2.2.3 帷幕检测技术

河口村水库帷幕布置主要分两段，一个是大坝基础帷幕；另一个是近坝区左岸山体帷幕。大坝基础帷幕从左岸溢洪道至右岸坝肩，全长约803m，其中右岸坝肩长210m （采用1号、2号灌浆洞实施）。大坝防渗帷幕深度即帷幕底线应设在相对不透水层以下，其相对不透水依据规范按3Lu （吕荣值为：压力为1MPa时，每米试验段的压入流量为1 L/min的透水率）控制，帷幕底线深入3Lu线以下5m。帷幕线布置从右岸坝肩灌浆洞→右岸趾板→河床段防渗墙→左岸趾板→左岸溢洪道连成整体，形成一道完整防渗帷幕线。由于库区左岸山体存在武庙坡断层带，左岸山体渗透问题比较明显，因此左岸山体防渗帷幕线从大坝左坝肩趾板沿左岸山体跨越老断沟200m布置，全长约1206m，途经溢洪道、发电洞、泄洪洞等建筑物。

帷幕正常检测主要是采用压水试验，压水试验结果都能满足设计要求，施工期根据承包商所报灌浆资料分析，发现个别地段吃浆量较大，其统计见表2.23～表2.26。

针对施工期发现的部分灌浆吃浆量比较大的情况，为了更进一步研究验证灌浆效果，针对吃浆量比较大的部位增加了单孔声波测试及全孔壁光学成像测试。

2.2.3.1 1号灌浆洞检测

（1）单孔声波测试。大坝基础帷幕主要反映1号灌浆洞吃浆量较大，1号灌浆洞穿越地层主要为寒武系馒头组中的∈ ₁ m ⁵ 岩组，岩性以灰色泥质条带灰岩、白云岩夹页岩为主。洞室中岩体一般呈弱风化～微风化状，未有较大断层发育，岩体一般较完整，围岩整体稳定性较好。根据1号灌浆洞灌浆孔数，布置了5个检查孔做单孔声波测试，做灌前和灌后对比检测。单孔声波测试成果见表2.27。

根据灌前、灌后对比，1号灌浆洞段，坝肩基础均有提高，岩体力学性能得到一定程度的提高，灌浆效果较明显，提高值一般为8%～10%。

（2）全孔孔壁成像检测。1号灌浆洞检测了2个孔，WM3-J-9检查孔检测结果：孔壁岩体裂隙发育，其中据孔定顶5.65m、10.97m、19.15m、20.40m、20.64m、35.53m、37.36m、42.25m等八处见灌浆结石充填，但4.00m、20.25m、20.70m等三处仍见有裂隙存在或未充填饱满。

WM3-J-11检查孔：孔壁岩体裂隙发育，其中8.98m、14.52m、15.80m、19.23m、37.63m等五处见灌浆结石充填，但15.42m、21.23m、33.60m等三处仍见有裂隙存在或未充填饱满。典型成果见图2.32、图2.33。

通过全孔壁光学成像对两个灌后孔检测，大部分裂隙已被浆液充填，但有少数裂隙未充填或未充满。

根据单孔波速测试及全孔壁成像检测结果，首先要求承包人改进施工工艺，保证灌浆质量；其次增加检查孔（加密孔），在检查防渗帷幕质量的同时对吃浆量偏大地段进行补充灌浆。

2.2.3.2 左岸山体检测

（1）单孔声波测试。左岸山体帷幕较长，全长1206m，总共布置了51个单孔声波检测孔，做灌前和灌后对比检测。其检测成果统计见表2.28。

结论：

1）钻孔单孔声波法是帷幕灌浆效果评价的有效方法之一。

2）左岸山体帷幕通过压力灌浆，岩石裂隙被浆液充填固结，岩体力学性能得到一定程度的提高，灌后波速平均值提高，灌浆效果比较明显。

3）灌浆后各单元低波速段测点所占全孔百分比较灌浆前有所减小，高波速段测点所占全孔百分比较灌浆前有所增加。

4）综合检测资料，左岸山体（0+454.90～1+206.81）帷幕灌前灌后波速平均值提高6.1%～13.2%。

（2）ZM390异常孔检测。左岸山体ZM390孔施工时出现了钻至45.2m时掉钻现象，放测绳至104m出现异常情况，其旁边的ZM389孔施工时也有类似情况。以上情况出现后，设计单位初步分析ZM390孔附近可能存在一条由高倾角断层引起的强渗漏通道，并且其中可能存在着溶蚀架空现象。为查明该可能的强渗漏通道的分布范围及可能对现有帷幕的影响，设计单位对以上钻及周边孔及时进行了钻孔电视录像，CT弹性波检测，并进行了大地电磁物探检测。

1）全孔孔壁成像检测。为便于探查ZM390孔地基岩石情况，除在ZM390孔左右两侧孔布置钻孔录像外，又在ZM390孔上下游各补钻了一个孔（为ZM390上游孔和ZM390下游孔）进行布置钻孔录像，因此围绕ZM390孔附近布置了5个钻孔录像检测，其成果统计分析见表2.29～表2.33，钻孔录像（见图2.34、图2.35）。

