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水利水电工程物探规程范文1
【关键词】藏木电站 固结灌浆 试验
中图分类号：TU271.1 文献标识码：A 文章编号：
概述
工程概况
藏木水电站是雅鲁藏布江干流中游桑日至加查峡谷段规划5 级电站的第4 级，上游衔接街需电站，下游为加查电站。工程位于自治区山南地区加查县境内，坝址距山南到林芝的省道（S306）约7km，距加查县城约17km。加查县城距山南地区行署泽当镇约140km，距拉萨约325km，对外交通较方便。
本工程为二等大(2)型工程，开发任务为发电，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。坝址控制集水面积157668km2，占我国境内全流域面积240480km2 的65.6%，坝址处多年平均流量1010m3/s。正常蓄水位3310.00m，相应库容0.866 亿m3，调节库容0.13 亿m3，校核洪水位3310.61m，死水位3305.00m，电站具有日调节能力，坝后式厂房内安装6 台85MW 发电机组，总装机容量510MW，设计引用流量1071.3m3/s，额定水头53.5m，多年平均年发电量25.008 亿kW.h。
工程地质
厂房及安装间自然边坡高陡，地形完整，无沟谷切割。3240～3270m自然坡度为25～35°，分布覆盖层块碎石土层，厚一般5m～10m，结构松散，架空明显，稳定条件较差；高程3270m以上自然坡度50～60°，大多基岩。边坡岩体坚硬较完整，宏观上呈块状、次块状结构为主，部分镶嵌碎裂结构，岩体质量较好，自然边坡整体稳定。3320m高程以上分布小规模的拉裂及危岩体。
工程项目
本工程钻孔与灌浆施工包括厂房（安装间）的基础固结灌浆、勘探孔、观测孔等工作项目，同时包括建设单位和监理工程师指示的其他钻孔灌浆作业及相关的配合工作。
试验区的选择与布置
藏木电站厂房基础固结灌浆试验区选在2号机上游块，部位坐标为厂(横)0+09.50～厂(横)0+031.59，厂(纵)0-011.50～厂(纵)0+000.00。
固结灌浆试验区布设四排固结灌浆孔，孔排距3m×3m，共布置28个固结孔，并分两序施工。固结灌浆总段长182.0米。
施工依据
（1）《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001；
（2）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
（3）《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999；
（4）《混凝土拌和用水标准》JGJ63-1989；
（5）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL25-1992；
（6）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；
（7）《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；
（9）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999；
（10）本工程招投标合同文件、设计文件、业主和监理工程师指示等
完成工作量
试验区完成工程量见表3-1。
完成工程量表
施工程序及施工工艺
施工程序
总体施工程序：抬动变形观测孔钻孔、测试仪安装物探测试孔钻孔、灌前测试、临时封孔保护第Ⅰ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔第Ⅱ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔检查孔钻孔、压水试验、灌浆、封孔物探测试孔灌后扫孔、测试、封孔抬动变形观测孔封孔。
施工工艺
钻孔
钻孔布置：所有灌浆孔都严格按照设计图纸放样，钻孔均统一编号。
造孔：抬动孔、声波测试孔及固结检查孔采用地质钻机成孔，灌浆孔采用风动钻机成孔，钻孔分两序施工。
抬动安装及观测
灌浆前先进行抬动观测孔施工,并在灌浆作业前完成安装工作。
钻孔冲洗
固结灌浆前进行孔壁冲洗和裂隙冲洗。孔壁冲洗采用大流量冲洗方法至回水澄清10 min后结束；裂隙冲洗采用脉冲冲洗方法，直至回水澄清延续10min后结束，且总冲洗时间不少于30min。冲洗压力为灌浆压力的80%。
压水试验
固结灌浆压水试验在钻孔冲洗后进行，采用简易压水，压水压力为灌浆压力的80%,检查孔压水采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%。
灌浆方法
灌浆泵采用3SNS型灌浆泵，灌浆过程采用自动记录仪进行记录，能自动检测压力、流量及浆液比重。灌浆采用循环式水压灌浆塞阻塞。
① 固结灌浆分两次序施工。即先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。
