[发明专利]基于微震监测的地下布置式水电站厂房潜在渗流通道的识别方法

说明书

本发明提供了一种基于微震监测的地下布置式水电站厂房潜渗流通道识别方法，步骤如下：①圈定监测区域，布置传感器和爆破孔；②于不同时间点分别在各爆破孔中进行爆破，记录各次爆破产生的弹性波的起跳时刻，计算岩体平均等效波速；③通过微震监测系统对监测区域进行监测，测定监测区域产生的微震事件的震源位置及微震发生时刻，作出震源位置空间分布图，当微震事件的震源位置在监测区域的某一或某些局部区域聚集且呈现条带状或面状分布时，则相应的局部区域中即存在潜在渗流通道。本发明的方法可更准确地识别地下布置式水电站厂房在建设和运营过程中出现的潜在渗流通道，有利于更好地指导岩地下布置式水电站厂房的安全建设和安全运营。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及一种基于微震监测的地下布置式水电站厂房潜在渗流通道的识别方法。

背景技术

许多大型水电站都布置在高山峡谷中，地面空间有限，有效地利用地下空间不仅能解决枢纽布置问题，还可以充分利用水头差以提高水能利用效率。我国目前在建的双江口水电站、白鹤滩水电站、两河口水电站和已经建成的乌东德水电站、向家坝水电站、二滩水电站都采用地下式布置，并朝着大跨度、大开挖规模等超大型洞室方向发展。由于地下布置的原因，水电站多位于降雨形成的天然水位线以下，在开挖过程中，水电站厂房围岩极易出现地下水渗流问题，威胁工程安全。因此，地下布置式水电站厂房开挖过程安全与否，不仅要解决洞室围岩稳定性问题，还要准确识别潜在的岩石渗流裂隙，为水电站前期安全建设和后期稳定运营提供良好的保证。

目前，水电站厂房渗流问题多基于饱和—非饱和渗流理论，结合裂隙岩体的基本性质，建立主厂房物理实验模型或数学解析模型，为厂房的渗流问题提供解决方案。物理实验模型包括裂隙网络模型、双重介质模型和多孔介质模型等，数学计算模型在近几年的渗流计算发展中也有了长足进步，但这些模型多基于现场地质调查和水文地质调查得到数据作为模型的第一手资料，包括岩石的物理力学性质、断层节理产状以及地下水赋存状态等，未考虑水电站厂房开挖形成的裂隙，准确性还有待提高。并且，地下布置式水电站厂房大多赋存在一定的地下水环境中，在地下布置式水电站厂房开挖过程中多通过排水孔、排水帷幕及防渗帷幕来解决主厂房中地下水渗流问题，这些大多通过经验获得，并采取全方位、多尺度施工来解决渗流问题。由此可见，若在不能准确识别岩石渗流通道的基础上来解决地下布置式水电站厂房的渗流问题，将会浪费人力物力，并延缓工期。

地下布置式水电站厂房岩体是赋存在一定地应力条件下的，在地下布置式水电站厂房的开挖卸荷过程中，原始地应力受到开挖扰动，会导致应力重分布，并引起岩体萌生微裂隙以及造成原生裂隙的扩张。原生裂隙的发育扩张不仅会造成围岩失稳，贯通的裂隙也将成为地下水的潜在渗流通道。因此，在地下布置式水电站厂房岩体在开挖卸荷过程中以及水电站的后续运营过程中，准确识别原生裂隙的扩张和微裂隙的发育萌生，进而准确地识别地下布置式水电站厂房的潜在渗流通道，对于解决地下布置式水电站厂房渗流问题，保障地下布置式水电站厂房的安全建设和后期的稳定运营都将产生重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于微震监测的地下布置式水电站厂房潜渗流通道识别方法，以更准确和有效地识别地下布置式水电站厂房在建设和运营过程中出现的潜在渗流通道，为解决地下布置式水电站厂房稳定性问题提供依据，从而更好地指导岩地下布置式水电站厂房的安全建设和安全运营。

本发明提供的基于微震监测的地下布置式水电站厂房潜渗流通道识别方法，步骤如下：