防滲墻工程質(zhì)量的檢測(cè)方法及應(yīng)用

□李曉明（河南省水利第一工程局）

防滲墻工程質(zhì)量的檢測(cè)方法及應(yīng)用

□李曉明（河南省水利第一工程局）

隨著我省病險(xiǎn)水庫治理工程的開展，壩體防滲處理是病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固的核心項(xiàng)目之一。根據(jù)已開展或正在開展病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固，壩體防滲處理技術(shù)多采用防滲墻。防滲墻施工質(zhì)量不易控制，易出現(xiàn)斷裂、不連續(xù)、接頭分叉、疏松、孔洞等質(zhì)量缺陷，并且具有隱蔽性等特點(diǎn)，防滲墻的均勻連續(xù)性、墻體強(qiáng)度和滲透系數(shù)等質(zhì)量檢測(cè)存在一定的技術(shù)難度。本文通過對(duì)常用防滲墻種類的介紹，提出適宜檢測(cè)內(nèi)容及方法。

防滲墻；質(zhì)量檢測(cè)；內(nèi)容；方法

一、常用防滲墻的種類

（一）高噴防滲墻

高噴防滲墻是由旋噴柱形樁、擺噴扇形斷面柱或定噴板狀墻段。其中一種或兩種、三種彼此組合搭接起來，形成的地下防滲墻墻。其結(jié)構(gòu)形式可采用：旋噴套接、旋噴擺噴搭接、擺噴對(duì)接或折接、定噴折接。由于結(jié)構(gòu)形式的差異表現(xiàn)適用地層條件的不同。一是定噴和小角度擺噴適用于粉土和砂土地層；大角度擺噴和旋噴適用于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土、礫土、礫石、卵（碎）等地層；二是承受水頭較小的或歷時(shí)較短的高噴防滲墻，可采用擺噴折接或?qū)印⒍▏娬劢有问剑蝗窃诼眩ㄋ椋┑[石地層中，深度＜20m時(shí)，可采用擺噴對(duì)接或折接形式，對(duì)接擺角不宜＜60°，折接擺角不宜＜30°；深度20～30m時(shí)，可采用單排或?qū)ε判龂娞捉樱龜[搭接形式；當(dāng)深度＞30m時(shí)，宜采用兩排或三排旋噴套接形式或其他形式。

（二）塑性混凝土防滲墻

塑性混凝土是用粘土和膨脹潤土取代普通混凝土中大部分水泥形成一種柔性工程材料。與普通混凝土相比，彈性模量低，極限應(yīng)變大，抗?jié)B性能好。它具有適應(yīng)墻體周圍土體變形模量，能較好的適應(yīng)地基的變形，大大地減小墻體應(yīng)力，避免墻體開裂同時(shí)還能節(jié)約水泥用量，降低造價(jià)，在國內(nèi)外被廣泛用作防滲墻體材料。塑性混凝土抗壓強(qiáng)度不高，一般可控制在R28=（2.5～5.0）MPa，彈性模低，一般可控制在 E28≤2000MPa，塑性混凝土拌和物的密度一般為20～22kN/m3，泌水率不超過3%，和易性、穩(wěn)定性較好，初凝和終凝時(shí)間較普通混凝土長，對(duì)混凝土澆筑十分有利。

塑性混凝土防滲墻在我國成功應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代后期，是在松散透水地基或土石壩體中連續(xù)造孔或槽、水泥漿固壁澆筑混凝土而建成的。

二、工程質(zhì)量檢測(cè)

（一）高噴防滲墻

1.高噴防滲墻質(zhì)量檢測(cè)部位的選擇

高噴防滲墻質(zhì)量的檢測(cè)部位宜在以下重點(diǎn)部位進(jìn)行：地層復(fù)雜的部位；漏漿嚴(yán)重的部位；可能存在質(zhì)量缺陷的部位。

2.高噴防滲墻質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容與方法

（1）防滲墻的滲透性高噴防滲墻的滲透性能應(yīng)根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)形式和深度選用圍井檢查法，鉆孔檢查法。

①圍井檢查法：圍井檢查法適用于所有結(jié)構(gòu)形式的高噴防滲墻，并應(yīng)符合下列要求。

a.每3～5個(gè)單位工程宜布置一個(gè)圍井；少于3個(gè)單元的工程，至少應(yīng)布置一個(gè)圍井。

b.圍井各面墻體軸線圍成的平面面積，在砂土、粉土層中不宜 ＜3m2，礫石、卵（碎）石居中不宜 ＜4.5m2。

c.圍井邊墻與被檢查墻體的技術(shù)條件應(yīng)一致。

d.懸掛式高噴防滲墻圍井底部應(yīng)進(jìn)行封閉。

e.在圍井高噴灌漿結(jié)束14d后，將圍井開挖一定深度，然后在圍井內(nèi)進(jìn)行注水（或抽水）試驗(yàn)，可在圍井中心部位鉆孔，下入過濾管，在管內(nèi)進(jìn)行注水（或抽水）試驗(yàn)。

