水利工程帷幕灌漿工程質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)價(jià)綜合方法

（安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院有限公司 合肥 230000）

1 引言

帷幕灌漿（curtain grouting）的工作原理是將一定配比的膠凝材料漿液通過(guò)灌漿設(shè)備灌入待治理的巖體或土層中，漿液會(huì)填補(bǔ)巖土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，從而達(dá)到減小滲流量和降低滲透壓力的目的。目前工程中使用的膠凝材料主要是水泥，在特殊情況時(shí)也會(huì)使用高分子化學(xué)溶液，對(duì)砂礫石地基多用水泥粘土漿液。

水利工程中閘壩的巖石或砂礫石地基中多面臨滲漏等問(wèn)題，需要采取工程措施減小滲流量和降低滲透壓力，20世紀(jì)以來(lái)，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對(duì)保證水工建筑物的安全運(yùn)行起著重要作用。帷幕灌漿施工完成后帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對(duì)不透水巖層一定深度，灌漿帷幕會(huì)和工程主體以及其下的不透水地層聯(lián)合組成阻水體有效地阻止或減少地基中地下水的滲透；同時(shí)帷幕還可與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，有效降低滲透水流對(duì)閘壩的揚(yáng)壓力，提高閘壩的穩(wěn)定性。

本文以淮河支流某中型水閘水利工程帷幕灌漿為例，通過(guò)聲波測(cè)試、鉆孔電視及壓水試驗(yàn)等檢測(cè)手段對(duì)帷幕灌漿施工質(zhì)量檢測(cè)，綜合評(píng)價(jià)灌漿施工質(zhì)量。

2 工程概況

淮河支流某中型水閘是具有蓄水、行洪等功能，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物為2 級(jí)，次要建筑物為3 級(jí)，臨時(shí)建筑物為4 級(jí)，設(shè)計(jì)泄洪流量1420m3/s，主河槽采用5 孔、單孔凈寬8m 開敞式水閘結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)閘底板基面高程20.1m（85 國(guó)家高程基準(zhǔn)），基面以下為風(fēng)化砂巖。

帷幕灌漿中心線沿上游右邊翼墻右邊緣至閘底板，再沿閘底板上游側(cè)邊緣至上游左側(cè)翼墻到翼墻左邊緣結(jié)束。灌漿孔孔間距1.0m，孔深4.8m，帷幕伸入相對(duì)不透水層至少2m，控制標(biāo)準(zhǔn)按透水率q＜5lu，采用三序法施工，灌漿采用循環(huán)法，自上而下分段灌漿，灌漿壓力取0.3～0.5MPa。

3 質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果分析

3.1 聲波波速檢測(cè)結(jié)果分析

聲波波速檢測(cè)是以研究彈性波在巖土介質(zhì)中的傳播特征為基礎(chǔ)。當(dāng)波的傳播介質(zhì)發(fā)生變化是波的傳播特征也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。正是由于波的傳播具有這一特性，所以當(dāng)巖土介質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和密度等因素發(fā)生變化時(shí)，聲波的傳播速度、能量衰減及頻譜成分等都將發(fā)生相應(yīng)的變化，在彈性性質(zhì)不同的介質(zhì)分界面上還會(huì)發(fā)生波的反射和折射。因此，用聲波儀器探測(cè)聲波在巖土介質(zhì)中的傳播速度、振幅及頻譜特征等，便可推斷被測(cè)巖土介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和致密完整程度。一般說(shuō)來(lái)，越是致密的物體，聲音在其中的傳播速度越快。

圖1 31#孔灌漿前后聲波波速對(duì)比圖

圖2 39#孔灌漿前后聲波波速對(duì)比圖

表1 灌漿前后聲波波速對(duì)比表

表2 壓水試驗(yàn)成果匯總表

在對(duì)帷幕灌漿質(zhì)量的檢測(cè)中需要對(duì)同一地段隨機(jī)選取鉆孔在灌漿前和灌漿后進(jìn)行聲波測(cè)試，通過(guò)對(duì)比灌漿前后波速的變化評(píng)價(jià)灌漿質(zhì)量。

本次檢測(cè)選取了將兩個(gè)鉆孔（31#和39#孔）進(jìn)行波速檢測(cè)，將灌漿前、灌漿后所測(cè)波速繪制在一起。波速圖見(jiàn)帷幕灌漿聲波測(cè)試成果圖1、圖2。對(duì)同孔灌漿前、灌漿后波速加以對(duì)比計(jì)算得出灌漿檢測(cè)效果聲波成果表1。表1反映出同孔灌漿后聲波波速增加情況（注：深度0～2.2m 段為閘室混凝土底板）。

對(duì)比鉆孔灌漿前、后聲波波速測(cè)量結(jié)果看出，灌漿后波速明顯增加，平均增幅10.4%,說(shuō)明灌漿后原地層內(nèi)的裂隙或破碎內(nèi)被水泥漿充填，地層密實(shí)性得到有效提高，帷幕灌漿效果良好。

3.2 鉆孔電視檢測(cè)結(jié)果分析

鉆孔電視是在與聲波測(cè)試相同的孔內(nèi)進(jìn)行測(cè)試進(jìn)行電視錄像，通過(guò)鉆孔電視可以直觀地查看帷幕灌漿后水泥漿充填裂縫情況，本次檢測(cè)通過(guò)對(duì)電視錄像成果可以看出，鉆孔內(nèi)水泥漿充填效果良好，未發(fā)現(xiàn)未被充填的裂隙或破碎帶。

3.3 壓水試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析

壓水試驗(yàn)是利用水泵，將清水壓入鉆孔試驗(yàn)段，根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)壓入的水量和施加壓力大小的關(guān)系，計(jì)算巖體相對(duì)透水性的試驗(yàn)。通過(guò)透水性評(píng)價(jià)工程質(zhì)量。本次分別選定與聲波測(cè)試相同的孔內(nèi)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

孔內(nèi)壓水試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求合格標(biāo)準(zhǔn)透水率q ＜5Lu。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)灌漿前、后聲波波速測(cè)量對(duì)比，灌漿后波速明顯增加，說(shuō)明裂隙或破碎內(nèi)被水泥漿充填，地層較密實(shí)，帷幕灌漿效果良好；通過(guò)電視錄像成果可以看出，鉆孔內(nèi)水泥漿充填效果良好，未發(fā)現(xiàn)未被充填的裂隙或破碎帶；檢測(cè)的2 個(gè)鉆孔，孔內(nèi)壓水試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）綜合鉆孔聲波測(cè)試、鉆孔電視錄像和壓水試驗(yàn)可以得出，帷幕灌漿質(zhì)量較好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）通過(guò)采用傳統(tǒng)壓水試驗(yàn)與現(xiàn)代物探技術(shù)等多種手段結(jié)合，并相互驗(yàn)證、綜合評(píng)價(jià)更能準(zhǔn)確地判定帷幕灌漿的施工質(zhì)量。傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法與現(xiàn)代化的技術(shù)手段相互結(jié)合，相互印證，綜合評(píng)價(jià)的工作方法能夠提高檢測(cè)成果的準(zhǔn)確性，為檢測(cè)工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，這種多手段綜合的工作方法在工程質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。