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1、四川中水成勘院勘察公司锦屏一级水电站灌浆效果锦屏一级水电站灌浆效果 检测方法技术及评价标准体系研究检测方法技术及评价标准体系研究四川中水成勘院勘察公司主要内容v 1、灌浆检测技术研究的必要性及内容 v 2、物探检测技术特点及适应性研究 单孔声波 对穿声波 钻孔全景图像 钻孔变模 地震层析成像 v 3、检测方法技术研究 v 4、物探指标相关性研究 v 5、灌浆评价标准体系 v 6、结论 v 7、致谢 四川中水成勘院勘察公司1、灌浆检测技术研究的必要性及内容v 研究的必要性： 锦屏一级水电站基础工程岩体内大量软弱结构及地质缺陷部位，不能 满足坝基抗变形要求。为增强坝基的均匀性、整体性和承载能力，使
2、 建基面高应力能够均匀扩散至雄厚山体内，针对地质缺陷设计采用大 量灌浆处理措施。随着灌浆工作大面积的开展，采用多方法、多手段 开展灌浆效果评价，确定基础灌浆处理工程检测手段和验收标准，综 合评价固结灌浆后岩体质量的改善程度，对指导大坝基础处理工程施 工和评价拱坝安全极为重要。 v 研究的内容： 基础工程岩体内软弱岩带空间展布及地质特性深化研究； 灌浆区各类快速检测方法适宜性研究； 分析确定施工期固结灌浆主要检测方法； 不同方法检测结果相关性研究； 分析建立岩体灌浆质量验收标准； 四川中水成勘院勘察公司2、探检测方法技术适应性研究v单孔声波 以F2断层测试成果为例， 图中F2断层和3条层间挤压
3、带在地质剖面图上反应在 1024m段，在声波成果曲 线上该段声波曲线出现明显 的大锯齿状变化，出现明显 低波速段，与断层及层间挤 压带在深度和物理特征上完 全吻合。 四川中水成勘院勘察公司2、物探检测方法技术适应性研究v单孔声波 特点：检测孔布置便利，检测范围广；灌浆前利用I序灌 浆孔，灌后检查孔布置在各环灌浆孔之间，或灌浆异常部位 ；单孔声波测试精度高，采用20cm测点对裂隙反映灵敏 ；岩体声波波速作为岩体质量等级划分的一个定量指标， 与岩体质量等级关系性好；声波速度与灌浆后岩体密实程 度关系密切，固结灌浆规范中，推荐采用声波检测方法评价 固结灌浆效果；当岩体裂隙与钻孔小角度相交时，单孔声
4、波对裂隙反映灵敏度下降，波速可能偏高。 适应性：该方法布置检测孔方便、灵活、针对性强，检测成 果与岩体质量等级对应关系良好，检测成本经济合理，是一 种适应性很强的检测手段、方法。四川中水成勘院勘察公司2、物探检测方法技术适应性研究v对穿声波 测试成果： 以10#坝段FLC13断层附近对 穿组声波测试成果为例（见 图 315）。成果曲线明显反 应测试区域010m段FLC13 断层的特征，但单孔声波曲 线和对穿声波曲线稍有差异 ，断层带单孔声波曲线表现 为波形大锯齿装变化，而对 穿声波曲线整体较单孔声波 曲线平滑，但整体波速较低 。 四川中水成勘院勘察公司v对穿声波 特点：测试时需要两个相互平行的
5、检测孔，孔间距12m，检测孔 布置受到局限；对穿声波反映的是两个孔间岩体波速，可评价两 孔间的灌浆效果；当岩体裂隙与钻孔小角度相交时，波速对其反 映灵敏，当裂隙与钻孔大角度相交时，弹性波回绕过裂隙，波速可 能偏高。 适应性：该检测方法需布置一组平行的对穿检测孔，评价孔间岩体 质量等级及灌浆效果较好，检测成果与岩体质量等级对应关系良好 。施工造孔成本相对单孔声波提高，检测孔布置受到一定限制，检 测成本相对单孔声波稍高。该方法尤其适用于特殊地质缺陷或工程 部位检测。 2、物探检测方法技术适应性研究四川中水成勘院勘察公司v钻孔全景图像 测试成果：煌斑岩脉化学灌浆灌前检测孔典型钻孔全景图像 2、物探检
