潜山市香山水库大坝防渗墙质量检测与评价

操中明 王 凯

一、概述

香山水库位于菜子湖水系大沙河支流的横冲河上，工程坐落在安徽省潜山市官庄镇平峰村境内，坝址距潜山市区约78km，距官庄镇7km。根据除险加固设计：在大坝内设混凝土防渗墙（0+000～0+120），防渗墙厚60cm。其物理力学指标为：28d混凝土抗压强度大于5MPa，渗透系数k≤1×10-7cm/s。为了解和评价防渗墙施工质量，采用了钻孔检查、芯样抗压强度及渗透系数试验、墙体钻孔注水试验、高密度电法等方法。

二、检测内容

1.防渗墙墙体质量钻孔检查

墙体混凝土龄期达28d后，使用110型双管单动钻机对墙体实施钻孔，钻孔过程中检查防渗墙墙体的均匀性、可能存在的缺陷、墙体深度等。

2.防渗墙芯样试验

取出的芯样运至试验室进行试验，试验项目为芯样无侧限抗压强度及渗透系数试验等。

3.防渗墙工程钻孔注水试验

钻孔过程中，对防渗墙进行钻孔注水试验，以检测其渗透系数能否满足设计及规范要求。

4.防渗墙工程物探测试

采用工程物探方法对墙体进行连续测试。测试使用的仪器为高密度电法仪。主要检测墙体的均匀性、连续性、可能存在的缺陷等。

三、检测方法

1.防渗墙质量钻孔检查

当墙体龄期达28d后，使用110型双管单动钻机对墙体实施连续取样。取样过程中检查并描述墙体的均匀性、可能存在的缺陷等。

2.防渗墙芯样试验

芯样运至试验室后，先对芯样进行加工。然后进行芯样抗压强度、弹性模量等试验。

3.防渗墙工程钻孔注水试验

钻孔过程中，对墙体进行钻孔注水试验，以检测其渗透系数能否满足设计及规范要求。

4.防渗墙工程物探测试

利用高密度电法对墙体均匀性、连续性、可能存在的缺陷等进行检测。

四、检测成果

1.防渗墙质量钻孔检查

（1）钻孔情况

沿坝轴线约30m钻1孔，共钻3孔，钻孔编号分别为ZK1、ZK2、ZK3，所在桩号分别为0+021、0+046、0+088。

（2）钻孔检查成果

现场钻孔情况见表1。

（3）检查成果分析

现场取芯情况表明：检查孔所取芯样材料均匀、完整，未见孔洞、裂隙和混泥现象。

表1 检查孔情况汇总表

2.防渗墙墙体芯样试验

（1）试验情况

芯样运至试验室后，先对芯样进行加工，然后进行芯样抗压强度及渗透系数等试验。

（2）试验成果

试验成果见表2。

（3）试验成果分析

根据试验结果，防渗墙芯样抗压强度≥5MPa；渗透系数k≤1×10-7cm/s。

3.防渗墙钻孔注水试验

（1）防渗墙墙体钻孔过程中，进行了注水试验。每孔防渗墙墙体做注水试验3段次，共进行钻孔注水试验9段次。

（2）试验成果整理

根据现场注水试验计算渗透系数，渗透系数计算根据《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007）规定进行计算，计算结果见表3。

表2 防渗墙芯样试验成果统计表

图1 温纳对称四级装置测点及勘探深度示意图

图2 香山水库大坝高密度电法原始异常及反演结果图

表3 防渗墙注水试验各段次试验成果统计表

（3）成果分析

根据钻孔注水试验成果，防渗墙渗透系数k＜1×10-7cm/s。

4.高密度电法测试

（1）测试原理

高密度电法测试原理是根据被测体的电流和电位差在墙体长度、深度方向上的变化差异，进行特征体的判读和解释。用该法在墙体中轴线上相同剖面采集数据后传入计算机，用与之配套的处理软件进行处理，在计算机上进行处理和滤波后，得到墙体的电性在墙体长度、深度方向上的变化分布图。

（2）测试目的

主要检测防渗墙墙体连续性、均匀性及可能存在的缺陷等。

（3）测线布置

此次检测共布置1条测线，测线由大坝左岸至右岸方向布置。

（4）仪器设备

高密度电法测试采用的仪器设备为重庆地质仪器厂生产的DUK-2A高密度电法测量系统，主要技术指标如下：使用270V电瓶供电，测量最高分辨率 0.001mV，供电电流 1～5000mA，输入阻抗＞50 MΩ，数据精度高误差＜1%，自动自然电位补偿，噪声压制：＞80dB在f＞50Hz。该仪器的最主要特点是分辨率高，动态范围宽，工作效率高。

（5）现场测试

高密度电阻率测量采用温纳对称四级装置，该装置应用最多，对高阻体或低阻体成图，可见上下底部，对低阻体反映较灵敏。温纳对称四级装置测点及勘探深度示意图见图1。

此次测试电极距a为4m，排列长度43个电极（168m），测量过程中最大电极距为13a。

（6）测试成果

高密度电阻率的数据处理节反演采用与仪器配套的Geogiga RTomo软件进行。为选择最佳的处理流程和参数，在执行每个重要处理步骤前，选取有代表性的资料进行试处理。在资料处理过程中，每完成一步作业，立即检查作业运行文件、质量控制图件和中间成果，以确保使用的处理方法、参数正确，作业运行正常。在资料处理过程中，加强对中间处理成果的分析比较，上一步的处理达到最佳效果后，才能进入下一步的处理流程。

高密度电法实测电阻率及其反演剖面图见图2，其中0m所在位置在大坝的左岸。剖面方向自左岸上坝公路与大坝左坝头的交界处向右岸，坝体的两侧有基岩出露，电阻率反演结果上呈高阻。

（7）测试结果分析

经对被测墙体检测分析，墙体整体连续、较均匀，有效深度达到设计要求，未发现明显缺陷。

五、结论

（1）防渗墙墙体质量钻孔检查结果表明：检查孔芯样材料均匀、完整，未见孔洞、裂隙和混泥现象。

（2）根据高密度电法测试结果，所探测区段未发现明显异常区域，墙体的连续性、均匀性较好。

（3）根据防渗墙墙体芯样试验结果，其抗压强度和渗透系数均满足设计和规范要求。

（4）混凝土防渗墙施工过程中可能存在墙体均匀性差，墙体存在孔洞、裂隙或混泥现象，槽段间的接头部位尤其容易存在质量缺陷。在质量检测时需通过物探和钻孔进行综合检查■