摘要：防滲墻是水利工程中較普遍采用的一種地下連續(xù)墻，是治理水庫大壩的加固工程中的設(shè)計(jì)與施工問題最為有效的方法之一。隨著水利工程的迅速發(fā)展，對水庫大壩的防滲墻的質(zhì)量越來越重視。本文結(jié)合工程實(shí)例，闡述了防滲墻的質(zhì)量檢測的方法，確保了防滲墻工程的質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：水利工程,防滲墻,施工,質(zhì)量隱患,質(zhì)量檢測

　　近幾年，隨著防滲墻施工工藝技術(shù)的成熟和施工工具的不斷改進(jìn)完善，將防滲墻用于水庫大壩的加固設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為水庫加固工程的重要方法，而且以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)告訴我們，防滲墻在土石壩加固中的應(yīng)用成果是可喜可賀的。但防滲墻種類繁多，屬于地下隱蔽工程，施工技術(shù)較復(fù)雜，施工過程中受外界環(huán)境條件影響較大，質(zhì)量控制難度較大，而防滲墻施工工程關(guān)系到社會(huì)的安穩(wěn)、人民群眾的生命安全。因此，如何通過檢測防滲墻質(zhì)量，確保防滲加固工程的質(zhì)量具有重要意義。

　　1 防滲墻質(zhì)量檢測的必要性

　　一般來說，不同施工工藝，不同類型的防滲墻會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量問題。高噴灌漿防滲墻由于壩體下部土壓力較上部大，易產(chǎn)生上粗下細(xì)，厚度不均勻的水泥灌漿固結(jié)體，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)墻體搭接不良、成墻不連續(xù)、離析、夾泥、空洞、蜂窩等質(zhì)量隱患。混凝土防滲墻(塑性和剛性)主要質(zhì)量問題有：不同施工槽段接合不好，墻體連續(xù)性差，墻體底部沉渣過厚，墻體嵌入基巖深度不夠，墻體夾泥，離析、蜂窩，澆注不連續(xù)而產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，防滲墻施工過程中，混凝土是泥漿下澆注，容易出現(xiàn)塌槽、墻體含泥量大等質(zhì)量隱患。深層攪拌水泥土防滲墻可能出現(xiàn)的主要問題是墻體搭接不良，出現(xiàn)開叉，墻體連續(xù)性差，墻體搭接處厚度偏小。因此，防滲墻質(zhì)量檢測中需要關(guān)注的重點(diǎn)問題有：①墻體厚度，特別是墻體下部的厚度;②墻體搭接，墻體開叉、夾泥、蜂窩、空洞;③施工槽段間墻體接縫處夾泥，澆注不連續(xù)引起的水平橫縫;④墻體滲透系數(shù)，沉渣厚度。

　　堤壩防滲墻的質(zhì)量對于壩體的防滲及穩(wěn)定具有重要的影響，由于防滲墻施工過程中可能存在上述質(zhì)量隱患。因此，如何對修建好的防滲墻進(jìn)行有效的質(zhì)量檢測，及時(shí)探測墻體中的潛在質(zhì)量隱患，對于水庫的竣工驗(yàn)收和安全運(yùn)行具有重要的意義。

　　2 防滲墻質(zhì)量檢測的方法

　　2.1 地質(zhì)雷達(dá)探測原理及方法

　　地質(zhì)雷達(dá)利用高頻電磁波(106-109Hz或更高)以寬頻帶短脈沖形式，通過發(fā)射天線送入檢測介質(zhì)，通過電磁脈沖在地下介質(zhì)交界面上的反應(yīng)特征來反映地下地質(zhì)情況。由于不同介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)電性能的差異，雷達(dá)天線發(fā)射的電磁波一部分能量被界面反射折向地表，被接收天線接收;另一部分能量透過界面繼續(xù)向下傳播，在更深的交界面上被反射回地面，直到能量被完全吸收為止。這樣，就可在某個(gè)測點(diǎn)上得到隨時(shí)間變化的一組反射電磁波。當(dāng)發(fā)射天線和接收天線以固定間距，同時(shí)沿測線移動(dòng)時(shí)，可以得到沿某一測線上反映地下介質(zhì)分布的地質(zhì)雷達(dá)圖像。通過分析反射波的到達(dá)時(shí)間、幅度和相位變化研究介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布規(guī)律。