2）大地电磁法。大地电磁法是采用EH-4电磁系统进行探测，该系统利用了天然场和人工场相结合的方式，采用部分可控源人工场补充天然场缺失或不足部分的方式完成整个工作频段的测量，观测的基本参数为正交的两个电场分量（ E _x ， E _y ）和两个磁场分量（ H _x ， H _y ）。利用上述观测的参数可求得两个不同方向上的视电阻率，进而计算张量阻抗。通过观测不同频率的电磁信号，可获得不同深度的电阻率值，达到测深的目的，探测深度从地表数十米至一千多米。主要用于地下水调查、工程地质调查、基岩起伏调查、地质构造（空洞等）填图及岩层孔隙率调查等。

EH-4电磁系统野外工作见图2.36。本次探测根据ZM390孔位置现场试验选择点距为3m，极距为10m。

大地电磁法（EH-4）共布置7条测线，分述如下。

A1测线：测线长度78.3m，在测线40m处电阻率等值线明显错动，推测为断层影响带，高程210.00～290.00m，A1测线EH-4成果见图2.37。

A2测线：测线长度88.2m，在测线20～80m处电阻率等值线明显错动，疑似断层影响带，高程120.00～240.00m，A2测线EH-4成果见图2.38。

B1测线：测线长度78.6m，在测线40m处电阻率等值线明显错动，推测为断层影响带，高程210.00～290.00m，B1测线EH-4成果见图2.39。

B2测线：测线长度91.6m，未发现不良地质体，图中团状低阻异常综合判定为干扰造成，B2测线EH-4成果见图2.40。

C1测线：测线长度81.8m，在测线45m处电阻率等值线明显错动，推测为断层影响带，高程220.00～310.00m，C1测线EH-4成果见图2.41。

C2测线：测线长度96.0m，未发现不良地质体，图中团状低阻异常综合判定为干扰造成，C2测线EH-4成果见图2.42。

D测线：测线长度132.5m，在测线85m位置处电阻率等值线明显错动，疑似断层影响带，高程110.00～230.00m，D测线EH-4成果见图2.43。

综合A1、B1、C1、A2、B2、C2、D等7条测线，可以看出，在A1、B1、C1测线40～45m位置发现一断层F ₁ ，在D测线85m处发现一疑似断层F ₂ 。

3）弹性波CT。弹性波CT共布置两组剖面，图2.34为390下孔～390上孔剖面图，390下游孔为0点，可以看出，在高程234.00～238.00m之间和高程206.00～212.00m之间，波速1500～3000m/s，岩体较破碎，其他区间波速在3000m/s以上，岩体较完整。图2.35为391孔～386孔剖面图，391为0点，可以看出，在高程244.00～248.00m之间，水平位置7～10m范围内和高程223.00～225.00m之间水平位置0～3m范围内，波速1500～3500m/s，岩体较破碎，其他区间波速在3500m/s以上，岩体较完整。

4）综合分析。综合全孔壁光学成像、大地电磁法、弹性波CT结果，可以看出，在大地电磁法A1、B1、C1测线40～45m位置处存在一断层F ₁ ，在D测线85m处存在一疑似断层F ₂ ，在弹性波CT390下孔～390上孔剖面，高程在234.00～238.00m之间，存在一个连续的破碎带，与大地电磁法B1测线高程在230.00～240.00m之间的低阻带相印证。

根据以上对ZM390异常孔检查，得出如下结论。

A.此处地质条件、构造发育情况及岩体透水性等与前期勘察成果和招标文件中所提供资料基本相符，没有大的变化。根据钻孔电视等资料，孔深60m以上地层中存在小断层发育，局部岩体破碎，孔深60m以下均已进入较为完整的中元古界汝阳群（Pt ₂ r ）紫色页岩地层，不存在大的裂隙及溶蚀通道。上部馒头组虽有溶蚀现象，但规模小且多有充填，应不存在承包商所报告的钻孔至45.2m而测量孔深至104m等类似异常的情况，存在孔口不返水现象，前期勘察时亦是这种情况。

B.该段帷幕地质构造复杂，断层褶皱等发育，上部馒头组地层和构造带岩体破碎凌乱，岩体透水性强～极强，局部岩溶较为发育，存在有溶蚀架空等现象，但规模有限，溶孔一般不超过10cm，且多被充填，是主要渗漏通道。相对不透水层位于中元古界汝阳群（Pt ₂ r ）地层之下，其中不存在溶蚀现象及渗漏通道。

根据以上分析结论，为确保该段帷幕完整性，消除渗漏隐患，对ZM390异常孔该段帷幕进行了调整加固，即在ZM390孔附近原帷幕轴线南、北两侧分别增加一排20m和40m长的帷幕，增加的两排帷幕轴线平行于原帷幕轴线，排距1.5m，孔距2m，以ZM390孔为中心与原帷幕灌浆孔呈梅花形布置。 hzfz4xRoO7rerSW8NxfCQ4R1OHvpwt4bSbMouXorLrcMP1fDlria1/GxOAdEM2NV