鄧龍傳 李曉昭 吳 云 王迎超 黃 震 劉江峰

(①南京大學(xué)，地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210023，中國(guó))(②中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，深部巖土力學(xué)與地下工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，徐州 221116，中國(guó))(③江西理工大學(xué)，資源與環(huán)境工程學(xué)院，贛州 341000，中國(guó))

0 引 言

隨著我國(guó)核能的迅速發(fā)展，目前已經(jīng)積累了大量的核廢料，如何安全快速地處置核廢料，已經(jīng)成為我國(guó)乃至全世界各國(guó)的重大科技問(wèn)題之一(潘自強(qiáng)等，2009)。放射性廢物對(duì)人類健康有著巨大的威脅，因此，放射性核廢物需要安全妥善地處理(段先哲等，2020;侯偉等，2020a,2020b)。正如世界經(jīng)合組織放射性廢物管理委員會(huì)提出的，高放廢物是毒性最強(qiáng)的長(zhǎng)壽命放射性廢物，必須處置并與人類及其環(huán)境隔離數(shù)萬(wàn)年，這理應(yīng)成為當(dāng)代人解決核安全的道義基礎(chǔ)，各國(guó)的施政目標(biāo)。而關(guān)于高放廢物的處置方法，經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐，目前普遍接受的可行方案是深埋地質(zhì)處置，即把高放廢物埋在距離地表深約500～1000m的地質(zhì)體中，使之永久與人類的生存環(huán)境隔離(王駒，2004；王駒等 2006，2007)。

深埋地質(zhì)處置中普遍接受的關(guān)于核廢料的封存方式主要是采用多重屏障，即天然屏障(圍巖)，緩沖材料等(井蘭如等，2006；侯偉等，2020a，2020b)。而我國(guó)從1985年開(kāi)始在全國(guó)范圍進(jìn)行選址，以核工業(yè)北京地質(zhì)研究院為首，全國(guó)多所科研院所團(tuán)隊(duì)共同努力，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的場(chǎng)址評(píng)價(jià)，認(rèn)為北山花崗巖具有強(qiáng)度高、滲透性極低、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，最終確定甘肅北山為高放射性處置庫(kù)首選預(yù)選區(qū)，花崗巖作為處置庫(kù)的圍巖(陳瑜，2020；金振蓉，2020)。

對(duì)于北山花崗巖場(chǎng)址，不同尺度地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征與特性參數(shù)，是場(chǎng)地特性識(shí)別的關(guān)鍵(Xu et al.，2020)。與鹽巖和黏土巖相比，花崗巖的強(qiáng)度更高，但其存在不同尺度的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，且地質(zhì)結(jié)構(gòu)面十分復(fù)雜，一方面，花崗巖體中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，是控制地下水與核素遷移的通道；另一方面，對(duì)于這樣的堅(jiān)硬、較完整、地應(yīng)力不是很高(預(yù)選出的花崗巖要求具有完整且構(gòu)造應(yīng)力不是很高)的花崗巖體，圍巖變形和失穩(wěn)模式更主要地受結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征的控制。其相關(guān)研究是公認(rèn)具有挑戰(zhàn)性的難題，也因而成為該類場(chǎng)址最令人擔(dān)憂的原因所在(田開(kāi)銘等，1989；井蘭如等，2006)。

因此，控穩(wěn)控水地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的研究至關(guān)重要，受到國(guó)際同行高度關(guān)注，不同尺度結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征及其參數(shù)提取是場(chǎng)地識(shí)別的重要環(huán)節(jié)。本文借助現(xiàn)場(chǎng)踏勘、室內(nèi)樣品分析、現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)等一系列手段，對(duì)十月井?dāng)嗔?一級(jí)結(jié)構(gòu)面)、F4斷裂(二級(jí)結(jié)構(gòu)面)進(jìn)行了重點(diǎn)解剖，確定了不同構(gòu)造單元的導(dǎo)水特性，總結(jié)出不同構(gòu)造單元的導(dǎo)水特性和內(nèi)在結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以期為不同尺度結(jié)構(gòu)面控水機(jī)制研究提供參考。

