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坝基岩体的质量,关系到坝基的稳定、后续处理及承载力等众多方面,是坝基开挖至大坝浇筑完成整个阶段的重要关注对象,各个工程又因不同的地质条件、开挖工序等因素,形成千差万别的坝基岩体特性。相比于传统方法,物探检测能够提供实际检测数据,利用检测数据评价岩体质量,具有更加科学和更能反应真实情况等特点。在实际工程建设中,岩体质量评价也多是以物探检测数据为重要的依据。利用物探检测手段能够给工程地质工作提供可靠数据,很大程度上降低在岩体质量评价中主观观察的误差,具有十分重要的现实意义。本文以大岗山水电站坝基为研究对象,通过大量的开挖阶段物探检测数据,并结合的现场调查和分析,准确地把握坝基岩体质量及其影响因素。取得如下几点认识: (1)爆破开挖对岩体的损伤程度是不同的,分为爆破破坏和非爆破破坏等,爆破开挖应该根据现场地质情况等动态调整,将对岩体的损伤程度降到能接受的范围内,爆破前后波速衰减率应控制在10%以内。通过爆破前后波速衰减率判断岩体爆破损伤,并通过衰减率和波速综合分析爆破松弛深度,对爆破开挖控制和参数调整起到关键的监控作用。通过这样一个循环发展过程,大岗山水电站除左右岸坝基顶部因首先开挖等因素,爆破控制不理想外,其他部位爆破控制较理想,后续波速衰减超标的主要原因为爆前爆后时间间隔较长、临近部位爆破影响等。经过爆破松弛声波检测,大岗山水电站坝基的爆破松弛深度普遍在1.5m以内,超过2.0m的较少。 (2)坝基岩体的质量除受爆破开挖的影响外,软弱结构面对它的影响程度更深。通过坝基岩体质量的声波检测,确定岩体表层低波速带的深度和范围,并绘制表层低波速带分布图与地质叠加图,确定表层低波速带的深度和范围受坝基内揭示的断层、辉绿岩脉等影响较大,受地质条件的控制。掌握表层低波速带的分布特征,能够为坝基岩体质量有一个更加深入的认识。通过上述一系列的坝基岩体质量声波检测分析研究,大岗山水电站坝基孔口低波速段的平均深度约为3.0m,最深为14.6m,孔口低波速段深度主要受断层、辉绿岩脉及风化卸荷岩体的控制。孔口低波速段岩体的波速普遍在3000m/s以下。 (3)针对坝基岩体的质量评价,其中一项重要的指标就是岩体波速的合格标准,每个电站在坝基岩体质量评价和验收中都作出了自己的合格标准,大岗山水电站也不例外。为了适应大岗山水电站坝基岩体的特点,根据坝基岩体质量分类和大量的声波测试成果,制定了各类岩体的波速合格标准。以这一标准为判断依据,扣除孔口低波速段,孔口低波速段以下岩体的Ⅱ类、Ⅲ1类、Ⅲ2类花岗岩均一性较好,能够达到标准要求,Ⅲ1类、Ⅲ2类辉绿岩由于均一性较差,普遍较难达到标准要求。对于未能达标的辉绿岩及Ⅳ类、Ⅴ1类花岗岩体等,后期可以通过固结灌浆、置换等方式进行软弱地基的加固处理。 (4)岩体的变形模量是坝基承载力的重要指标,本次所要研究的为钻孔变形模量。经过坝基岩体钻孔变形模量检测,整个坝基Ⅱ类花岗岩的钻孔变模平均值约为8.4GPa,Ⅲ1类花岗岩的钻孔变模平均值约为5.5GPa,Ⅲ2类花岗岩的钻孔变模平均值约为3.4GPa,Ⅲ1类辉绿岩的钻孔变模平均值约为3.8GPa,Ⅲ2类辉绿岩的钻孔变模平均值为2.7Gpa,随着岩体类别的降级岩体的变形模量也降低。大岗山水电站坝基岩体钻孔变形模量的测试采用的是加拿大ROCTEST公司生产的ACCULOG-iX的钻孔压力膨胀计,这套仪器的膨胀模体为橡胶材质,橡胶材质模体使测试值更准确,但也要求岩体具有一定的强度才能完成测试工作,对于较软弱的辉绿岩和质量较差的岩体,较难取得有效测试数据。因此Ⅳ类、Ⅴ1类岩体钻孔变模的统计样本较少,规律性不强。 (5)根据岩体质量的岩类划分情况,按岩类对变模孔的钻孔变形模量进行综合统计,在变模综合统计时,岩类划分完全按岩体质量声波速度统计的岩类划分进行,将部分受开挖影响的孔段及部分低波速段或点剔除,这些变模孔同时也进行了声波速度的统计,这样就形成了钻孔变模与波速相互对应的数据对。经对坝基岩体的钻孔变模E0与单孔声波纵波速度VP的数据对整理,舍去孤点或离散性大的数据点,根据坝基整理后的数据对作出散点图并绘制出回归曲线,即E0-VP关系曲线(图5-1)。根据得到的E0-VP关系曲线,可以判断不同波速下的变形模量值。这一关系曲线在大岗山水电站岩体中具有较好的适应性,可以判断不同波速下的岩体变形模量值,其他工程也可借鉴使用。