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目前我国西南地区许多拟建和在建的大型高坝水电站都处于高山峡谷地带，工程地质条件较为复杂。在水电站的前期勘测设计研究阶段，因坝型较高、装机容量大、库容大，出现一系列的工程地质问题急需解决，如电站各工程部位基础岩体的空间展布形态、质量类别、完整性、渗透性、覆盖层厚度、隐状构造、岩体风化、卸荷深度、砂层液化等。近年来，在工程建设需求的强力推动下，作为工程地质勘察的重要手段，地球物理探测技术得到了迅速发展，在电站不同的勘测设计阶段均得到了一定的应用，但一直没有形成一套理论成熟、实用的探测应用体系。因此，在对目前高坝水电站进行地球物理探测工作的基础上，建立一套适合于大型高坝水电站的既有理论依据，又易于操作的工程地球物理探测应用体系，对水电站工程建设具有较强的指导意义。本文以大渡河双江口水电站为工程背景，根据工程地质需求着手，在预可行性～可行性研究阶段，针对电站的多个工程部位开展了地球物理探测工作，对探测成果进行了系统的研究和总结，重点解决了坝址区岩体质量分级、砂层地震液化、移民点场地工程抗震评价、高精度探测土料场粉质粘土厚度等地质问题，并就存在的不足与问题进行完善和改进。论文以探测技术为理论基础，应用于工程实际，构建了复杂地质条件下高坝水电站地球物理探测技术研究比较完整的理论与实践体系。取得的主要研究成果体现在以下几个方面: (1)论文利用坝址区大量钻孔、平硐声波测试资料，构建声波原始波形初至拾取、波速计算、统计软件模型，同时结合地质资料进行计算分析，制作了大量的图像和表格，详细、直观的反映了各工程部位岩体的声波速度形态分布特征; (2)利用坝址区各个钻孔、平硐的声波速度分布特征，对工程地质的初步岩体分段深度进行修正与验证，准确划分各勘探部位岩体质量分段深度及类别; (3)将电站整个坝址区声波速度按岩体岩级、风化、卸荷程度进行统计，同时根据不同工程地质部位，分别将声波速度按左、右岸及河床进行统计与综合分析，达到从宏观到微观的角度分析坝址区各个部位声波速度的概率分布特征，从而建立了坝址区岩体质量、风化、卸荷等地质特征与声波速度的量化对应关系，为电站施工期岩体开挖建基面验收、设计灌浆参数及灌浆质量检查验收提供定量依据; (4)依据坝址区岩体声波速度，分别计算统计出不同级别岩体的完整性系数。利用岩体完整性系数与岩体完整程度的对应关系，从而对各种不同级别岩体的完整程度进行判别，为工程地质对坝址区岩体的完整性评价及围岩分类提供了依据; (5)建立了声波速度划分岩体质量类别的评价体系。论文利用双江口水电站坝址区声波测试成果，研究声波速度指标定量划分岩体类别的实用性、可靠性;并可供其它水电站在岩体质量类别划分提供借鉴; (6)研究了基于地震纵横波原位测试方法的建筑物场地安全评价体系及应用依据。论文通过地震纵横在建筑物场地测试中的研究和分析总结，提供了场地内地层的地震纵波、横波、泊松比、动弹模量、动剪模量、卓越周期等力学参数，为建筑物场地评价、砂层地震液化判别、场地工程抗震评价和抗震设计提供了重要判别依据; (7)论文研究了高密度电阻率成像与瑞雷面波的综合探测方法理论，对土料场粉质粘土层厚度进行探测研究。综合探测方法打破传统的单一方法探测思路，消除了其带来的多解性、不准确性，大幅提升了探测的准确性和可靠性; 论文通过声波、地震纵横波、高密度电阻率成像、瑞雷面波等探测方法在双江口水电站工程的应用研究，解决了坝址区岩体质量分级、砂层地震液化、移民点场地工程抗震评价、高精度探测土料场粉质粘土厚度等一系列工程关键技术问题。同时为地球物理探测技术今后在西南地区大型高坝水电站中应用的可行性提供了理论与实践指导意义和参考价值。