② 灌浆水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级。
③固结灌浆压力标准：Ⅰ序孔灌浆压力为0.3MPa，Ⅱ序孔灌浆压力0.4MPa。
④ 固结灌浆结束标准为：在规定压力下，灌浆段的吸浆量小于1.0L/min时，再继续灌30min后结束。
⑤固结灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时或当吸浆量不变，压力均匀升高时，不改变水灰比；当某一级水灰比浆液的灌入量已达300L以上时，而灌浆压力和吸浆量均无改变或改变不显著时，改浓一级灌注；当吸浆量大于30L/min时，根据具体情况适当越级变浆。
⑥封孔：
固结孔灌浆结束后即可进行封孔，封孔采用“浆液置换封孔法” ，封孔浆液水灰比采用0.5:1的浓浆，待凝24小时后清除孔内污水、浮浆，使用水泥砂浆封填密实。
成果分析
透水率分析
透水率分析见表5-1。
透水率分序对照表
从上表可以看出，Ⅰ序孔最大透水率为无穷大，最小透水率为0Lu，平均透水率为47.1Lu；Ⅱ序孔最大透水率为49.61Lu，最小透水率为0Lu，平均透水率为7.65Lu。Ⅱ序孔透水率较Ⅰ序孔透水率递减83.8%，符合灌浆规律，Ⅱ序孔除J2-4-Ⅱ-7特殊孔透水率大以外，其余孔段透水率都比较小，剔除该孔Ⅱ序孔平均透水率为4.42 Lu。
单位注入量与孔序之间的分析
单位注入量与孔序之间的分析见表5-2。
单位注入量对照表
从表5-2可以看出CⅠ＞CⅡ，递减率为95.6%，符合灌浆规律。
单位注入量分析
单位注入量分区统计对照表
Ⅰ序孔灌浆施工共计25段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有13段，占总段数的52%；单位注入量10～50Kg/m的孔段有4段，占总段数的16%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有2段，占总段数的8%；单位注入量100～1000Kg/m的孔段有5段，占总段数的20%；Ⅱ序孔灌浆施工共计21段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有18段，占总段数的86%，单位注入量10～50Kg/m的孔段有2段，占总段数的10%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有1段，占总段数的4%。
从以上区间分布和单位注入量区间段可以看出，Ⅰ序孔的灌浆施工充填了较大裂隙，灌浆效果显著, Ⅱ序孔吸浆量较小，可灌性较差。
检查孔透水率分析
（1）根据灌浆资料分析，在固结灌浆试验区共布置了2个质量检查孔，压水采用单点法，压水压力0.32MPa。具体情况见表5-4。
由上表可以看出所有检查孔的透水率均小于3Lu，符合设计要求。
灌浆评价
（1）本固结灌浆试验施工材料、机械、人员配置均满足施工要求。
（2）本固结灌浆试验施工过程控制严密、施工工艺及灌浆参数合理，灌浆效果显著。
（3）固结灌浆试验所采用施工参数满足工程设计要求。
（4）固结灌浆试验区自评结果为优良。
建议
水利水电工程物探规程范文2
关键词：计量认证 物探 仪器 自检方法
1 前言
中华人民共和国计量法规定，一切为社会提供公证数据的产品质量检验机构（单位），必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。这就要求从事产品质量检验的机构（单位）必须进行计量认证，并取得计量认证合格证后，方能开展产品质量的检验工作。而计量认证的主要内容是：①计量检定、测试仪器设备的性能；②计量器具的工作环境；③考核检测人员的素质；④保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度。由此可见，由于在产品质量检测中所使用的计量器具品种繁多，只有对这些计量器具进行检定、校验或检验且合格后，才能保证所用计量器具的量值准确可靠、性能完好，从而保证了检验结果的正确，即可实现全国范围内的检验结果具有统一可比性。这说明产品质量检测是一项以数据说话，数据面前人人平等的公证性工作，培养和造就高素质上水平的检测队伍，选择切实可行的检测手段，使用先进可靠的检测设备，制订完善的质量保证体系，是保证检测工作质量的重要方面。而仪器设备满足检测技术要求、检测数据准确可靠，又是全部检测工作质量的基础保证。对于计量器具的检定可分为强制检定和自行定期检定，而物探仪器多属于专用计量器具一类，所以一般以自检为主，为此就要首先选择并制订“物探仪器自检方法及操作规程”以满足物探仪器定期自检的要求。本文就是基于此点，与计量检定同行共同探讨仪器自检方法的选择问题，鉴于水平所限，不妥之处敬请指正。
2 自检方法
物探仪器设备的计量检定一般无现成校验规程可循，此时应按照计量认证考核合格的自编校验方法或者应用对比的方法进行校准。而自编的校验方法是对计量器具受检项目进行检验时，所规定的具体操作方法和步骤，它应具备明确、科学、具体、简便、实用、可操作的一般原则，且所用公式及其使用常数和系数都必须有可靠的依据或来源。
