陳 松, 李 黃 敏, 費(fèi) 大 軍, 劉 志 輝, 賀 如 平

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

某水電站工程的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧下游河段生態(tài)環(huán)境用水，采用引水式開發(fā)。該水電站工程規(guī)模為Ⅲ等中型，主要建筑物等級(jí)為 3 級(jí)、次要建筑物等級(jí)為 4 級(jí)；樞紐建筑物主要由 PVC 膜防滲心墻堆石壩、岸邊溢洪道、沖沙放空洞、引水發(fā)電系統(tǒng)、岸邊式地面廠房和開關(guān)站組成。

該水電站大壩為PVC膜心墻堆石壩，于2011年7月填筑完成，水庫(kù)于2011年12月開始下閘蓄水，2012年9月首次蓄至正常蓄水位高程2 700 m，之后，按照水庫(kù)正常運(yùn)行和調(diào)度方式庫(kù)水位在正常蓄水位高程 2 700 m～死水位高程2 658 m 之間循環(huán)運(yùn)行。2011 年底水庫(kù)蓄水后的監(jiān)測(cè)成果顯示：當(dāng)庫(kù)水位高程超過約2 670 m(該水位有逐年下降趨勢(shì)、近年在 2 666～2 667 m 左右徘徊)后，大壩下游量水堰開始出現(xiàn)滲水并隨著庫(kù)水位的抬升而增加，最大約為350～400 L/s； 2019 年 5月底曾出現(xiàn)下游滲水短時(shí)渾濁、壩頂與下游壩坡接觸部位局部塌陷現(xiàn)象。

技術(shù)人員通過對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)資料進(jìn)行查閱與方案評(píng)審，最終確定了該大壩的病害治理方案。方案包括：新建混凝土防滲墻、基巖帷幕灌漿、礫石土心墻充填灌漿以及大壩壩頂拆除與重建。大壩病害治理工程采用全封閉防滲墻方案，在原壩基防滲墻軸線下游側(cè)0.5 m處新建了一道厚度為1 m的防滲墻，防滲墻最大深度約為159 m；防滲墻面積為1.85萬m2;對(duì)防滲墻底部基巖進(jìn)行了帷幕灌漿，同時(shí)對(duì)新建防滲墻后的大壩心墻進(jìn)行了充填灌漿以提高心墻的密實(shí)性和抗變形能力。

根據(jù)該病害治理方案，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的原材料、中間產(chǎn)品、主體工程防滲墻進(jìn)行鉆孔壓水試驗(yàn)和無損檢測(cè)檢查混凝土防滲墻使用的原材料是否滿足規(guī)范要求，檢查混凝土防滲墻的密實(shí)性、力學(xué)性能、抗?jié)B性能等性能要求是否符合相關(guān)要求，為混凝土防滲墻工程的質(zhì)量及大壩蓄水分析提供必要的基礎(chǔ)資料。

2 防滲墻質(zhì)量采用的檢測(cè)方法

防滲墻質(zhì)量檢查一般采用現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查和室內(nèi)檢測(cè)的方法。其主要檢測(cè)方法為：(1)原材料檢測(cè)；(2)混凝土檢測(cè)；(3)聲波檢測(cè)；(4)孔內(nèi)電視成像；(5)壓水試驗(yàn)。

本次混凝土防滲墻質(zhì)量檢測(cè)方法中的原材料和混凝土檢測(cè)為常規(guī)檢測(cè)方法，主要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行；而檢測(cè)方法中的聲波檢測(cè)、孔內(nèi)電視成像和壓水試驗(yàn)為本次研究采用的主要方法，其檢測(cè)原理為：

(1)聲波檢測(cè)為彈性波檢測(cè)方法中的一種。該方法建立在固體介質(zhì)中彈性波傳播理論基礎(chǔ)上、以人工激振的方法向介質(zhì)發(fā)射聲波，在一定的空間距離上接收被測(cè)介質(zhì)物理特性所調(diào)制的傳播速度、振幅、頻率等聲波參數(shù)，通過數(shù)據(jù)處理與分析解決巖土工程中的有關(guān)問題。聲波檢測(cè)是一種輕便、靈活、快捷、高效的檢測(cè)方法。