1 場(chǎng)址區(qū)不同尺度結(jié)構(gòu)面現(xiàn)場(chǎng)踏勘

北山預(yù)選區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造上位于塔里木地塊北山加里東—海西褶皺帶的二道井—紅旗山腹背斜兩翼的舊井巖體地段。研究區(qū)次級(jí)斷裂構(gòu)造以近東西向和北東向?yàn)橹?。巖體南、北有兩條近東西向斷裂帶，與巖體內(nèi)多條長(zhǎng)短不一的北東向斷裂，將花崗巖體分割成菱形塊狀。

貫穿舊井花崗巖條帶的大的北東向斷裂構(gòu)造主要有舊井?dāng)嗔?、十月井?dāng)嗔押桶霝〇|—十月井西斷裂，其長(zhǎng)度大于10公里；芨芨槽、舊井、新場(chǎng)等塊段內(nèi)的斷裂，以公里級(jí)為主；斷裂圍繞的巖體內(nèi)存在大量的米級(jí)的節(jié)理，以及超過(guò)數(shù)十米的長(zhǎng)大裂隙或裂隙帶。其中：對(duì)一級(jí)結(jié)構(gòu)面探槽揭示較好的十月井?dāng)嗔选⒍?jí)結(jié)構(gòu)面露頭岀露較好的芨芨槽塊段邊界F4斷裂，進(jìn)行了重點(diǎn)解剖。十月井?dāng)鄬雍虵4斷層的相對(duì)位置見(jiàn)圖1所示。

圖1 十月井?dāng)鄬雍虵4斷層相關(guān)位置圖Fig.1 The location of Shiyuejing fault and F4 fault

2 不同構(gòu)造單元現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

為了對(duì)斷裂帶的滲透特性進(jìn)行測(cè)試，采用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的鉆機(jī)和壓水設(shè)備對(duì)斷裂帶的不同構(gòu)造單元進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆孔壓水試驗(yàn)，原位鉆孔壓水試驗(yàn)是通過(guò)栓塞在鉆孔內(nèi)隔離出一段試驗(yàn)段，并對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行壓水，通過(guò)流量與時(shí)間的關(guān)系，計(jì)算鉆孔周圍巖體的滲透系數(shù)。對(duì)栓塞注水或?qū)λㄈ麤_氣使栓塞膨脹，從而對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵。如圖2所示使用栓塞封堵鉆孔一端(圖2a)或兩端(圖2b)，圖2b所示的栓塞更適用于孔壁較為破碎的地層。栓塞至鉆孔底端或栓塞之間成為試驗(yàn)段，以恒定壓力對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行壓水。十月井3號(hào)孔接近斷層核部，巖體破碎程度極高。1號(hào)孔與2號(hào)孔試驗(yàn)過(guò)程中均出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，試驗(yàn)結(jié)果不太理想。十月井3號(hào)試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)鉆孔澆筑水泥并加護(hù)套管，試驗(yàn)結(jié)果較為理想。試驗(yàn)步驟：

圖2 鉆孔壓水試驗(yàn)示意圖Fig.2 Schematic diagram of borehole water pressure test

(1)首先根據(jù)地表巖石破碎程度以及與斷層之間的距離選定具有代表性的地點(diǎn)進(jìn)行鉆孔，對(duì)破碎程度較高的巖體需加護(hù)套管。

(2)對(duì)鉆孔進(jìn)行洗孔，并清理孔內(nèi)巖屑然后將栓塞放置于孔內(nèi)或套管內(nèi)指定位置，使用膠泥等抹在栓塞周圍，對(duì)栓塞充氣加壓以確保不會(huì)從栓塞漏水。

小意：電視劇《請(qǐng)回答1988》里面的父親說(shuō)了一句話讓我印象深刻：“我們也是第一次做父母呀！”所以，如果受到不公平的待遇，勇敢抗?fàn)幍耐瑫r(shí)也要學(xué)會(huì)寬容和體諒。

(3)連接好整套設(shè)備，向鉆孔內(nèi)灌水至鉆孔完全充水。

(4)試驗(yàn)開(kāi)始，每隔一段時(shí)間記錄下壓實(shí)流量，待流量穩(wěn)定一段時(shí)間之后獲得穩(wěn)定壓力水頭下流量、時(shí)間等相關(guān)參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)束。