6、测方法技术适应性研究四川中水成勘院勘察公司v钻孔全景图像 特点：钻孔全景图像是钻孔孔壁全方位展开图像，清晰度较高， 较真实反映钻孔揭露的岩性、断层、裂隙等构造，可为岩体质量等 级划分提供依据；钻孔全景图像属于原位测试，可与钻孔岩芯资 料进行比对分析；可直观检测钻孔孔壁裂隙水泥浆液填充情况， 适用于灌浆后、构造充填或胶结状况的观察和判断，但不宜定量评 价灌浆效果；钻孔全景图像检测要求钻孔过程中尽可能减少对孔 壁的破坏，钻孔孔壁应顺直，保证测试图像连续性，同时要求孔内 液体清澈，否则影响成像清晰度。 适应性：该方法布置检测孔方便、灵活，检测成果直观反映孔壁岩 体及浆液充填情况，可准确划分岩体完整性
7、和软弱岩带的分布，相 对于钻孔取芯更直观可靠，但评价灌浆效果的定量性较差，检测成 本经济合理，是一种适应性很强的辅助检测方法。2、物探检测方法技术适应性研究四川中水成勘院勘察公司v钻孔变模 测试成果： 以煌斑岩脉化学灌浆试验 区变模测试成果为例（图 322），在煌斑岩脉孔 段，岩体钻孔变模值仅 12Gpa；在较完整砂板 岩段，岩体钻孔变模马上 增加至10Gpa左右。 2、物探检测方法技术适应性研究四川中水成勘院勘察公司v钻孔变模 特点：钻孔变模可直观反应灌浆前后岩体变模参数，其成果直观 反映测区岩体抗变形能力；钻孔变模与承压板实测值存在一定差 异，需要比对分析并建立相关关系；测试时对钻孔要求较
8、高，岩 体较差时不易获得测试成果，上斜孔和下倾角度较大的孔也无法测 试。 适应性：该方法检测操作较复杂，检测成果与基础岩体抗变形能力 对应，但由于该技术方法的复杂性，其检测成本相对较高，针对固 结灌浆效果评价，其成果资料意义重大。 2、检测方法技术特点及适应性研究四川中水成勘院勘察公司v地震层析成像 测试成果： 以1785m高程地震波层析成像成果为例。整体上地震波层析成像 的低波速区域基本与地质平面图上的IV2级岩体分布位置相应对， 但形态大小稍有差异，说明地震波层析成像作为的大面积评价岩 体质量等级的手段是行之有效的。2、物探检测方法技术适应性研究四川中水成勘院勘察公司v地震层析成像 特点：
9、检测范围大，检测图像直观，可做灌浆前后对比。但该方 法测试精度相对声波低，测试剖面受洞室分布限制，不能全方位 检测，测试时要求现场环境相对“安静”、尽可能避免施工干扰，为 保证信号质量，尚需采用雷管炸药或电火花等高激振力震源，不 便大量用于已成形硐室检测。 适应性：该方法操作稍复杂，对测试条件要求较高，测试成本较 经济，适用于大范围宏观评价灌浆效果。2、检测方法技术特点及适应性研究四川中水成勘院勘察公司3、检测方法技术研究 基础固结灌浆作为一项隐蔽工程的处理，历年来均以钻孔芯样和 压水试验成果来对工程处理质量进行评价；目前在水电水利灌浆 规范及工程物探规程中，对固结灌浆检测要求采用声波检测为主
10、 要方法，压水试验和钻孔变模测试为辅助方法。四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 物探指标相关性研究的必要性v 大量物探测试成果中，钻孔全景图像成果客观定性反应隐蔽部位岩体质量等级，单孔声波波速、对穿声波波速、承压板变模值、钻孔变模值作为定量指标反应岩体质量等级；以岩体质量等级为基准，综合分析单孔声波、对穿声波、承压板变模值、钻孔变模值各物探检测指标相关关系，为灌浆效果物探指标的量化奠定基础。 四川中水成勘院勘察公司3、检测方法技术研究v 通过对各灌浆效果评价技术方法的比对分析，形成一套以 单孔声波为主，钻孔全景图像及钻孔变模为辅，对穿声波 及地震波层析成像为特定检测指标的系统灌浆效
11、果评价体 系；评价体系中单孔声波、钻孔全景图像及钻孔变模系统 反映灌浆单元整体灌浆效果，对穿声波指标反映IV2级岩 体及特定地质缺陷灌浆效果，地震层析成像反映一定区域 宏观灌浆效果，各检测技术资料的整合使得检测成果资料 整体与局部有机结合，检测成果更客观、全面；且单孔声 波、钻孔变模、对穿声波的定量指标与钻孔全景图像、地 震波层析成像的定性指标完美整合，使得灌浆效果隐蔽工 程的评价更科学、直观。四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体单孔声波（Vp）与对穿声波（Vcp）关系 v Vp0.8568Vcp955.81四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体钻孔变形模量（E0
