堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)試驗(yàn)研究最新進(jìn)展

堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)試驗(yàn)研究最新進(jìn)展

文/劉斌 王勝來，海洋石油工程股份有限公司檢測(cè)公司

針對(duì)渤海堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)工作的迫切需要，在新的地球物理探測(cè)技術(shù)一時(shí)難以面世的情況下，開展了各種現(xiàn)有地球物理方法在堤防防滲墻質(zhì)量檢測(cè)中的有效性試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上提出了以CSAMT法為主、多波地震映像法或垂直聲波反射法為輔的檢測(cè)方案。鉆孔驗(yàn)證結(jié)果表明，該方案用于堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)具有成果直觀、精度高、適用性強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并能反映出較小異常體的變化。在堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

堤防；防滲墻；無損檢測(cè)試驗(yàn)研究

堤防防滲墻質(zhì)量與渤海沿線人民生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此，對(duì)已修建的堤防防滲墻進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測(cè)驗(yàn)收工作迫在眉睫。

然而，防滲墻質(zhì)量檢測(cè)驗(yàn)收工作遇到了難題。目前的防滲墻質(zhì)量檢測(cè)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。由于大范圍的在堤身造墻防滲的工作是中國堤防工作近年來所獨(dú)有的一大特色，因而對(duì)我國地球物理工作者來說，堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)工作沒有現(xiàn)成的國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，加之其理論證演工作難度較大，計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的工作一時(shí)難以完成。因此，堤防防滲墻質(zhì)量檢測(cè)工作目前仍處于探索階段。從目前情況看，較成功的辦法是在墻體上打孔作彈性波CT，但此方法對(duì)打孔的施工工藝要求較高，因?yàn)閴w較薄，通常在15～30cm之間。要在這樣的墻體上打孔而不偏離墻體，其技術(shù)難度較大，此外，由于該方法需要造孔，因而難以用作大范圍的質(zhì)量檢測(cè)。

因此，工程設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理和地球物理工作者開始重新審視傳統(tǒng)的地球物理方法：現(xiàn)有的各種地球物理方法中，還有哪些方法沒有用到堤防防滲墻質(zhì)量檢測(cè)工作？已用的各種方法中，那些被認(rèn)為無效或效果不好的方法是不是已被徹底否定？現(xiàn)有各種方法之間有沒有一個(gè)最佳配合的問題？各種方法的野外工作布置有沒有新的潛力可挖？能不能開展一個(gè)廣泛的試驗(yàn)研究工作，將現(xiàn)有的在原理上可用于堤防探測(cè)的各種地球物理方法（包括那些已用過的方法）盡可能地運(yùn)用于某一典型的待檢堤段，進(jìn)行全面的、詳細(xì)的試驗(yàn)研究，然后用鉆探和開挖辦法檢測(cè)其綜合結(jié)果，以確定各種方法的有效性，從而淘汰一些無效的方法，深化完善那些效果較好或稍有效果的方法，以緩解當(dāng)前堤防防滲墻質(zhì)量檢測(cè)工作之急需？本文所開展的工作正是在這一思路指導(dǎo)下進(jìn)行的。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

本項(xiàng)研究的試驗(yàn)場(chǎng)地選在渤海某干堤，檢測(cè)長度1.2km，該段具有深層攪拌法、切槽法和抓斗法等三種不同工法的防滲墻，具有很好的代表性。

1.1 地質(zhì)概況

測(cè)區(qū)為沖積平原，多由漫灘組成，地勢(shì)北東高，南西低。地面高程18～22m，距堤外腳70～100m內(nèi)多有溝塘分布。堤身一般高6 m，局部高達(dá)7m，堤頂寬6～8m不等。堤身內(nèi)外坡比為1∶3。地下水位高程一般為17m左右。

堤身填土主要為粉質(zhì)壤土，次為粉質(zhì)黏土，局部夾厚0.5～0.8 m粉細(xì)砂。堤身段總體土質(zhì)不均一，密實(shí)程度差。

堤基為多層結(jié)構(gòu)，據(jù)先導(dǎo)孔資料，一般為：

①砂壤土：厚約0.5～3m、2～5m兩層。②粉質(zhì)黏土：厚1～3 m。③粉質(zhì)壤土：厚1～8m、3.5～4m兩層。④粉細(xì)砂：厚22～26 m。⑤粉細(xì)砂巖：厚度不詳，基巖頂板高程－22.45m。

1.2 堤防防滲墻缺陷類型

防滲墻的施工方法眾多，主要有深層攪拌法、振動(dòng)切槽法、液壓抓斗法、拉槽法、射水法和高噴法。施工工法不同，可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題也不同。其質(zhì)量缺陷問題主要可歸為：施工中的套接墻體間的接縫、開叉等；防滲墻墻體的均勻性問題，如墻體中架空、蜂窩、離析、局部充泥等。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 地質(zhì)雷達(dá)法

本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用該方法檢測(cè)目前難以對(duì)防滲墻質(zhì)量作出合理的評(píng)價(jià)，它不能確定墻體的深度，對(duì)一定深度內(nèi)的墻體質(zhì)量引起的異常更難以判斷。

2.2 可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）法

本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用CSAMT法[2]檢測(cè)防滲墻質(zhì)量，對(duì)于墻體接頭、墻身質(zhì)量均勻性重大墻體質(zhì)量缺陷及墻體深度的檢測(cè)，方法可行，成果形象、直觀、可靠，精度高，是一種有效的無損檢測(cè)方法。

2.3 彈性波層析成像法

采用彈性波層析成像法檢測(cè)防滲墻質(zhì)量，可反映墻體介質(zhì)分布的均勻性，速度成像結(jié)果與聲波測(cè)試結(jié)果基本上一致。但本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該方法對(duì)異常的精細(xì)檢測(cè)卻未達(dá)到預(yù)期效果，但這并不否定該方法原理上的先進(jìn)性。

2.4 高密度電阻率法

本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)工作中，該方法效果不佳，反演檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相差很大，在目前情況下不宜采用。

2.5 瞬態(tài)瑞雷面波法

本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將瞬態(tài)瑞雷面波法用于堤防防滲墻質(zhì)量檢測(cè)，雖然也能夠找到一些相對(duì)低速區(qū)，但就反演的整體結(jié)果看，目前效果不佳。其原因主要是由于面波發(fā)育的前提是在軟土中，在彈性體中面波探測(cè)要求偏移距小，對(duì)應(yīng)的探測(cè)深度也小，而且，在墻體中產(chǎn)生的面波頻率必定很高，多模式波均會(huì)出現(xiàn)，這些機(jī)理均還未被人們認(rèn)識(shí)清楚，在這種狀況下反演的結(jié)果是不可靠的。

3 結(jié)論

1.建議盡快將本項(xiàng)研究成果推廣應(yīng)用到渤海堤防已建和在建防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)工作中去，從而使檢測(cè)工作更加全面、經(jīng)濟(jì)、快速、安全可靠。2.建議給予一定資金，盡快啟動(dòng)“雙頻多普勒相控陣探地雷達(dá)”第二階段的研究工作，使之盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，早日為堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。3.建議進(jìn)一步深入開展地質(zhì)雷達(dá)法、高密度電法、瞬態(tài)瑞雷面波法和井中電磁波CT法在堤防防滲墻質(zhì)量無損檢測(cè)工作中的有效性試驗(yàn)研究，便于對(duì)上述方法在渤海堤防隱蔽工程質(zhì)量無損檢測(cè)工作中的作用予以定論。