(2)孔內(nèi)電視成像采用先進(jìn)的DSP圖像采集與處理技術(shù)，配合高效圖像處理算法保證了全景圖像實(shí)時(shí)自動(dòng)采集。全景視頻圖像和平面展開圖像實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，圖像清晰逼真；系統(tǒng)高度集成，探頭全景攝像、無須調(diào)焦，可對(duì)所有的觀測(cè)孔進(jìn)行360°全方位、全柱面觀測(cè)成像。野外數(shù)據(jù)采集操作方便，室內(nèi)軟件處理簡(jiǎn)潔直觀，可顯示并輸出平面展開圖與立體柱狀圖。通過檢測(cè)以視頻的形式獲取地下信息，具有直觀性、真實(shí)性等鉆孔孔壁巖層表面特征原始圖像的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)劃分地層結(jié)構(gòu)、確定軟弱泥化夾層，斷層、裂隙、破碎帶，觀察地下水活動(dòng)狀況位置等具有重要作用，其已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探和工程質(zhì)量檢測(cè)中，在工程建設(shè)中還可用于檢查混凝土澆筑質(zhì)量與灌漿處理效果等。

(3)壓水試驗(yàn)是一種在鉆孔內(nèi)進(jìn)行的滲透試驗(yàn)，其方法是將栓塞把鉆孔隔離出一定長(zhǎng)度的孔段，然后以一定的壓力向該孔段壓水并測(cè)定出相應(yīng)壓力下的壓入流量，以單位試段長(zhǎng)度在某一壓力下的壓力流量值表征該孔段巖石的透水性，通常以透水率q表示，單位為呂榮(Lu)，是評(píng)價(jià)巖體滲透性的常用方法。

3 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)取得的成果

(1)水泥：防滲墻工程采用的水泥為康定跑馬山水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，從檢測(cè)成果分析得知其各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)范要求[1]。水泥檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)情況見表1。

表1 水泥檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

(2)粗、細(xì)骨料：防滲墻工程所用的粗、細(xì)骨料為甘孜州建云建材有限公司生產(chǎn)，從檢測(cè)成果分析得知其各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)范要求[2]。細(xì)骨料檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)情況見表2，粗骨料檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)情況見表3。

(3)在混凝土攪拌站機(jī)口或澆筑現(xiàn)場(chǎng)留取試樣用于檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度[3]，混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)情況見表4。其檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

表2 細(xì)骨料檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

(4)防滲墻墻體底部與基礎(chǔ)接觸部位的測(cè)試以單孔聲波法為主，穿透聲波法[4]為輔。測(cè)試成果表明槽段墻體及底部與基礎(chǔ)接觸部位或下伏基巖聲波速度值均高于設(shè)計(jì)值(3 850 m/s)，接觸較緊密。防滲墻聲波波速檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)情況見表5。

表3 粗骨料檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

表4 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

表5 防滲墻聲波波速檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

(5) 防滲墻孔內(nèi)電視檢測(cè)：通過對(duì)防滲墻鉆孔孔壁連續(xù)、完整、原狀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得知防滲墻墻體混凝土均勻密實(shí)，無局部離析、空洞，防滲墻與基巖接觸良好，基本無沉渣。防滲墻孔內(nèi)電視局部柱狀圖見圖1，防滲墻墻底孔內(nèi)電視局部柱狀圖見圖2。

注：圖中數(shù)字表示該剖面到孔口的距離，單位為m。圖1 防滲墻孔內(nèi)電視局部柱狀圖

圖2 防滲墻墻底孔內(nèi)電視局部柱狀圖

(6)防滲墻鉆孔壓水試驗(yàn)[5]：孔號(hào)：XF-5-3，孔口高程2 700.5 m，孔深52.51 m，共計(jì)壓水11段，透水率為0.09～0.52 Lu，合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求；孔號(hào)：XF-10-4，孔口高程2 700.5 m，孔深63.15 m，共計(jì)壓水13段，透水率為0.07～0.54 Lu，合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求；孔號(hào)：XF-14-3，孔口高程2 700.5 m，孔深72.4 m，共計(jì)壓水15段，透水率為0.05～0.34 Lu，合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求；孔號(hào)：XF-34-3，孔口高程2 700.5 m，孔深99.34 m，共計(jì)壓水20段，透水率為0.11～0.41 Lu，合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求。各段壓水試驗(yàn)成果見表6。

表6 各段壓水試驗(yàn)成果表

4 結(jié) 語(yǔ)

通過對(duì)該水電站混凝土防滲墻使用的原材料、混凝土采用聲波、孔內(nèi)電視及鉆孔壓水等檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，了解到該混凝土防滲墻使用的原材料滿足規(guī)范要求，混凝土防滲墻的密實(shí)性、力學(xué)性能、抗?jié)B等性能滿足設(shè)計(jì)要求。所取得的檢測(cè)結(jié)果為混凝土防滲墻工程質(zhì)量及大壩蓄水分析提供了必要的基礎(chǔ)資料。

本次對(duì)混凝土防滲墻使用的原材料到最終的防滲墻工程實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)的范圍全面，能夠客觀地反映混凝土防滲墻工程施工質(zhì)量，所取得的經(jīng)驗(yàn)可用于類似工程。