12、k）与单孔声波（Vp）关系四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体钻孔变形模量（E0k）与单孔声波（Vp）关系四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体变形模量（E050）与单孔声波（Vp）关系 E0500.0016Vp5.4765 （r=0.815） 单孔声波 Vp (m/s)30003500375040004250450047505000525055005750600062506500实测关系 计算E0500.661.532.233.174.426.058.1310.7714.0618.1423.1429.2236.5445.29推荐关系 计算E0500.461.25
13、1.922.854.095.727.8210.4813.7917.8822.8628.8636.0344.52四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体变形模量（E050）与单孔声波（Vp）关系 Eo50-Vp筛选数(29点)010203040506070800.01.02.03.04.0四川中水成勘院勘察公司4、物探指标相关性研究v 岩体变形模量（E050）与钻孔变模（Eok）关系 钻孔变模Eok值与承压板变形模量Eo50值在高值区域（或高波速 区域）差别较大，在低值区域（或低波速区域）差别较小 。承压板Eo50（GPa ）44.5228.8617.8810.485.722.851
14、.250.460.13单孔Vp（m/s）650060005500500045004000350030002500钻孔Eok（GPa）23.1616.7011.707.925.153.181.840.980.47四川中水成勘院勘察公司5、灌浆评价标准体系 基础处理工程固结灌浆效果评价的标准主要综合考虑灌浆 设计参数、各级岩体声波波速指标差异、灌浆工艺微观机 理及生产性灌浆试验成果等因素而制定。 v （1）灌浆设计参数：考虑灌浆压力参数的不同，分别针对高、中、 低压灌区制定各自灌后检测标准。 v （2）各级岩体声波波速差异：由于各级岩体声波波速特征的差异性 ，灌浆处理过程中，各级岩体力学性能改善程
15、度也不一样，因此，针 对各岩性、岩级岩体差异化制定各各自灌后检测指标。 v （3）灌浆工艺微观机理及生产性试验成果：灌浆施工工艺其本身无 法改变岩块力学性能，而是通过对岩体裂隙的充填，提高岩体整体完 整性，从而达到改善岩体力学性能的目的。究其微观机理，主要表现 为张开微张裂隙的浆液充填；而在岩体声波指标方面，主要表现在 张开裂隙的低波速明显提高。四川中水成勘院勘察公司5、灌浆评价标准体系 综合上述灌浆设计参数、各级岩体声波波速指标差异、灌 浆工艺微观机理及生产性灌浆试验成果，总结高压区灌浆 检测标准如下： 四川中水成勘院勘察公司6、结论v 锦屏一级水电站基础处理工程固结灌浆效果评价标准是经 过
16、大量试验、科学分析、系统总结取得的。综合分析开挖 阶段各物探检测指标与岩体质量等级的相关性，明确物探 检测指标与岩体质量等级的对应关系良好，确定灌浆效果 物探指标量化的科学性及合理性；通过检测工作的可操作 性、高效性、经济性等方面选择合适的灌浆效果评价检测 技术、方法；确定以单孔声波为主，钻孔全景图像及钻孔 变模为辅，对穿声波及地震波层析成像为特定检测指标的 系统灌浆效果评价体系；最终结合生产性灌浆试验和开挖 阶段检测成果，综合考虑灌浆设计参数、各级岩体物探指 标的差异性及灌浆工艺微观机理等因素制定相应灌浆效果 评价标准。说明系统的物探检测对灌浆效果的评价是行之 有效的。四川中水成勘院勘察公司7、致谢谢谢大家！