2.2 十月井?dāng)鄬悠扑閹核囼?yàn)結(jié)果

十月井3號(hào)孔試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)鉆孔澆筑水泥并加護(hù)套管，試驗(yàn)結(jié)果較為理想，其試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，升降壓曲線并未重合，曲線凸向Q軸。根據(jù)《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》(2003)列舉的5類P-Q曲線，基本判定該曲線符合紊流型特征。

圖3 十月井?dāng)鄬悠扑閹с@孔壓水試驗(yàn)P-Q曲線Fig.3 The P-Q curve of borehole water pressure test in the fracture zone of Shiyuejing

根據(jù)不同的計(jì)算公式所計(jì)算出來(lái)的滲透系數(shù)如表1所示。其中：公式1為根據(jù)規(guī)程所使用的公式(周圣騫等，2016)，公式2和公式3為美國(guó)復(fù)墾局推薦公式，公式4和公式5為球狀模型滲流公式。

表1 十月井3號(hào)孔鉆孔壓水試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Borehole water pressure test results of No.3 in Shiyuejing

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

式中：K為巖體滲透系數(shù)；Q為壓入流量；L為試驗(yàn)段長(zhǎng)度；H為試驗(yàn)水頭；r0為鉆孔半徑；αL為壓力水頭降為0時(shí)距鉆孔軸心位置距離，也就是壓水試驗(yàn)影響范圍；ρ為折算半徑。

經(jīng)上述3種方法，巖體滲透系數(shù)平均值分別為1.7×10-5m·s-1、1.94×10-5m·s-1、1.32×10-5m·s-1，可以大致確定周圍巖體滲透系數(shù)為(1.32～1.94)×10-5m·s-1。

2.3 芨芨槽F4斷層斷裂損傷破裂帶壓水試驗(yàn)結(jié)果

此外在芨芨槽F4斷層斷裂損傷破裂帶進(jìn)行了多組鉆孔壓水試驗(yàn)，鉆孔位置示意圖如圖4所示，其中鉆孔12所在位置為斷層核部。

圖4 鉆孔位置示意圖Fig.4 Diagram of borehole location

其中1～8號(hào)孔使用便攜式鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，孔深約2～2.5m，鉆孔直徑為7.8cm，9～13號(hào)孔使用空氣壓縮鉆機(jī)鉆孔，孔深為7m左右，鉆孔直徑為10cm。各鉆孔的壓水試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，由于3號(hào)、8號(hào)、11號(hào)孔試驗(yàn)過(guò)程中栓塞未能良好阻水，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。從各鉆孔中所測(cè)得的平均滲透系數(shù)可知，由于斷層核部附近破碎程度較高，測(cè)得的巖體滲透系數(shù)較大，一般大于2.4×10-6m·s-1。隨著遠(yuǎn)離斷層核部，巖體破碎程度相對(duì)較低，平均滲透系數(shù)出現(xiàn)明顯降低。

表2 F4斷裂各鉆孔壓水試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Borehole water pressure test results of F4 fracture

3 不同構(gòu)造單元室內(nèi)滲透試驗(yàn)

3.1 室內(nèi)滲透試驗(yàn)方法

在現(xiàn)場(chǎng)取樣后，為防止樣品在運(yùn)輸過(guò)程中受較大程度的擾動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)套取時(shí)在巖樣與樣品收納盒處充滿液體石蠟，樣品整體穩(wěn)定性程度在蠟液凝固后得到加強(qiáng)。樣品到室內(nèi)后拆除外層盒體，進(jìn)而熔化巖樣周邊蠟液，然后放入有機(jī)玻璃桶內(nèi)對(duì)其周邊分層灌注透明的環(huán)氧樹脂固化劑。之后對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行標(biāo)定，側(cè)壁滲透檢驗(yàn)，然后按要求連接儀器就可以開(kāi)始試驗(yàn)。其中側(cè)壁堵漏是試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，為有效封堵側(cè)漏通道，環(huán)氧樹脂的灌注宜分層、多次進(jìn)行，每層厚度以2～3cm為宜，后一層的灌注應(yīng)在前一層終凝后進(jìn)行。圖5為室內(nèi)滲流的部分過(guò)程圖。

