潛山市香山水庫大壩防滲墻質量檢測與評價

操中明 王 凱

一、概述

香山水庫位于菜子湖水系大沙河支流的橫沖河上，工程坐落在安徽省潛山市官莊鎮平峰村境內，壩址距潛山市區約78km，距官莊鎮7km。根據除險加固設計：在大壩內設混凝土防滲墻（0+000～0+120），防滲墻厚60cm。其物理力學指標為：28d混凝土抗壓強度大于5MPa，滲透系數k≤1×10-7cm/s。為了解和評價防滲墻施工質量，采用了鉆孔檢查、芯樣抗壓強度及滲透系數試驗、墻體鉆孔注水試驗、高密度電法等方法。

二、檢測內容

1.防滲墻墻體質量鉆孔檢查

墻體混凝土齡期達28d后，使用110型雙管單動鉆機對墻體實施鉆孔，鉆孔過程中檢查防滲墻墻體的均勻性、可能存在的缺陷、墻體深度等。

2.防滲墻芯樣試驗

取出的芯樣運至試驗室進行試驗，試驗項目為芯樣無側限抗壓強度及滲透系數試驗等。

3.防滲墻工程鉆孔注水試驗

鉆孔過程中，對防滲墻進行鉆孔注水試驗，以檢測其滲透系數能否滿足設計及規范要求。

4.防滲墻工程物探測試

采用工程物探方法對墻體進行連續測試。測試使用的儀器為高密度電法儀。主要檢測墻體的均勻性、連續性、可能存在的缺陷等。

三、檢測方法

1.防滲墻質量鉆孔檢查

當墻體齡期達28d后，使用110型雙管單動鉆機對墻體實施連續取樣。取樣過程中檢查并描述墻體的均勻性、可能存在的缺陷等。

2.防滲墻芯樣試驗

芯樣運至試驗室后，先對芯樣進行加工。然后進行芯樣抗壓強度、彈性模量等試驗。

3.防滲墻工程鉆孔注水試驗

鉆孔過程中，對墻體進行鉆孔注水試驗，以檢測其滲透系數能否滿足設計及規范要求。

4.防滲墻工程物探測試

利用高密度電法對墻體均勻性、連續性、可能存在的缺陷等進行檢測。

四、檢測成果

1.防滲墻質量鉆孔檢查

（1）鉆孔情況

沿壩軸線約30m鉆1孔，共鉆3孔，鉆孔編號分別為ZK1、ZK2、ZK3，所在樁號分別為0+021、0+046、0+088。

（2）鉆孔檢查成果

現場鉆孔情況見表1。

（3）檢查成果分析

現場取芯情況表明：檢查孔所取芯樣材料均勻、完整，未見孔洞、裂隙和混泥現象。

表1 檢查孔情況匯總表

2.防滲墻墻體芯樣試驗

（1）試驗情況

芯樣運至試驗室后，先對芯樣進行加工，然后進行芯樣抗壓強度及滲透系數等試驗。

（2）試驗成果

試驗成果見表2。

（3）試驗成果分析

根據試驗結果，防滲墻芯樣抗壓強度≥5MPa；滲透系數k≤1×10-7cm/s。

3.防滲墻鉆孔注水試驗

（1）防滲墻墻體鉆孔過程中，進行了注水試驗。每孔防滲墻墻體做注水試驗3段次，共進行鉆孔注水試驗9段次。

（2）試驗成果整理

根據現場注水試驗計算滲透系數，滲透系數計算根據《水利水電工程注水試驗規程》（SL345-2007）規定進行計算，計算結果見表3。

表2 防滲墻芯樣試驗成果統計表

圖1 溫納對稱四級裝置測點及勘探深度示意圖

圖2 香山水庫大壩高密度電法原始異常及反演結果圖

表3 防滲墻注水試驗各段次試驗成果統計表

（3）成果分析

根據鉆孔注水試驗成果，防滲墻滲透系數k＜1×10-7cm/s。

4.高密度電法測試

（1）測試原理

高密度電法測試原理是根據被測體的電流和電位差在墻體長度、深度方向上的變化差異，進行特征體的判讀和解釋。用該法在墻體中軸線上相同剖面采集數據后傳入計算機，用與之配套的處理軟件進行處理，在計算機上進行處理和濾波后，得到墻體的電性在墻體長度、深度方向上的變化分布圖。

（2）測試目的

主要檢測防滲墻墻體連續性、均勻性及可能存在的缺陷等。

（3）測線布置

此次檢測共布置1條測線，測線由大壩左岸至右岸方向布置。

（4）儀器設備

高密度電法測試采用的儀器設備為重慶地質儀器廠生產的DUK-2A高密度電法測量系統，主要技術指標如下：使用270V電瓶供電，測量最高分辨率 0.001mV，供電電流 1～5000mA，輸入阻抗＞50 MΩ，數據精度高誤差＜1%，自動自然電位補償，噪聲壓制：＞80dB在f＞50Hz。該儀器的最主要特點是分辨率高，動態范圍寬，工作效率高。

（5）現場測試

高密度電阻率測量采用溫納對稱四級裝置，該裝置應用最多，對高阻體或低阻體成圖，可見上下底部，對低阻體反映較靈敏。溫納對稱四級裝置測點及勘探深度示意圖見圖1。

此次測試電極距a為4m，排列長度43個電極（168m），測量過程中最大電極距為13a。

（6）測試成果

高密度電阻率的數據處理節反演采用與儀器配套的Geogiga RTomo軟件進行。為選擇最佳的處理流程和參數，在執行每個重要處理步驟前，選取有代表性的資料進行試處理。在資料處理過程中，每完成一步作業，立即檢查作業運行文件、質量控制圖件和中間成果，以確保使用的處理方法、參數正確，作業運行正常。在資料處理過程中，加強對中間處理成果的分析比較，上一步的處理達到最佳效果后，才能進入下一步的處理流程。

高密度電法實測電阻率及其反演剖面圖見圖2，其中0m所在位置在大壩的左岸。剖面方向自左岸上壩公路與大壩左壩頭的交界處向右岸，壩體的兩側有基巖出露，電阻率反演結果上呈高阻。

（7）測試結果分析

經對被測墻體檢測分析，墻體整體連續、較均勻，有效深度達到設計要求，未發現明顯缺陷。

五、結論

（1）防滲墻墻體質量鉆孔檢查結果表明：檢查孔芯樣材料均勻、完整，未見孔洞、裂隙和混泥現象。

（2）根據高密度電法測試結果，所探測區段未發現明顯異常區域，墻體的連續性、均勻性較好。

（3）根據防滲墻墻體芯樣試驗結果，其抗壓強度和滲透系數均滿足設計和規范要求。

（4）混凝土防滲墻施工過程中可能存在墻體均勻性差，墻體存在孔洞、裂隙或混泥現象，槽段間的接頭部位尤其容易存在質量缺陷。在質量檢測時需通過物探和鉆孔進行綜合檢查■