物探检测技术在水电工程施工阶段应用实例ppt课件

1、物探检测技术物探检测技术在水电工程施工阶段运用实例在水电工程施工阶段运用实例 中水顾问集团西北勘测设计研讨院工程物探研讨所物探检测技术在水电工程施工阶段运用实例摘要摘要 经过例举声波法、地震波法、全孔壁数字成像、地质雷达等常规物探方法在水电施工阶段工程检测中胜利运用的几个实例，论述采用合理的物探检测方法，能较好地处理施工中存在的工程地质问题，对施工中处置问题方案的制定、施工设计方案的优化具有非常重要的意义。n背背 景景n 水电工程建立的推进，物探检测技术运水电工程建立的推进，物探检测技术运用范围不断地拓宽、物探技术在不断开展。用范围不断地拓宽、物探技术在不断开展。物探检测 特点：快捷、高效及低

2、本钱1 前言前言1 前言前言n目前水工设计方法：目前水工设计方法：n 目前广泛采用阅历自创、实际分析、现目前广泛采用阅历自创、实际分析、现场丈量、超前预告以及反演分析计算等相结合场丈量、超前预告以及反演分析计算等相结合的的“动态设计法，以应对地质条件复杂、施动态设计法，以应对地质条件复杂、施工方法多样、应力高度集中的工程难题。工方法多样、应力高度集中的工程难题。n检测目的：检测目的：n 对施工方案进展动态设计优化提对施工方案进展动态设计优化提供根据，制定后期施工处置方案、检查供根据，制定后期施工处置方案、检查处置效果与质量。处置效果与质量。2 工程实例工程实例n2.1实例实例1洞室支护方案优化

3、洞室支护方案优化施工现状施工现状 某水电引水隧洞工程采用某水电引水隧洞工程采用TBMTBM法施工，原法施工，原支护方案为支护方案为28mm28mm螺纹钢，长度以螺纹钢，长度以6m6m为主为主部分洞段最长采用部分洞段最长采用9m9m，M30M30砂浆填充的砂浆填充的普通砂浆锚杆。普通砂浆锚杆。TBMTBM有配套锚杆机有配套锚杆机4 4台，钻孔台，钻孔深度深度4.5m4.5m，施工时实践有效锚固深度为，施工时实践有效锚固深度为3.23.24.1m4.1m。工程问题工程问题TBM机的锚杆钻进深度不够，钻进效率远机的锚杆钻进深度不够，钻进效率远低于支护进度，无法满足低于支护进度，无法满足TBM掘进速度

4、。掘进速度。处理途径处理途径 采用物探检测手段进展岩体松弛深度与采用物探检测手段进展岩体松弛深度与岩体质量检测，论证原支护方案调整的能够岩体质量检测，论证原支护方案调整的能够性。性。2 工程实例工程实例n2.1实例实例1洞室支护方案优化洞室支护方案优化孔深(m)桩号(km)Vp等级(m/s)13.113.213.313.413.513.613.713.813.91414.114.2012345678910150020002500300035004000450050005500600065007000图图2 2 引水隧洞部分声波检测引水隧洞部分声波检测VpVp等值线图等值线图n优化方案优化方案n

5、 优化方案为优化方案为28mm螺纹钢，长度以螺纹钢，长度以3.8m与与4.5m间隔陈列，间隔陈列，M30砂浆填充的普通砂浆填充的普通砂浆锚杆，大大提高了工程施工进度，节约了砂浆锚杆，大大提高了工程施工进度，节约了工程建立费用。工程建立费用。 2 工程实例工程实例n2.1实例实例1洞室支护方案优化洞室支护方案优化n检测结论检测结论n 0.03.2m范围，声波速度在范围，声波速度在26004800m/s，属松弛岩体，属松弛岩体， 3.2m后岩体速度后岩体速度根本在根本在6000m/s以上，岩体完好，岩体质量以上，岩体完好，岩体质量较好。施工中分别对较好。施工中分别对3.8m、4.5m长度的锚杆长度