圖5 室內(nèi)滲流過(guò)程圖Fig.5 Indoor seepage process diagram

3.2 斷層泥滲透試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)十月井?dāng)鄬幽嗟?個(gè)不同樣品進(jìn)行了不同滲透壓力的滲透試驗(yàn)。樣品1的過(guò)水?dāng)嗝鏋?0cm2，高度為40mm；樣品2的過(guò)水?dāng)嗝鏋?8.5cm2，高度為60mm;樣品3和樣品4的過(guò)水?dāng)嗝鏋?0cm2，高度為40mm。表3為斷層泥取樣滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中可以看出十月井?dāng)嗔褞\地表發(fā)育的斷層泥滲透系數(shù)約在(2～5)×10-11m·s-1，對(duì)應(yīng)滲透率在(5～9.5)×10-18m2，并未發(fā)現(xiàn)斷層泥垂向和橫向之間的滲透特性各向異性?？梢园l(fā)現(xiàn)室內(nèi)測(cè)得的滲透系數(shù)相比原位壓水試驗(yàn)測(cè)得滲透系數(shù)偏小，分析認(rèn)為這主要是尺度效應(yīng)導(dǎo)致的，室內(nèi)樣品包含的結(jié)構(gòu)面等導(dǎo)水性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)較少，使得室內(nèi)測(cè)得樣品的滲透系數(shù)小。

表3 十月井?dāng)鄬幽酀B透試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Permeability test results of Shiyuejing fault gouge

3.3 損傷帶室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)十月井?dāng)嗔褤p傷帶的14個(gè)不同樣品進(jìn)行了滲透率測(cè)定，取樣位置如圖6所示。通過(guò)分析這14個(gè)樣品的P-Q曲線圖，對(duì)比《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》(2003)中的五類P-Q曲線，十月井?dāng)嗔褤p傷帶主要表現(xiàn)出3種滲流類型：層流型、充填型、沖蝕性。其中典型的沖蝕、充填、層流特征如圖7所示，沖蝕曲線表現(xiàn)為升壓曲線凸向P軸，降升壓曲線不重合；充填型曲線表現(xiàn)為升壓曲線凸向Q軸，呈逆時(shí)針環(huán)狀；層流型曲線表現(xiàn)為降升壓曲線基本重合。不同樣品滲流試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，其中裂隙數(shù)量指樣品內(nèi)部包含的裂隙條數(shù)。由表4可知：十月井?dāng)嗔褤p傷帶室內(nèi)樣品滲透系數(shù)大體處于10-9～10-6m·s-1之間，在優(yōu)勢(shì)裂隙導(dǎo)水特征(P-Q曲線特征)近似的情況下，滲透系數(shù)卻差異明顯，如樣品4、6、9、10、11均為層流型，滲透系數(shù)卻差異明顯，主要是因?yàn)闃悠匪严稊?shù)量不同(裂隙數(shù)量是沿樣品截面切割成若干層統(tǒng)計(jì)得到的)，總體而言，樣品滲透能力隨其包含裂隙數(shù)量的增加而增大。

圖6 斷裂損傷帶取樣位置圖Fig.6 Sampling location map of fracture damage zone

圖7 十月井?dāng)嗔褤p傷帶樣品P-Q曲線Fig.7 The P-Q curve of the sample in the Shiyuejing fracture damage zonea.樣品1;b.樣品2;c.樣品4

表4 損傷帶樣品滲流試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Seepage test results of damaged zone samples

4 場(chǎng)址區(qū)斷裂的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和導(dǎo)水模式

斷裂帶是否導(dǎo)水取決于內(nèi)在的裂隙和斷層泥發(fā)育特征，斷裂一般可以分為兩個(gè)水文地質(zhì)單元：斷層核和損傷破裂帶(Caine et al.，1996；張銳等，2019)。斷層核是變形最集中區(qū)，可能包含斷層滑動(dòng)面和斷層角礫巖、碎裂巖和斷層泥等多種組分，其中斷層泥滲透性低，發(fā)育為阻水結(jié)構(gòu)。斷層核之外的其他組分則可能阻水，也可能導(dǎo)水，這取決于內(nèi)在結(jié)構(gòu)和組分。

