□張濤濤 □張 華

（河南省河口村水庫工程建設(shè)管理局）

大壩防滲墻的質(zhì)量與保護區(qū)內(nèi)人民的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，對已修建的防滲墻進行科學(xué)有效的質(zhì)量驗收檢測工作十分必要。目前的防滲墻質(zhì)量檢測工作量大、面廣，施工工藝和人為等因素造成的質(zhì)量問題復(fù)雜多樣，規(guī)律性差，傳統(tǒng)方法滿足不了需要，而至今尚無國家或行業(yè)有關(guān)防滲墻的檢測驗收標準。

探地雷達是利用電磁波在不同介質(zhì)中的傳播和反射特性，對地下或物體內(nèi)不可見的目標體或界面進行定位的探測技術(shù)。它是近十幾年發(fā)展起來的一種高新技術(shù)，以其分辨率高、定位準確、工作效率高、操作方便的特點和無損檢測的方法，正逐漸成為工程檢測的一種有力工具。

截滲墻體的施工質(zhì)量常用滲透系數(shù)(K)對其進行滲透性及滲透穩(wěn)定性分析評價。因此，在工程地質(zhì)勘察中需運用一定的方法來獲取滲透性指標。鉆孔注水試驗方法以其原位不擾動及操作簡便等特點，能較準確反映天然狀態(tài)下勘探深度范圍內(nèi)巖土層的滲透性特征，從而被廣泛應(yīng)用。

一、檢測原理及方法

（一）探地雷達檢測原理

探地雷達是近年來新興的地下探測與地面混凝土構(gòu)筑物無損檢測的新技術(shù)，它是利用高頻電磁脈沖波的反射原理來實現(xiàn)探測目的，屬電磁波探測技術(shù)中的一種，電磁波在介質(zhì)中傳播時，其路徑、電磁波強度與波形將隨通過介質(zhì)的電性質(zhì)與幾何形態(tài)不同而變化。因此根據(jù)接收波的旅行時間 (亦稱雙程走時)，幅度與波形等資料，可探測介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與埋設(shè)物體。

探地雷達檢測技術(shù)具有的優(yōu)勢有：高分辨率，可達數(shù)厘米；無損性，檢測過程是對隧道襯砌進行“CT”似的掃描；高效率，圖象直觀，工作周期短；抗干擾能力強，可在各種環(huán)境下工作。

從幾何形態(tài)看，地下異常體可概括為點狀體(如孔洞、管線等)和面狀體(如裂隙、層面等)兩類，它們在雷達圖像上有各自特征，其中點狀體特征為雙曲線反射弧，面狀體反射呈線狀反射。異常區(qū)的特征則可通過反射波振幅來判斷，位置可通過反射波走時確定，見公式（1）

式中：h為異常體埋深；t為雙程走時；x為收發(fā)距；v=c/為電磁波在介質(zhì)中的傳播速度；c為電磁波在空氣中傳播的速度；εr為介電常數(shù)當發(fā)射和接收天線沿物體表面逐點同步移動時，就能得到其內(nèi)部介質(zhì)剖面圖像。

（二）注水試驗方法

鉆孔注水試驗是用人工抬高水頭，向鉆孔內(nèi)注人清水，測定巖土體滲透性的一種原位試驗方法。適用于水平分布寬度較大、均一或較均一的巖土層，試段長度不宜＞5m，可采用栓塞或套管腳粘土等止水方法。對于不能進行抽水試驗和壓水試驗，取原狀樣進行室內(nèi)試驗又比較困難的松散巖土體尤為適用。根據(jù)試驗方法和適用巖土層條件不同，鉆孔注水試驗分為常水頭注水試驗和降水頭注水試驗兩種方法。因劉瑤水庫大壩防滲墻為塑性混凝土防滲墻，墻體強度較低，采用鉆孔常水頭注水試驗的方法進行。

常水頭注水試驗是連續(xù)往鉆孔內(nèi)注水，并使水頭(H)抬高保持一定，測得穩(wěn)定時的注水流量(Q)。注水延續(xù)時間一般在2h以上，根據(jù)最后一次穩(wěn)定注水流量按不同條件下相應(yīng)的計算公式求解滲透系數(shù)K值。

該方法適用于較強透水巖土層，如壤土、粉土、砂土和砂卵石層等，或不能進行壓水試驗的風(fēng)化破碎巖體。對于試段位于地下水位以上情況，因存在土層飽和問題，試驗時間相對要長些;而當試段為細粒土?xí)r，也要比試段為粗粒土的穩(wěn)定時間長。

當試段位于地下水位以下時，滲透系數(shù)計算采用下式：

式中K——試驗巖土層的滲透系數(shù)，cm/s；Q——注入流量，L/min；H—試驗水頭，cm；A——形狀系數(shù)，cm；

當試段位于地下水位以上時，且50＜H/r＜200、H≤l時，滲透系數(shù)計算采用下式：

式中r——鉆孔半徑，cm；l—試段長度，cm；其余符號同上式（1）。

二、工程應(yīng)用實例

劉瑤水庫位于黃河流域伊河支流白降河中游，水庫主要由大壩（主、副壩）、溢洪道、輸水洞等建筑物組成。大壩為均質(zhì)土壩，主壩全長531m，壩頂高程357.5m，最大壩高34.5m，大壩防滲工程采用塑性混凝土防滲墻結(jié)合土工膜的方案進行防滲處理，防滲墻位于上游一級馬道348.0m高程，軸線平行于大壩軸線，設(shè)計混凝土防滲墻厚度為0.5m，防滲墻材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，混凝土無側(cè)限抗壓強度等級C5，抗拉強度不低于抗壓強度的1/10，滲透系數(shù)＜1×10-6cm/s。

本次檢測采用探地雷達法、鉆孔檢查法、開挖檢查法、注水試驗法等來檢測防滲墻墻體連續(xù)性、均勻性以及墻體滲透系數(shù)。

（一）探地雷達檢測

篇幅所限，本文截取樁號ZB0+295～ZB0+315段雷達圖像進行分析，在探地雷達檢測范圍內(nèi)，圖像穩(wěn)定性較好，沒有出現(xiàn)明顯的異常區(qū)域，判斷墻體連續(xù)性較好。

圖1 樁號ZB0+295～ZB0+315段雷達圖像

（二）注水試驗

本次注水試驗共布設(shè)檢測孔3個，11個注水試段。根據(jù)《水利水電工程注水試驗規(guī)程》（SL345-2007），采用鉆孔常水頭注水試驗進行檢測，檢測結(jié)果見表1。

表1 伊川縣劉瑤水庫大壩塑性混凝土防滲墻工程注水試驗成果表

檢測結(jié)果可知，注水試驗共進行3孔，11試段，從計算結(jié)果看范圍值在9.2×10-7～2.6×10-7cm/s之間，均滿足設(shè)計要求。

三、結(jié)語

探地雷達檢測技術(shù)不僅操作方便、檢測效率高，而且其分辨率高，相對誤差較小，值得在實際工程無損檢測中大力推廣應(yīng)用；作為原位測試的一種方法，鉆孔注水試驗工作效率高，所得結(jié)果可靠，二者的結(jié)合，給大壩防滲墻檢測提供了新的方法，實踐證明該方法是可靠可行的。