2.1 弹性波类仪器自检方法
该类仪器可选用空气纵波速度标准值与实测空气纵波速度值对比的方法进行自行定期检验。具体操作如下：
⑴ 将拾震器及波源发生器按一定的间距一字排开并置于空气中，通过观测仪器记录空气中拾震器所接收的由波源发生器产生的震动波。
⑵ 以拾震器到波源发生器之间的一系列间距为横坐标，空气中纵波传播旅行时为纵坐标绘制“时——距”曲线，并按最小二乘法求出实测空气中的纵波传播速度（Vc）。
⑶ 计算空气纵波速度标准值Vo，见（1）式。
式中TO为校验时大气温度（℃）
⑷ 按（2）式计算空气纵波速度标准值Vo和空气纵波速度测量值Vc之间的相对误差δ。
⑸ 判定标准：δ≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准钢棒、纯水的纵波速度作为对比标准进行自检，但这些方法均较空气纵波速度的自检方法相对烦琐或困难。
2.2 直流电法类仪器自检方法
该类仪器自行定期检验可按《水利水电工程物探规程》中有关规定，首先对该仪器在同一测点、同一电位差两次观测数据的相对误差进行检验，同时满足①1～3mV测程：相对误差小于3%；②大于4mV测程：相对误差小于1.5%，即为合格，此后再按下列方法进行自检。具体如下：
⑴ 按表1准备纯水并兑制其中一种盐类溶液（不同矿化度）。
表1
常见盐类溶液的电阻率表
矿化度（g/l）
水溶液的电阻率（Ω·m）
NaCl
KCl
MgCl
CaCl
纯水
25×104
25×104
25×104
25×104
0.010
511
578
438
483
0.100
55.2
58.7
45.6
50.3
1.000
5.83
6.14
5.06
5.56
10.00
0.657
0.678
0.614
0.660
100.0
0.0809
0.0776
0.0936
0.0930
⑵ 实测纯水和已兑制不同矿化度水溶液（如NaCl溶液）电阻率值。实际应用表1时，由于矿化度较高时（如矿化度≥10g/l），水溶液的电阻率较小，难以测试，且误差较大。所以一般取水溶液的矿化度范围为0～1.0g/l即可满足自检要求。
⑶ 计算水溶液单一矿化度时表1中标准电阻率与实测电阻率之间的相对误差，见（3）式。
式中：ρo为标准值；ρc为实测值。
⑷ 按（4）式计算n个矿化度水溶液的观测均方误差M。
⑸ 判定标准：M≤±3.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器设备还可以用标准电阻等作为对比标准进行校验，但标准电阻也要进行定期强制检验，故一般不予采用。需要说明的是此类仪器的自行校验还是比较烦琐的，实测时也较困难，不知同行有无简便明了的自校方法，可以探讨和共享。我注意到有的公司采用一台仪器在同一测点的二次测量结果进行对比校验是不科学的，因为如果该台仪器存在系统误差时，一般不易通过自检查出该仪器存在的问题，应引起注意。
2.2 地质雷达仪器自检方法
该类仪器可选用空气电磁波速度标准值与实测空气电磁波速度值对比自行定期检验的方法来实施。具体如下：
⑴ 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，在适当位置竖立放置一定面积的金属板（如铁板、钢板等）。
⑵ 在金属板面中垂线方向的一定距离处设置地质雷达发射天线和接收天线。
⑶ 观测并记录电磁波通过空气遇金属板后反射的雷达波形图。
⑷ 由原始记录的雷达波形图，读取金属板反射的双程历时t，进而计算空气电磁波传播速度Cc，见（5）式。
式中d为天线至金属板之间的距离。
⑸ 根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按（6）式计算空气电磁波速度标准值Co和空气电磁波速度测量值Cc之间的相对误差值β。
⑹ 判定标准：β≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准延时光纤等时基延迟作为对比标准进行自检，但其延时光纤的标准传输数据及其长度应经过严格的定期强检，才能使用，采用时应予注意。
3 结束语
以上简要介绍了水工物探常用仪器设备的校验方法，其它物探技术方法所用仪器设备应根据实际情况选择合理的自校方法进行自检。同时在实际应用中应考虑自校方法的可行性、简便性、科学性，易于接受也易于实施，有利于仪器设备的计量检定，保证测试数据的公正性和准确性。同时，充分认识“以质量为中心，以标准、计量为基础”的内在关系和涵义。质量是目的，计量是基础，是保证和提高检测质量的重要手段。随着我国加入世界贸易组织，勘察设计市场的逐步开放，市场经济的进一步发展和完善，社会质量意识的日益提高，市场经济对质量的要求和规范化程度也越来越高，质检机构面临着新的发展机遇和更大的挑战，只有在实践中不断总结经验，不断改进管理办法，才能促进和保障质检机构健康良性发展。
4 参考文献
⑴ 西安地质学院等编. 水文地质物探方法[M]. 北京：地质出版社，1981，6~12.
⑵ 吕列民. 检测仪器设备的质量管理与保证[J]. 水利水电技术，2001，10，40~41.
水利水电工程物探规程范文3
关键词：工程勘察新技术工程建设
