电站坝基开挖物探声波测试报告.docx
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电站坝基开挖物探声波测试报告
腾龙桥Ⅱ级电站坝基开挖
物探声波测试报告
云南省水利水电勘测设计研究院
地质分院
二○○九年十二月
审查:
林宏
校核:
楚建伟
编写:
吴正昆
一、绪言
腾龙桥Ⅱ级电站工程位于云南省保山市龙陵、腾冲两县交界处,处高黎贡山西麓,伊洛瓦底江一级支流龙江上,是龙江水能资源开发规划兴建的梯级电站之一,电站为坝后式电站,有腾龙公路从团田乡通过,交通条件尚可。
本阶段的物探工作于2008年10月开始,至2009年11月结束外业。
物探工作主要目的和任务:
对该电站施工阶段清基后基岩进行测试,提供相应岩体的纵波速度(Vp)和岩体完整性系数(Kv),为岩体完整程度分级提供定量评判依据。
物探工作共完成跨孔声波测试27组,合计。
二、工程地质及地球物理特征
电站工程区河谷主要呈不对称的“U”字型深切谷,两岸岸坡陡缓不均,左岸地形陡峻,右岸地形相对较缓,地形高低不对称。
工程区地层为高黎贡山群上段(Pz1gl2)石英片岩夹少量薄层微晶片岩、板岩等。
工程区为单斜构造,岩层走向N0º~35ºE,倾向NW-W(即整体倾向右岸),倾角30º~50º,其中:
左岸与河床岩层倾角较陡,倾角40º~50º,右岸岩层倾角相对较缓,倾角30º~40º。
测区内有F(18)断裂从右岸坝肩通过,F(18)断裂倾向与岩层倾向相同,倾角略缓,对坝基岩体影响不大。
另据勘察资料揭露,测区内存在软弱结构面,主要有三种类型:
充填泥或粘土节理、软弱夹层和层间挤压破碎带,其中以充填泥或粘土节理最为发育,软弱夹层和层间挤压破碎带一般较不发育。
坝基开挖后,测区范围内基岩均为石英片岩,岩体多呈弱风化状态,岩质坚硬,岩体强度较高,纵波波速值较高,平均值在4000m/s左右,岩体完整性较好。
石英片岩中存在微晶片岩、板岩、夹泥节理及层间挤压破碎带等软弱层,纵波波速值低,物理特征明显,故在基岩中进行声波测试的地球物理条件较好。
三、野外工作方法和成果资料的分析解释
1、野外工作方法
根据坝基设计开挖分段情况结合测区地质状况,测区从左岸至右岸分为A、B、C、D四个区域,A区为左岸坡坝段,包括1、2、3坝段;B区为河床坝段,包括4、5、6坝段;因右岸地形相对较缓,坝体长,分为两个区域,C区为右岸坡坝段,包括7、8、9坝段;D区为右岸坝肩段,包括10和11坝段;检测孔布置以平均分布为原则,可根据现场地质情况并兼顾施工情况作相应调整。
每一组检测孔根据地质情况不同分为3孔一组和2孔一组两种方式,岩体风化偏强,节理裂隙发育区域采用3孔一组方式,相对较好区域则采用2孔一组方式。
钻孔深度根据地质情况,深入建基面以下8~12米不等。
根据本次工作的任务和目的,采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WSD—1型数字声波仪及江苏省苏州工业园区万象精密仪器有限公司生产的FYS-20跨孔对穿柱状式换能器进行钻孔测试。
钻孔声波测试的孔间距为80~110厘米不等,移动点距为20厘米,具体分区情况和实际完成测试钻孔位置参见示意图。
2、资料整理及其解释
现将分析整理的方法说明如下:
岩体纵波速度值:
Vp=L/t
式中:
Vp:
岩体纵波速度值,单位为m/s;
L:
纵波走时间距(即孔间距),单位为m;
t:
纵波穿透时间,单位为s。
岩体完整性系数的计算
按规范要求,采用下式计算完整性系数:
Kv=(Vp/Vpr)2
式中:
Kv:
岩体完整性系数;
Vp:
岩体纵波速度值,单位为m/s;
Vpr:
新鲜完整岩体纵波速度值,单位为m/s。
该区石英片岩强度较高,根据勘察阶段岩心试验和孔内测试成果,结合相关规范资料,新鲜完整岩体纵波速度值为6200m/s。
