金沙水電站壩基巖體物探檢測技術(shù)研究

在最近幾年當中隨著地球物理探測技術(shù)的發(fā)展，工程物探技術(shù)也實現(xiàn)了進一步飛速發(fā)展，并被廣泛應用于工程實踐當中。金沙江水電站壩基巖體工程相對較為復雜，同時探測要求相對較高，因此，物探檢測在金沙江水電站的應用相對較為廣泛，同時也較為復雜?；诖朔N情況，在本文當中以金沙江水電站為例對物探檢測在水電站壩基巖體檢測中的應用進行了全面的研究與分析，旨在推動物探檢測的進一步發(fā)展以及物探檢測技術(shù)的應用。

1  巖體物探檢測技術(shù)的發(fā)展

自從上個世紀90年代開始我國水利工程建設逐漸發(fā)展起來，隨之而來的是巖體物探檢測技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。1992年二灘水電站首次將超聲波法、鉆孔電視和壩基巖體固結(jié)灌漿質(zhì)量檢測技術(shù)應用于壩基巖體檢測以及灌漿固結(jié)施工當中，在一定程度上保障了地基的工程質(zhì)量。另外，在二灘水電站工程項目當中超聲波物探檢測也被應用于地下室洞群開挖施工當中，通過超聲波測試能夠形成地震層析聲像，從而查明地下洞室周邊的巖層松弛深度。

二灘水電站項目為物探檢測在巖體質(zhì)量檢測中的應用奠定了必要的基礎，而物探檢測在水利工程中的應用則在三峽大壩項目當中得到了進一步拓展。在三峽水電站大壩工程當中為了探明大壩巖體質(zhì)量，同時采用超聲波與地震波進行物探檢測，探明了大壩基礎巖體的可利用深度、巖體質(zhì)量以及不良地質(zhì)空間的具體分布情況，并對建筑基礎巖體質(zhì)量進行復核。另外，三峽大壩工程還利用超聲雷達探明了大壩基礎范圍內(nèi)巖體的風化槽深度與具體走向，利用了地震CT、電磁波CT等方式查明了船閘位置隔離墩位置爆破卸載損傷帶，明確了隔離墩的具體物理力學穩(wěn)定性。在進行壩基巖體灌漿施工時則采用了單孔聲波與穿透聲波法對灌漿質(zhì)量進行了檢測與分析。

物探檢測技術(shù)則在小灣水電站得到了進一步發(fā)展，小灣水電站工程全面采用了多種物探檢測技術(shù)，例如單孔聲波、穿透聲波、全孔壁數(shù)字成像、載荷試驗、鉆孔變模量測試、地震CT等方法。另外，在爆破與開挖質(zhì)量檢測方面，物探檢測技術(shù)的應用也相對較為廣泛，并探明了不良地質(zhì)條件的具體分布情況，從而為小灣水電站的建設工作奠定了必要的基礎。小灣水電站還推動了物探檢測技術(shù)的進一步發(fā)展，首次通過長期觀測孔實現(xiàn)了對孔波速的長期觀察，這對于壩基巖體的松弛過程以及具體深度探測提供了新的途徑，在此之后這一技術(shù)被廣泛應用于多個工程項目當中，并取得了較好的應用效果。

2  金沙江水電站壩基巖體質(zhì)量物探檢測

在大壩施工當中，當完成基建面開挖之后必須要確保大壩基礎的穩(wěn)定性才能確保大壩后期建設與使用的穩(wěn)定性與安全性。在進行大壩基礎施工時為了進一步探明壩基巖體質(zhì)量，還需要對爆破之后的相關(guān)部位荷載卸載深度、巖體波速衰減以及松弛巖體隨巖體質(zhì)量的變化情況進行研究與分析，從而正確評估壩基巖體的真實情況。金沙江水電站在進行壩基巖體質(zhì)量檢測時綜合采用了多種方法，從而有效提升了整體的檢測真實性，在下文當中將對具體檢測進行進一步的詳細分析。

2.1  爆破松弛檢測

爆破松弛檢測是壩基巖體物探檢測的重要內(nèi)容，也是影響壩基穩(wěn)定性的重要因素。在實際壩基施工過程當中，往往需要進行爆破施工，從而對巖體造成一定的損傷，因此，爆破檢測是確定壩基巖體是否可用的關(guān)鍵所在。金沙江水電站爆破檢測采用開挖單元布置爆破孔，同時被分為爆前孔與爆后孔兩種，具體檢測則采用單孔超聲法，具體檢測內(nèi)容包含巖體爆破影響深度、爆破參數(shù)以及應力釋放前的巖體質(zhì)量變化情況。在壩基開挖最后一層爆破時，通過同一孔位距建基面1m部位的巖體爆前、爆后波速的衰減率，判斷基礎表面受爆破影響的程度，若衰減率大于10%，判斷為爆破破壞，為制定爆破技術(shù)方案和設計參數(shù)提供依據(jù)。