工程勘察是调查研究拟建工程场地的地形、地质环境特征及其与工程建设相关关系的综合应用的活动。它为工程建筑物的规划、设计、施工和使用提供地质资料和依据,是设计的基础环节。工程勘察技术包括工程地质勘察、工程物探检测、工程勘探、工程测绘、水文勘测及试验与监测技术等。随着国家“西部大开发”及“西电东送”战略的实施,工程勘察工作面临前所未有的大好形势,对工程勘察工作的要求也不断提高。各专业由于技术装备逐步改善,注重引进、开发和推广应用新技术和新工艺,并不断开拓市场,除了常规的水电河流规划、前期工程勘察及施工地质工作以外,还不断向市政工程、公路工程、工业与民用建筑、水利工程、新能源工程及国外工程拓展,技术手段也趋于多样化,勘察技术水平得到了较大提高。
1.勘察专业新技术在实践中的具体应用：
随着建设项目规模的增大,面对的工程地质问题越来越复杂且极具挑战性。经过不断探索、实践和提高,我们在诸多领域具备了很强的技术实力,如:工程岩质高边坡的工程地质勘察研究、高坝大库场地的工程地质勘察研究、大型地下洞室群的工程地质勘察研究、喀斯特地区水文地质勘察研究、高地震烈度地区高坝大库水库诱发地震监测预警系统研究等领域。地质分析的手段和方法也得到不断发展。
1.1.我国工程地质研究部门引进和开发实用软件。引进边坡稳定计算程序用于滑坡、塌岸稳定分析,提高勘察成果的定量化判识水平;引进开发了勘探图件、地质剖面制作程序及三维成像技术,开发并进一步完善“工程地质软件包程序”,较好地解决了钻孔成图中的很多难题,也为地质平面及剖面图的绘制起到了较好的辅助设计作用,取得了较好的效果。
1.2.结合工程实践研究和开发新技术。我国工程地质研究部门开发边坡斜面摄影成像技术用于工程实践,提高了地质编录工作效率,获得了大量的工程地质数字信息;开发水电站枢纽区工程地质三维可视化建模与分析研究系统,已应用于生产之中。
1.3.积极引进并应用新的地质勘察和分析手段。在水电站勘察过程中,根据地质分析的需要,在右岸构造软弱岩带勘察中,使用了地震波CT测试技术;采用模型洞原位变形观测分析地下洞室稳定性;在右岸构造软弱岩带稳定性分析、左岸地下洞室围岩稳定性分析及溢洪道边坡稳定性分析均采用了目前比较先进的三维弹塑性有限法分析和三维流形元分析方法,为稳定性评价和工程施工设计提供了可靠的基础资料和参考依据。
1.4.其他新方法新技术的引进和应用。地下洞室围岩分类、坝基岩体质量分类、边坡岩体质量分类、边坡稳定分析、岩体弹塑性理论、地质力学模型、岩(土)体物理力学性试验方法的发展应用;电脑与工程地质软件包的开发应用;勘测手段及钻进取芯技术的提高、物探各种测试手段的广泛应用强有力地促进了工程地质勘察中获取工程地质资料周期的缩短和工程地质条件快速分析评价;充分利用网络技术,进一步提高了地质专业劳动生产率。
近几年,我国从生产需要出发,新技术新工艺得到很好地推广应用：选取适合各类地层(的金刚石钻头,提高钻进效率,降低生产成本;继续完善大坝灌浆变形观测和抬动观测技术,确保坝体安全和工程质量满足要求;在河床冲积层勘探中,采用了SM胶取芯技术,保证了试验样品的原始状态,为冲积层特性研究提供了真实可靠的材料。.5水文勘测开发的电波流速仪,在电站简易测流中投入使用,达到了预期的效果。近年,又开发出水情自动测报系统,现已逐步应用于大型水电站的测报中;为改善以往在水情测报中一直采用的点测量及测流时间过长等问题,水文勘测技术人员正着手对声学“多普勒剖面流速仪(简称ADCD)”技术进行论证和调研,并逐步将此技术运用在对西部山区性河流的水情预报中,计划通过不断实践和探索,最终实现水情的“瞬时”测量预报。
1.6工程物探在水电站开展了大范围的河床冲积层地震波探测;应用声波垂直反射波法、声波CT法及红外线热成像三种相结合的方法,准确地探测到了坝体面板脱空等工程质量问题;在多项水利工程和多个水电站勘察中,应用高密度电法勘探方法,解决了水库漏水问题和断层构造发育范围及深厚覆盖层地质问题,且成效显著。研究并应用“隧洞施工监控量测一体化”,“坝基岩体质量测试的空间分析”,“数字式全景钻孔摄像系统”,“堆积体的综合物理探测技术”,“大坝面板脱空综合物理探测技术”,“小波变换在水电工程地球物理中的应用”等新方法新技术,拓展了物探的应用领域,提高了物探的探测精度。
2.勘察专题研究成果应用
2.1大型水库库岸稳定工程地质勘察成果应用20世纪80年代以来,采用了航空遥感技术与实地验证相结合的方法,相继对一批大型水电站进行了库岸稳定性研究,为快速、高质量地评价库岸稳定性及其他水库工程地质问题发挥了良好的作用。形成了一套较完整的勘察、研究、评价、预测水库区天然状况和蓄水运行条件下库岸稳定性问题的思路和工作方法,包括岸坡类型划分及其变形破坏机制、库岸再造及滑坡稳定性分析评价及预测、岸坡失稳及水库诱发地震灾害调查与分析预测、移民安置选点与处理措施建议等。该项目成果在后来开工建设的大、中型水电工程水库库岸稳定性地质调查中得到广泛应用,提高了水库库岸稳定与移(居)民点调查地质工作效率及成果质量。
