声波测试技术在金沙水电站坝基岩体检测中的应用

利用施工钻孔资料，进行声波测井，评价坝基岩体质量，是一种较为简单、易行且经济的手段。本文论述了荣经县花滩电站施工阶段用声波测井的方法对坝基岩体质量评价，提出了岩体完整程度。岩体风化程度，岩体卸荷，基坑开挖固结灌浆深度确定原则，标准，为设计采用，经验是成功的。

水电工程建设在可行性研究阶段、招标阶段及技施开挖阶段均需进行建基面选择,而坝基建基面选择是否合理不仅关系工程质量和安全,同时跟工程造价和工期息息相关。结合某可行性研究阶段水电工程,依据相关规范条文及规定,通过坝址区岩性、地质构造、风化、卸荷等地质条件的调查和分析,结合坝址钻孔岩芯rqd测量、吕荣值、钻孔声波等勘探方法,从而确定坝基岩体工程地质定性、定量分类原则,经各定量因素加权平均并参照类似工程调整后最终确定坝基岩体质量分级,提出坝基开挖深度及建基面,保证了工程质量的同时缩短了工期,取得了较好的综合效益。

光照水电站大坝为目前国内在建的最高的碾压混凝土重力坝。坝基开挖后,为复核坝基岩体力学指标,分析前期勘测设计工作的合理性,并考虑在适当的条件下对200m级大坝的建基面进行优化,受业主委托,中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院对建基面进行了全面、系统的地质检测及岩体质量研究。此过程中采用了地质雷达、孔间声波ct、钻孔彩色录像、钻孔变形模量测试及钻探、压水试验、现场试验和室内物理力学试验等综合手段,获得了丰富的坝基岩体力学参数资料。结合地质编录资料,地质人员对检测成果进行了详细的地质分析。根据检测结果,该电站坝基岩石坚硬、岩体完整、岩溶相对不发育、地下水不甚活跃,坝基岩体具有足够的抗压强度、完整性、均一性,具有足够的抗滑稳定性及比较均一的岩体变形参数。经设计复核,除沿f1断层带需经专门处理外,前期所推荐大坝建基面高程的岩体质量及相关力学参数指标能满足坝基变形及抗滑稳定要求。

岩体声波纵波速值的高低与岩石性质、岩体中断裂构造的发育程度和风化程度等因素密切相关,能够综合反映岩体质量的优劣。本文通过工程实例,论述岩体声波测试在岩体质量评价中的应用。

小湾水电站建设过程中采用了超声波、钻孔变形模量和全孔壁数字成像等物探检测技术手段,对坝基岩体进行物性参数的测试.通过多种测试成果的综合分析与研究,揭示了坝基岩体波速分布特征、波速衰减特征、裂隙发育规律等,为解决复杂的工程地质问题提供了基础依据,在小湾水电站的设计、施工、科研工作中起到了重要作用.

为了评价小湾水电站坝基岩体开挖后的卸荷松弛效应、确定卸荷深度和研究卸荷岩体的应力分布特征,同时采用钻孔弹模法和水压致裂法在坝基开挖面进行了5个深度20~30m钻孔的岩体变形与地应力测试。测试结果表明开挖卸荷影响较明显,钻孔浅部(深度小于11m)弹模明显降低;坝基岩体表层20m以内的最大水平应力一般小于10mpa,显示了一定程度的应力集中现象。其次,根据卸荷带划分结果和工程地质条件进行了二维弹塑性有限元应力场模拟分析。分析结果和实测结果一致,表层开挖卸荷岩体中应力有所释放,河床以下20~50m范围存在明显应力集中。

围绕水布垭水电站坝基地质模型研究,开展了工程地质调查、岩石力学室内外测试和试验和工程应用的研究。在大量野外工作及理论分析的基础上,详细研究了水布垭水电站工程地质岩组,地质构造规律及坝基岩体地应力和水文地质条件,建立了坝基岩体的概化地质结构模型。开展了针对坝基基本地质模型单元的岩体质量评价,提出了坝基基本地质模型单元的岩体力学参数

