韓 飛，楊嘉明

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長春130062）

0 引言

全世界已建的壩高在百米以上的大壩中，大部分是混凝土壩。20 世紀(jì)60 年代以后，由于施工技術(shù)和機(jī)械化有所提高，土石壩的建設(shè)技術(shù)得到了發(fā)展，混凝土壩的比重有所下降。但隨著混凝土壩設(shè)計(jì)理念的不斷創(chuàng)新，特別是碾壓混泥土筑壩技術(shù)的發(fā)展，混凝土壩建設(shè)開創(chuàng)了更廣闊的前景?；炷翂螌?duì)地基要求比土石壩高，通常建在地質(zhì)條件較好的巖基上，對(duì)壩基和兩岸岸坡巖體完整性的要求更高。巖體完整性好或較好的壩基巖體，其均一性好，巖體的抗變形能力和抗?jié)B透性也好，易于滿足混凝土大壩對(duì)地基的要求。反之，巖體完整性差的巖體能否作為混凝土大壩的壩基，則需要結(jié)合工程的具體情況進(jìn)行研究。

目前建基巖體質(zhì)量檢測(cè)的方法主要有聲波法（單孔聲波法、跨孔聲波法）、鉆孔全孔壁數(shù)字成像法、淺層地震波折射法、探地雷達(dá)法、電磁波CT法、彈性波CT 法等?？v波波速作為評(píng)價(jià)巖體質(zhì)量優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因具備檢測(cè)設(shè)備便攜檢測(cè)過程簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用與發(fā)展。本文通過理論研究與分析工程實(shí)例，探討單孔聲波法及跨孔聲波法在水電工程建基巖體檢測(cè)中的應(yīng)用。

1 檢測(cè)方法

1.1 單孔聲波法

將現(xiàn)場(chǎng)獲得的聲波波形記錄進(jìn)行讀時(shí)，將旅行時(shí)t1，t2，傳入到計(jì)算機(jī)，即按公式：

式中：t1，t2——收1、收2 換能器的聲波旅行時(shí)；ΔL——收1 與收2 換能器之間距離；Vpi——收1與收2 換能器之間巖體縱波速度。

計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的波速Vpi值，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的波速值，繪制波速分布曲線并計(jì)算相應(yīng)測(cè)段的波速平均值，原理示意圖詳見圖1（a）。

1.2 跨孔聲波法

將現(xiàn)場(chǎng)獲得的聲波波形記錄進(jìn)行讀時(shí)，將跨孔的發(fā)射探頭至接收探頭的旅行時(shí)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，按公式：

式中：t——發(fā)射探頭至接收探頭的旅行時(shí)；d——發(fā)射探頭與接收探頭之間距離；Vpi——發(fā)射探頭與接收探頭之間巖體縱波速度。

計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的波速Vpi值，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的波速值，繪制波速分布曲線并計(jì)算相應(yīng)測(cè)段的波速平均值。原理示意圖詳見圖1（b）。

圖1 原理示意圖

2 項(xiàng)目概況

大藤峽水利樞紐工程位于珠江流域西江水系的黔江河段末端，是一座以防洪、航運(yùn)、發(fā)電、補(bǔ)水壓咸、灌溉等綜合利用的流域關(guān)鍵性工程。工程主體包括檢修門庫壩段、船閘壩段、泄水閘壩段、廠房壩段、擋水壩段等，均為混凝土澆筑而成?；鶐r巖性為泥盆系下統(tǒng)潮汐相碎屑沉積巖和泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖等。為確保建基巖面滿足設(shè)計(jì)要求，將以上水工建筑物劃分單元分別布置爆破開挖前后的單孔聲波檢測(cè)和孔間跨孔聲波檢測(cè)。下文以右岸泄水閘閘基9 號(hào)壩段上游齒槽為例，將該壩段劃分為4 個(gè)單元，通過統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、分析，為評(píng)價(jià)和復(fù)核建基巖體質(zhì)量提供準(zhǔn)確資料。

3 工作布置

根據(jù)SL 326-2005《水利水電工程物探規(guī)程》規(guī)定和設(shè)計(jì)文件的要求，每個(gè)單元布置3 個(gè)檢測(cè)孔，呈等邊三角形，孔間距為5 m，孔深5 m，檢測(cè)孔布置示意圖詳見圖2。

圖2 檢測(cè)孔布置示意圖

4 檢測(cè)成果

4.1 單孔聲波檢測(cè)

上游齒槽爆破開挖前單孔聲波平均波速為4.99 km/s，爆破開挖后單孔聲波平均波速為4.77 km/s，0～2 m 深度波速降低4.48%。爆破影響平均深度為1.1 m，聲波檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)見表1、表2。

表1 右岸泄水壩段9號(hào)壩段上游齒槽建基面單孔聲波測(cè)試成果表

表2 右岸泄水壩段9號(hào)壩段上游齒槽建基面跨孔聲波測(cè)試成果表

4.2 跨孔聲波檢測(cè)

爆破前跨孔聲波平均波速為4.87 km/s，爆破開挖后跨孔聲波平均波速為4.78 km/s，跨孔平均波速降低1.89%。

5 結(jié)語

綜上分析可知：大藤峽水利樞紐工程右岸泄水閘閘基9 號(hào)壩段上游齒槽爆破影響的深度在1.0～1.4 m，平均為1.1 m；基礎(chǔ)波速大于3.5 km/s，爆破后波速降低小于10%，滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)建基巖體波速的要求。

單孔聲波爆破開挖前后的波速對(duì)比能夠反映檢測(cè)孔附近巖體縱向巖體波速的分布變化情況，跨孔聲波爆破開挖前后的波速對(duì)比能夠反映檢測(cè)孔間巖體橫向的波速變化情況，缺一不可。單孔聲波法和跨孔聲波法憑借精度高、工期短、成本低的特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)比爆破開挖前后建基巖體波速，為建基巖體的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供可靠的依據(jù)，以上兩種方法也將在建基巖體的質(zhì)量檢測(cè)中發(fā)揮更大的作用。