趙善國，趙玉杰，王東東

(1. 黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080;2. 中國水電基礎局有限公司，天津301700;3. 福建省建研勘察設計院，福州350000)

1 工程概況

鄭州引黃灌溉龍湖調蓄工程是一項以調節(jié)鄭州市農業(yè)灌溉水量為主，兼顧生態(tài)、景觀的綜合性水利工程。

龍湖調蓄池防滲采用垂直防滲與水平防滲相結合的綜合防滲方案。沿主池區(qū)湖岸布設一道塑性混凝土防滲墻(垂直防滲)，總長約23.36 km，主池區(qū)湖周防滲墻長度為16.89 km，湖心島內外側防滲墻長度為6.47 km，防滲墻總面積81.93 km萬m2。防滲墻墻頂部高程與湖周護岸體或湖底壤土鋪蓋緊密連接，底部高程至相對不透水層以下≥1 m。塑性混凝土防滲墻設計厚度為40 cm，墻深≤50 m。

2 工程區(qū)基本地質條件

工程區(qū)在鉆孔揭露的深度內，湖區(qū)地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積層和上更新統(tǒng)沖積層。據地層成因類型、巖性及工程地質特性的不同，將勘探地層劃分為5 層，即厚0.5 ～5.3 m的壤土、砂壤土層，厚2.5～13.2 m的細砂、粉細砂層，厚0.5 ～7.5 m砂壤土、壤土層，厚5.1 ～17.6 m中砂、細砂(中密—密實)層和底部處于硬塑－堅硬狀態(tài)的壤土層。

3 CT 彈性波檢測技術要求

3.1 防滲墻進行質量及完整性檢測目的

對龍湖調蓄工程內外湖防滲墻進行全面地質CT 成像檢測，在普查發(fā)現墻體施工質量差或缺陷較多部位，可進行加密取樣試驗，以便準確判斷缺陷影響范圍，制定補強措施。

3.2 CT 檢測原理與方法

彈性波CT 是利用位于同一平面上的鉆孔，由其中一只鉆孔激發(fā)彈性波，另一只鉆孔接收彈性波，在兩邊之間作出大量交叉的彈性波射線，讀取各彈性波射線的初至時間，把每一條射線的激發(fā)點坐標、接收點坐標和地震波初至時間輸入計算機，使用彈性波CT 專用處理軟件，將斷面之間劃分為m ×N個混凝土小單元，經計算機多次迭代擬合運算，得到斷面上各混凝土單元的彈性波速度，繪出波速等值線圖和色譜圖。

根據斷面上彈性波速度及分布評價混凝土的質量，判斷內部缺陷混凝土及位置。

CT 成像技術又稱層析成像技術，彈性波在被檢測體中的傳播速度與介質的成份、密實度等密切相關。

波速高的區(qū)域墻體密實，波速低的區(qū)域墻體澆筑不密實。塑性混凝土的波速范圍在2 200 ～2 900 m/s，一般為2500 m/s。當混凝土存在裂隙、空洞、夾泥或不密實等缺陷時，其波速一般在1 900 m/s以下，波速存在明顯的差異。

因此根據檢測斷面波速分布，結合防滲墻其它資料綜合分析，可以評價防滲墻混凝土的質量，判斷混凝土缺陷及位置，并通過對防滲墻鉆孔取樣作進一步的驗證。

3.3 檢測孔的布置要求

因進場前有部分防滲墻已經施工完成，所以本工程檢測孔分為兩種。

1)對已完成的防滲墻，在防滲墻左右兩側的墻外按20 m孔距布設檢測孔，對防滲墻進行彈性波CT檢測。

2)在防滲墻內埋設鋼管作為檢測孔，孔距一般按20 m考慮。鋼管內徑應滿足檢測要求，壁厚應滿足穩(wěn)定和抗變形的能力，并保證封閉不漏入異物，用支架固定。采用一孔激發(fā)一孔接收方式，激發(fā)點距和接收點距均為1.0 m，布置一點激發(fā)多點接收觀測系統(tǒng)。