高噴防滲墻上平架圍井試驗(yàn)，墻體滲透系數(shù)K按下式進(jìn)行計(jì)算

式中：K為滲透系數(shù)，cm/s；Q為穩(wěn)定流量，cm3/s；t為高噴防滲墻平均厚度,cm；L為圍井周邊高噴防滲墻軸線長度，cm；H為圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底的深度，cm；h0為地下水位至井底的深度，cm。

②鉆孔檢查法：鉆孔檢查法適用于厚度較大的和深度較小的高噴防滲墻，并應(yīng)符合下列要求。

a.每個(gè)單元工程可布置1個(gè)檢查孔。

b.檢查孔孔位宜布置在墻體中心線上的相鄰兩孔高噴凝結(jié)體的搭接處，宜自上而下分段鉆孔，取芯和進(jìn)行靜水頭壓水試驗(yàn)。

c.鉆孔檢查宜在高噴灌漿結(jié)束28d后進(jìn)行。

d.施工順序如下：利用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑為110mm，鉆孔深度為超過設(shè)計(jì)水頭2～4m為宜，鉆進(jìn)時(shí)禁止使用泥漿護(hù)壁，鉆進(jìn)的同時(shí)用取樣器取樣，測(cè)其芯樣干容重；鉆孔至預(yù)定深度后利用鉆機(jī)進(jìn)行清孔和洗孔；洗孔完畢下套管并將管口引出地面0.5m左右，套管在孔內(nèi)部分與孔壁之間用膨脹止水條止水，套管下部至孔底可視為滲水試驗(yàn)段L，管內(nèi)水柱可視為水頭高度S。

試驗(yàn)開始前先將孔內(nèi)注滿水至管口，控制注水容器連續(xù)向管內(nèi)注水，并試管內(nèi)水位始終與管口齊平，待管內(nèi)水位穩(wěn)定后，再分階段地注水并記錄，注水時(shí)間和注水量Q一般連續(xù)注水3h，分6個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段為30min。

整理記錄資料，利用滲透系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算墻體的滲透系數(shù)

式中：K為滲透系數(shù)，單位cm3/s；L為試驗(yàn)段長度，單位cm；Q為穩(wěn)定注水量的平均值，單位為cm3;S為管內(nèi)水頭高度，單位m；R為鉆孔半徑，單位cm。

根據(jù)求解得出的滲透系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析防滲墻的防滲效果。

（2）防滲墻的連續(xù)性

防滲墻的連續(xù)性在施工結(jié)束28d后，采用地質(zhì)雷達(dá)等無損技術(shù)，進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)防滲墻體方向和垂直深度的連續(xù)性

（3）防滲墻體結(jié)石體的強(qiáng)度

防滲墻體結(jié)石體的強(qiáng)度應(yīng)在施工結(jié)束28d后，分別在檢查段之間防滲墻交叉接觸位置布置檢查孔，在檢查孔的上、中、下部取樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（二）塑性混凝土防滲墻

1.塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢測(cè)部位的選擇，塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢測(cè)部位一般選擇在防滲墻中心線上具有典型代表的部位。

2.塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容和方法。塑性混凝土防滲墻與常規(guī)混凝土防滲墻一樣都需進(jìn)行混凝土質(zhì)量檢查和墻體質(zhì)量檢測(cè)，但在具體的檢查方法上存在差異。

（1）塑性混凝土質(zhì)量檢查

塑性混凝土質(zhì)量是指對(duì)已澆筑的塑性混凝土的物理力學(xué)性能的檢測(cè)，主要包括抗壓強(qiáng)度、彈性模量、滲透系數(shù)、由于塑性混凝土的強(qiáng)度較低，不宜采用鉆孔取芯的方法對(duì)成墻混凝土進(jìn)行取芯，只能在混凝土澆筑時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)取樣成型試件，用試件的試驗(yàn)結(jié)果代替防滲墻的力學(xué)性能指標(biāo)。

一般塑性混凝土28d的強(qiáng)度較低，用常規(guī)混凝土滲透儀進(jìn)行塑性混凝土滲透試驗(yàn)時(shí)，由于試件為直徑175～185mm和高150mm的截頭圓錐體，常常在不大的滲水壓力作用下，就會(huì)沿著混凝土試件與外面的金屬筒之間接觸面發(fā)生破壞。另外，由于塑性混凝土本身的粘結(jié)力較差，試驗(yàn)密封材料與試件粘結(jié)不牢而出現(xiàn)微小間隙，形成滲水通道。因此進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用塑性混凝土抗?jié)B儀，或采取專門的保護(hù)措施，以防加壓時(shí)破壞試件，影響試驗(yàn)結(jié)果。

（2）塑性混凝土墻體質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)塑性混凝土防滲墻成墻質(zhì)量檢測(cè)，現(xiàn)行采用方法有鉆孔取芯法、超聲波法、探地雷達(dá)法和地震透射層析成像等，檢測(cè)防滲墻的連續(xù)性和接頭孔的連接質(zhì)量，其中探地雷達(dá)法應(yīng)用較為廣泛。

由于無損檢測(cè)方法的局限性，對(duì)于無損檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的異常情況，最好采用局部開挖檢查。或采用鉆孔取芯對(duì)異常部位進(jìn)一步驗(yàn)證。以保證檢測(cè)工作質(zhì)量。

2011-04-28