截渗墙施工质量无损检测新技术研究进展概述.doc

截渗墙施工质量无损检测新技术研究进展概述 第 10 页 共9页截渗墙施工质量无损检测新技术研究进展概述（同侧排列电反射系K剖面法、电位测深法）1 国内外概况根据水电水利工程高压喷射灌浆技术规范DL/T52002004介绍，目前截渗墙的质量无损检测仍存在一定的难度，国内外尚无成熟的检测方法，亟需加强这方面的研究和技术开发工作。目前对截渗墙的质量检测主要是采用开挖、钻孔取芯、围井检测和钻孔CT法等；但是这些方法都带有很大的局限性，不能客观、全面的反应截渗墙的整体工程质量。安徽省截渗墙的质量无损检测采用的主要方法有钻探取芯法、围井检测法、高密度电法、地质雷达法和钻孔波速法等，有些方法无论是理论上论证还是检测实践证明都是无效的，由于有效检测技术的缺失，在经济利益的驱动下仍一意孤行，致使截渗墙的质量检测市场各行其是，没有统一、完整、有效的检测方法，给水利工程留下安全隐患。长江勘测技术研究所于1999年3月就开始研制新型的相控阵地质雷达系统，后来又列入国家863计划中作为一个课题立项，研究周期长达4年没有取得突破性进展，目前仍不能满足堤防隐蔽工程质量检测之急需，可见开发该技术难度之大。鉴于目前国内外截渗墙检测的情况，结合截渗墙的物性特点，针对与截渗墙质量密切相关的墙体连续性、墙体有效深度、墙体渗透系数和墙体抗压强度四大要素，开展了检测方法新技术的研究开发工作。本次研发的“同侧排列电反射系数K剖面”和“电位测深”无损检测新技术，经过在安徽、山东、江苏几十个项目的检测验证，特别是在20132014年度安徽省小型水库截渗墙施工质量抽检中发挥巨大作用，均取得了良好的效果，其检测程序及功能见“截渗墙施工质量无损检测程序方框图”。 2 同侧排列电反射系数K剖面法和电位测深法技术主要特点 为适应水利工程截渗墙的施工质量检测之急需，从2006年2月开始研发“同侧排列电反射系数K剖面”和“电位测深”无损检测新技术，经过多年的研究、试验、改进有了突破性进展，并广泛应用于近百个水利工程截渗墙质量检测，取得了显著成效。2.1同侧排列电反射系数K剖面法该技术主要检测截渗墙的连续性，是对墙体全面扫描的无损伤检测方法，其主要特点：通过对野外测试技术进行刷新、改进，减少了电法勘探的体积效应；室内对采集的数据进行一次微分计算变换成电反射系数K值，对截渗墙缺陷产生的微弱信号进行有效放大;通过绘制电反射系数K剖面图，分析评价截渗墙的施工质量和缺陷面积的大小及具体部位。因此，同侧排列电反射系数K剖面法技术，能有效的评价截渗墙的连续性，并能准确定位截渗墙缺陷的空间位置。2.2电位测深法电位测深法也是一种无损检测方法，主要是检测截渗墙的有效深度，该技术特点是将供电与测量电极置于墙体两侧，随着测量导线的逐步延长，其测量深度也逐渐增大，一旦检测深度超越截渗墙的底板，其s曲线会产生明显的拐点。因此，利用墙体与非墙体电阻率差异，即可准确的判断墙体有效深度，可避免钻探检测与施工方往往因墙体有效深度而争论不清的问题。2.3截渗墙施工质量综合评价方法在截渗墙施工质量检测中，对于施工质量优良无缺陷的截渗墙和工程质量特差存在大量缺陷的截渗墙，其分析评价都比较容易，但是对于施工质量较好只是局部存在缺陷，其评价难度较大，往往引起不同意见的纠纷，若是评判为合格截渗墙，将会给工程留下安全隐患，若将其评判为不合格，将会得到施工方、监理甚至业主的坚决反对，作为检测方也感觉到不妥，为了解决这个问题，经过多年检测探讨、总结，发现截渗墙合格率Q与截渗墙质量各参数密切相关，其计算公式及物理意义如下：截渗墙合格率Q： M1-M2 Q= 100%1 