物探成果在黄河龙口水利枢纽固结灌浆优化设计中的应用.docx

2010年第29卷第4期·DWRHE水利水电工程设计·37·

物探成果在黄河龙口水利枢纽固结灌浆优化设计中的应用

魏树满余伦创刘拥刘栋臣

摘要在黄河龙口水利枢纽，物探测试成果不仅为基础开挖验收提供了定量数据，而且还为基础固结灌浆优化设计提供了依据。设计人员应用物探测试成果对左侧拦河坝及电站厂房基础固结灌浆进行了优化设计。

关键词地震波声波固结灌浆优化设计龙口水利枢纽

中图分类号TV543文献标识码B文章编号1007-6980(2010)04-0037-03

黄河龙口水利枢纽位于山西省河曲县与内蒙古自治区准格尔旗交界处，黄河北干流托克托—龙口段的末端。为混凝土重力坝，最大坝高51m,坝顶全长408m,坝顶高程900m,正常蓄水位898m,总库容1.96×10?m3;采用河床式电站，最大装机容量420MW,选用4台单机容量100MW轴流转浆式和1台容量为20MW的混流式水轮发电机组。本工程为大(Ⅱ)型工程，大坝、厂房、泄水建筑物为2级建筑物，其它为3级建筑物。

为提高基础岩体强度，改善岩体的完整性、均

一性，在2级建筑物基础布置了大量的固结灌浆工作。固结灌浆一般分Ⅱ序次进行，主要采用排间分序加密工艺，间、排距厂房段为5m×5m,其它采用3m×3m,个别部位视具体情况略有调整；均采取梅花形布置。对于孔深为5,7,10m的上部3m,灌浆压力I、Ⅱ序孔分别采用0.2MPa和0.4MPa;对于孔深为10m的下部7m,灌浆压力I、Ⅱ孔分别采用0.4MPa和0.5MPa。固结灌浆地层主要为上马家沟组第二段(O?m?2)地层，即O?m?2-1中厚、厚层灰岩、豹皮灰岩，O?m?2-2薄层灰岩，O?m?2-3中厚层、厚层灰岩、豹皮灰岩。

测线间距一般为6～12m。按t。法中的θ(x)曲线求解每一排列的地震纵波速度值，据此绘制基础岩体地震纵波速度波速等值线(图1为7C～8C坝块地震纵波速度等值线图),基础岩体地震纵波速度规律见图2。地震波速作为坝基岩体质量验收的惟一定量数据在基础单元验收中得到了广泛应用。

坝0+坝0+170.00坝0+203.00圳0

坝0+

坝0+170.00

坝0+203.00

圳0-200.0

坝0+203.20

下0+073.740+073.

7C坝块

83500

500

下04047.40下0+04710

下0+071.69

8C坝块

87

图17C~8C坝块地震纵波等值线图

频率/%

频率/%

波速区间/(m·s-)

1物探成果简述

为评价坝基岩体质量和建基面开挖后岩体卸荷

以及爆破的影响程度等，进而为基础岩体验收提供定量依据，开展了基础岩体表面地震波测试、钻孔声波测井、孔内电视录像等物探工作。

1.1地震波测试

基础浅部岩体地震波采用小相遇观测系统，检

波器间距1m,测段长一般为4～13m。每一坝块均按网格状布置平行和垂直坝轴线的地震波测线，

图2基础岩体地震纵波速度分布直方图

1.2钻孔声波测试

钻孔声波测试采用点测方式进行，测点距0.1～0.2m。其目的主要为确定基础岩体开挖后其卸荷及爆破影响深度、评价固结灌浆效果。

钻孔声波测试vp-h(图3)多具有两层速度：①表层声波波速为1540～6850m/s,平均波速为3760m/s,深度为0.4～2.2m,平均深度为1.2m,其中1#～10#坝段平均深度为1.1m、11#～19#坝段平均深

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度为1.4m。②下部岩体受软弱夹层及局部岩体完整性较差的影响，导致岩体弹性参数差异较大，实测声波波速为2450~6950m/s,平均波速为6020m/s。表层低波速O?m2-1岩体声波平均波速比其下部原岩状态的声波平均波速降低约38%,说明岩体卸荷回弹及爆破对岩体弹性参数影响较大。

图318#～19#坝段钻孔声波测试综合统计成果图

右侧拦河坝及消力池(A标)固结灌浆声波检测结果(图4)表明：在孔深1.6m以上灌浆前平均波速为5150m/s,完整性系数平均值为0.55,按完整性系数划分，总体上应属完整性差岩体，灌浆后平均波速为5460m/s,完整性系数平均值为0.62,按完整性系数划分，总体上应属较完整岩体，灌后