1、物探檢測技術(shù)在水電工程施工階段應(yīng)用實(shí)例物探檢測技術(shù)物探檢測技術(shù)在水電工程施工階段應(yīng)用實(shí)例在水電工程施工階段應(yīng)用實(shí)例物探檢測技術(shù)在水電工程施工階段應(yīng)用實(shí)例摘要摘要 通過例舉聲波法、地震波法、全孔壁數(shù)字成像、地質(zhì)雷達(dá)等常規(guī)物探方法在水電施工階段工程檢測中成功應(yīng)用的幾個(gè)實(shí)例，闡述采用合理的物探檢測方法，能較好地解決施工中存在的工程地質(zhì)問題，對(duì)施工中處理問題方案的制定、施工設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化具有十分重要的意義。n背背 景景 水電工程建設(shè)的推動(dòng)，物探檢測技術(shù)應(yīng)用范圍不斷地拓寬、物探技術(shù)在不斷發(fā)展。n物探檢測物探檢測 特點(diǎn)：快捷、高效及低成本1 前言前言1 前言前言n目前水工設(shè)計(jì)方法目前水工設(shè)計(jì)方法： 目前廣

2、泛采用經(jīng)驗(yàn)借鑒、理論分析、現(xiàn)場測量、超前預(yù)報(bào)以及反演分析計(jì)算等相結(jié)合的“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法”，以應(yīng)對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、施工方法多樣、應(yīng)力高度集中的工程難題。n檢測目的檢測目的： 對(duì)施工方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)，制定后期施工處理方案、檢查處理效果與質(zhì)量。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.1實(shí)例實(shí)例1洞室支護(hù)方案優(yōu)化洞室支護(hù)方案優(yōu)化施工現(xiàn)狀施工現(xiàn)狀 某水電引水隧洞工程采用TBM法施工，原支護(hù)方案為28mm螺紋鋼，長度以6m為主（部分洞段最長采用9m），M30砂漿填充的普通砂漿錨桿。TBM有配套錨桿機(jī)4臺(tái)，鉆孔深度4.5m，施工時(shí)實(shí)際有效錨固深度為3.24.1m。工程問題工程問題TBM機(jī)的錨桿鉆進(jìn)深度不夠，鉆進(jìn)效率

3、遠(yuǎn)低于支護(hù)進(jìn)度，無法滿足TBM掘進(jìn)速度。解決途徑解決途徑 采用物探檢測手段進(jìn)行巖體松弛深度與巖體質(zhì)量檢測，論證原支護(hù)方案調(diào)整的可能性。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.1實(shí)例實(shí)例1洞室支護(hù)方案優(yōu)化洞室支護(hù)方案優(yōu)化孔深(m)樁號(hào)(km)Vp等級(jí)(m/s)13.113.213.313.413.513.613.713.813.91414.114.2012345678910150020002500300035004000450050005500600065007000圖圖2 2 引水隧洞局部聲波檢測引水隧洞局部聲波檢測VpVp等值線圖等值線圖n優(yōu)化方案優(yōu)化方案 優(yōu)化方案為28mm螺紋鋼，長度以3.8m與4.5

4、m間隔排列，M30砂漿填充的普通砂漿錨桿，大大提高了工程施工進(jìn)度，節(jié)約了工程建設(shè)費(fèi)用。 2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.1實(shí)例實(shí)例1洞室支護(hù)方案優(yōu)化洞室支護(hù)方案優(yōu)化n檢測結(jié)論檢測結(jié)論 0.03.2m范圍，聲波速度在26004800m/s，屬松弛巖體， 3.2m后巖體速度基本在6000m/s以上，巖體完整，巖體質(zhì)量較好。施工中分別對(duì)3.8m、4.5m長度的錨桿錨固段作拉拔試驗(yàn)，證明4.5m錨桿長度完全滿足設(shè)計(jì)要求。 n施工現(xiàn)狀施工現(xiàn)狀 某水電地下洞室工程，設(shè)計(jì)洞徑13.2m，采用鉆爆法施工。 2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.2實(shí)例實(shí)例2主應(yīng)力的快速判斷主應(yīng)力的快速判斷n工程問題工程問題 洞室埋深較深，地應(yīng)力

5、較大，施工中經(jīng)常發(fā)生巖爆、坍塌、片幫等工程問題，為保障人員設(shè)備安全、加快工程進(jìn)度，快速了解掌握主地應(yīng)力的方向，有針對(duì)性地進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)尤顯重要。n解決途徑解決途徑 在洞室內(nèi)選擇具有地層代表性的部分洞段，利用物探聲波法進(jìn)行了松弛斷面測試，圖2-2是其中的典型檢測斷面之一。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.2實(shí)例實(shí)例2主應(yīng)力的快速判斷主應(yīng)力的快速判斷圖圖2-1 理論計(jì)算應(yīng)力分布圖理論計(jì)算應(yīng)力分布圖 圖圖2-2聲波檢測應(yīng)力卸荷曲線聲波檢測應(yīng)力卸荷曲線3#2#1#4#5#yyyyy右壁左壁松弛界限測試孔 余同引(3)15+250m 斷面n處理方案處理方案 根據(jù)聲波斷面檢測資料，及時(shí)確定臨時(shí)支護(hù)部位、制定支護(hù)方案

