浅析水电站左岸坝基柱状节理玄武岩保护层开挖精细爆破技术

白鹤滩水电站拱坝基础分布第一类柱状节理玄武岩,第一类柱状节理玄武岩微裂隙发育、层内发育多条缓倾层内错动带,开挖后岩体易松弛。开展柱状节理玄武岩开挖爆破生产性试验,总结并推荐柱状节理玄武岩开挖爆破参数,施工中动态优化保护层开挖爆破参数、施工工序精细控制和精细爆破技术,确保白鹤滩水电站左岸坝基柱状节理玄武岩保护层开挖施工质量满足设计要求。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩固结灌浆试验成果分析与建议

白鹤滩水电站大坝建基面扩大基础范围内广泛发育柱状节理玄武岩,岩体微裂隙发育,完整性较差。爆破开挖前柱状节理基本上呈闭合状态,可灌性较差,基础处理难度大。为研究提高柱状节理玄武岩坝基岩体承载力、强度和整体性的解决方案,探索相关灌浆方案、灌浆材料、浆液配合比及施工工艺等,在柱状节理玄武岩区域进行"有盖重灌浆"和"无盖重结合0~5 m有盖重灌浆"固结灌浆试验。试验成果和物探测试成果为确定白鹤滩水电站大坝坝基固结灌浆施工方法和质量检查标准提供依据,同时也为类似地质条件工程提供参考。     

含原生隐性节理工程岩体分级方法

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构,但岩石强度大,纵波波速高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性;并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入RQD来修正岩体完整性系数K_v值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,分级结果与工程实际具有较好的一致性;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证可知,测试得到的柱状节理玄武岩变形参数与改进后BQ法的分级结果具有较好的匹配性。     

白鹤滩水电站左岸坝基柱状节理开挖松弛特性试验研究

白鹤滩水电站左岸坝基边坡柱状节理玄武岩出露且易松弛,对边坡安全稳定影响较大。为了解坝基柱状节理玄武岩在爆破开挖后松弛深度的变化规律及发展趋势,以坝基650~660 m高程边坡柱状节理试验区为研究对象,利用声波孔检测不同区域、不同支护条件下岩体松弛深度。通过分析检测成果得出如下结论:地质条件对柱状节理玄武岩的松弛深度有影响;预应力锚杆在一定时间内能压密松弛岩体,其防松弛作用好于砂浆锚杆。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。     

白鹤滩水电站坝基岩体盖重固结灌浆研究

白鹤滩水电站是国内外首个利用柱状节理玄武岩作为基础的特高拱坝。为解决坝基柱状节理玄武岩开挖松弛问题,满足特高拱坝稳定、安全条件,研究提出了河床坝段岩体盖重固结灌浆方案。在左岸坝基高程650～630 m开展生产性试验,灌浆后采用声波测试和压水试验,同时探索了保护层小梯段预裂爆破对已灌浆岩体的影响。试验结果表明,该方案对白鹤滩坝基复杂地质条件的处理是可行的,可用于下一步固结灌浆施工。     

柱状节理玄武岩工程特性研究项目通过验收

<正>"柱状节理玄武岩工程特性研究"项目2013年底通过中国水电工程顾问集团有限公司验收。会议验收认为,该项研究解决了白鹤滩水电站设计重大关键技术难题,经济效益显著,具有推广应用价值。该项目由华东勘测设计研究院承担,依托白鹤滩水电站工程。对柱状节理玄武岩工程特性进行了全面系统的研究.成果已应用于白鹤滩水电站工程的可行性研究和招标设计中。项目主要研究成果:①系统研究了坝区柱状节理玄武岩的空间分布、基本特征、柱状节理的成因,进行了柱状节理分类。首次提出了"柱状镶嵌结构"岩体结构类型,提出了适合于     

白鹤滩水电站导流洞柱状节理玄武岩开挖施工浅析

白鹤滩水电站导流洞工程规模大、地质条件复杂,尤其深埋段柱状节理发育,给工程施工增加了难度。柱状节理玄武岩存在易变型、易松弛等特点。根据工程施工特点及对柱状节理玄武岩的研究成果,对柱状节理玄武岩开挖施工的成功经验进行阐述,通过介绍柱状节理段爆破参数及支护参数、围岩变形监测点布设,分析了收敛变形监测成果。研究成果可供类似围岩开挖施工借鉴。     

不规则柱状节理玄武岩变形参数反分析研究

在力学分析时,柱状节理玄武岩可视为玄武岩刚性材料与节理面接触材料的复合型二元介质,其物理力学特性主要由节理面控制。同时,节理面法向刚度K n和切向刚度K s选取标准直接影响到等效岩体变形模量。结合白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩原位变形载荷试验,基于广义回归神经网络(GRNN)及三维离散元模拟(3DEC)方法进行节理变形参数的反分析,分析计算结果与实测结果吻合较好。     

龙江水电站片麻坝基钻孔弹性模量试验

以云南龙江水电站为工程背景,介绍坝基片麻岩钻孔弹模试验,主要内容包括钻孔弹模的测试原理、方法和试验成果。各测点的变形规律比较好,较真实地反映了所研究部位岩体的变形特性,得到坝基弱风化下部、软岩带及断层破碎带岩体的变形特性参数,供工程设计分析使用。现场测定结果表明,该法简单、迅速、节省,代表性明确,工程上易于分析、应用,是对岩体弹模测试的一种较好方法。     

