官地电站地下洞室群物探检测技术论文4_精品文档Word下载.doc
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对于地下厂房,按照安装间、1#~4#机组、副厂房各布1个、共6个检测断面。
每个断面布置14个声波检测孔,其中顶拱2个,为上斜孔,孔深9m,上斜角度30o~45o;
上下游边墙各6个,为下斜孔,孔深20m,孔径大于50mm,下斜角度5o~10o。
对于主变室,按每50m布置1个声波检测断面、共布置3个断面。
每一断面布置6个声波检测孔,上下游边墙各布置3个,均为下斜孔,孔深为9m,孔径大于50mm,下斜角度5o~10o。
对于尾水调压室,也按每50m布置1个声波检测断面、共布置4个断面。
每一断面布置12个声波检测孔,上下游边墙各布置6个,均为下斜孔,孔深15m,孔径大于50mm,下斜角度5o~10o。
对于1#~4#压力管道,在每条隧洞上平段和下平段共布设3个声波检测断面。
每一断面布置4个声波检测孔,分布在两侧边墙上。
每个声波检测孔为下斜孔,孔深为9m,孔径大于50mm,下斜角度5o~10o。
对于1#~2#尾水洞,在主洞布设4个断面、2条支洞各布1个断面、共6条声波检测断面。
每一断面布置6个声波检测孔,分布在两侧边墙上。
表2.1-1地下洞室群围岩松驰深度单孔声波法测线布置
工程部位
地下厂房
主变室
尾水调压室
压力管道
尾水洞
检测断面(条)
6
3
4
4×
2×
检测孔数(个)
6×
14
3×
4×
12
4
2×
孔深
(m)
顶拱
9.0
边墙
20.0
15.0
(2)地下洞室群围岩爆破松驰深度检测成果
官地水电站地下洞室群因开挖爆破和地应力释放造成围岩松驰,其松驰圈厚度根据单孔声波法检测成果如表2.1-2所示。
表2.1-2洞室围岩爆破松驰深度检测成果
检测部位
围岩松驰平均深度(m)
松驰圈岩体声波速度(m/s)
Ⅱ
Ⅲ
0.6~1.1
0.9~3.3
2799-5772
4213
2280-4868
3276
主变室
0.0~1.0
0.5~1.7
4128-5011
4516
3188-4930
3643
0.6~1.7
0.7~2.1
3682-4808
4262
2264-3622
3312
1#压力管道
0.7~1.5
0.9~2.3
3156-4092
3715
2987-3805
3478
2#压力管道
0.6~2.8
2451-4309
3224
3#压力管道
0.0~1.3
0.6~3.0
3504-5186
4325
2332-3589
3138
4#压力管道
0.7~2.7
2519-4451
3617
1#尾水洞
0.5~1.8
0.7~4.5
3528-4501
3816
2472-4717
3524
2#尾水洞
0.5~3.1
2282-4396
3527
平均值
0.0~1.8
0.5~4.5
3700~4500
3100~3600
从表2.2-2可以看出,官地水电站地下洞室群玄武岩围岩松驰深度一般为0.5~3.0m,其中Ⅱ类围岩洞段松驰圈厚度0.0~1.8m,松驰圈岩体平均声波波速为3700~4500m/s;
Ⅲ类围岩洞段松驰圈厚度0.5~3.3m,局部受节理裂隙和/或断层错动带影响达4.5~6.7m,松驰圈岩体平均声波波速为3100~3600m/s。
2.2地下厂房洞室围岩松驰圈的长效观测
(1)长效观测方法
为了准确分析评价岩体松驰卸荷随时间的变化规律,按照设计技术要求,对地下厂房6个检测断面选定2级开挖层、3个高程(EL1234.00m、EL1229.00m、EL1223.00m)、16个声波孔进行长期观测孔观测。
具体观测方法是,主副厂房上、下游边墙开挖到长观孔位置后,及时进行观测孔的造孔和第一次单孔声波测试,其后,每半个月按照第一次测试的方法和要求进行多次定期观测,直至3个月后停止观测。
(2)地下厂房洞室围岩松驰圈的长效观测成果
通过2级开挖层、3个高程、16个声波长期观测孔观测成果统计,官地水电站地下厂房围岩声波时效特性如表2.2-1~表2.2-3。
从表2.2-1可以看出,随着开挖暴露、地应力释放和应力调整的进行,地下厂房洞周岩体力学性能不断降低,声波波速不断衰减,且洞周松驰圈和局部裂隙发育地段波速衰减率大,平均值达14.5~17.2%,松驰圈向内的较完整-完整岩体声波衰减率小,平均值仅5.1~7.6%。
这表明长观孔声波波速时效性特性主要表现在围岩的浅层,对深层岩体影响较小,地下厂房长观孔多次观测声波曲线形态基本一致也得到印证。
表2.2-1地下厂房不同高程不同性状岩体松驰卸荷时间效应
高程
检测时段
松驰圈岩体声波衰减率(%)
松驰圈向内岩体声波衰减率(%)
局部裂隙发育段
较完整-完整岩体
EL1234.0m
2008.4.15.