M1式中Q为截渗墙合格率，M1为单项工程截渗墙设计面积（m2），M2为该项工程截渗墙各缺陷区面积（m2）之和，公式的分子部分实际上为截渗墙检测连续性及有效深度合格的面积（即无缺陷面积），诚然该区域截渗墙渗透系数和抗压强度也能满足设计要求，因此，截渗墙合格率Q含盖了截渗墙连续性、有效深度、渗透系数和抗压强度四大参数，它表达的不是某一个孔、某一段或某一点各参数的数量级概念，含盖了整个合格区范围；从以上公式可以看出，截渗墙合格率Q必须在截渗墙连续性和有效深度检测技术开发成熟的基础上才有可能求得，否则截渗墙各缺陷区面积无法获得。因此，截渗墙合格率Q是一个综合性参数，能够更客观、科学、全面、准确的评价截渗墙的工程质量，钻探取心法、开挖坑槽法、室内试验法等作为获得数量级参数的有效手段。截渗墙合格率Q求值必须经无损检测和钻探验证后进行，确认无损检测的异常区是否为缺陷区。根据截渗墙合格率Q对截渗墙进行分析评价时，应遵循以下几点。截渗墙合格率Q=100%，即截渗墙无明显的缺陷，其墙体渗透系数k小于设计指标，抗压强度R28大于设计指标，连续性及抗压强度均满足设计要求。截渗墙合格率100%Q60%时，证实截渗墙不同程度的存在缺陷，对截渗墙缺陷部位（往往是下伏基岩发育有断裂构造带所致）应采取切实可行的补救措施，若下伏岩体为透水地层（如石灰岩、白云岩、砾岩等），一般是岩体发育强富水构造带影响，必须进行地质勘探工作，查清透水构造带的发育规模、走向、渗透系数、性质等，然后根据实际情况确定补救方案。截渗墙合格率Q60%时，截渗墙存在严重缺陷，建议重新施工截渗墙。无损检测同侧排列电反射系数K剖面法和电位测深法的成功开发应用，在无损检测的基础上，布置适量有代表性（无损检测正常区、异常区、工程的核心部位）的钻孔或坑槽，采用截渗墙综合参数合格率Q评价方法可快速、准确、客观、全面的评价截渗墙施工质量，为建立安徽截渗墙检测程序，提供了科学的依据，该技术属省内首创。3新检测技术开发理念与程序 为适应水利工程隐蔽工程检测的急需，本次研发的“同侧排列电反射系数K剖面法”、“ 电位测深法”无损检测技术，始终遵循基本理论与检测工程密切结合，坚持实践认识再实践再认识的科学理念，不断总结检测实践中的经验与教训，并升级到用理论进行论证，现已成为理论基础扎实、效果优良、操作简便、行之有效的检测新技术。3.1研究截渗墙的物性特点做到研发新技术有的放矢截渗墙的物性特点是截渗墙的功能与施工工艺决定的，是不可改变的客观事实，研究它的物性特点是为了寻求、探讨一个行之有效的无损检测技术方案，然后再进一步从理论上深入研究，在理论指导下开展试验工作，避免在开发新技术上的盲目性造成不必要的损失。3.2 无损检测技术要点分析探讨截渗墙的无损检测技术方案，应紧密围绕截渗墙的物性特点及与截渗墙质量密切相关的墙体连续性、墙体有效深度、墙体渗透系数和墙体抗压强度四大要素，对现有各种检测技术要点进行分析，研究各种技术的理论应用前提、应用条件、检测效果等，保证研究工作的顺利进行。根据常规无损检测电法类和弹性波类进行分析对比，从理论上进行论证各种方法的可行性，筛选出最具有研究前景的方法，再进一步作深入研究、改进。3.3 对常规检测方法进行改进、创新由于截渗墙的特殊性，通过研究分析对比发现，没有现成可用的方法直接适用于截渗墙质量检测，必须根据筛选出最具有研究前景的方法，结合截渗墙的物性特点，再进一步作深入研究、改进、创新，使之适用于截渗墙质量检测，同侧排列电反射系数K剖面法和电位测深法便是改进、创新适用于截渗墙质量检测的新技术。