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(kù)治理工程的開(kāi)展，壩體防滲處理是病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的核心項(xiàng)目之一。根據(jù)已開(kāi)展或正在開(kāi)展病險(xiǎn)水庫(kù)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(guò)對(duì)常用防滲墻種類(lèi)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(lèi)

（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(lái)，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)?、定噴折接形式；三是在卵（碎）礫石地層中，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(rùn)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?chē)馏w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(kāi)裂同時(shí)還能節(jié)約水泥用量，降低造價(jià)，在國(guó)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(guò)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(zhǎng)，對(duì)混凝土澆筑十分有利。

塑性混凝土防滲墻在我國(guó)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?lài)畽z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(kāi)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(guò)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?chē)囼?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(zhǎng)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(guò)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(kāi)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(zhǎng)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(wú)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(wú)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(zhuān)門(mén)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(wú)損檢測(cè)方法的局限性，對(duì)于無(wú)損檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的異常情況，最好采用局部開(kāi)挖檢查?；虿捎勉@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