2.2大坝面板脱空无损探测研究与应用“大坝面板脱空无损探测研究与应用”是通过试验比较论证提出了采用3种物探方法(声波垂直反射法、远红外热成像法、地质雷达法)进行综合评价的方法。为消除大坝病害,采取相应的处理措施,提高大坝的安全性提供了重要的依据。与传统的单一物探方法相比,本项研究成果具有多种方法互为验证、利用了不同的物性差异特征﹑探测成果准确可靠的优点。大坝面板脱空的处理质量,节约了处理成本,而且具有广阔的推广应用前景,具有较高的经济效益和社会效益。
2.3采用EH4进行深厚堆积体厚度探测应用该方法测量深度大,野外劳动强度小,生产效率高,现场测量直接成像,能十分清楚地辨别地下二度体的异常。该项新技术即EH4电导率成像探测非常实用。而该方法不受这些因素影响,较准确地探测出了堆积体厚度。研究成果及时运用于工程中,减少了工程量,节约了工程投资,节省了时间,经济效益显著。
2.4软弱岩带的工程地质特性研究成果应用：对坝址右岸构造软弱岩带的分布范围和工程地质特性进行了大量有针对性的勘探以及室内和现场试验工作,并完成了现场高压固结灌浆试验和现场渗透变形试验,针对软弱岩带的工程特性、成因进行了系统的分析论证,对工程适宜性进行了分析评价,并提出了切实可行的基础处理措施。该专题成果为可行性研究的经济技术分析论证提供了坚实的基础,对国内外同类工程的地质勘察和设计工作具有很好的参考价值.5“深挖高边坡快速地质编录成图技术”在高陡边坡地质资料收集应用中取得了较好的效果。引进该项技术用于水电站具有针对性强、收效高、安全快速等良好作用。该技术运用摄影测量的原理,通过计算机软件技术,完成高陡边坡影像的正射、线画图的生成,从而完成了地质编录工作。其技术特点:①在地质编录生产中高效、实时;②减少现场工作量,提高工作效率;③利用无站标测量技术和手段可完成传统方法无法完成的任务;④高边坡计算机快速编录成图还可以不断地积累边坡数字化的编录数据,为以后建立工程地质数据库提供良好的数据源。该技术在小湾主体工程边坡及坝基开挖中均有应用,可实现安全、高效、准确地进行地质编录,通过软件功能还可在图像上对地质现象进行较精确的定位,这是传统的地质编录所难以做到的。
3.今后工程勘察技术在实践中应用的总体思路
水利水电工程物探规程范文4
【关键词】水库工程；水利水电；勘测
中图分类号：TV22
文献标识码：A
文章编号：1006-0278（2015）05-036-01
一、引言
现行的水利水电工程地质勘察规程规范基本上是针对新建工程而编制的，倒是堤防工程地质勘察规程还对己建堤防工程的地质勘察工作有所界定。这也许与没有大张其鼓地实施除险加固工程有关。虽然某些典型病险工程从一开始运行就被珍断为“有病”，甚至数十年来一直就没有停止过除险加固，但却一直没有被治好过。
近几年来，病险水库工程的除险加固在建设程序上已经比较正规化、程序化，规模较大的工程一般要通过总院审查，但一次性审查过关的工程并不多，可见此类工程看似难度不大，却存在着一些理解上的差异。勘测设计单位的理解与审查单位的要求有一定出入，使得除险加固工程的前期工作出现了一些反复，走了弯路。我们在工程审查过程中体会到一些带有普遍性的问题，因此也有必要提出来与大家讨论。
就勘测单位而言，根据白己对所承担的除险加固工程的理解去做地质工作，无可非议；根据设计师的要求去做地质工作，似乎也说不出个所以然，地质是设计的辅助配合性专业，这一点我们还是有白知之明的；根据委托方的任务要求开展地质勘探工作，就不好说了；最具有说服力的是根据除险加固工程的安全鉴定报告的评价意见去做地质工作，名正言顺。对于审查人员来说，按什么标准和原则来把握？这恐怕就有些学问了。
顾名思义，病险工程首先有病后才有险，然后才引出除险加固。是否有病有险，工程安全鉴定报告最具有法律上的权威性（是否具有符合工程实际的权威性？本文回避）。因此笔者基本同意按照工程安全鉴定报告中的评价意见去考虑工程地质勘察工作，这是开展工程地质工作的基本依据和原则。这里存在的问题是某些安全鉴定报告中对某些问题的界定有些含糊，造成了理解误差。
对于早期地质资料与现行评价标准有出入的，有可能需要考虑一些复核性地质勘探，以便有利于对前人留下的地质资料加深分析与理解。
需要讨论的还有一个值得思考的问题：必须用勘探资料说话，或先有勘探后才有地质分析，在某些情况下这可能是地质工作的一个误区。笔者比较强调先有地质分析判断，再行勘探验证，或进一步通过勘探资料修正先期的分析认识。这相当于我们在开展一个新工程的地质工作时，要尽可能地收集和分析已有的工程区地质资料，再根据分析结果结合工程需要布置勘探工作。反过来，在没有任何分析认识的基础上一开始就布置地质勘探，就可能会走弯路。传统的以勘探工作量来衡量勘测设计深度的原则，不是工程地质工作的正确选择，也不能体现出极具创新潜力的工程地质工作的水平！
二、工程地质工作的原则
通过以上讨论，我们可以概括地归纳出除险加固工程地质勘察工作的一般性原则。
（一）工程地质勘察工作的依据和范围
除险加固工程地质勘察工作的依据是工程安全鉴定报告中与地质有关的评价意见，此报告中没有提及到的建筑物地基的地质问题，说明没有问题或不是问题，不必白作多情地去布置地质勘探工作，即不必而而俱到象勘测一个新建工程一样将所有枢纽区工程地质条件勘察论证一遍。
（二）工程地质勘察工作的基本原则
