溶洞精确探测研究及在引子渡水电站厂房基坑溶洞堵漏中的应用.pdf

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1、贵州水力发电第16卷第1期2002年3月GUIZHOUWATERPOWER溶洞精确探测研究及在引子渡水电站厂房基坑溶洞堵漏中的应用周喜德1，李洪泉2，王波1，陈昌巩3（1.贵州华天水利电力工程有限责任公司，贵州贵阳550002；2.贵州黔源电力股份有限公司，贵州贵阳550002；3.贵州红枫发电总厂，贵州清镇551417）摘要：地下溶洞的精确探测研究成果在贵州乌江引子渡水电站厂房基坑的溶洞涌水及堵漏处理的成功应用，表明对大漏量、高流速涌水溶洞的精确探测及堵漏处理，已取得了新的进展。该水电站厂房基坑溶洞涌水量达1700~2700m3/1，流速为0.94~1.5m/S，由于精确探测出了

2、涌水溶洞的位置、规模及充填情况，针对其涌水量大、流速快的特点，采用模袋灌浆、控制灌浆工艺进行封堵处理后，溶洞涌水被完全堵住，从而保证了厂房基坑开挖的顺利进行。关键词：大漏量；高流速；溶洞；堵漏；精确探测；模袋灌浆；引子渡水电站中图分类号：TV223.33；TV543.1文献标识码：B文章编号：1007!0133（2002）01!0018!05引子渡水电站厂房基坑开挖后，由于断层穿过键。中心频率为5000HZ的波具有分辨率高，穿透厂房基坑，发生了围堰地基溶洞涌水，涌水量达力强的特点，可以分辨出尺寸大于0.2m的溶洞，1700~2700m3/1。对此，建设单位组织了设计、灰岩中可穿透4

3、0m。施工、监理等单位进行处理方案的研究，并委托贵探测仪器系统的重复精度和采样率是高精度溶州华天水利电力工程有限责任公司进行堵漏施工。洞探测的另一个关键因素，DST!3A井间声波系统在工期紧、任务急的情况下，该公司克服困难，采是专门为井间CT工作设计的，通过针对灰岩地区用溶洞精确探测技术、模袋技术和控制灌浆技术，的适应性改进后，发射与接收同步精度高，接收传堵漏取得了良好的效果。感器为感应器和前放一体置放井下，声压感应灵敏度为0.01，采样间隔为0.1~100可调。"Pa"S!孔间高精度溶洞探测技术在均匀无限介质中，首波的起跳非常清晰且容孔间探测溶洞的技术研究，包括射线CT高精易被识

4、别。但当介质不均一，尤其是成像区剖面内度图像重建技术及辅助处理技术的研究，以及孔间存在溶洞、断层时，波在行进中产生诸多转换波，波动图像探测溶洞技术与后续处理技术的研究。试验表明，首波虽仍然为纵波，但存在2种情况：!"!影响因素及重建技术一是射线直接通过异常体而到达接收点的折射式首CT图像分辨率由两个主要方面的因素控制：波；另一个是由异常体产生的绕射子波。这两个波测量精度和重建精度。测量精度分客观因素和主观在不同位置都有成为首波的可能，同时，首波附近因素；重建精度分方法技术和模型。存在能量强大的ST转换波，笔者对其震相特点进孔间CT图像异常轮廓与真实异常体轮廓的吻行了系统的研究。合程

5、度主要受以下几方面的影响：a.扫描系统不!"!"#电磁波CT完善；b.因地层各向异性及散射引起的测量误差；受钻孔内空间的限制，孔内电磁仪器的功能不c.测量坏值；c.重建过程中引起的误差。可能做到场强和相位相等的全波测量，只能进行综针对上述影响因素，通过一系列的试验研究，收稿日期：2001!12!13取得了下述的方法和成果。作者简介：周喜德（1962!），男，湖南省新化县人，高级工程师，!"!"!弹性波CT高级经济师，任公司总经理，从事岩土工程勘察设计及施工工作；李洪泉（1966!），男，贵州省贵阳市人，高弹性波CT中原像函数值为弹性波走时，合理级工程师，任副总经理兼总工程师，从事工

6、程建设管选择一定频率范围的弹性波是高精度溶洞探测的关理。·18·周喜德，等：溶洞精确探测研究及在引子渡水电站厂房基坑溶洞堵漏中的应用2002年第1期合场强测量。这就给测量数据带来一些不确定因NLijti=!2（3）素，主要体现在初始场强的取值、电磁频散效应、=1O0j（1+EjsinGj）地表侧面波校正、二次场校正等，具体处理如下：式中，Lij为在第个单元内的射线长度；由式（3）（1）列方程求解单一剖面或多个相连剖面的初可形成各向异性层析成像的线性方程组。始辐射场强；!"#"$图像精度判别（2）由麦克斯韦电磁方程及灰岩地层的电磁参为了比较不同方法重建图像的质量，描述重建数制作与相应

7、电磁波频率相对应的偶极天线，消除结果与测试模型之间相似程度，用tuv和ruv分别表频散干扰；示数字化测试模型和重建结果的第U行和第V个（3）电磁镜像原理校正侧面波干扰；像素的密度，tver表示数字化测试模型的平均密度，（4）用几何全息技术校正成像剖面内异常引起将模型和重建结果都变成LXL个像素。［X］表的二次场；示不超过X的整数，则归一化均方根距离测量值：（5）提高仪器单点的采样率，对数据进行分LLLLi=［!（t-r）2/!（t-t）2］1/2（4）!uvuv!uv