CT 成像檢測不按掃描計量，按防滲墻成墻面積計量，布管(孔)時應保證所有防滲墻全面檢測到位。埋管應隨防滲墻施工進行，CT 成像檢測應在防滲墻澆筑完成28 d后進行。

4 完整性CT 成像現場檢測

在兩只鉆孔或預埋管分別放入電火花探頭和檢波器串，電火花震源應由專人操作，按照儀器操作手冊操作與防護，確保安全使用。

電火花探頭放到孔深1 m處，用電火花震源激發(fā)彈性波，檢波器串放到另一孔孔深0 ～22 m段，各接收點的位置分別處于孔深0 m、2 m、4 m、44 m，接收彈性波記錄;然后將檢波器串向下移動1 m，再次激發(fā)彈性波，使檢波器串的孔深為1 ～23 m段，各接收點的孔深位于1 m、3 m、5 m，直至孔底，從而實現全孔段1 m 間距的彈性波接收，達到較高的效率。選擇保存彈性波波形正常、初至起跳清晰的記錄。

將電火花探頭逐步下放到2 m、3 m，重復上述過程檢測，依次逐點檢測，直至孔底，則完成全斷面的彈性CT 檢測。

5 結果分析

5.1 W516 ～W517 槽段CT 檢測報告分析

有1 W516 ～W517 槽段CT 檢測報告分析表

墻體絕大部分塑性混凝土波速＞1 900 m/s，在W516 和W517 槽段底部約5 m ×2 m范圍內墻體的混凝土波速稍微偏低，約為1 800 m/s(色譜圖中紅色區(qū)域)。W516 ～W517 槽段CT 檢測報告分析見表1。

造成W517 槽段底部混凝土質量稍差的可能原因為:在槽段W517 施工過程中，孔底淤積嚴重超標，且澆注導管與孔底距離過大，造成在開澆W517 過程中孔底混漿嚴重，并且部分淤積被壓于孔底，最終造成底部混凝土質量稍差。

造成W517 槽段頂部混凝土質量稍差的可能原因為:在混凝土澆至其頂部時，由于混凝土頂部淤積過厚出現堵管、下料緩慢等現象，將導管拔脫或頂部明澆，從而造成W517 槽段頂部混凝土質量稍差。

綜上所述，根本原因在于施工W517 過程中清孔環(huán)節(jié)質量控制不到位，造成該槽段墻體均勻性稍差。

5.2 W229 ～W230 槽段CT 檢測報告分析

表2 W229 ～W230 槽段CT 檢測報告分析表

墻體絕大部分塑性混凝土波速＞1 900 m/s，在W230 槽段底部約3 m ×3 m范圍內與W229 槽段中上部約1 m ×3 m范圍內墻體的混凝土波速稍為偏低，約為1 900 m/s(色譜圖中紅色區(qū)域)。該槽段CT檢測報告分析見表2。

造成W230 槽段底部混凝土質量稍差的可能原因為:

1)W230 在澆筑過程中澆至34 米處時出現嚴重堵管、等料時間過長等現象，造成靠近W230 側導管無法再繼續(xù)下料，將導管全部拔出后重新下設，導管并未下設原長度(31 ～34 m處無導管)澆筑，造成底部嚴重混漿，混凝土質量差。

2)澆筑過程中起拔導管時，記錄員工作失誤，多拔出兩節(jié)導管，導致該部位混凝土質量稍差。

綜上所述，根本原因在于澆筑過程中由于主觀或客觀原因，起拔導管不當，造成該槽段小部分墻體混凝土稍差。

5.3 W144 ～W146 槽段CT 檢測報告分析

W144 ～W146 剖面防滲墻彈性波速度范圍為1 900 ～3 200 m/s，墻體絕大部分塑性混凝土波速＞1 900 m/s，W146 槽段底部約2 m ×2 m范圍內與槽段上部約2 m×3 m范圍內墻體的混凝土波速稍為偏低，約為1 900 m/s(色譜圖中紅色區(qū)域)。該槽段CT檢測報告分析見表3。