以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因，这是除险加固工程勘察工作的基本原则，其余没有出险的部位不必进行勘察，除非委托方另有要求。此原则就相当于医生而对一个腿关节疼痛的病人，用不着给人家做胸部CT和谓镜检查，除非病人要求作全而体检，否则就有“敲诈”之嫌！对于病险工程的全而体检，那是安全鉴定的任务，不是加固工程地质勘察的职责！这个原则一定要分清楚，否则费力不讨好。
某些工程还有大坝加高任务，是在原大坝上增加了新的荷载，坝基受力条件有所变化，这时必须进行坝基工程地质评价，作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论，这一点在实际工作中往往容易被忽略，因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。
（三）加强工程地质分析工作
工程地质勘察成果的优劣，主要体现在工程地质的分析水平。某些地质报告，只有地质条件的一般性描述，勘探资料的汇积堆砌，工程地质的肤浅评价，而没有地质师的认真分析、逻辑推理和基本判断，缺乏针对工程建筑物特性的工程地质评价，少有地质预测，甚至遗漏基本结论。
水利水电工程物探规程范文5
【关键词】水电站；高拱坝；基础处理；帷幕；垫座处理
一、高拱坝概述
拱坝是一种在平面上拱向上游，将荷载主要传递给两岸的曲线形坝；按照设计规范坝高高于70m的拱坝属于高拱坝。高拱坝在坝址河谷狭窄、地形地质条件基本对称，坝基坝肩岩体坚硬完整的情况下，适合修建高拱坝。其具有超载能力强，抗震能力好，坝身泄量大，配合地下厂房布臵方案施工和运行干扰小，坝体混凝土工程较省等特点，拱坝已成为超高坝具有竞争力的坝型。高坝和超高坝建设是水资源综合利用和水能资源开发的需要.为满足国民经济快速发展对水资源和电力供应的要求，高拱坝建设迎来了前所未有的契机。近十年来，我国混凝土高拱坝施工技术得以飞速发展，已成为大型水利枢纽的主要坝型之一，国内已建、在建超过100m的高拱坝。
二、水电站高拱坝基础易出现的病害
由于外界自然因素等各种作用力的制约，很容易是高拱坝的基础出现裂缝和渗漏等病害，这给整个水利工程带来了不利因素，阻碍了水利工程的正常运转。
（一）基础裂缝、断层
在水电站正常运转过程中，由于坝基础与流水的长期作用影响，通常会使得高拱坝的不同部分出现裂缝或者断层等情况。出现裂缝的原因主要有以下几项：
1、基础处理不当引起裂缝
良好的拱坝坝基应岩体完整均一、透水性小，并具有足够的抗变形和承载能力。事实上，很多拱坝的坝基均不同程度地受到地质构造和自然环境等的影响，往往很难完全满足上述要求。地基的破坏一般多发生在局部地质不良范围内，如软弱夹层、断层和裂隙发育带等。高拱坝对地基要求更为严格，必须深入细致地进行地质勘探，尽可能全面正确掌握基岩的力学特性，针对不同的地质缺陷采取有效的处理措施。
2、施工质量控制不严引起裂缝
混凝土裂缝的原因是多方面的，但施工质量控制不严是引起混凝土裂缝的重要原因之一。
（1）混凝土施工工艺不按规程、规范、设计要求进行施工，致使混凝土浇筑质量很差，是导致大坝裂缝的一个重要因素。虽然有些工程混凝土原材料本身品质不错，但在拌和、运输、平仓、振捣、养护和表面保护等环节，未能重视和严格控制，造成混凝土质量差、强度不均匀或暴露时间过长等，致使浇筑块在施工期就产生裂缝。
（2）混凝土施工工艺不合理引起混凝土裂缝。尽管混凝土工艺有了很大的提高，但是一些不合适的作法，如水泥砂浆的使用、流态混凝土的使用不当，没有或不合理的分缝分块，不设冷却管和粉煤灰掺量过大，都不可避免地导致大坝开裂。
3、温控措施不当引起裂缝
虽然拱坝相对于其他坝型体形较小，坝体混凝土的工程量比较少易于散热，但对高拱而言在施工期温度变化对坝体应力的影响仍不容忽视。如俄罗斯萨扬舒申斯克坝就是因为温度的变化而导致坝体开裂漏水。拱坝坝体较薄，更易受周围环境温度的影响，运行期混凝土的周围环境温度能够影响混凝土的温度，在坝内引起温度应力。如果设计时考虑不周，或使坝处于设计工况以外的条件下运用，则往往会因拉应力超限而引起混凝土开裂事故。这类混凝土裂缝在拱坝上相当普遍，故笔者认为温度变化也同样值得我们重视。
（二）坝基渗漏
在水电站的运行过程中，坝基也会受到外界作用力的影响，使坝基出现裂缝或者断层等现象，从而使坝基存在渗漏的现象，以致于水电站不能够正常的运行。在其中，影响坝基结构的主要因素是坝基的地质条件，在水电站施工之前，由于工程师没有对其周边的地质条件进行全面的勘察，因此在施工过程中，这些地质就会对坝基的土层起到一定的挤压作用，通过长期的作用，就会降低坝基的稳定性。
三、水电站高拱坝的基础处理技术要点
（一）工程概况
某水电站拦河大坝为三心圆单曲拱坝，大坝左、右岸水平嵌深分别为26.0m和17.1m。坝址区两岸谷坡比较陡峻，临河坡高在200m以上，两岸谷坡30b～60b，大致成对称“V”型河谷。河谷宽高比约为1.7。左岸为凹型坡，右岸为单薄山脊。拱坝坝基（肩）岩体主要由花岗岩、花岗闪长岩及后期侵入的角岩、片岩组成。坝址区坝基岩体地质构造简单，无顺河向断层发育。坝址区地震基本烈度为7度。
（二）高拱坝的基础处理技术
1、坝基固结灌浆处理