6、的锚杆锚固段作拉拔实验，证明锚固段作拉拔实验，证明4.5m锚杆长度完全锚杆长度完全满足设计要求。满足设计要求。 n施工现状施工现状n 某水电地下洞室工程，设计洞径某水电地下洞室工程，设计洞径13.2m，采用钻爆法施工。采用钻爆法施工。n 2 工程实例工程实例n2.2实例实例2主应力的快速判别主应力的快速判别n工程问题工程问题n 洞室埋深较深，地应力较大，施工中经洞室埋深较深，地应力较大，施工中经常发生岩爆、坍塌、片帮等工程问题，为保证常发生岩爆、坍塌、片帮等工程问题，为保证人员设备平安、加快工程进度，快速了解掌握人员设备平安、加快工程进度，快速了解掌握主地应力的方向，有针对性地进展暂时支护尤主

7、地应力的方向，有针对性地进展暂时支护尤显重要。显重要。n处理途径处理途径n 在洞室内选择具有地层代表性的部分洞在洞室内选择具有地层代表性的部分洞段，利用物探声波法进展了松弛断面测试，段，利用物探声波法进展了松弛断面测试，图图2-2是其中的典型检测断面之一。是其中的典型检测断面之一。2 工程实例工程实例n2.2实例实例2主应力的快速判别主应力的快速判别图图2-1 实际计算应力分布图实际计算应力分布图 图图2-2声波检测应力卸荷曲线声波检测应力卸荷曲线3#2#1#4#5#yyyyy右壁左壁松弛界限测试孔 余同引(3)15+250m 断面n处置方案处置方案n 根据声波断面检测资料，及时确定暂时支根据

8、声波断面检测资料，及时确定暂时支护部位、制定支护方案，有效地减少了坍塌、片护部位、制定支护方案，有效地减少了坍塌、片帮等景象，为后续的永久支护施工提供了较平安帮等景象，为后续的永久支护施工提供了较平安的施工环境，并减少了因超挖处置而产生的费用。的施工环境，并减少了因超挖处置而产生的费用。2 工程实例工程实例n2.2实例实例2主应力的快速判别主应力的快速判别检测结论：检测结论： 从图中看出其最大松弛分布在右拱肩和左从图中看出其最大松弛分布在右拱肩和左拱脚方向，证明运用声波法同样可以检测出最拱脚方向，证明运用声波法同样可以检测出最大主应力的方向，使得对主应力方向的定性判大主应力的方向，使得对主应力

9、方向的定性判别更加简单、快捷。别更加简单、快捷。 n工程问题工程问题n 某水电挡水建筑工程，设计坝型为双曲某水电挡水建筑工程，设计坝型为双曲拱坝，坝高拱坝，坝高250m，坝基岩体质量的优劣直接，坝基岩体质量的优劣直接关系到工程运转期的平安，故采用地震波和声关系到工程运转期的平安，故采用地震波和声波对建基面进展了弹性波测试，以便对岩体质波对建基面进展了弹性波测试，以便对岩体质量进展评价。量进展评价。n检测手段检测手段n 物探在平行坝轴线方向分别布置了物探在平行坝轴线方向分别布置了35条地震波检测剖面，同时进展了声波检测，地条地震波检测剖面，同时进展了声波检测，地震波和声波震波和声波VP等值线如图

10、等值线如图3-1、图、图3-2所示。所示。2 工程实例工程实例n2.3实例实例3坝基岩体质量分析坝基岩体质量分析n检测结论及建议检测结论及建议n 该坝基设计高程该坝基设计高程EL2210, VP3800m/s。当降低至当降低至EL2208时，各坝时，各坝段段EL2208以下以下VP均大于均大于4500m/s。n 物探分析以为物探分析以为EL2212高程处岩体经处置高程处岩体经处置后完全可作为大坝根底。提后完全可作为大坝根底。提出将原坝基开挖高程提高出将原坝基开挖高程提高2m的建议。的建议。2 工程实例工程实例n2.3实例实例3坝基岩体质量分析坝基岩体质量分析图图3-1 1013坝段坝段VP等值