通过对已有岩体质量的评述，提出了对大型水电工程坝基岩体分级的综合分级方法。据对溪落渡水电工程18个钻孔岩芯的观测，首先分别应用比尼威斯基的地质力学分类、巴顿的q系统分类和水电部的工程岩体分类方法对坝基岩体质量进行分类，再根据以上3种方法所得分级结果综合确定坝基岩体质量。分级结果表明，该工程的坝基岩体质量优良，以ⅰ、ⅱ类岩体为主，对工程建设有利。分级结果与坝区地质研究结果的对应性好。

为了获取黄河玛尔挡水电站大坝坝基岩体抗剪强度参数(f、c值),为大坝设计、两岸坝肩抗力体稳定分析、地下洞室围岩稳定分析等提供依据,根据玛尔挡水电站坝址区岩体强度试验成果,结合试验点地质特征,利用最小二乘法、优定斜率法等数理统计方法,对坝基岩体强度特性进行了分析,并合理选取强度标准值,最终给出了坝基岩体强度参数建议值。

扼要介绍了官地水电站坝区的主要工程地质情况及被灌区工程地质特征,并对灌浆试验成果进行了简单的分析,分析认为试区岩体在岩性、岩类、构造形式上具有较好的代表性,灌后各级岩体的声波波速(vp)、完整性系数(kv)、变形模量(e0)及防渗透性能均有不同程度的提高。对于构造带而言提高的幅度较大,但改善后岩体完整程度基本还是处于较破碎状态,仍需要根据基础开挖情况,进行生产性的灌浆试验。但本次试验对今后的设计、施工仍具有一定的指导意义。

：一 李家峡水电站坝肩开挖岩体的声波测试 啦刘金海 陕西机械学院(西安710048)』斗2 文摘本文对声波试骚的原理、方法作7简要介绍，并结合季家峡水电站工程一年 来的实测资料，时该水电站两岸坝肩的波速分布i岩休的各向异性；波速与预裂孔残 密度药量的关系；田锯束减震对水平建基保护；爆破矸建基面影响的探测等同邂进行 1分析研究。 主题词坝肩覆拉预裂爆破声波观测 分类号tv542 李家峡水电站位于黄河上游青海省境内。设计坝高165m．两岸坝肩在2060~2185m高程 劈坡开挖量为63万由于高拱坝对坝基开挖的体形及爆破对保留岩体的完整性和强度的 影响均有严格要求，加之两岸坝肩为风化严重、层面倾角为40。～50。的层状岩体，对开挖边坡 的稳定l构成威胁，故有必要研究岩体的动力特性及爆破对保留岩悻的影响，从而为优化爆破参 数

采用q系统、rmr和bq三种岩体质量分级方法对西南某水电站左岸坝基部分岩体进行了分级,然后对三种方法进行相关分析,认为分级结果具有良好的相关性。在充分调查和资料分析的基础上,对岩体工程地质分级在实际工程中的应用提出了具体指标和实际的操作方法。

按岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个因素,采用定性划分和定量指标划分两种方法,确定坝基岩体质量分级,为枢纽布置和大坝设计提供科学依据。

沙牌水电站大坝坝基岩体为晋宁—澄江期花岗岩夹绿片岩角岩、角岩夹花岗岩及薄层片岩、绿片岩夹碎裂花岗(闪长)岩和黑云母石英角岩。绿片岩的出露随机性强,无规律性,坝基岩体均一性较差,透水性较强。针对电站坝区岩体特性及水文地质条件,在工程中采取了防渗及排水处理措施。