固结灌浆的目的是解决坝基浅层因开挖爆破和应力松驰造成的岩体损伤。坝基全面布置固结灌浆，灌浆均在有混凝土盖重情况下进行，固结灌浆共分6个区域。A 区位于坝基中部，孔深10m；B、C 区位于坝基上游，孔深15m；D区位于坝基下游包括贴角上的固结灌浆，孔深15m；E 区位于右岸断层蚀变带分布区域，孔深25～30m；F 区位于两岸坝肩附近，孔深45m。 固结灌浆验收以灌后单孔法测试声波为主，0～2m 段，要求声波波速≥4750m/s；2m以下段，声波波速≥5000 m/s。
2、基础防渗处理
（1）帷幕的布置
在大坝基础范围内，帷幕中心线基本平行拱坝轴线，左、右岸在不同高程分别伸入拱座山体内，形成防渗帷幕。帷幕中心线即为基础廊道或灌浆平洞的中心线，灌浆孔为倾向上游87°的斜孔，孔位距坝体横缝不小于0.5米。
（2）帷幕控制标准及排数
根据坝高，按照拱坝规范确定帷幕控制标准：帷幕采用单排孔，孔距为 2m，溶蚀裂隙 f5～f8 与溶洞及节理密集带做加密布孔或增加帷幕排数，如灌砂浆封堵不住，可扩大孔径直接灌入混凝土后再进行灌浆。透水率要求ω≤3Lu。
（3）帷幕衔接
左、右岸帷幕均分别在 1584、1535、1520m 高程灌浆廊道内进行，其上、下层帷幕的连接采用在廊道上游侧设置浅孔，浅孔深度11m，孔距2m；且在上层帷幕下部孔与下层帷幕上部孔重叠5m，灌浆压力为1.5～2.0MPa。
3、河床垫座处理
（1）线弹性有限元分析
为较好地模拟地基条件，合理地考虑整体拱坝和基础的相互作用，采用三维有限元对软弱岩带置换混凝土和河床垫座混凝土进行分析，以研究经基础处理后的坝体应力和位移规律，以及垫座的应力状态，为最终基础处理设计方案的确定提供依据。
计算表明：地基经全面处理后，在基本荷载组合和特殊组合作用下，坝体应力分布规律合理，应力状态良好，最大主拉应力、主压应力均满足应力控制要求，说明地基经全面处理后，改善了地基刚度的不均匀匀性，拱坝受力性态与同规模的坝体大体一致，处理方案是合理的。除垫座上游的应力条件稍差外，其余部分均满足要求，垫座的设置对改善坝体上游坝踵的拉应力集中有显著的效果，垫座设计是合理的。
（2）垫座处理方法
河床为一楔形深槽，高程为 1495～1507m，若拱坝河床建基面置于原设计图纸 1490m 高程上，将大大增加坝体混凝土量和坝基开挖量，且将增大水推力，不利于坝基稳定，是不经济和不合理的。经过相关地质与水工专家论证与工况计算，并结合地形地质情况，采用开挖到基岩后即可作为建基面，抬高基础建基面，加大纵向基础宽度，对加宽的河床深槽使用混凝土回填。
混凝土浇筑分区：为满足抗渗要求，上游迎水面5100～15130m范围采用1m厚掺MgO二级配常态混凝土找平基础，再采用掺MgO二级配碾压混凝土；下游侧采用1m厚掺MgO三级配常态混凝土找平基础，再采用掺MgO三级配碾压混凝土。
4、坝基排水
坝基设2排排水廊道，廊道内设排水孔，并按封闭抽排水系统设计。两岸与帷幕灌浆廊道在相同高程设排水洞，洞内设反向排水孔。小湾坝基顺河向陡倾角和顺坡向节理发育，因此 975.00m 高程以下向下的排水孔均倾向山里，975.00 m 高程以上向上的排水孔均倾向山外，以穿过更多节理，增强排水效果。
5、坝肩抗力体地质缺陷处理
（1）地下混凝土置换
左岸坝肩1160.00～1220.00m高程设置4层置换洞。右岸坝肩在1030.00～1 210.00m高程按高差20m共设置10层置换洞。根据不同部位、不同高程、不同断层蚀变带的宽度、性状，置换洞断面有4m×5m、5m×5m、5 m×8 m、6m×10m、10m×10m 5种尺寸。置换洞混凝土分两期施工。一期衬砌内留3.5m×3.5m的灌浆洞，待固结灌浆完成后再进行二期回填。一期混凝土不预冷，但需要埋设冷却水管进行通水冷却。二期回填采用预冷低热微膨胀混凝土，取消一、二期混凝土之间的接触灌浆。
（2）高压固结灌浆
所有置换洞均进行固结灌浆，固结灌浆兼混凝土和基岩之间的接触灌浆。 灌浆压力分高压区和低压区，洞口部位和左岸山梁卸荷岩体外侧采用最大压力为2MPa的低压灌浆，其目的是为内部的高压灌浆形成一个封闭区域，其余部位采用6MPa 高压灌浆。
（3）结合帷幕灌浆
具体方法是在需进行接触灌浆部位的帷幕灌浆轴线上，待坝体基础廊道形成后，上部坝体混凝土浇筑一定高度且混凝土冷却到稳定温度后，在基础廊道实施帷幕灌浆。其浅表段可作为接触灌浆，灌浆压力按帷幕灌浆压力即可。帷幕轴线部位的固结灌浆孔可不采用引管灌浆。
（4）地下和地表排水系统
置换洞固结灌浆完成后，按要求将部分固结灌浆孔扫开并加深作为排水孔。 为了降低坝肩抗力体和水垫塘边坡的地下水位，在1245.00m 高程以下，从坝基排水洞至二道坝护坦出口，左、右岸分别布置了6层顺河向地下排水洞，平均间距约40m。排水洞内均设置反向排水孔。
（5）地表预应力锚固
坝肩卸荷较深又处于抗力体受力关键部位的山梁要布置预应力锚索加固。 预应力锚索以3MN级为主，近坝部位特别是 1050.00m高程以下设置少量6MN级锚索，远坝部位以1.8MN级锚索为主，锚索总数约1150根。
6、高拱坝坝肩土石方开挖出渣施工技术