　　一般來說，目前常用的雙天線地質(zhì)雷達(dá)主要采用3種觀測方式：反射觀測方式(剖面法)、共中點(diǎn)法(寬角法)、透射觀測方式。實(shí)際探測時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)體的特點(diǎn)，選擇合適的探測方法。

　　2.2 超聲波透射法探測原理及方法

　　混凝土和其它各向同性的均勻介質(zhì)不同，是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。當(dāng)混凝土無缺陷時(shí)，混凝土是連續(xù)體，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的;當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時(shí)，如斷裂、裂縫、空洞、夾泥和離析等，混凝土連續(xù)性中斷，缺陷區(qū)與混凝土成為界面，聲波在這界面上發(fā)生反射、散射與繞射，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時(shí)間延長，使聲速增大。聲波透射法就是利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，來分析判定墻身缺陷的程度并確定其位置。

　　防滲墻聲波測試一般采用鉆孔聲波測井和跨孔聲波測試進(jìn)行檢測，測試方法如圖1所示。鉆孔聲波測井時(shí)使用一發(fā)雙收換能器。在發(fā)射換能器發(fā)射脈沖聲波，利用井液耦合，取得沿防滲墻鉆孔壁傳播到達(dá)兩個(gè)接收換能器的走時(shí)T1、T2。然后根據(jù)聲波走時(shí)T1、T2和兩個(gè)接收換能器的距離長度L計(jì)算其縱波速度。跨孔聲波測試?yán)�用井�?水)耦合分別在2個(gè)鉆孔中，利用換能器一發(fā)一收測得聲波在防滲墻中的走時(shí)讀數(shù)T，再根據(jù)鉆孔的水平距離計(jì)算防滲墻體的縱波速度Vp。根據(jù)測定的聲學(xué)參數(shù)(聲速、波幅、斜率法的PSD值)綜合判斷墻體中存在的質(zhì)量缺陷。

　　3 防滲墻質(zhì)量檢測工程實(shí)例

　　3.1 工程概況

　　某水庫的大壩采用塑性混凝土防滲墻，墻體設(shè)計(jì)強(qiáng)度2.0-5.0MPa，墻體設(shè)計(jì)滲透系數(shù)≤1×10-6cm/s，彈性模量≤1500MPa，設(shè)計(jì)厚度為60cm，墻體深度嵌入弱風(fēng)化基巖0.5-1.0m。

　　3.2 檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)

　　在防滲墻質(zhì)量檢測工作的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過不斷探索和改進(jìn)，形成了一套可行的探測方法。首先采用地質(zhì)雷達(dá)對墻體進(jìn)行大范圍隱患普查，分析探測結(jié)果，在可疑的部位有針對性地布置鉆孔，結(jié)合鉆孔取芯、注水試驗(yàn)和聲波透射等綜合檢測技術(shù)來分析防滲墻的質(zhì)量隱患。檢測標(biāo)準(zhǔn)參照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003》《水利水電工程物探規(guī)程SL326-2005》。

　　⑴地質(zhì)雷達(dá)探測

　　采用加拿大EKKO系列探地雷達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)配置了多種頻率的天線，本次探測主要選100MHz和50MHz的天線，測點(diǎn)間距為0.5m。沿防滲墻軸線平行布設(shè)水平測線,垂直防滲墻軸向布設(shè)垂直測線，形成的縱橫測網(wǎng)可基本控制整個(gè)防滲墻的分布。將獲取的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理分析，由地質(zhì)雷達(dá)探測結(jié)果可知，雷達(dá)探測剖面上多次反射信號明顯，反射信號的振幅較大，相位較連續(xù)，左、右壩肩部位墻體與基巖面分界面較清晰，壩頂路面混凝土與防滲墻頂部覆蓋的填土界面清晰，分層明顯。