6、，有效地減少了坍塌、片幫等現(xiàn)象，為后續(xù)的永久支護(hù)施工提供了較安全的施工環(huán)境，并減少了因超挖處理而產(chǎn)生的費(fèi)用。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.2實(shí)例實(shí)例2主應(yīng)力的快速判斷主應(yīng)力的快速判斷檢測結(jié)論：檢測結(jié)論： 從圖中看出其最大松弛分布在右拱肩和左拱腳方向，證明應(yīng)用聲波法同樣可以檢測出最大主應(yīng)力的方向，使得對(duì)主應(yīng)力方向的定性判斷更加簡單、快捷。 n工程問題工程問題 某水電擋水建筑工程，設(shè)計(jì)壩型為雙曲拱壩，壩高250m，壩基巖體質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到工程運(yùn)行期的安全，故采用地震波和聲波對(duì)建基面進(jìn)行了彈性波測試，以便對(duì)巖體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。n檢測手段檢測手段 物探在平行壩軸線方向分別布置了35條地震波檢測剖面，同時(shí)

7、進(jìn)行了聲波檢測，地震波和聲波VP等值線如圖3-1、圖3-2所示。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.3實(shí)例實(shí)例3壩基巖體質(zhì)量分析壩基巖體質(zhì)量分析n檢測結(jié)論及建議檢測結(jié)論及建議 該壩基設(shè)計(jì)高程EL2210, VP3800m/s。當(dāng)降低至EL2208時(shí)，各壩段EL2208以下VP均大于4500m/s。 物探分析認(rèn)為EL2212高程處巖體經(jīng)處理后完全可作為大壩基礎(chǔ)。提出將原壩基開挖高程提高2m的建議。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.3實(shí)例實(shí)例3壩基巖體質(zhì)量分析壩基巖體質(zhì)量分析圖圖3-1 1013壩段壩段VP等值線平面圖等值線平面圖圖圖3-2 11壩段壩段VP等值線剖面圖等值線剖面圖n優(yōu)化方案優(yōu)化方案 此建議經(jīng)多方論

8、證后認(rèn)為合理可行，并最終形成開挖優(yōu)化措施，為工程節(jié)約了費(fèi)用，并提高了工程施工進(jìn)度。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.3實(shí)例實(shí)例3壩基巖體質(zhì)量分析壩基巖體質(zhì)量分析2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.4 實(shí)例實(shí)例4不良地質(zhì)體雷達(dá)探測不良地質(zhì)體雷達(dá)探測n工程問題工程問題 某大型水電站調(diào)壓室處于巖溶較發(fā)育的山體中，為了確保洞室運(yùn)行期的安全，要求對(duì)洞室周邊15m的范圍內(nèi)巖體不良地質(zhì)體（如溶蝕空洞、斷層破碎帶等）進(jìn)行普查。n檢測手段檢測手段 圖4是采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)某水電站大型地下洞室的部分洞段地質(zhì)雷達(dá)探測剖面圖,其中圖左是距洞室地板0.5m探測的結(jié)果, 圖右為測線距洞室地板2m距離的探測結(jié)果。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.4 實(shí)

9、例實(shí)例4不良地質(zhì)體雷達(dá)探測不良地質(zhì)體雷達(dá)探測圖圖4 不良地質(zhì)體探測成果圖不良地質(zhì)體探測成果圖(左圖測線距地板高左圖測線距地板高0.5m，右圖距地板，右圖距地板2m)檢測結(jié)果檢測結(jié)果 兩張圖中的不良地質(zhì)體輪廓大致相似，但右圖溶洞及溶蝕發(fā)育帶反映更為明顯，說明距地板2m高的測線位置布置更為合理，事實(shí)證明，本次探測結(jié)果與開挖結(jié)果較為吻合。施工方案施工方案 根據(jù)探測的位置與走向，在后序施工中從洞壁表面進(jìn)行了開挖，并采用混凝土進(jìn)行了回填，確保了該洞室的施工質(zhì)量及運(yùn)行期的安全。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.4 實(shí)例實(shí)例4不良地質(zhì)體雷達(dá)探測不良地質(zhì)體雷達(dá)探測n工程問題工程問題 某水電站高壓管道豎井的先導(dǎo)孔直徑2

10、30mm，在鉆進(jìn)過程中，出現(xiàn)了不能返水而影響施工的情況。2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.5 實(shí)例實(shí)例5孔內(nèi)電視觀察孔內(nèi)電視觀察n檢測手段及結(jié)論檢測手段及結(jié)論 通過鉆孔電視檢查，發(fā)現(xiàn)在孔深76.5m處有一直徑約30cm的溶洞，孔中水位至于該溶洞的下沿，推斷該溶洞與其它溶洞相互貫通，井液從溶洞中流出，故而不能返水無法進(jìn)一步鉆進(jìn)。 2 工程實(shí)例工程實(shí)例n2.5 實(shí)例實(shí)例5孔內(nèi)電視觀察孔內(nèi)電視觀察圖圖5-1 5-1 回填之前回填之前 圖圖5-25-2回填之后回填之后施工方案施工方案 利用沙漿回填處理，重新鉆進(jìn)。后期施工一切正常，確保了先導(dǎo)孔的施工工期。 n 選擇適宜的物探檢測方法和手段，就能較好地解決水電工程施工過程中所出現(xiàn)的實(shí)際工程地質(zhì)問題,為設(shè)計(jì)和施工人員對(duì)施工方案的調(diào)整與實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。n 目前松弛斷面檢測中，上斜孔及洞室頂拱孔的檢測工作顯得比較困難，良好的設(shè)備是保證檢測資料可靠準(zhǔn)確的保證，我們必須予以高度重視。3 幾點(diǎn)體會(huì)幾點(diǎn)體會(huì)n 實(shí)踐證明，雷達(dá)探測方法在巖溶較發(fā)育的地區(qū)能更好地發(fā)揮作用，充分顯示了其快