-8.15.
8.8-23.3
14.5
10.5-15.6
14.3
2.4-10.6
5.1
EL1229.0m
2008.7.8.
-11.10.
11.1-19.3
16.4
12.0-19.1
14.7
6.0-9.9
7.1
EL1223.0m
2008.9.28.
-12.5.
13.9-23.5
17.2
13.9-21.2
17.3
4.8-10.7
7.6
从表2.2-2和表2.2-3还可以看出,第一长观检测间隔期(即厂房边墙开挖暴露半个月至1个月),孔口松驰段和局部裂隙发育地段的岩体波速衰减量占总衰减量的54~81%,平均达68%。
因此,地下厂房边墙开挖后,特别是1个月以内,及时进行系统锚喷支护,对于约束边墙浅表层松驰圈岩体变形是有利的,对于防止局部破碎岩体性状恶化、进而提高边墙稳定性也是有利的。
表2.2-2地下厂房不同时间不同性状岩体松驰卸荷时间效应
不同性状岩体
松驰圈
松驰圈向内岩体
声波总衰减率(A)(%)
9.6-15.2
第一间隔期声波衰减率(A1)(%).
2.8-15.7
11.7
6.6-14.5
10.3
1.2-4.1
2.51
第一间隔期声波衰减比例(A1/A)(%)
68.0
59.5
33.0
表2.2-3地下厂房不同时间不同深度岩体松驰卸荷时间效应
岩体不同深度(m)
0.0-2.0
2.0-4.0
4.0-6.0
6.0-21.0
6.5-29.0
15.7
5.1-15.2
7.4-10.8
8.3
5.5-8.1
6.7
第一间隔期声波衰减率(A1)(%)
0.4-20.0
.8.2
2.3-7.1
3.4
1.4-4.0
2.7
1.1-3.3
2.0
第一间隔期声波衰减比例(A1/A)(%)
52.0
30.0
3尾水调压室超前地质物探测试
尾水调压室顶拱层中导洞开挖揭示出fxt01错动带,随着顶拱层两侧扩挖,fxt01错动带全部暴露。
其产状为N20°
~30°
E/SE∠10°
~25°
,出露在厂横0-048~厂横0+142的顶拱、拱座,延伸长度大于190m,错动带波状起伏,带宽10~50cm,由压碎岩、糜棱角砾岩、石英碎块、断层泥组成,断层次生泥连续分布,一般厚1~10cm。
根据断面擦痕和切错关系,fxt01错动带水平错距25~30cm。
由于该错动带规模大,延伸长,产状平缓,错动破碎带宽,带内普遍夹泥,岩石力学性状差,与其他节理裂隙在尾调室不同洞段组合可形成不稳定块体而发生掉块和塌方,对尾调室顶拱和边墙的稳定造成较大威胁,错动带fxt01分布见图3.1-1。
图3.1-1尾水调压室顶拱fxt01错动带地质素描图
为了查明已在顶拱和上下游拱座大范围出露的缓倾角错动带fxt01沿走向和倾向的延伸情况,在第一层底板EL1242.00m靠下游边墙厂横0+035.00~厂横0+120.00一线,布置4个垂直向下、孔深9m的测试孔,和在下游边墙EL1243.00m、厂横0+035.00~厂横0+120.00一线,布置4个孔深15m的水平测试孔,采用单孔声波测试和钻孔全景图像方法进行超前地质物探勘测。
经物探检测,在垂直孔向下0.00~1.00m追踪到近水平产出、宽约1.0m的fxt01错动带,其岩体破碎,孔壁掉块,波速在3000~3500m/s之间;
在水平孔孔内7.0~14.3m一段也追踪到fxt01错动带和其他宽大裂隙,其波速为2500~4000m/s。
为了探明尾水调压室顶拱向上岩体是否存在长大缓倾角错动带等地质不良结构面,在第一开挖层顶拱中心线厂横0-052.00~厂横0+155.00之间,布置8个垂直向上、孔深9m的测试孔,和利用厂横0+088.50~厂横0+127.00顶拱至下游拱
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