潛山市香山水庫(kù)大壩防滲墻質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)

操中明 王 凱

一、概述

香山水庫(kù)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(zhèn)平峰村境內(nèi)，壩址距潛山市區(qū)約78km，距官莊鎮(zhèn)7km。根據(jù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)：在大壩內(nèi)設(shè)混凝土防滲墻（0+000～0+120），防滲墻厚60cm。其物理力學(xué)指標(biāo)為：28d混凝土抗壓強(qiáng)度大于5MPa，滲透系數(shù)k≤1×10-7cm/s。為了解和評(píng)價(jià)防滲墻施工質(zhì)量，采用了鉆孔檢查、芯樣抗壓強(qiáng)度及滲透系數(shù)試驗(yàn)、墻體鉆孔注水試驗(yàn)、高密度電法等方法。

二、檢測(cè)內(nèi)容

1.防滲墻墻體質(zhì)量鉆孔檢查

墻體混凝土齡期達(dá)28d后，使用110型雙管單動(dòng)鉆機(jī)對(duì)墻體實(shí)施鉆孔，鉆孔過(guò)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(yàn)

取出的芯樣運(yùn)至試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目為芯樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度及滲透系數(shù)試驗(yàn)等。

3.防滲墻工程鉆孔注水試驗(yàn)

鉆孔過(guò)程中，對(duì)防滲墻進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn)，以檢測(cè)其滲透系數(shù)能否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.防滲墻工程物探測(cè)試

采用工程物探方法對(duì)墻體進(jìn)行連續(xù)測(cè)試。測(cè)試使用的儀器為高密度電法儀。主要檢測(cè)墻體的均勻性、連續(xù)性、可能存在的缺陷等。

三、檢測(cè)方法

1.防滲墻質(zhì)量鉆孔檢查

當(dāng)墻體齡期達(dá)28d后，使用110型雙管單動(dòng)鉆機(jī)對(duì)墻體實(shí)施連續(xù)取樣。取樣過(guò)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(yàn)

芯樣運(yùn)至試驗(yàn)室后，先對(duì)芯樣進(jìn)行加工。然后進(jìn)行芯樣抗壓強(qiáng)度、彈性模量等試驗(yàn)。

3.防滲墻工程鉆孔注水試驗(yàn)

鉆孔過(guò)程中，對(duì)墻體進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn)，以檢測(cè)其滲透系數(shù)能否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.防滲墻工程物探測(cè)試

利用高密度電法對(duì)墻體均勻性、連續(xù)性、可能存在的缺陷等進(jìn)行檢測(cè)。

四、檢測(cè)成果

1.防滲墻質(zhì)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(hào)分別為ZK1、ZK2、ZK3，所在樁號(hào)分別為0+021、0+046、0+088。

（2）鉆孔檢查成果

現(xiàn)場(chǎng)鉆孔情況見(jiàn)表1。

（3）檢查成果分析

現(xiàn)場(chǎng)取芯情況表明：檢查孔所取芯樣材料均勻、完整，未見(jiàn)孔洞、裂隙和混泥現(xiàn)象。

表1 檢查孔情況匯總表

2.防滲墻墻體芯樣試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)情況

芯樣運(yùn)至試驗(yàn)室后，先對(duì)芯樣進(jìn)行加工，然后進(jìn)行芯樣抗壓強(qiáng)度及滲透系數(shù)等試驗(yàn)。

（2）試驗(yàn)成果

試驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

（3）試驗(yàn)成果分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，防滲墻芯樣抗壓強(qiáng)度≥5MPa；滲透系數(shù)k≤1×10-7cm/s。

3.防滲墻鉆孔注水試驗(yàn)

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

（2）試驗(yàn)成果整理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)，滲透系數(shù)計(jì)算根據(jù)《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》（SL345-2007）規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 防滲墻芯樣試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