向家坝水电站是金沙江流域水利资源梯级开发的最后一级水电站,坝基岩体抗剪强度参数对工程设计、施工等方面有重要意义。向家坝水电站坝基岩体地质条件复杂,并发育有多条软弱夹层,如何快速准确地对岩体抗剪强度参数进行评价至关重要。本文介绍了从美国引进的适用于中软岩-软岩体的新型岩体抗剪强度检测设备,利用工程前期地质勘探钻孔进行岩体剪切试验,可以十分方便快捷地得到岩体抗剪强度参数,并且利用该设备得到的试验数据具有很高的线性相关关系。通过在向家坝水电站坝基岩体中进行的几组钻孔剪切试验,详细介绍了使用该设备得到岩体抗剪强度参数的方法,验证了该设备的工程适用性。

水利水电工程钻孔压水试验的主要任务是测定岩体的透水性。为评价岩体的渗透特性和设计渗控措施提供基本资料。在某水电站工程中,对坝基岩体进行三级压力、5个阶段进行试验,从而测定该岩体的透水率。1试验技术1.1试验场地地质条件及试验点选取根据对某水电站工程坝基钻探揭露,此次选用

观音岩水电站坝基岩体主要为泥岩、细砂岩、粉砂岩、砾岩，断裂构造及裂隙发育，为此对岩体自身岩体变形试验及岩体/岩体、砼/岩体进行了抗剪（断）试验，获得了岩体的变形模量及抗剪（断）参数，基本反映了坝基岩体的力学特性，为设计提供了可靠的依据。

岩体结构面的抗剪强度是表征岩体强度的一项重要参数,但由于原位试验受场地等诸多因素影响,难以大规模的开展,本文提出在室内用结构面大型剪切试验开展结构面的剪切特性研究,以某水电站坝基砂岩岩体中的硬性结构面为研究对象,取得了较好的成果。试验表明:结构面的多组剪切变形曲线具有一定的应变硬化的特征;达到峰值剪切强度时的剪切位移普遍较大,在8.9mm~44.5mm之间;砂岩中硬性结构面光滑面的“基本摩擦角”为31.4°,结构面“平均起伏角”为6.3°。

c、φ值是衡量岩体结构抗剪强度的主要参数,一般通过岩体结构面直剪试验获取。岩体结构面直剪试验分为多点法和单点法,工程设计中通常采用多点法,而忽视单点法的重要作用。为了对两种试验方法进行比较,结合具体的试验项目,运用携带式剪切仪,分别采用上述两种试验方法,对某水电站坝基岩体结构面的抗剪强度参数进行了试验测试。试验结果表明两种方法各有所长,并指出只有二者相结合才能客观反映岩体结构面的抗剪强度,从而提高工程设计的科学性、准确性和可靠性。

某水电站坝基岩体主要为凝灰岩和安山岩岩体,断裂构造发育,裂隙较发育,对此进行了岩体变形试验,对砼/岩石、岩石本身及岩体软弱结构面进行了抗剪(断)试验,获得了变形模量、弹性模量参数及抗剪(断)参数,基本反映了坝基岩体的力学特性,为设计提供了可靠的依据。

小湾坝基开挖引起了一系列岩体卸荷变形破坏现象,包括岩体中已有结构面的回弹松动与剪切错动,以及完整岩体的岩爆拱裂、薄板状破裂等新生破裂。开挖中岩体的新生破裂面在空间分布上有如下特点:破裂面产状与开挖面具有较好的一致性;在深度分布上,开挖卸荷破裂面相对集中在开挖面之下4～6m的深度以上。岩体的卸荷变形破坏导致了岩体完整性的显著降低,但卸荷松动过程的主体部分多在几个月内完结。无论是岩体开挖卸荷还是河流天然切割卸荷都是一个能量释放过程,并且卸荷变形破坏具有显著的空间分布规律,因此采用能量方法研究岩体的卸荷分带是合适的。给出了岩体卸荷分带的应变能方法,小湾水电站的实际应用表明该方法是可行的、有效的。

文章对黄河龙羊峡水电站大坝两岸坝肩岩体中f71、f73、g4、f18和f120等断层的水泥灌浆试验成果进行了研究,探讨了不同压力下岩体的可灌性,对不同主剂的化学灌浆试验进行了总结。