2.2  孔內(nèi)電視檢測

在進行壩基設計以及大壩施工之前通過鉆孔取芯獲得壩基巖體工程質(zhì)量信息是一種較為常用的方法，但是傳統(tǒng)鉆孔取芯方法成本相對較高、一次取芯成功率也相對較低，另外也無法確保樣芯能夠完全不受損壞。而孔內(nèi)電視則可以有效解決這一問題，孔內(nèi)電視是一種利用、圖像來實現(xiàn)對巖體質(zhì)量評價的檢測方法，該方法的檢測成本相對較低，同時也并不需要較高的人力成本才能實現(xiàn)，因此，從總體上來說具有較大的優(yōu)勢，在實際工程檢測中具有較為廣泛的應用。金沙江水電站部分壩基巖體位置檢測條件復雜，難度較大，因此在該工程當中采用了大量的孔內(nèi)電視檢測方法進行檢測，并取得了較好的效果。傳統(tǒng)孔內(nèi)電視成像是以光學成像為主要方式，所獲得的圖像質(zhì)量不高，而超聲波成像法的進一步發(fā)展則有效解決了這一問題。超聲波成像發(fā)在孔內(nèi)電視中的應用主要是以超聲波反射信號作為成像依據(jù)的一種程向榮方法，通過超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)對孔避的逐點掃描，并通過掃描結(jié)果直接轉(zhuǎn)化為屏幕光信號?？變?nèi)電視的工作原理如下所示：通過壓電陶瓷晶體來產(chǎn)生超聲波，所產(chǎn)生的超聲波會沿著探頭管道的軸線單向傳播，并通過凹面鏡進行反射聚焦處理，從而達到提升超聲強度的目標。最后被聚焦的超聲波會傳播到鉆孔孔壁位置并發(fā)生發(fā)生，沿著原來的路徑回歸于壓電陶瓷晶體，并被接受。在這一過程當中壓電陶瓷晶體則可以實現(xiàn)對相關(guān)信號的記錄與傳輸，地面主機對相關(guān)信號進行分析之后即可得到所需要的數(shù)據(jù)。

2.3  建基面工程巖體質(zhì)量復測

在實際施工過程中國還需要對基建的工程巖體質(zhì)量進行復測，從而確定是否能夠滿足設計要求，由于施工干擾以及施工進度要求，巖體質(zhì)量復測往往并不能采用現(xiàn)場承壓板進行復測，因此，采用聲波測試進行檢測。由于前期測量巖體變形模量時已經(jīng)建立了聲波波速與變形模量之間的關(guān)系，因此，只需要通過聲波波速就可以直接獲得巖體質(zhì)量，復測較為簡單便捷，在此不再進行贅述。

2.4  固結(jié)灌漿檢測

固結(jié)灌漿是壩基施工中的一種常用手段，對于部分巖體性能存在一定缺陷，但是并不是完全無法利用的巖體可以采用固結(jié)灌漿進行加固處理，從而提升整體的完整性與力學性能，既滿足了壩基使用性能要求，也避免了大范圍開挖要求。但是在固結(jié)灌漿施工時由于灌漿流向較為復雜，無法實現(xiàn)對灌漿流向的精確控制，因此，對固結(jié)灌漿實際效果進行檢測也是十分必要的?；诖朔N情況，通過物探檢測技術(shù)對壩基巖體進行檢測也是十分必要的。在壩基基礎施工階段，結(jié)合現(xiàn)場施工及灌漿工藝流程，采用聲波、鉆孔變模及鉆孔全景圖像等方法，系統(tǒng)開展壩基巖體固結(jié)灌漿質(zhì)量檢測。灌前檢測一般利用Ⅰ序孔，灌后檢測利用檢查孔，通過灌漿前后巖體波速及變模提高情況，建立鉆孔變模與鉆孔聲波相關(guān)關(guān)系，提出各巖級固結(jié)灌漿效果聲波檢測評價標準，綜合評價壩基巖體固結(jié)灌漿效果，達到了施工現(xiàn)場快速檢測的目的。

3  結(jié)語

水電站是最重要的基礎設施，做好水電站施工對于社會經(jīng)濟發(fā)展與人們的生活質(zhì)量保障都具有非常重要的意義。物探檢測技術(shù)則是保障水電站施工質(zhì)量的重要保障，在本文當中以金沙江水電站為例對物探檢測技術(shù)在壩基巖體質(zhì)量檢測中的應用進行了研究與分析，旨在推動物探檢測技術(shù)的進一步發(fā)展以及物探檢測技術(shù)在壩基巖體質(zhì)量檢測中應用范圍的拓展。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.k2057.cn/w/qk/21223.html