4.1 十月井?dāng)嗔褍?nèi)在結(jié)構(gòu)

十月井?dāng)嗔芽傮w走向NE60°，傾向SE，傾角70°～80°。具左旋張扭性質(zhì)，對(duì)舊井、板灘盆地起到控制作用。在十月井?dāng)嗔训牡湫吞讲郏l(fā)育有20～30cm的斷層泥。通過(guò)在斷層核部進(jìn)行取樣，將其放在取樣鏡下進(jìn)行觀察，如圖8所示，可以發(fā)現(xiàn)斷層核部發(fā)育有斷層泥、碎粉、碎粒，還可見(jiàn)明顯的構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)結(jié)構(gòu)面。通過(guò)對(duì)取樣顆粒進(jìn)行分析，如圖9所示，其中粒徑小于0.01mm的細(xì)粒含量超過(guò)50%，(施斌等，2017)證明十月井?dāng)鄬雍瞬堪l(fā)育有斷層泥。

圖8 十月井?dāng)鄬雍瞬繕悠肺⒂^形貌Fig.8 Microstructure of the core sample of Shiyuejing fault

圖9 十月井?dāng)鄬雍瞬繕悠奉w粒組成Fig.9 Grain composition of the core sample of Shiyuejing fault

利用壓汞試驗(yàn)對(duì)斷層泥的孔隙特征進(jìn)行描述，選取了3個(gè)斷層泥樣品(編號(hào)2#、3#和4#)進(jìn)行測(cè)試。其孔徑-比表面積見(jiàn)圖10，各樣品的曲線特征大致類似。從各曲線中可以換算出最大孔徑、最小孔徑、平均孔徑及中值孔徑等孔徑參數(shù)，其結(jié)果見(jiàn)表5。分析可知測(cè)試樣品中平均孔徑都在0.01～0.06μm，按照孔隙分類的方法(中國(guó)石油天然氣總公司，1995)，十月井?dāng)鄬幽嗟目紫督Y(jié)構(gòu)以顆粒間孔隙為主，3個(gè)樣品的孔徑分布曲線離散性較大，反映了構(gòu)造成因造成的強(qiáng)烈非均一性。

圖10 孔徑-比表面積圖Fig.10 Aperture-specific surface area diagrama.2#孔徑-比表面積曲線；b.3#孔徑-比表面積曲線；c.4#孔徑-比表面積曲線

表5 孔徑參數(shù)測(cè)試結(jié)果Table 5 Aperture parameter test results

為了進(jìn)一步驗(yàn)證斷層泥的滲透特性，采用課題組研發(fā)的斷層泥取樣和試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)(郭亮等，2018)，測(cè)得的十月井?dāng)鄬幽酀B透系數(shù)見(jiàn)表3所示，滲透系數(shù)為10-11m·s-1。而在遠(yuǎn)離十月井?dāng)鄬拥腂S03孔，鉆孔雙塞壓水試驗(yàn)結(jié)果如表6所示，遠(yuǎn)離十月井?dāng)鄬拥牧严稁r體的滲透系數(shù)可達(dá)到10-7～10-9m·s-1(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2004)。由此可見(jiàn)，十月井?dāng)鄬雍瞬康臄鄬幽酀B透性遠(yuǎn)低于斷層的巖體，并已達(dá)到不透水地層的標(biāo)準(zhǔn)(中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組，2008)。因此，十月井?dāng)鄬幽嗫梢暈樽杷Y(jié)構(gòu)。

表6 遠(yuǎn)離十月井?dāng)鄬拥腂S03鉆孔壓水試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Borehole pressure water test results of BS03 far from Shiyuejing fault