造成W146 槽段底部混凝土質量稍差的可能原因為:

1)由于質量控制不當，孔底淤積過大，在W146開澆過程中，三套導管中靠近W145 側導管正常下料，中間導管出現堵管、導管下設深度不夠等現象不能正常下料，部分孔底淤積淤至中間導管下沒能正常反起，且靠近W145 側導管在37 m處出現拔脫現象，最終部分淤積被裹在37m至孔底的位置，導致孔底混凝土質量稍差。

2)在W146 成槽過程中，二號單孔未能抓至設計要求的終孔深度，與一、三號單孔中間留下“小墻”，從而在W146 開澆過程中孔底淤積擠至“小墻”兩側，造成該槽段墻體混凝土不均勻。

造成W146 槽段頂部混凝土質量稍差的可能原因為:混凝土在澆筑至5 m左右的時候，出現不好下料、堵管、等料時間過長等現象，將導管拔托或直接進行明澆，淤積全部被壓至在2 ～4.5 m的位置處，從而該槽段頂部混凝土質量較差。

綜上所述根本原因在于清孔質量控制不當或在成槽過程中抓斗作業(yè)未能達到既定要求。

表3 W144 ～W146 槽段CT 檢測報告分析

6 結論及建議

結構及建議主要有6 點:

1)施工中存在混凝土拌和不均勻的現象，膨潤土、水泥膠凝材料沒有充分和粗細骨料攪拌均勻，波速會受一定的影響。

本防滲墻墻體材料為二級配塑性混凝土，膨潤土所占比例較大，塌落度和擴散度有時會偏大，而造成粗骨料下沉較快，砂子浮于上面，最后檢測的數據偏低。

2)塑性混凝土的密度較常規(guī)混凝土要小得多，密度在2 200 kg/m3左右;塑性混凝土較常規(guī)混凝土具有和易性、流動性較大的特點，使得澆筑上升過程中，上部泥漿與混凝土容易絞裹，而形成絮凝，最后包裹于墻體中。

3)防滲墻工程為地下隱蔽工程，具有高風險和不可見性。施工過程受許多不可控因素影響，小的問題和瑕疵再所難免，且在施工過程中不能及時發(fā)現，如澆筑過程中孔內局部少量的坍塌或掉塊。

4)泥漿下直升導管法，是靠混凝土自重壓力及下落時的沖擊力將混凝土頂起，必然會對孔壁及地層帶來一定的沖擊力和震動波，加上本工程地層的特點，會造成孔內局部坍塌和掉塊，導致裹夾于混凝土中，進而出現局部質量較差的情況。效率高、操作簡單、準確有效，克服了常規(guī)工程鉆探之不足。

5)由于地質體隱蔽復雜，具有多解性，任何相關因子都會對工程質量造成一定的影響，需進行綜合分析，可以對缺陷部位進行鉆探、原位測試等傳統(tǒng)手段進行測試，進一步進行驗證。

6)CT 彈性波檢測法是無損檢測中的一個重要方法，該方法能夠全面的檢測防滲墻的質量并分析在施工階段出現的問題，效率高、操作簡單、準確有效，在大體積混凝土質量檢測中具有廣闊的應用前景。

［1］許文峰，崔文光，鄧百印，等.彈性波CT 成墻檢測技術在龍湖工程防滲墻檢測中的應用［J］.河南水利，2012(20):86 －88.

［2］王家畢.多道瞬態(tài)面波法在麻栗壩水庫混凝土防滲墻質量檢 測 中 的 應 用［J］. 水 利 水 電 技 術，2009，40(05):75 －77.