钻孔声波及全景图像在灌浆质量检测中的应用 .pdf

龙源期刊网

钻孔声波及全景图像在灌浆质量检测中的应

用

作者：余凯

来源：《价值工程》2018年第26期

摘要：本文以灌浆质量检测为实例，介绍了声波成像和钻孔全景成像原理，然后以某水电

站灌浆为例子，通过单孔声波测试结果，分析了破碎带的大小范围，并通过钻孔全景成像验证

了分析是否正确，确定了灌浆质量的高低，为灌浆质量检测提供了依据。

Abstract：Basedonthedetectionofgroutingqualityasanexample，thispaperintroducesthe

principleofacousticimagingandboreholepanoramicimaging，andgroutingofthehydropower

stationasexample，throughthesingle-holesonictestresults，analyzesthescopeofthesizeofthe

fracturezone，andisverifiedbyboreholepanoramicimaginganalysisiscorrect，thequalityof

groutingisdetermined，Providethebasisforthedetectionofgroutingquality.

关键词：单孔声波；钻孔全景图像；灌浆

Keywords：single-holesonic；boreholepanoramicimaging；grouting

中图分类号：P631.8文献标识码：A文章编号：1006-4311（2018）26-0150-02

0引言

灌浆质量通常是对比灌浆前后声波速度高低及变化值来进行评价。通过灌浆前后声波和钻

孔全景图像的结合分析，由声波低速带范围能大致估算破碎带的分布范围，通过全款全景图像

能反过来验证低速带范围的推测是否正确，并能检验灌浆后破碎带是否减小，为灌浆效果提供

依据。

1检测方法与技术

1.1单孔声波测试

声波速度是反映岩体物理力学性质的重要指标，它与控制岩体质量的一系列地质要素有着

密切关系，不仅取决于岩石本身的强度，而且当声波穿透裂隙岩体时，往往会产生不同的断面

效应，导致波速降低。这种散射现象与岩体结构的发育程度、组合形态、裂隙宽度及充填物质

有关。利用声波资料可以划分岩体质量级别，圈定软弱岩带的空间分布形态。钻孔声波测试就

是利用岩层声速的差异，以水作为耦合剂将声波由探头的发射器传向地层，又由地层传到接收

器，若没有水或其它井液，声波测井将无法进行；当钻孔中有套管时，由于金属套管的高速屏

龙源期刊网

蔽而失去了探测地层的作用。测量点距为0.2m，自下而上逐点测量。单孔测试探头采用一发

双收装置，发射与接收换能器均在同一孔中，在无套管并有水耦合的前提下进行测试。

单孔声波探测技术的基本原理是利用其发射频率很高的声波和超声波，声波通过洞中水向

四周传播，声波在孔壁的岩体中产生的折射波以岩体波速沿着孔壁滑行，仪器中的两个接收器

换能器先后接受到沿着孔壁滑行的折射波。然后利用以下的公式能算出岩体中的波速：

VP=L/Δt

式中：VP为岩体的纵波速（m/s）；L为两接收器换能器S1和S2的间距（m）；Δt为S1

和S2间纵波的时差（s）。

目前在工程中单孔声波测井两接收器换能器的接收间距一般是0.2m。在实际测量中，在

测井的孔径变化不大的情况下，测得的声波速度VP基本反映了在该段0.2m的岩体内的平均

速度。

1.2钻孔全景图像

钻孔全景图像是一种通过电视信号成图直接获取地下信息的一种检测方法，能取得精确和

丰富的岩体资料，具有直观性、精确性等优点。它可以对深部岩体进行评价，基本比通过钻孔

龙源期刊网

取芯得到的岩体的质量要好；能够划分地层结构；确定软弱泥化夹层；检查断层、裂隙、破碎

带；观察地下水活动状况位置等提供直观的资料，同时通过获得精确和直观的钻孔全景图像信

息，与地质资料