高拱坝两侧山体险峻，施工道路布臵困难，同时为确保坝肩开挖尽量减少对山体植被的破坏，减少对土地的占压，通过在山体内开挖隧道、设臵集渣平台、溜渣竖井等措施达到绿色环保施工的要求，坝肩开挖出渣采取了以下出渣道路技术：
（1）山体上缆机平台开挖，主要利用山顶道路和山体内开挖的隧道配合出渣；
（2）缆机平台至坝顶间山体开挖，主要利用山体内开挖的临时隧道、坝顶进场公路和缆机配合出渣。
（3）坝顶以下坝肩开挖主要采用了进场公路、设臵集渣平台、溜渣竖井和河床推渣措施进行出渣。
通过以上永久道路出渣、山体临时隧道出渣、集渣平台出渣、溜井溜渣、河床推渣等多种出渣方式相结合，解决了高拱坝开挖出渣施工难的问题，降低了施工成本，满足了环保施工要求。
7、高拱坝坝肩坝基高地应力开挖技术
为解决高拱坝高地应力坝肩坝基开挖基岩卸荷变形难题，在施工过程中主要采用了以下三种施工技术。
（1）光滑反弧形技术
光滑反弧形开挖技术，即由边坡到河床按反弧型光滑过渡曲线开挖。这种开挖形式不仅减少开挖工程量，且应力集中强度降低，坝基回弹变位减少，卸荷松动范围减小，有利于基岩质量的保证和提高。
拉西瓦坝基地应力达30～70Mpa，其开挖采用了此施工方法，根据监测成果，坝肩槽内卸荷回弹变位比计算值小很多，并且保护了基岩质量，坝基物探波速较高，因岩体质量较好使建基面抬高了2m。
（2）坝肩应力释放孔和缓冲孔技术
高拱坝坝肩开挖之后将形成落差较大的高边坡，岩性变化大，岩体中还存在较高的地应力。为确保高应力边坡开挖质量，高边坡开挖过程中，对于岩体中赋存的较高地应力，加强岩爆的预测，提前钻设一定数量的应力释放孔，在孔内注水。同时在深孔预裂孔（深20～25m）与主爆孔之间，根据开挖梯段设臵缓冲孔，孔距为预裂孔的2倍。通过爆破参数的合理选择，钻孔质量的严格控制，采用孔内填充黄土、岩粉等介质来减少孔壁的压力，并达到爆破时对开挖边坡减震的目的，利用爆破作用释放应力，所形成的高边坡在开挖过程中只做简易支护的情况下，在整个边坡开挖施工中保持稳定。同时边坡形成后，预裂面较平整，半孔率在90%以上，中高边坡保持稳定。
（3）先锚后挖技术
先锚后挖技术是指在高地应力区域保护层开挖时，为防止建基面岩体卸荷松弛，在保护层开挖前先用埋入式锚杆或锚筋束对建基面岩体锚固，然后再进行保护层开挖的技术。锦屏坝肩开挖时设有3～5m保护层，保护层开挖时采用了先锚后挖施工技术。
（三）复杂地质条件下坝基处理技术
西部地区高山峡谷往往地应力较高，边坡断层和破碎带较多，地质条件复杂，在此条件下修建拱坝，为确保边坡安全，目前常采用断层臵换加固处理技术和抗剪洞处理技术等措施进行地质缺陷处理。
锦屏一级电站右岸边坡有f13、f14两条大断层，采用了断层臵换加固处理技术。施工时通过设臵溜渣井，并利用灌浆平洞、排水平洞施工通道作为臵换处理加固工程运输通道，解决了边坡臵换处理与大坝浇筑平行施工的安全问题，确保了施工进度。
大岗山电站工程右岸边坡卸荷裂隙采用了布臵抗剪洞、锚固洞为主，结合锚索、排水、灌浆等综合处理措施进行边坡整体加固。
（四）高拱坝的基础温控防裂施工技术
高拱坝由于受坝体自由高度的限制，底部已浇混凝土需进行接缝灌浆形成一个整体，而已封拱的坝体对上部约束作用大，因此全坝定义为约束区，温控标准高。坝基两岸边坡陡峻，陡坡坝段多，基岩和坝体孔口约束区较多，这些部位的基础温度应力大，基础温差控制要求严。坝体混凝土设计强度高，相应胶凝材料用量大，混凝土水化热温升高，温控难度大。拱坝混凝土施工一般不设纵缝采用通仓浇筑方式，仓面尺寸大且为窄长块，混凝土温降过程缓慢，内外温差引起的内部约束时间长，易产生表面裂缝并可能导致贯穿裂缝，影响大坝结构安全。由此可知，拱坝施工温控防裂难度较大。
为减少温度应力，防止或减少拱坝裂缝的产生，拱坝施工中从原材料加工、混凝土配比、拌合、运输、入仓浇筑、冷却通水等采取了一系列温控措施。其中配置高性能砼、加强冷却通水在拱坝温控防裂措施中尤其突出。
1、高性能混凝土的配置
高性能的混凝土配置时，不同的工程，采用不同的骨料、水泥、外加剂和掺合料，通过优选原材料，优化混凝土配合比，使拱坝混凝土具有“高强度、极限拉伸值、低水化热、温升慢、低弹模、收缩小”性能。对力学、变形、抗裂性、耐久性、温控等性能要求较高的拱坝混凝土选用复合掺用优质的粉煤灰、减水剂和引气剂，以改善混凝土的性能，在条件允许的情况下提高粉煤灰的掺量以减少混凝土硬化过程中的温度升高值。配置高性能混凝土有助于提高混凝土防裂水平。
2、拱坝通水冷却技术
通水冷却是控制混凝土内部最大温升和将坝体温度冷却到满足封拱要求的重要措施。不同阶段采取不同的通水策略，控制单个仓位降温速率，使整个坝体多个仓位按照梯度要求缓慢均匀下降，达到拱坝的温控要求，有助于提高拱坝混凝土抗裂性能。
四、结语
综上，水电站高拱坝的坝基础还存在着一定的问题，因此如果想要做好高拱坝的基础工作，就要根据高拱坝周围的地质情况作出详细的调查与分析，从而找到有效合理的施工方法，这样才能从根本上解决问题，将水电站高拱坝的基础处理工作做好。
参考文献：
[1]黄海峰.高压固结灌浆在坝肩地质缺陷处理中的应用[J].水力发电，2009.9.
[2]刘更军，涂怀健，杨茁.构皮滩水电站高拱坝施工关键技术[J].水利水电施工，2013.4.
