聲波測(cè)井在榮經(jīng)花灘水電站壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)已有巖體質(zhì)量的評(píng)述，提出了對(duì)大型水電工程壩基巖體分級(jí)的綜合分級(jí)方法。據(jù)對(duì)溪落渡水電工程18個(gè)鉆孔巖芯的觀測(cè)，首先分別應(yīng)用比尼威斯基的地質(zhì)力學(xué)分類、巴頓的q系統(tǒng)分類和水電部的工程巖體分類方法對(duì)壩基巖體質(zhì)量進(jìn)行分類，再根據(jù)以上3種方法所得分級(jí)結(jié)果綜合確定壩基巖體質(zhì)量。分級(jí)結(jié)果表明，該工程的壩基巖體質(zhì)量?jī)?yōu)良，以ⅰ、ⅱ類巖體為主，對(duì)工程建設(shè)有利。分級(jí)結(jié)果與壩區(qū)地質(zhì)研究結(jié)果的對(duì)應(yīng)性好。

采用q系統(tǒng)、rmr和bq三種巖體質(zhì)量分級(jí)方法對(duì)西南某水電站左岸壩基部分巖體進(jìn)行了分級(jí),然后對(duì)三種方法進(jìn)行相關(guān)分析,認(rèn)為分級(jí)結(jié)果具有良好的相關(guān)性。在充分調(diào)查和資料分析的基礎(chǔ)上,對(duì)巖體工程地質(zhì)分級(jí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提出了具體指標(biāo)和實(shí)際的操作方法。

按巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)因素,采用定性劃分和定量指標(biāo)劃分兩種方法,確定壩基巖體質(zhì)量分級(jí),為樞紐布置和大壩設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

光照水電站大壩為目前國(guó)內(nèi)在建的最高的碾壓混凝土重力壩。壩基開(kāi)挖后,為復(fù)核壩基巖體力學(xué)指標(biāo),分析前期勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的合理性,并考慮在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)200m級(jí)大壩的建基面進(jìn)行優(yōu)化,受業(yè)主委托,中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)建基面進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的地質(zhì)檢測(cè)及巖體質(zhì)量研究。此過(guò)程中采用了地質(zhì)雷達(dá)、孔間聲波ct、鉆孔彩色錄像、鉆孔變形模量測(cè)試及鉆探、壓水試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)等綜合手段,獲得了豐富的壩基巖體力學(xué)參數(shù)資料。結(jié)合地質(zhì)編錄資料,地質(zhì)人員對(duì)檢測(cè)成果進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)分析。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,該電站壩基巖石堅(jiān)硬、巖體完整、巖溶相對(duì)不發(fā)育、地下水不甚活躍,壩基巖體具有足夠的抗壓強(qiáng)度、完整性、均一性,具有足夠的抗滑穩(wěn)定性及比較均一的巖體變形參數(shù)。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核,除沿f1斷層帶需經(jīng)專門處理外,前期所推薦大壩建基面高程的巖體質(zhì)量及相關(guān)力學(xué)參數(shù)指標(biāo)能滿足壩基變形及抗滑穩(wěn)定要求。

為了探索聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的應(yīng)用,以金沙水電站為例對(duì)聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了分析,旨在促進(jìn)聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的進(jìn)一步應(yīng)用。

為了探索聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的應(yīng)用，以金沙水電站為例對(duì)聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了分析，旨在促進(jìn)聲波測(cè)試技術(shù)在水電站壩基巖體檢測(cè)中的進(jìn)一步應(yīng)用。

主要介紹了桐了林水電站壩基巖體地質(zhì)概況,巖體質(zhì)量分級(jí)的目的、原則、方法有其在壩基體穩(wěn)定分析中的應(yīng)用,同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)處理提出了主要措施。