圖1 溫納對(duì)稱四級(jí)裝置測(cè)點(diǎn)及勘探深度示意圖

圖2 香山水庫(kù)大壩高密度電法原始異常及反演結(jié)果圖

表3 防滲墻注水試驗(yàn)各段次試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

（3）成果分析

根據(jù)鉆孔注水試驗(yàn)成果，防滲墻滲透系數(shù)k＜1×10-7cm/s。

4.高密度電法測(cè)試

（1）測(cè)試原理

高密度電法測(cè)試原理是根據(jù)被測(cè)體的電流和電位差在墻體長(zhǎng)度、深度方向上的變化差異，進(jìn)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(shù)據(jù)后傳入計(jì)算機(jī)，用與之配套的處理軟件進(jìn)行處理，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理和濾波后，得到墻體的電性在墻體長(zhǎng)度、深度方向上的變化分布圖。

（2）測(cè)試目的

主要檢測(cè)防滲墻墻體連續(xù)性、均勻性及可能存在的缺陷等。

（3）測(cè)線布置

此次檢測(cè)共布置1條測(cè)線，測(cè)線由大壩左岸至右岸方向布置。

（4）儀器設(shè)備

高密度電法測(cè)試采用的儀器設(shè)備為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DUK-2A高密度電法測(cè)量系統(tǒng)，主要技術(shù)指標(biāo)如下：使用270V電瓶供電，測(cè)量最高分辨率 0.001mV，供電電流 1～5000mA，輸入阻抗＞50 MΩ，數(shù)據(jù)精度高誤差＜1%，自動(dòng)自然電位補(bǔ)償，噪聲壓制：＞80dB在f＞50Hz。該儀器的最主要特點(diǎn)是分辨率高，動(dòng)態(tài)范圍寬，工作效率高。

（5）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

高密度電阻率測(cè)量采用溫納對(duì)稱四級(jí)裝置，該裝置應(yīng)用最多，對(duì)高阻體或低阻體成圖，可見(jiàn)上下底部，對(duì)低阻體反映較靈敏。溫納對(duì)稱四級(jí)裝置測(cè)點(diǎn)及勘探深度示意圖見(jiàn)圖1。

此次測(cè)試電極距a為4m，排列長(zhǎng)度43個(gè)電極（168m），測(cè)量過(guò)程中最大電極距為13a。

（6）測(cè)試成果

高密度電阻率的數(shù)據(jù)處理節(jié)反演采用與儀器配套的Geogiga RTomo軟件進(jìn)行。為選擇最佳的處理流程和參數(shù)，在執(zhí)行每個(gè)重要處理步驟前，選取有代表性的資料進(jìn)行試處理。在資料處理過(guò)程中，每完成一步作業(yè)，立即檢查作業(yè)運(yùn)行文件、質(zhì)量控制圖件和中間成果，以確保使用的處理方法、參數(shù)正確，作業(yè)運(yùn)行正常。在資料處理過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)中間處理成果的分析比較，上一步的處理達(dá)到最佳效果后，才能進(jìn)入下一步的處理流程。

高密度電法實(shí)測(cè)電阻率及其反演剖面圖見(jiàn)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(cè)有基巖出露，電阻率反演結(jié)果上呈高阻。

（7）測(cè)試結(jié)果分析

經(jīng)對(duì)被測(cè)墻體檢測(cè)分析，墻體整體連續(xù)、較均勻，有效深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷。

五、結(jié)論

（1）防滲墻墻體質(zhì)量鉆孔檢查結(jié)果表明：檢查孔芯樣材料均勻、完整，未見(jiàn)孔洞、裂隙和混泥現(xiàn)象。

（2）根據(jù)高密度電法測(cè)試結(jié)果，所探測(cè)區(qū)段未發(fā)現(xiàn)明顯異常區(qū)域，墻體的連續(xù)性、均勻性較好。

（3）根據(jù)防滲墻墻體芯樣試驗(yàn)結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

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