CN109709609B - 基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水利水电工程基础处理领域的一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价方法。技术方案主要包括岩体基本质量指标BQ法和岩体地质力学分类RMR法。其中岩体基本质量指标BQ法为：地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后坝基岩体的波速值，由所述波速值计算出固结灌浆后坝基岩体的实际完整系数。根据工程岩体分级标准确定水泥固结灌浆后应达到的岩体质量级别；再根据岩体质量级别对应的岩体基本质量指标，反求岩体应达到的完整系数；实际完整系数大于所述应达到的完整系数为质量合格。本发明从水泥固结灌浆后完整性和质量满足设计要求出发，评价固结灌浆质量是否达到预期的目的，避免不安全因素的产生。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程基础处理领域，具体涉及水工建筑物地基水泥固结灌浆质量的检查和评价方法。
背景技术
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012)规定：坝基岩体固结灌浆质量检查宜采用检测岩体弹性波的方法，岩体波速提高的程度由设计规定；也可采用钻孔压水试验的方法。对围岩固结灌浆质量检查以测定灌后岩体弹性波波速为主，压水试验透水率为辅，弹性波测试宜采用声波法或地震波法。
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012)对水泥固结灌浆质量检查方法作了原则性的规定，但无定量的检查合格参数、检查方法未能完全体现固结灌浆的目的。存在的主要问题表现有以下两个方面：
(1)根据现有资料和研究表明，实际情况中：倾倒变形岩体固结灌浆未变形岩体提波速提高率在1％～2％左右，弱倾倒岩体为14％～22％，强倾倒岩体42％～97％；断层破碎带固结灌浆波速提高率8.6％～79％，弱风化岩体6.7％～16％，微风化岩体12.3％～33.3％，开挖影响区2.1％～16％，灌浆后岩体波速率差异大。而在工程实际以波速提高率作为评价标准，一般认为岩体提波速提高率在10％～15％为安全，与实际情况的出入很大。由于缺乏依据，设计很难确定一个合适的标准，而设计初拟的标准通常也会由于各种原因不得不作调整，更为严重的后果是符合检查标准的固结灌浆，实际上未达到预期目的，可能成为存在潜在的不安全因素。
(2)水泥固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液压入岩体中,使之封闭裂隙，提高岩体的完整性和质量，达到提高岩体强度和刚度的目的。坝基和地下洞室围岩固结灌浆后水泥充填裂隙其透水率会下降，但透水率与岩体质量并无稳定的对应关系，以透水率作为检查标准不完全合适。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法。从水泥固结灌浆后完整性和质量满足设计要求出发，评价固结灌浆质量是否达到预期的目的，避免不安全因素的产生。
一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法一包括以下步骤：
(1)地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后坝基岩体的波速值，由波速值计算出固结灌浆后坝基岩体的实际完整系数；
(2)根据工程岩体分级标准确定水泥固结灌浆后应达到的岩体质量级别；再根据岩体质量级别对应的岩体基本质量指标，反求岩体应达到的完整系数；
(3)实际完整系数大于应达到的完整系数为质量合格。
一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法二包括以下步骤：
(1)根据岩体地质力学RMR分类法，确定坝基岩体应该达到的RMR分值；
(2)地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后坝基岩体的波速值，由波速值计算出固结灌浆后坝基岩体的实际完整系数；点荷载试验作为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际抗压强度；钻孔取芯作为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际岩石质量指标；孔内电视为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际结构面结合程度；
(3)根据实际完整系数、实际抗压强度、实际岩石质量指标和实际结构面结合程度，根据岩体地质力学RMR分类法，确定实际RMR分值；
(4)实际RMR分值大于应该达到的RMR分值，为质量合格。
一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法三包括以下步骤：
(1)根据工程岩体分级标准，确定围岩经水泥固结灌浆后应达到的第一岩体质量级别；再根据第一岩体质量级别对应的岩体基本质量指标和固结灌浆前岩石抗压强度，反求围岩应达到的第一完整系数；根据水电工程围岩分类法确定围岩经水泥固结灌浆后应达到的第二岩体质量级别；再根据第二岩体质量级别对应的岩体总分值、固结灌浆前岩石抗压强度、结构面发育程度、结构面结合程度、地下水活动特征反求第二完整系数；取第一完整系数和第二完整系数中的较小值为围岩应达到的完整系数；
(2)地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后围岩的波速值，由波速值换算求出围岩的实际完整系数；
(3)实际完整系数大于应达到的围岩完整系数为质量合格。
一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法四包括以下步骤：
(1)根据岩体地质力学RMR分类法，确定围岩应该达到的RMR分值；