近年來(lái),聲波測(cè)井已在工程勘察中廣泛開(kāi)展,其目的主要應(yīng)用于解決工程地質(zhì)問(wèn)題,但對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題研究應(yīng)用尚少。作者在魚(yú)潭水電站壩址勘察中,首次應(yīng)用聲波測(cè)井資料分析巖體富水條件,論證壩基滲漏及承壓水等水文質(zhì)地問(wèn)題,本文以此為例,論證了聲波測(cè)井在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)聲波測(cè)井技術(shù)的原理及其在梅州市西陽(yáng)水電站中的應(yīng)用介紹，說(shuō)明聲波式技術(shù)作為井中物探的方法，結(jié)合勘探工作，可以彌補(bǔ)鉆孔質(zhì)量和數(shù)量的不足，為工程巖體提供定量或準(zhǔn)定量的評(píng)價(jià)，方法簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，效果良好。

在軟弱巖基地質(zhì)勘探中,以聲波測(cè)井技術(shù)輔助鉆探,可以取得較為全面的地質(zhì)資料。本文介紹了剛果英布魯電站聲波測(cè)井工作所取得的成果。

一、前言在大型水電工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,壩址選擇、壩型設(shè)計(jì)、工程規(guī)模及樞紐布置等除受自然地理和水力資源制約外,還取決于工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣。對(duì)大壩、導(dǎo)洞及地下廠房等水工建筑物基礎(chǔ)巖體的質(zhì)量分類和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)將成為主要的研究課題。以往對(duì)建筑物基礎(chǔ)僅限于工程地質(zhì)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)等方法進(jìn)行工程地質(zhì)分類及巖體強(qiáng)度和變形特征的定性、定量評(píng)價(jià)。近來(lái),以研究巖體結(jié)構(gòu)特征為主要手段的巖體力學(xué)得以發(fā)展,并為巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及穩(wěn)定性分析開(kāi)辟了前景。

圍繞水布埡水電站壩基地質(zhì)模型研究,開(kāi)展了工程地質(zhì)調(diào)查、巖石力學(xué)室內(nèi)外測(cè)試和試驗(yàn)和工程應(yīng)用的研究。在大量野外工作及理論分析的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了水布埡水電站工程地質(zhì)巖組,地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律及壩基巖體地應(yīng)力和水文地質(zhì)條件,建立了壩基巖體的概化地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。開(kāi)展了針對(duì)壩基基本地質(zhì)模型單元的巖體質(zhì)量評(píng)價(jià),提出了壩基基本地質(zhì)模型單元的巖體力學(xué)參數(shù)

為了獲取黃河瑪爾擋水電站大壩壩基巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)(f、c值),為大壩設(shè)計(jì)、兩岸壩肩抗力體穩(wěn)定分析、地下洞室圍巖穩(wěn)定分析等提供依據(jù),根據(jù)瑪爾擋水電站壩址區(qū)巖體強(qiáng)度試驗(yàn)成果,結(jié)合試驗(yàn)點(diǎn)地質(zhì)特征,利用最小二乘法、優(yōu)定斜率法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)壩基巖體強(qiáng)度特性進(jìn)行了分析,并合理選取強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,最終給出了壩基巖體強(qiáng)度參數(shù)建議值。

扼要介紹了官地水電站壩區(qū)的主要工程地質(zhì)情況及被灌區(qū)工程地質(zhì)特征,并對(duì)灌漿試驗(yàn)成果進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,分析認(rèn)為試區(qū)巖體在巖性、巖類、構(gòu)造形式上具有較好的代表性,灌后各級(jí)巖體的聲波波速(vp)、完整性系數(shù)(kv)、變形模量(e0)及防滲透性能均有不同程度的提高。對(duì)于構(gòu)造帶而言提高的幅度較大,但改善后巖體完整程度基本還是處于較破碎狀態(tài),仍需要根據(jù)基礎(chǔ)開(kāi)挖情況,進(jìn)行生產(chǎn)性的灌漿試驗(yàn)。但本次試驗(yàn)對(duì)今后的設(shè)計(jì)、施工仍具有一定的指導(dǎo)意義。

石頭峽水電站地處祁連山南麓,工程區(qū)屬于高寒高烈度地區(qū),地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,區(qū)域內(nèi)地震頻發(fā),大壩為面板堆石壩,趾板基巖為前寒武系變質(zhì)巖系,巖體經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),斷裂構(gòu)造發(fā)育.通過(guò)分析趾板巖體工程特性,評(píng)價(jià)趾板巖體質(zhì)量,處理趾板存在的地質(zhì)缺陷,使趾板巖體質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)建基要求.目前壩后滲流堰觀測(cè)數(shù)據(jù)及壩體滲流檢測(cè)數(shù)據(jù)正常.