岩体完整程度的评价标准按《水利水电工程物探规程》(SL326-2005)要求,如下表所示:
岩体完整程度评价
完整
较完整
完整性差
较破碎
破碎
岩体完整性系数(Kv)
>
~
~
~
≤0.15
在参阅有关资料的基础上,通过归纳、统计分析,得到如下成果表:
钻孔声波测试成果表(附表一至附表三)。
3、成果分析及其解释
按分区情况进行分析、解释:
A区左岸坡坝段:
地形陡峻,岩体倾向河床,属顺向坡,且倾角略大,40º~50º,岩体为薄~中厚层状结构,受御荷作用影响较大,岩体风化不均匀,差异较大,清基后基岩总体属强风化下段~弱风化上段范围,10组检测孔中,WT1和WT3组岩体相对较差,平均值在1940~2650m/s之间,属破碎~较破碎段岩体;WT6、WT7和WT8组岩体相对偏差,平均值在3070~3140m/s之间,属较破碎段岩体;其余5组岩体较好,纵波速度值较高,平均值均大于3500m/s,属完整性差~较完整段岩体;
1、2号坝段岩体差异较明显,5组检测孔灌浆后也进行了检测,对比灌浆前后资料可看出:
经过固结灌浆后,之前较差的WT1和WT3组岩体纵波速度值提高明显,波速提高比平均值大于20%,最高一组为46%,其余3组岩体纵波速度值也有一定提高,波速提高比在5%左右,表明固结灌浆在破碎岩体中效果较好。
B区河床坝段:
该区域范围内无大的地质构造发育,岩体为中厚~厚层状结构,清基后基岩风化弱,且风化较均匀,属弱风化中上段岩体,7组检测孔岩体均较好,纵波速度值较高,平均值在3830~4620m/s之间,属完整性差~较完整段岩体;
C区右岸坡坝段:
该区地形相对较缓,岩体倾向山内,倾角略小,30º~40º,岩体为中厚~厚层状结构,受御荷作用影响相对较小,清基后基岩风化弱,且风化较均匀,属弱风化中上段岩体,7组检测孔岩体均较好,纵波速度值较高,平均值在3660~5120m/s之间,属完整性差~较完整段岩体;
D区右岸坝肩段:
测区内有F(18)断裂从坝肩上部右侧通过,对该区岩体有一定影响,受其影响,岩体成碎裂~散体结构,纵波速度值明显较低,平均值在2020~2580m/s之间,属破碎~较破碎段岩体;灌浆后进行了3组孔的检测,WT25和WT26组岩体仍较差,平均值在2130~2630m/s之间,属破碎~较破碎段岩体;WT27组岩体相对较好,平均值在2580~3920m/s之间,属较破碎~完整性差段岩体;受施工条件等因素影响,灌浆前仅有一组测试资料,故与灌浆后的相应对比资料较少。
4、结论
①、B、C区域岩体均呈弱风化状态,纵波速度值较高,平均值均大于3600m/s,岩体完整性较好;
②、A、D区域岩体多呈弱风化状态,局部仍有强风化岩体,即有风化不均匀现象,岩体完整性略差;
③、A区部分灌浆后检测孔资料表明:
固结灌浆在破碎岩体中效果较好,纵波波速比提高较大,对于纵波波速大于4000m/s的较完整岩体,则波速比提高很小。
附表一:
1、2和10坝段灌浆前后钻孔声波测试成果表
钻孔
编号
跨孔
方向
钻孔深度
(米)
纵波速度
变化范围
(米/秒)
纵波平
均速度
(米/秒)
KV
岩体完整
程度评价
灌浆
前后
说明
波速
提高
比
(%)
WT1
1-2
2440~4930
4010
完整性差
前
2710~5160
4440
后
1-3
1860~3910
2650
较破碎
前
2810~4250
3230
后
2-3
1630~3900
2640
较破碎
前
2490~4360
3220
后
WT2
1-2
2680~5490
4320
完整性差
前
3990~5700
4790
较完整
后
1-3
2290~5680
4620
较完整
前
3400~5610
4780
后
2-3
3610~5190
4640
较完整
前
3860~5220
4850
后
WT3
1-2
1330~3400
1940
破碎
前