十月井?dāng)嗔言谄浜瞬績(jī)蓚?cè)發(fā)育有約20m的損傷破裂帶，為了對(duì)損傷破裂帶進(jìn)行鑒別和導(dǎo)水特性確定，借助三維探槽對(duì)其結(jié)構(gòu)和地質(zhì)成因進(jìn)行了精細(xì)識(shí)別與表征。如圖11所示，通過(guò)分析三維探槽斷面中較為典型的巖體斷裂帶破碎模式，可以知道斷裂帶形成的力學(xué)成因，具體情況如圖11中的B、C、D中所標(biāo)注的，總體十月井?dāng)嗔焉媳P的作用力向下，下盤的作用力向上。在仔細(xì)分析斷裂帶的內(nèi)在結(jié)構(gòu)模式和提取參數(shù)后，進(jìn)行系統(tǒng)的鑒別取樣，采用室內(nèi)滲透儀對(duì)多組十月井破碎巖樣進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗(yàn)，獲得十月井?dāng)嗔褤p傷帶室內(nèi)樣品滲透系數(shù)大致處于10-9-10-6m·s-1，原位鉆孔壓水試驗(yàn)獲得的十月井?dāng)嗔褤p傷帶巖體的滲透系數(shù)約為5×10-5m·s-1?？傮w而言，通過(guò)系統(tǒng)鑒別、參數(shù)提取、取樣和原位測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)十月井?dāng)嗔言跈M向上為導(dǎo)水-阻水復(fù)合模式。

圖11 斷裂帶內(nèi)在結(jié)構(gòu)模式三維探槽精細(xì)識(shí)別Fig.11 Fine identification of the internal structure pattern of the fault zone by three-dimensional exploratory trench

4.2 F4斷裂內(nèi)在結(jié)構(gòu)

F4斷裂總體走向NE40°，斷面傾向300°～320°，傾角50°～60°(圖1)。通過(guò)探槽鑒別，該斷層核部寬約3.61m，主要以碎粒、碎粉和破碎為主，夾毫米級(jí)斷層泥，不具備阻水條件，為導(dǎo)水結(jié)構(gòu)。

F4斷裂帶的滲透試驗(yàn)不同于常規(guī)的滲透試驗(yàn)，構(gòu)造巖不同于一般的多孔介質(zhì)，具有極高或極低的滲透性；樣品不規(guī)則、多尺寸、極脆弱。采用課題組研發(fā)的滲透儀(郭亮，2015)測(cè)得F4斷裂帶的樣品滲透數(shù)據(jù)為7×10-6m·s-1，滲透系數(shù)較大，結(jié)合內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征，為一導(dǎo)水構(gòu)造單元。

5 結(jié) 論

本文主要是對(duì)北山場(chǎng)址區(qū)內(nèi)的一級(jí)結(jié)構(gòu)面十月井?dāng)嗔押投?jí)結(jié)構(gòu)面芨芨槽附近的F4斷裂進(jìn)行了內(nèi)在結(jié)構(gòu)鑒別和不同構(gòu)造單元導(dǎo)水特性的研究和分析，主要得出以下結(jié)論：

(1)對(duì)十月井?dāng)鄬幽嗟娘@微構(gòu)造、粒度特征及孔隙特征進(jìn)行了分析研究，并通過(guò)三維探槽對(duì)斷裂損傷帶進(jìn)行了精細(xì)刻畫。室內(nèi)試驗(yàn)和原位壓水試驗(yàn)測(cè)得的十月井?dāng)鄬雍瞬繚B透系數(shù)分別處于(2～5)×10-11m·s-1和(1.32～1.94)×10-5m·s-1，斷裂損傷帶的室內(nèi)樣品滲透系數(shù)為10-9～10-6m·s-1之間，P-Q曲線大致表現(xiàn)為充填、層流、沖蝕等3種特征。最后得出十月井?dāng)鄬雍瞬繛樽杷Y(jié)構(gòu)，總體上斷裂帶為導(dǎo)水-阻水復(fù)合結(jié)構(gòu)。

(2)通過(guò)探槽鑒別，F(xiàn)4斷層核部以碎粒、碎粉和破碎為主，不具備阻水條件；原位壓水試驗(yàn)表明F4斷層核部巖體滲透系數(shù)一般大于2.4×10-6m·s-1；室內(nèi)滲透試驗(yàn)表明F4斷裂帶核部滲透系數(shù)為7×10-6m·s-1，滲透系數(shù)較大。最后得出F4斷裂總體上為導(dǎo)水構(gòu)造單元。