對(duì)納子峽水電站壩址區(qū)進(jìn)行了深入的科學(xué)研究。首先對(duì)壩區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、節(jié)理斷層等地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了分析論證,進(jìn)而對(duì)壩區(qū)巖體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、分析和室內(nèi)試驗(yàn)與資料整理,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工程區(qū)巖體的分類和質(zhì)量評(píng)價(jià)。

采用同一單元不同尺寸巖體的變形和聲波試驗(yàn)研究,建立了巖體變形模量與波速之間的關(guān)系,用“一擊雙收”彈性波方法建立了巖體波速與面積之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了巖體變形模量由“點(diǎn)”到“面”的有機(jī)聯(lián)系,同時(shí)研究了適合該工程巖體的變形試驗(yàn)方法,提出了壩基巖體大面積宏觀變形參數(shù)

聲波測(cè)井資料是地層對(duì)比、完井解釋的重要資料。結(jié)合實(shí)際陣列聲波測(cè)井資料,從下套管前后測(cè)得的全波波形的差異來(lái)區(qū)分套管波和地層縱波,采用慢度-時(shí)間相關(guān)法(stc)提取地層縱波,對(duì)比了在不同水泥膠結(jié)質(zhì)量、套管狀況和井眼條件下的套管井與裸眼井聲波測(cè)井資料,歸納出了過(guò)套管聲波測(cè)井的使用條件和局限性,指出地層全波信息的獲取應(yīng)采用的測(cè)量模式和測(cè)井質(zhì)量的影響因素。該研究成果在塔里木油田測(cè)井應(yīng)用過(guò)程中取得了良好的效果。

小灣水電站建設(shè)過(guò)程中采用了超聲波、鉆孔變形模量和全孔壁數(shù)字成像等物探檢測(cè)技術(shù)手段,對(duì)壩基巖體進(jìn)行物性參數(shù)的測(cè)試.通過(guò)多種測(cè)試成果的綜合分析與研究,揭示了壩基巖體波速分布特征、波速衰減特征、裂隙發(fā)育規(guī)律等,為解決復(fù)雜的工程地質(zhì)問(wèn)題提供了基礎(chǔ)依據(jù),在小灣水電站的設(shè)計(jì)、施工、科研工作中起到了重要作用.

銀盤水電站左岸壩肩邊坡巖體內(nèi)存在著多條與邊坡斜交的層間剪切帶,由于其出露位置與大壩的相對(duì)關(guān)系,有可能與巖層中發(fā)育的其它結(jié)構(gòu)面組合,構(gòu)成潛在不穩(wěn)定滑體;邊坡開(kāi)挖后壩軸線上游剪切帶上盤巖體較為單薄,且分布有性狀較差的大灣組頁(yè)巖,對(duì)大壩壩肩及壩基的抗滑穩(wěn)定均產(chǎn)生不利影響。采用三維剛體極限平衡分析及數(shù)值分析方法對(duì)銀盤水電站左岸壩肩邊坡及壩基巖體在施工期、大壩運(yùn)行期各種水位工況下的變形與穩(wěn)定性開(kāi)展了研究;并對(duì)邊坡的加固效果進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),為邊坡及壩基的加固處理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　以溪洛渡水電站壩區(qū)工程地質(zhì)條件研究為基礎(chǔ),通過(guò)巖體結(jié)構(gòu)面詳細(xì)調(diào)查、分析,提出了巖體結(jié)構(gòu)和巖體質(zhì)量分級(jí)的定量指標(biāo),并根據(jù)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定了巖體質(zhì)量分級(jí)方案,劃分了壩肩巖體質(zhì)量類型,分析了壩肩巖體質(zhì)量分布特征.

根據(jù)分形理論的原理提出了巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的一種方法,并把該方法應(yīng)用到某地下工程的巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)中。結(jié)果表明,分維數(shù)d能夠較全面地反映巖體質(zhì)量的特性,可以作為巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)定量指標(biāo)。