1680~3730
2790
较破碎
后
1-3
1510~2980
1950
破碎
前
1900~3830
2760
较破碎
后
2-3
1550~4170
2540
较破碎
前
2510~4610
3710
完整性差
后
WT4
1-2
2810~4910
4020
完整性差
前
3320~4980
4190
后
1-3
2350~4630
3720
完整性差
前
2840~4600
3900
后
2-3
3500~4980
4560
完整性差
前
3200~4830
4360
后
WT5
1-2
1720~5290
3850
完整性差
前
2190~5350
4260
后
1-3
1710~5080
3430
完整性差
前
2030~4820
3510
后
2-3
2000~5100
4010
完整性差
前
2810~4890
4060
后
WT25
1-2
0.4
1640~2630
2020
破碎
前
1670~3500
2480
较破碎
后
附表二:
3至10坝段灌浆前钻孔声波测试成果表
坝段
编号
钻孔
编号
跨孔
方向
钻孔深度
(米)
纵波速度
变化范围
(米/秒)
纵波平
均速度
(米/秒)
KV
岩体完整
程度评价
3坝段
WT6
1-2
2230~3930
3140
较破碎
WT7
1-2
2700~4040
3350
较破碎
WT8
1-2
2630~3520
3070
较破碎
WT9
1-2
2900~4510
3890
完整性差
WT10
1-2
3310~4470
3830
完整性差
4坝段
WT11
1-2
3520~4820
4360
完整性差
WT12
1-2
3020~4620
3980
完整性差
5坝段
WT13
1-2
3210~4610
4010
完整性差
6坝段
WT14
1-2
3040~4180
3830
完整性差
WT15
1-2
3350~4960
4390
完整性差
WT16
1-2
3810~5140
4620
较完整
WT17
1-2
3200~4760
4260
完整性差
7坝段
WT18
1-2
2730~3870
3660
完整性差
WT19
1-2
3120~4890
4340
完整性差
WT20
1-2
3410~4150
3940
完整性差
8坝段
WT21
1-2
1630~5110
4350
完整性差
1-3
2310~4830
4130
2-3
3730~5660
5120
较完整
WT22
1-2
2240~4840
4040
完整性差
WT23
1-2
2550~4390
3880
完整性差
1-3
2760~4620
4090
2-3
3940~5530
4910
较完整
WT24
1-2
2420~4150
3790
完整性差
1-3
2040~5240
4420
2-3
3180~4880
4230
10
坝段
WT25
1-2
1640~2630
2020
破碎
1-3
1580~3150
2490
较破碎
2-3
1690~3570
2580
注:
9和11坝段受施工情况等因素影响,未做测试。
附表三:
10和11坝段灌浆后钻孔声波测试成果表
坝段
编号
钻孔
编号
跨孔
方向
钻孔深度
(米)
纵波速度
变化范围
(米/秒)
纵波平
均速度
(米/秒)
KV
岩体完整
程度评价
10
坝段
WT25
1-2
0.4~7.2
1670~3260
2480
6
较破碎
WT26
1-2
1800~2430
2130
破碎
1-3
2340~2980
2630
较破碎
11
坝段
WT27
1-2
2530~4980
3580
较破碎
1-3
2550~5160
3920
完整性差
2-3
1520~4020
2580
较破碎
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