水利工程防渗墙质量检测实例分析

水利工程防渗墙质量检测实例分析

马焕梅张珍娜

诸城市水利移民管理局山东诸城市262200；诸城市郭家村水库管理局山东诸城市262200

摘要：我国在水利工程加固防渗墙方面的技术尚未成熟，很多设计方面的计算不够规范，加上防渗墙施工技术较复杂、质量控制难度较大，因此，针对防渗墙的施工质量检测还是非常有必要的。随着科学技术的发展，防渗墙质量检测技术方法，将会不断的完善。

关键词：水利工程；防渗墙；施工；质量隐患；质量检测

前言：

随着技术的发展，特别是近年来，新技术、新材料、新工艺的推广应用，混凝土防渗墙技术日趋完善，对保证工程质量起到了十分重要的作用。混凝土防渗墙是一种有效的处理坝基渗漏和工程除险的防渗技术，保证混凝土防渗墙施工质量和速度的关键在于开槽的连续性，浇筑的及时性。

1水利工程混凝土防渗墙概述

混凝土防渗墙是在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一。防渗墙按分段建造，一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成～个墙段，许多墙段连成一整道墙。墙的顶部与闸坝的防渗体连接，两端与岸边的防渗设施连接，底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度，即可截断或减少地基中的渗透水流，对保证地基的渗透稳定和闸坝安全，充分发挥水库效益有重要作用。

2防渗墙质量检测的方法

2.1地质雷达探测原理及方法

地质雷达利用高频电磁波（106-109Hz或更高）以宽频带短脉冲形式，通过发射天线送入检测介质，通过电磁脉冲在地下介质交界面上的反应特征来反映地下地质情况。由于不同介质的介电常数和导电性能的差异，雷达天线发射的电磁波一部分能量被界面反射折向地表，被接收天线接收；另一部分能量透过界面继续向下传播，在更深的交界面上被反射回地面，直到能量被完全吸收为止。这样，就可在某个测点上得到随时间变化的一组反射电磁波。当发射天线和接收天线以固定间距，同时沿测线移动时，可以得到沿某一测线上反映地下介质分布的地质雷达图像。通过分析反射波的到达时间、幅度和相位变化研究介质内部结构的分布规律。

2.2超声波透射法探测原理及方法

混凝土和其它各向同性的均匀介质不同，是由多种材料组成的多相非匀质体。当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，声波在其中传播的速度是有一定范围的；当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、空洞、夹泥和离析等，混凝土连续性中断，缺陷区与混凝土成为界面，声波在这界面上发生反射、散射与绕射，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声速增大。声波透射法就是利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判定墙身缺陷的程度并确定其位置。

防渗墙声波测试一般采用钻孔声波测井和跨孔声波测试进行检测，测试方法如图1所示。钻孔声波测井时使用一发双收换能器。在发射换能器发射脉冲声波，利用井液耦合，取得沿防渗墙钻孔壁传播到达两个接收换能器的走时T1、T2。然后根据声波走时T1、T2和两个接收换能器的距离长度L计算其纵波速度。跨孔声波测试利用井液（水）耦合分别在2个钻孔中，利用换能器一发一收测得声波在防渗墙中的走时读数T，再根据钻孔的水平距离计算防渗墙体的纵波速度Vp。根据测定的声学参数（声速、波幅、斜率法的PSD值）综合判断墙体中存在的质量缺陷。

3防渗墙质量检测工程实例

3.1工程概况

某水库的大坝采用塑性混凝土防渗墙，墙体设计强度2.0-5.0MPa，墙体设计渗透系数≤1×10-6cm/s，弹性模量≤1500MPa，设计厚度为60cm，墙体深度嵌入弱风化基岩0.5-1.0m。