4 新技术检测效果同侧排列电反射系数K剖面法和电位测深法应用于截渗墙检测，已在安徽、山东和江苏省的堤防、水库大坝等水利工程防渗中常用的三种墙体（高喷、切槽砼和多头小直径搅拌桩）近百个工程项目应用，均取得了良好的效果，并在更广泛的领域推广应用，特别在一些地层复杂其他检测方法无能为力的情况下，该方法显示出独特的优点，为安徽省水利工程检测作出了应有的贡献。如天长市岗陈水库大坝多头小直径搅拌水泥土截渗墙，经某单位检测定为不合格截渗墙，业主和施工方有疑义，经该方法重新检测并布孔取芯试验，截渗墙各项参数符合设计要求，为错误结论进行纠正。又如凤台电厂引水工程，两根D1440钢管穿越淮北大堤，采用高压摆喷截渗墙对堤防进行除险加固，设计在堤顶以下4.824.8 m成墙，墙体有效高度20m，经该方法检测，只在上部1.54m有墙体，下部根本没有截渗墙，经布孔取芯论证检测结论是正确的，在事实面前施工方也对此结论认可并及时进行补救，消除了淮北大堤一大隐患。5 参考文献1水电水利工程高压喷射灌浆技术规范DL/T520020042水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范SL 17420143电反射系数勘探方法长江水利委员会勘察技术研究所孙经荣著4岩土工程波动勘测技术水利电力出版社，1992.065 网络查新：堤防防渗墙质量无损检测试验研究最新进展武汉创新工程地球物理高科技发展有限公司6安徽省水利厅关于加强病险水库除险加固工程质量监督管理工作的通知皖水质函20081146号6 新技术交流论文1电反射系数K法在防渗墙质量检测中的应用发表在：安徽水利科技 2/2005；2龙河口水库东大坝截渗墙检测方法与效果发表在：工程物探 2/2007；3防渗墙质量无损伤检测方法研究与应用发表在：工程物探 1/2010；4截渗墙物性特点及无损检测技术要点分析发表在：江淮水利科技 5/2010；5无损伤检测高喷防渗墙方法在史河总干渠加固工程上的应用发表在：治淮 10/2009；7 存在问题及研发目标同侧排列电反射系数K剖面法、电位测深法运用于截渗墙检测，通过在江（长江）河（淮河）湖泊（微山湖）堤防防渗处理和大、中、小病险水库大坝除险加固处理项目中的检测应用，对不同类型截渗墙（高喷截渗墙、混凝土截渗墙和多头小直径搅拌桩水泥土截渗墙）的检测均取得了良好的效果，显示出独特的优点，已成为技术上成熟的检测方法。但该方法目前仍是采用JJ-2型仪器，手工操作，其检测精度提高受到限制，因此，笔者的意图是想寻求与科研单位合作立项，开发高密度电反射系数DFS系列仪器设备，不断总结经验，力争12年时间通过科委组织的专家委员会进行鉴定，使之成为法定的检测方法，发挥它在工程质量检测中的重要作用。8附 件8.1附件1：截渗墙物性特点及无损检测技术要点分析截渗墙质量检测方法研究系列报道之一8.2附件2：截渗墙连续性无损检测方法研究截渗墙质量检测方法研究系列报道之二8.3附件3：截渗墙有效深度无损检测方法研究截渗墙质量检测方法研究系列报道之三8.4附件4：截渗墙施工质量综合评价方法研究 截渗墙质量检测方法研究系列报道之四8.5附件5：堤防防渗墙质量无损检测试验研究最新进展（网络查新）8.6附件6：凤台电厂引水工程堤防截渗墙检测效果分析（典型检测工程案例剖析）8.7附件7：安徽省小型水库除险加固工程施工质量抽检项目分析与评价（典型检测工程案例剖析）联系人：徐长顺联系电话：153 9520 3449 截渗墙施工质量无损检测新技术研究进展概述（同侧排列电反射系数K剖面法、电位测深法）徐长顺安徽省水利水电勘测设计院勘测分院二一五年十二月目 录截渗墙施工质量无损检测新技术研究进展概述（同侧排列电反射系K剖面法、电位测深法）附 件附件1 截渗墙物性特点及无损检测技术要点分析