11、线平面图等值线平面图图图3-2 11坝段坝段VP等值线剖面图等值线剖面图n优化方案优化方案n 此建议经多方论证后以为合理可行，此建议经多方论证后以为合理可行，并最终构成开挖优化措施，为工程节约了并最终构成开挖优化措施，为工程节约了费用，并提高了工程施工进度。费用，并提高了工程施工进度。2 工程实例工程实例n2.3实例实例3坝基岩体质量分析坝基岩体质量分析2 工程实例工程实例n2.4 实例实例4不良地质体雷达探测不良地质体雷达探测n工程问题工程问题n 某大型水电站调压室处于岩溶较发育的山体中，某大型水电站调压室处于岩溶较发育的山体中，为了确保洞室运转期的平安，要求对洞室周边为了确保洞室运转期的平

12、安，要求对洞室周边15m的范围内岩体不良地质体如溶蚀空洞、断的范围内岩体不良地质体如溶蚀空洞、断层破碎带等进展普查。层破碎带等进展普查。n检测手段检测手段n 图图4是采用地质雷达对某水电站大型地下是采用地质雷达对某水电站大型地下洞室的部分洞段地质雷达探测剖面图洞室的部分洞段地质雷达探测剖面图,其中图左其中图左是距洞室地板是距洞室地板0.5m探测的结果探测的结果, 图右为测线距图右为测线距洞室地板洞室地板2m间隔的探测结果。间隔的探测结果。2 工程实例工程实例n2.4 实例实例4不良地质体雷达探测不良地质体雷达探测图图4 不良地质体探测成果图不良地质体探测成果图(左图测线距地板高左图测线距地板高

13、0.5m，右图距地板，右图距地板2m)检测结果检测结果 两张图中的不良地质体轮廓大致类似，两张图中的不良地质体轮廓大致类似，但右图溶洞及溶蚀发育带反映更为明显，阐但右图溶洞及溶蚀发育带反映更为明显，阐明距地板明距地板2m高的测线位置布置更为合理，现高的测线位置布置更为合理，现实证明，本次探测结果与开挖结果较为吻合。实证明，本次探测结果与开挖结果较为吻合。施工方案施工方案 根据探测的位置与走向，在后序施工中从根据探测的位置与走向，在后序施工中从洞壁外表进展了开挖，并采用混凝土进展了洞壁外表进展了开挖，并采用混凝土进展了回填，确保了该洞室的施工质量及运转期的回填，确保了该洞室的施工质量及运转期的平

14、安。平安。2 工程实例工程实例n2.4 实例实例4不良地质体雷达探测不良地质体雷达探测n工程问题工程问题n 某水电站高压管道竖井的先导孔直径某水电站高压管道竖井的先导孔直径230mm，在钻进过程中，出现了不能返水而影，在钻进过程中，出现了不能返水而影响施工的情况。响施工的情况。2 工程实例工程实例n2.5 实例实例5孔内电视察看孔内电视察看n检测手段及结论检测手段及结论n 经过钻孔电视检查，发如今孔深经过钻孔电视检查，发如今孔深76.5m处有不断径约处有不断径约30cm的溶洞，孔中水位至于该的溶洞，孔中水位至于该溶洞的下沿，推断该溶洞与其它溶洞相互贯穿，溶洞的下沿，推断该溶洞与其它溶洞相互贯穿

15、，井液从溶洞中流出，故而不能返水无法进一步井液从溶洞中流出，故而不能返水无法进一步钻进。钻进。 2 工程实例工程实例n2.5 实例实例5孔内电视察看孔内电视察看图图5-1 5-1 回填之前回填之前 图图5-25-2回填之后回填之后施工方案施工方案 利用沙浆回填处置，重新钻进。后利用沙浆回填处置，重新钻进。后期施工一切正常，确保了先导孔的施工期施工一切正常，确保了先导孔的施工工期。工期。 n 选择适宜的物探检测方法和手段，就能较好地处理水电工程施工过程中所出现的实践工程地质问题,为设计和施工人员对施工方案的调整与实施提供科学根据。n 目前松弛断面检测中，上斜孔及洞室顶拱孔的检测任务显得比较困难，良好的设备是保证