3.2检测方法及标准

⑴地质雷达探测

采用加拿大EKKO系列探地雷达系统，系统配置了多种频率的天线，本次探测主要选100MHz和50MHz的天线，测点间距为0.5m。沿防渗墙轴线平行布设水平测线，垂直防渗墙轴向布设垂直测线，形成的纵横测网可基本控制整个防渗墙的分布。将获取的地质雷达数据进行一系列的处理分析，由地质雷达探测结果可知，雷达探测剖面上多次反射信号明显，反射信号的振幅较大，相位较连续，左、右坝肩部位墙体与基岩面分界面较清晰，坝顶路面混凝土与防渗墙顶部覆盖的填土界面清晰，分层明显。

⑵地质钻孔并结合声波透射法

采用地质雷达对大坝防渗墙进行隐患普查后，分析探测结果，对局部相位不连续，出现异常分界面的部位布设钻孔，取芯并进行注水试验和采用RSMSY-5型声波检测仪进行声波测试。钻孔取芯法能直观地通过钻取的芯样，分析墙体中存在的夹泥、夹渣、离析、胶结不良、浇注不连续形成的裂缝等质量缺陷。

跨孔声波测试时，分别在相邻不同施工槽段布设钻孔，以检测槽段间接缝情况。单孔一发双收声波测试时，数据采集间隔为0.2m。跨孔声波透射时，数据采集间隔为0.5m。测试时，先进行平测普查，并对可疑的测点进行加密平测，确定异常部位的纵线范围，再利用斜测进一步探测，综合平测和斜测的结果，判断墙体质量。ZK3在孔深14.6m处波速突然减小，振幅也突然减小，声速值明显低于正常塑性混凝土的声速值，与粘土的声速值较为接近，可判断该测点防渗墙体夹泥；孔深19.0-21.0m，测点的声速整体减小，且均低于正常塑性混凝土的声速，与强风化岩石的波速基本相当，说明该测段为防渗墙体与基岩接触带。这与现场钻孔取芯的情况相符。

4防渗墙施工质量控制措施

4.1成墙质量控制

施工中随时对造孔的孔形及孔斜质量及进行检查，尤其是在二期槽的砼接头钻孔时，放慢钻进速度，“勤测慢放”，发现孔斜较大时，应及时纠偏，以避免因孔斜过大造成墙体底部不连续。主副孔钻孔结束后，采用压钻法，凿除两孔间残留的小墙、半牙等。

4.2弱风化面鉴定质量控制

①强风化层取一组岩样，弱风化层取三组岩样留存（弱风化面取一组，终孔取一组，两个岩样之间取一组）。弱风化面要由质检、地质、监理确定。主要槽段以地质确定为主，次要槽段以监理确定为主。

②副孔取一组岩样留存，取样位置为终孔位置。

③每个岩样要求不少于1.0kg。

④每袋岩样应标明位置（桩号、槽号、孔号、取样深度、编号、岩样名称、取样人、鉴定人、取样单位和时间。

4.3清孔质量

采用优质粘土制备固壁泥浆，尽可能地排除浆液中的细砂颗粒。对二期槽的接头孔采用专用的刷子进行刷洗，每次刷洗段长不大于10m，刷洗的搭接长度不小于2m。每个接头孔刷洗时，质检人员必须现场监督，并做好记录，并签字确认。

结语：

近几年，随着防渗墙施工工艺技术的成熟和施工工具的不断改进完善，将防渗墙用于水库大坝的加固设计，已经成为水库加固工程的重要方法，而且以往的经验数据告诉我们，防渗墙在土石坝加固中的应用成果是可喜可贺的。但防渗墙种类繁多，属于地下隐蔽工程，施工技术较复杂，施工过程中受外界环境条件影响较大，质量控制难度较大，而防渗墙施工工程关系到社会的安稳、人民群众的生命安全。因此，如何通过检测防渗墙质量，确保防渗加固工程的质量具有重要意义。

参考文献：

[1]陈学礼，水库除险加固工程混凝土防渗墙质量检测与成果分析[J]治淮，2009.06

[2]姜震.水工环的现状及实现水工环地质新突破的办法[J].科技与企业，2015（18）：107.