混凝土防渗墙质量检测方法分析

李照华，朱秀荣，吴倩良

（镇江市长江河道管理处，江苏 镇江 212000）

1 基本概念

防渗墙是一种修建在松散透水层或土石坝(堰)中起防渗作用的地下连续墙。其具有结构可靠、防渗效果好、适应地层能力强等优点，常用于处理坝基渗漏、坝后流土管涌等渗透变形隐患且效果良好。

混凝土防渗墙是在渗透病险坝体或地基中，采用挖(铣)槽或钻孔机械，挖掘连锁桩柱孔或槽形孔，以泥浆护壁灌筑混凝土，筑成具备防渗能力的地下连续墙。

2 施工工序

混凝土防渗墙多采用槽孔型结构，其施工程序：平整场地→挖导槽→做导墙→安装挖槽机械→制备泥浆注入导槽→成槽→混凝土浇筑成墙等。按成槽方法分，主要有钻挖成槽、射水成槽、链斗成槽、锯槽等。

图1 混凝土防渗墙施工工艺图

混凝土防渗墙主要质量问题：①孔斜控制超标，各槽段接合不好，墙体连续性差；②墙体架空、夹泥、离析、蜂窝、裂隙等；③因侧压缩径造成墙体变薄或底部缩径；④槽孔深度质量失控，墙底质量缺陷或与基岩面嵌合不良。

3 检测方法

防渗墙检测项目宜包括墙体厚度深度、抗压强度、墙体完整性、渗透系数等。常用检测方法：①开挖检验：抽检成墙厚度、墙体垂直度、搭接状态、外观缺陷等；②无损检测：采用探地雷达、跨孔声波等方法，抽检墙体完整性、连续性；③取芯检测：验证成墙深度、墙体完整性，检测无侧限抗压强度及渗透系数等。

3.1 开挖检测

墙体厚度宜采用开挖尺量方法，垂准仪测量墙体垂直度，目测搭接状态等外观缺陷等质量。

3.2 无损检测

墙体完整性宜普查与详查结合，普查可用垂直反射波法、探地雷达法等，对普查异常或重要墙体，应用跨孔声波、全孔壁光学成像等检测。

3.2.1 探地雷达法

图2 地质雷达反射探测原理和雷达记录示意图

探地雷达是基于地下介质的电性差异，通过发射高频电磁波探测地下物体状态、结构和特征的物探技术。运用瞬态电磁场的原理，通过发射天线T，将高频电磁波向地下定向发射，宽频带短脉冲电磁波传播过程中，遇到介电常数发生变化时，产生反射并通过接收天线R，收集波形、频率和振幅变化后的反射波。

图3 测线1#实测图谱50m图(0.0～50.0m)

根据采集的回波信号，经过资料后处理，剔除干扰并显化特征，可对探测媒介的几何及物理参数，进行具体提取和释译。例如，九曲河整治工程枢纽地下连续墙，采用美国劳雷SIR-3000探地雷达，抽检测线1#墙体完整性如图3。

3.2.2 声波透射法

在被测墙体内预埋若干根竖向相互平行的声测管，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射与接收换能器下放至孔底，同步提升两只换能器，超声脉冲穿过待测墙体混凝土，仪器判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等声参数。

墙身混凝土匀质性，以声速离异系数Cv为判据，分A/ B/C/D四级。根据墙身混凝土均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度，将墙身完整性划分四类：Ⅰ类优良；Ⅱ类合格；Ⅲ类明显缺陷需处理；Ⅳ类严重缺陷不合格。

图4 测线1#曲线图(48.5-50-51.5m)

例如，九曲河整治工程枢纽地下连续墙，施工时预埋声测管，采用ZBL-U520A自动测桩系统，检测墙体完整性如图4。

3.3 取芯检测

钻芯法检验目的是检测防渗墙混凝土强度、完整性、墙深、沉渣厚度以及持力层的岩土性状等。对防渗墙墙体取芯后进行物理力学性能试验所得到的成果，以及钻孔注水试验的成果，是评价墙体防渗效果的重要依据。墙体深度检查孔深度应不小于墙体设计深度，通常每100m间距确定检查孔数量，兼顾槽段接合等薄弱异常部位。

钻机应安装稳固且底座应调平，立轴垂直保证孔斜率≤0.5%。芯样应按顺序进箱，及时标识部位及深度。芯样宜用切磨一体机加工，高径比0.95～1.05，垂直度及平整度满足规范要求，按饱和状态进行抗压强度试验。

图5 取芯法检测一二期混凝土搭接(芯样)

在墙体内布设(钻芯)检查孔，进行压(注)水试验，常用降水头注水试验测试渗透系数。注水前宜先将试验段隔离止水后，采用人工抬高水头向钻孔内注水，按SL345附录A记录管内水位随时间变化情况，从而测定墙体渗透性能。

式中：K — 试验岩土层的渗透系数，cm/s；

t1、t1— 注水试验某一时刻试验时间，min；

H1、H2— 在试验时间t1、t1时试验水头，cm；

r — 套管内半径，cm；

A — 形状系数，cm；按SL345附B选用。

例如，九曲河整治工程枢纽部分地下连续墙，采用降水头注水法对地连墙进行检查，渗透系数在4.27E-07cm/s～4.26E-06cm/s。

4 结语建议

随着科技不断进步，各类先进仪器涌现，如何利用新技术，按规范优选检测方法，提高检测精度，值得不断分析和研究。