(2)地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后围岩的波速值，由波速值换算求出围岩的实际完整系数；点荷载试验作为检查方法，测得围岩的实际抗压强度；钻孔取芯作为检查方法，测得围岩的实际岩石质量指标；孔内电视为检查方法，测得围岩的实际结构面结合程度；
(3)根据实际完整系数、实际抗压强度、实际岩石质量指标和实际结构面结合程度，结合地下水活动特征和结构面产状修正系数，按岩体地质力学RMR分类法，确定实际RMR分值；
(4)实际RMR分值大于应该达到的RMR分值，为质量合格。
本技术方案中采用地震波比现有技术中采用弹性波测出的数据更接近真实情况。由于弹性波采用的超声波，测出的波速比实际的数据偏高；而地震波是普通声波，其测出的波速变化能更好地反应岩体裂缝空隙的状态。也就是说普通声波的变化更能体现出由于裂缝空隙产生的变化，而超声波速度太快，对岩体裂缝空隙导致的速度变化相对不敏感。
本发明采用的检查方法是水电工程常用的方法，最大的不同在于质量检查与评价方法与固结灌浆目的相结合，细化和量化了评价标准，减少了人为因素的影响，易于形成一致的认识，避免可能出现的固结灌浆质量实际未满足设计要求的情行，有利于确定工程质量。
具体实施方式
实施例一：固结灌浆目的为提高坝基岩体质量的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法。
检查与评价的方法为BQ法，具体步骤包括：地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后坝基岩体的波速值，由波速值计算出固结灌浆后坝基岩体的实际完整系数kv’；根据现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB/T 50218)确定水泥固结灌浆后应达到的岩体质量级别；再根据岩体质量级别对应的岩体基本质量指标BQ，反求岩体应达到的完整系数kv；当实际完整系数kv’大于应达到的完整系数kv为质量合格。
检查与评价的方法或者采用RMR法：根据岩体地质力学RMR分类法，确定坝基岩体应该达到的RMR分值；地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后坝基岩体的波速值，由波速值计算出固结灌浆后坝基岩体的实际完整系数kv’；点荷载试验作为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际抗压强度；钻孔取芯作为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际岩石质量指标RQD’；孔内电视为检查方法，测得经水泥固结灌浆后坝基岩体的实际结构面结合程度。根据实际完整系数kv’，实际抗压强度，实际岩石质量指标RQD’和实际结构面结合程度参数，根据岩体地质力学RMR分类法，确定实际RMR分值；当实际RMR分值大于应该达到的RMR分值，为质量合格。
实施例二：固结灌浆目的为提高围岩岩体质量的水泥固结灌浆质量检查与评价的方法。
检查与评价的方法为BQ和HC法：根据现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB/T50218)，确定围岩经水泥固结灌浆后应达到的第一岩体质量级别；再根据第一岩体质量级别对应的岩体基本质量指标BQ和固结灌浆前岩石抗压强度，反求围岩应达到的第一完整系数kv1；根据国家现行标准《水力发电工程地质勘察规范》(GB 50287-2016)提出的水电工程围岩分类法(HC)确定围岩经水泥固结灌浆后应达到的第二岩体质量级别；再根据第二岩体质量级别对应的岩体总分值(T)、固结灌浆前岩石抗压强度、结构面发育程度、结构面结合程度、地下水活动特征反求第二完整系数kv2；取第一完整系数kv1和第二完整系数kv2中的较小值作为围岩应达到的完整系数kv作为评价的下限值。地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后围岩的波速值，由波速值换算求出围岩的实际完整系数kv’；当实际完整系数kv’大于应达到的围岩完整系数kv为质量合格。
检查与评价的方法或者采用RMR法：根据岩体地质力学RMR分类法，确定围岩应该达到的RMR分值；地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后围岩的波速值，由波速值换算求出围岩的实际完整系数kv’；点荷载试验作为检查方法，测得围岩的实际抗压强度；钻孔取芯作为检查方法，测得围岩的实际岩石质量指标RQD’；孔内电视为检查方法，测得围岩的实际结构面结合程度；根据实际完整系数kv’，实际抗压强度，实际岩石质量指标RQD’和实际结构面结合程度作为四个参数，结合地下水活动特征和结构面产状修正系数，按岩体地质力学RMR分类法，确定实际RMR分值；当实际RMR分值大于应该达到的RMR分值，为质量合格。
上述技术方案中所采用的《工程岩体分级标准》(GB/T 50218)、《水力发电工程地质勘察规范》(GB 50287-2016)、岩体基本质量指标、岩体地质力学RMR分类法、水电工程围岩分类法(HC)均属于本行业中现有规范及定义。理论上，也可选用其他合适的相关标准。
上述技术方案中地震测井、点荷载试验、钻孔取芯和孔内电视均为本行业内现有成熟检测方式。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于岩体质量指标的水泥固结灌浆质量检查与评价方法，其特征在于：
(1)根据工程岩体分级标准，确定围岩经水泥固结灌浆后应达到的第一岩体质量级别；再根据所述第一岩体质量级别对应的岩体基本质量指标和固结灌浆前岩石抗压强度，反求所述围岩应达到的第一完整系数；根据水电工程围岩分类法确定所述围岩经水泥固结灌浆后应达到的第二岩体质量级别；再根据所述第二岩体质量级别对应的岩体总分值、固结灌浆前岩石抗压强度、结构面发育程度、结构面结合程度、地下水活动特征反求第二完整系数；取所述第一完整系数和第二完整系数中的较小值为围岩应达到的完整系数；
(2)地震测井作为检查方法，测得水泥固结灌浆后围岩的波速值，由所述波速值换算求出所述围岩的实际完整系数；
(3)所述实际完整系数大于所述应达到的围岩完整系数为质量合格。
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