　　為驗(yàn)證地質(zhì)雷達(dá)探測方法的有效性和可靠性，在左壩肩布設(shè)了一個(gè)鉆孔，對比分析鉆孔編錄成果與地質(zhì)雷達(dá)探測結(jié)果，可知：地質(zhì)雷達(dá)對防滲墻淺部的探測較為準(zhǔn)確，對壩頂混凝土路面及防滲墻體頂部上覆填土厚度的探測精度較高，誤差小于0.2m。對于深度為10m的防滲墻，使用地質(zhì)雷達(dá)探測其深度的偏差小于0.5m。

　　⑵地質(zhì)鉆孔并結(jié)合聲波透射法

　　采用地質(zhì)雷達(dá)對大壩防滲墻進(jìn)行隱患普查后，分析探測結(jié)果，對局部相位不連續(xù)，出現(xiàn)異常分界面的部位布設(shè)鉆孔，取芯并進(jìn)行注水試驗(yàn)和采用RSMSY-5型聲波檢測儀進(jìn)行聲波測試。鉆孔取芯法能直觀地通過鉆取的芯樣，分析墻體中存在的夾泥、夾渣、離析、膠結(jié)不良、澆注不連續(xù)形成的裂縫等質(zhì)量缺陷。

　　圖3 ZK3 聲波測試結(jié)果

　　跨孔聲波測試時(shí)，分別在相鄰不同施工槽段布設(shè)鉆孔，以檢測槽段間接縫情況。單孔一發(fā)雙收聲波測試時(shí)，數(shù)據(jù)采集間隔為0.2m。跨孔聲波透射時(shí)，數(shù)據(jù)采集間隔為0.5m。測試時(shí)，先進(jìn)行平測普查，并對可疑的測點(diǎn)進(jìn)行加密平測，確定異常部位的縱線范圍，再利用斜測進(jìn)一步探測，綜合平測和斜測的結(jié)果，判斷墻體質(zhì)量。根據(jù)聲波探測結(jié)果圖2可知：ZK3在孔深14.6m處波速突然減小，振幅也突然減小，聲速值明顯低于正常塑性混凝土的聲速值，與粘土的聲速值較為接近，可判斷該測點(diǎn)防滲墻體夾泥;孔深19.0-21.0m，測點(diǎn)的聲速整體減小，且均低于正常塑性混凝土的聲速，與強(qiáng)風(fēng)化巖石的波速基本相當(dāng)，說明該測段為防滲墻體與基巖接觸帶。這與現(xiàn)場鉆孔取芯的情況相符。由聲波測試結(jié)果圖3可知：ZK2孔深16.0m處，墻體夾泥。ZK6孔深15.0m處為墻體與基巖的分界面。聲波測試反映的墻體質(zhì)量問題與現(xiàn)場鉆孔取芯的情況均相符合，這也驗(yàn)證了聲波測試方法的有效性和可靠性。

　　圖4 跨孔聲波測試結(jié)果圖

　　4 結(jié)語

　　總而言之，我國在水利工程加固防滲墻方面的技術(shù)尚未成熟，很多設(shè)計(jì)方面的計(jì)算不夠規(guī)范，加上防滲墻施工技術(shù)較復(fù)雜、質(zhì)量控制難度較大，因此，針對防滲墻的施工質(zhì)量檢測還是非常有必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防滲墻質(zhì)量檢測技術(shù)方法，將會(huì)不斷的完善。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 陳學(xué)禮，水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻質(zhì)量檢測與成果分析[J]治淮，2009.06