重建丰满水电站坝基变质砾岩钻孔变形模量试验研究

丰满水电站重建工程左岸坝基变质砾岩钻孔变形试验,主要内容包括钻孔弹模的测试原理、试验方法和试验资料的整理原则等。试验成果表明,各测点的变形规律比较好,较真实地反映了所研究部位岩体的变形特性。     

裂隙较发育岩体的地应力测量与研究

为了解决裂隙较发育岩体在常规地应力测试方法下难度较大、成功率较低的问题,分析研究了各种地应力测试方法在裂隙较发育岩体中的适用性。结果表明:钻孔孔底应变解除法可用于节理裂隙较为发育岩体的地应力测量,并在某水电站坝基柱状节理岩体中得到应用;采用该方法成功获得某水电站坝基柱状节理岩体的平面应力状态,并对3个不同方位的钻孔测试获得三维应力状态;通过坐标转换至各个钻孔坐标系下的应力结果与单孔孔底应力测试结果较为接近,不同方法的测试结果得到互相验证。故钻孔孔底应变解除法能较好地适用于诸如柱状节理等裂隙较发育岩体的地应力测量与研究之中,可供类似工程参考使用。     

软弱岩体蠕变模型辨识与参数反演

压缩蠕变试验是了解岩体蠕变力学特性的重要手段。通过对大岗山水电站坝区软弱岩体现场压缩蠕变试验资料的分析，揭示坝区软弱岩体具有瞬时弹性变形、减速蠕变和弹性后效特性。通过对各种流变组合模型的辨识，确定采用广义开尔文模型来反映坝区软弱岩体的压缩蠕变特性。根据辨识的蠕变模型推导出了刚性承压板边缘岩体表面的压缩蠕变变形计算公式，据此采用优化反演法获得了坝区软弱岩体的瞬时弹性模量、黏弹性模量和黏滞系数等蠕变参数，从而为坝区边坡加固设计和稳定性分析提供了重要的岩体流变参数资料。     

楞古水电站坝基花岗伟晶岩脉力学参数研究

坝基岩土体力学参数是水电工程大坝结构设计和稳定性计算的重要依据,楞古水电站坝基出露了大量花岗伟晶岩脉,因此,研究其力学参数具有重要的工程意义。通过圆形刚性承压板试验和平推直剪试验研究了岩脉的变形特征和强度特征,试验结果表明:岩脉承压板试验应力-变形关系曲线分为直线型(或准直线型)、上凹型2种,岩脉直剪试验τ-u关系曲线分为脆性、塑性和复合型3种。通过分析包络模量、割线模量的物理意义和水电工程的特点,以及最小二乘法、优定斜率法在强度试验数据统计分析中的代表性,确定了岩体力学参数标准值的取值原则。通过研究,最终提出了坝基花岗伟晶岩脉的力学参数。     

水利工程中的柱状节理岩体分类及质量评价

柱状节理岩体广泛地分布于中国西南水电开发区域，其力学特性对水电工程的安全建设与运行意义重大。在前人关于柱状节理岩体的研究成果基础上，总结了国内外涉及柱状节理岩体工程问题的水利水电工程，结合白鹤滩水电站工程的不规则柱状节理岩体现场勘测和测试结果，对柱状节理岩体的分类方法进行了探讨，提出了柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构的分类方法，利用岩体质量评价的RMR法和GSI法对白鹤滩水电站两类柱状节理岩体进行了分析，对比了美国汉佛德柱状节理岩体工程案例，计算表明，RMR法和GSI法能较好的反映白鹤滩柱状节理岩体的工程力学特性，适用于类似工程的岩体质量评价。     

乌东德水电站坝址岩体变形试验与地质分析

乌东德水电站建坝岩体为中元古界会理群落雪组灰岩、大理岩,因其变形模量范围值与平均值分别高达18.22～69.69 GPa和44.83 GPa而受到业内专家质疑.为此,从试验方法适宜性分析、试验设备改进、现场试验复核、试验成果分析等方面对岩体变形特性进行了试验研究,从坝址所处地质构造环境、岩性岩相等方面对岩体变形特性进行深入的地质分析,得出如下结论:刚性承压板法与柔性承压板法在现场岩体测试中各有利弊,坚硬完整岩体宜用柔性承压板、半坚硬和软弱岩体宜用刚性承压板;两种试验方法所得测试成果虽有差异,但成果相近、量值相当,均真实地反映了客观地质条件.     

高压隧洞裂隙密集区岩体原位变形试验

为了解深圳抽水蓄能电站高压隧洞裂隙密集区岩体变形特性,针对衬砌前隧洞围岩开展了钻孔变形和岩体声波试验工作。与前期勘探平硐内承压板变形试验结果对比,分析了裂隙产状对试验结果的影响,认为陡倾角裂隙对钻孔变形试验结果影响较大、裂隙区的岩体变形模量普遍降低。研究成果对提高岩体现场变形试验的准确性及代表性具有一定的参考价值。