲜岩纵波速之比为判别依据。笔者视图对这些等级的划分进行论述，给水利工程的施工提供参考依据。

1岩体风化及分化的作用分析

岩体风化是指地表层的岩体在风化的作用下，使得原有的岩体受到了影响使其性质发生影响。其主要是受到了地标环境、气温、水溶液等方面因素的影响，使岩体的物理或化学性质发生了变化，形成新的物质组合。经研究，引起岩体风化的只要原因是因为受到了岩体所处环境的影响，岩石大多是在地壳深处高压条件下形成的，当地壳发生变动后，环境也将随之发生变化，使得岩体进入到了不同的环境中。地表的岩体长期的处在常温、常压下，但是因为各方面因素的影响，现在温度开始变暖，水资源严重的缺乏，生物种类极具减少等，对岩石有产生了一定的影响，使得岩石的平衡环境遭到了破坏，导致岩体的各种性质也随之改变，这就是岩体分化的重要原因。

岩体分化的过程是自然界最普遍的外力地质作用，是改造底壳形态最重要的过程。它是其他外力地质的基础。这是由于岩石风化了，使得岩体结构被分解，这样加快了其它外力地质的进行。按照分化作用的方式可以风化作用大致的分为三类：1）物理风化作用，是受到自然因素的影响使得岩体的物理结构发生变化，如黏土发生龟裂；2）化学分化作用，是受到水、气体的影响使得岩体发生化学反应，如氧化作用；3）生物风化作用，是由于生物活动而导致的岩体的机械。

2影响岩体分化的因素分析

2.1气候条件。同一区域内的同一类岩石，在不同气候条件的影响下，其分化的程度也会存在很大的不同。影响岩体风化的重要气候条件是气温和降水量。

2.2地形。一般区域地形对岩体风化的影响较明显，地形能够影响小气候的变化，在山地区域能够产生垂直分带气候。因为上山和上下的气温有着很大的不同，起分化的程度也会有差异，即使同一地段的山的两面也会有很大的差别，通常阳坡的温度高，变幅大，风化作用也会强与阴坡。同时地形还能够影响地下水位，一般斜坡的地下水位低，分化作用较弱。

2.3岩石的自身性质。在统一区域统一自然条件下，不同岩石的风化程度因为岩体内的矿物质的种类和含量的不同而存在很大的差异。此外岩体的结构对风化的程度也会有一定的影响，粗粒结构的岩体因为各颗粒之间的连接力较差，容易被风化。

3岩体风化等级划分的标准和应用

任何岩体的风化都是从表层到里层，风化的程度由强到弱。根据水利工程地质勘探的特点，可以将岩体的风化程度大致划分为五级：全风化、强风化、弱风化、微风化、新鲜岩石。但是在实际的应用过程中可以根据实际的具体情况对岩体风化带的划分进行适当的调整：1）在实际的应用过程中，如果岩体的厚度很大，需要细分时，就可以将在五级标准的前提下划分多个小的亚带；2）在选择性风化作用区域，当发育囊状风化、隔层风化等特定形态的风华化带时，可以根据特点风化带来划分等级；3）某些区域内，岩体的分化呈现非连续性时，分级的时候可以选择少级或多级。

4岩体风化带的等级划分中应该注意的问题

岩体风化带等级划分的原则就是在岩体结构的基础上，以《水利工程地址勘察规范》作为划分依据，并研究该区域内影响岩体分化因素的影响和分化层的心态特征，从而来划分出岩体分化带的氛围，将岩体风化的特点和规律放映出来，为水利工程施工提供科学合理的风化资料。

《水利工程地址勘察规范》虽然明确的规定了水利工程地质勘测中对岩体风化等级的划分标准，但是在实际的应用过程中由于各区域单位掌握的标准程度不同，使得规范在实施过程中时常会发生不同程度的偏差，主要表现在下面几个方面：

4.1将碎岩石当作强风化的产物

岩体强风化能够造成岩石结构破碎，但是并不是所有破碎的岩石都是强风化的产物。这两者的区别在于岩石破碎区域是否具备强分化的地质特征。在微风化和新鲜岩体的分化下都能够造成岩石破碎，但是其表面并没有留下分化的痕迹，因此不能够轻易的将其划分为强分化岩体，这是在水利工程地质勘探过程中最容易产生了一个误区。

4.2在岩体风化等级的划分时仅仅只以一个标准划分，不进行综合的考虑

在岩体风化等级的划分中，有些地质工作者仅仅只是按照某一个标准来对风化等级进行划分，一般这些工作者都是听锤击声来进行评定的。岩体发生锤击声的脆哑与岩体的完整性有着直接的联系，如粘土岩属于软弱岩体，虽然风化程度较弱，但是敲击时发生的声响也是不清脆的。粘土岩就不属于强分化带，因此，在实际的岩体风化等级划分时，必须进行综合的考虑，以免发生误差，照成不可估量的损失。

4.3在岩体风化等级的划分中只顾局部，忽视了整体

在水利工程建设中岩体并不是单一的，即使在同一岩层内也会出现多种岩体，因为岩体性质的不同使得抗风化的能力也有所不同。因此在岩体风化等级的划分中，应该注意局部与整体的关系，不能够单一的用某一个现象来代替整体的风化现象，从而来避免人为造成强分化带的扩大。

4.4在厚度大的风化带细分亚带的时候，不考虑岩石的纵波速

在遇到厚度较大的风化带时候应该对风化带进行细分，这是为工程施工中提供基岩面资料而进行的。但是有的工作者并不是从这一目的出发的，而是一般地按照岩体风化的地质特征的了解目的出发，在划分的过程中不考虑岩石的纵波速以及一些力学的参数，这使得对分带的细分失去了原有的目的。因此，在细分亚带的时候应该结合有关的力学参数和岩体风化的地质特征来进行，这样才能够达到最终的工程地质目的。

5总结

随着经济的发展，国家在水利工程建设上投入了的大量的财力和人力，在全国大范围内建设水源工程。在水利工程地质勘探中，大坝的建设一般都是以岩石作为基础持力层的，因为岩石的强度高，压缩性小。但是岩石受到各种因素的影响，发生了分化，使得岩体本身的结构和成分都发生了变化。分化后的岩石在工程上优良性质消弱了，使得工程地址大为消弱。所以在水利工程地址勘测中，对岩石的分化程度进行研究分析，对分化带进行正确的划分，从而来提高水利工程的建设质量。

参考文献：

[1]吴礼年，李跃升，《岩体风化程度量化分带研究》，{J}店里勘探研究，2005

[2]田春竹，《基岩风化带的划分及风化效应》，{J}黑龙江水专学报，2002

[3]李日运，《岩石风化程度特征指标的分析研究》，{J}岩石力学与工程学报，2004