堤防防渗墙质量损检测试验研究新进展
摘 针长江堤防防渗墙质量损检测工作迫切需新球物理探测技术时难面世情况开展种现球物理方法堤防防渗墙质量检测中效性试验研究根底提出CSAMT法波震映法垂直声波反射法辅检测方案钻孔验证结果说明该方案堤防防渗墙质量损检测具成果直观精度高适性强性高等优点反映出较异常体变化堤防防渗墙质量损检测中具广阔应前景
关键词 堤防防渗墙 损检测 试验研究
引 言
堤防防渗墙质量长江线民生命财产安息息相关已修建堤防防渗墙进行全面质量检测验收工作迫眉睫[1]
然防渗墙质量检测验收工作遇难题目前防渗墙质量检测工作量面广施工工艺等素造成质量问题复杂样规律性差传统方法满足需范围堤身造墙防渗工作中国堤防工作年独特色国球物理工作者说堤防防渗墙质量损检测工作没现成国外先进验鉴加理证演工作难度较计算机模拟计算工作时难完成堤防防渗墙质量检测工作目前处探索阶段目前情况较成功方法墙体孔作弹性波CT方法孔施工工艺求较高墙体较薄通常15~30cm间样墙体孔偏离墙体技术难度较外该方法需造孔难作范围质量检测
鉴国堤防防渗墙质量损检测技术现状1999年3月提出开始研制新型相控阵质雷达系统目前该项研究已列国家然科学基金重工程中专题国家863方案中作课题立项水利部长江水利委员会力支持资助该系统国外尚供鉴先例研究开发工作仪器设备方法原理软件开发资料解释方法均需进行深入广泛研究研究周期长达4年该方法目前时满足前堤防隐蔽工程质量检测急需
工程设计施工监理球物理工作者开始重新审视传统球物理方法:现种球物理方法中方法没堤防防渗墙质量检测工作?已种方法中认效效果方法已彻底否认?现种方法间没正确配合问题?种方法野外工作布置没新潜力挖?开展广泛试验研究工作现原理堤防探测种球物理方法〔包括已方法〕运某典型检堤段进行全面详细试验研究然钻探开挖方法检测综合结果确定种方法效性淘汰效方法深化完善效果较稍效果方法缓解前堤防防渗墙质量检测工作急需?文开展工作正思路指导进行
二试验区概况
项研究试验场选长江某干堤检测长度1.2km该段具深层搅拌法切槽法抓斗法等三种工法防渗墙具代表性具体见表1
1.质概况
测区积原漫滩组成势北东高南西低面高程18~22m距堤外脚70~100m沟塘分布堤身般高6m局部高达7m堤顶宽6~8m等堤身外坡1∶3水位高程般17m左右
堤身填土粉质壤土次粉质黏土局部夹厚0.5~0.8m粉细砂堤身段总体土质均密实程度差
堤基层结构先导孔资料般:
①砂壤土:厚约0.5~3m2~5m两层②粉质黏土:厚1~3m③粉质壤土:厚1~8m3.5~4m两层④粉 细 砂:厚22~26m⑤粉细砂岩:厚度详基岩顶板高程-22.45m
2.堤防防渗墙缺陷类型
防渗墙施工方法众深层搅拌法振动切槽法液压抓斗法拉槽法射水法高喷法施工工法出现质量问题质量缺陷问题:施工中套接墙体间接缝开叉等防渗墙墙体均匀性问题墙体中架空蜂窝离析局部充泥等
3.球物理特征
根历史资料结合次检测结果区检测象应物理性状参数表2
三试验方法设备
次试验研究采物探方法井间弹性波CT电磁波CT高密度波列震影法垂直声波反射法瞬态瑞雷面波法质雷达法高密度电法控源音频电磁测深法等八种试验方法
次试验工作检测仪器:
①质雷达法采美国GSSI球物理探测公司生产SIR-10H型质雷达系统②CSAMT法野外采集仪器美国Zonge公司生产GDP-32功通道球物理数采集仪系统③弹性波层析成采美国乔美特利公司生产R24震仪④电磁波层析成法仪器JW-4型电磁波仪⑤垂直声波反射法仪器长江工程球物理勘测研究院〔武汉〕研制生产LXII-A岩土工程质量检测分析仪激振震源频率量均变弹性波击震源检波器压电陶瓷检波器⑥波震影法瞬态瑞雷面波法均采北京水电物探研究研制SWS-1G型面波仪⑦高密度电阻率法仪器中国质学物探系研制生产GMD-2型高密度电法仪
四试验工作布置
现场试验工作剖面形式布置剖面测线防渗墙体走布置位防渗墙体顶端横剖面测线垂直防渗墙走种工法墙体两条
现场试验方法分两类面检测井间检测中面检测投入方法:高密度波列震映法瞬态瑞雷面波法垂直声波反射法高密度电法质雷达法控源音频电磁测深法〔CSAMT法〕井间检测方法:弹性波CT法电磁波CT法
述面检测方法分试验段中三种墙体进行检测具体:
①高密度波列震映法:剖面长度1200m点距1m②瞬态瑞雷面波法:剖面长度1200m点距1m③垂直声波反射法:剖面长度1200m点距0.5m④高密度电法:剖面长度1200m横剖面600m点距2m⑤质雷达法:剖面长度1350m中剖面1200m横剖面150m点距0.2m⑥CSAMT法:剖面长度1340m中剖面1200m横剖面140m点距4m
井中〔间〕检测方法分三种墙体中布置剖面中深层搅拌水泥土墙中剖面6钻孔振动切槽水泥砂浆墙中剖面11钻孔液压抓斗塑性混凝土墙中剖面3钻孔
五试验结果分析
通种方法研究检测试验发现应效果坏次试验种方法检测效果进行简分析评价
1.质雷达法
次试验结果发现采该方法检测目前难防渗墙质量作出合理评价确定墙体深度定深度墙体质量引起异常更难判断究原点:
〔1〕原理讲目前质雷达利场球面电磁波天线探测范围形似开口圆锥体接收信号定范围物体综合反映防渗墙厚度较薄旁侧影响会目标体信号掩盖掉
〔2〕参数选取防渗墙体较薄探测分辨率求较高天线中心频率求较高中选取天线中心频率增时天线体积增SIR-10H型探雷达言100MHz天线长度1m天线难满足防渗墙种超薄层探测
〔3〕防渗墙顶部覆盖0.2~0.5m左右泥土覆盖层天线表进行检测时难保证天线中心正位防渗墙顶部
〔4〕接收信号然携带目标体甚缺陷信息目前缺乏力数处理方法分开难判断接收信号异常究竟墙体部缺陷引起真异常墙体周围介质引起假异常
2 .控源音频电磁测深〔CSAMT〕法
次试验结果发现运CSAMT法[2]检测防渗墙质量墙体接头墙身质量均匀性重墙体质量缺陷墙体深度检测方法行成果形象直观精度高〔图1~3〕种效损检测方法该方法成功原:
〔1〕原理讲该方法利电磁波远场——面波场受形旁侧影响保证墙顶接收电磁信号墙体部缺陷非旁侧体结果
〔2〕直流电阻率法相CSAMT法交变电磁场高阻屏蔽作高阻墙体中低阻缺陷具强探测力
〔3〕该仪器接收观测电分量磁分量值时已进行化形影响削弱保证观测数质量
〔4〕资料处理中工程研究开发K〞剖面法软件CSAMT法资料进行处理改善资料处理效果
〔5〕资料解释时针CSAMT法中体效应影响通查原始曲线中异常该影响缩0.5倍间距极提高资料解释精度
3.弹性波层析成法
采弹性波层析成法检测防渗墙质量反映墙体介质分布均匀性速度成结果声波测试结果根致次试验结果发现该方法异常精细检测未达预期效果否认该方法原理先进性
4.电磁波层析成法
次采钻孔电磁波CT法分1m天线2.5m天线作选单频测量方式扫频测量方式加相互补充检验针段选测量频率堤防防渗墙质量检测作全面系统试验工作试验结果效果佳分析原:
〔1〕目前电磁波法发射接收均没指性孔距薄墙体言发射出球面波接收场旁侧影响严重干扰甚完全掩盖墙体中传播信号接收电磁波信号幅值墙体周围介质综合反映素存距离检测薄墙出现吸收系数值高低低实际情况相矛盾结果该方法目前然原理讲行仪器采集方法原数采集质量降没效数处理方法软件该方法检测效果理想
〔2〕电磁波高阻岩体中成功找低阻相检测孔浅受电缆波影响干扰墙体传播电磁波信号
5.垂直声波反射法高密度波列震影法
两种方法野外工作布置资料分析相似思路正相反垂直反射法求简记录反射波波型成分单高密度波列求繁波型记录成分复杂两种方法运堤防防渗墙质量检测成果图形象直观取相较检测效果
原两种方法原理属弹性波范畴检测条件〔界〕面差异具较物理条件目前作CSAMT辅助方法获取参数资料定量解释二存量分辨率相矛盾素三暂时没非常效针两种方法数处理反演方法
6.高密度电阻率法
次试验结果发现堤防防渗墙质量损检测工作中该方法效果佳反演检测结果实际情况相差目前情况宜采原:
〔1〕原理高密度电法常规电法没质区常规电法影响素形影响体效应影响然明显存
〔2〕直流电法探测低阻异常时受定高阻屏蔽影响
〔3〕方法布置防渗墙体相高阻体电流起排斥作断面实测结果墙体物性反映
〔4〕横断面堤身形影响素太反演结果未反演出高阻墙体
7.瞬态瑞雷面波法
次试验结果发现瞬态瑞雷面波法堤防防渗墙质量检测然够找相低速区反演整体结果目前效果佳原面波发育前提软土中弹性体中面波探测求偏移距应探测深度墙体中产生面波频率必定高模式波均会出现机理均未认识清楚种状况反演结果
综述弹性波类方法〔体波〕墙体周围介质波速差异方法前提需界面物性参数差异受体积影响具较效果电磁法电磁波类方法中CSAMT法独特点克服该类方法中场形屏蔽体积效应等诸利素取检测效果应防渗墙质量检测非常成功提出CSAMT法高密度波列震影法〔垂直反射法〕辅堤防防渗墙质量损检测技术方案
六检测结果综合分析评价
针种方法检测结果文已前面作详细分析评价现纳入损检测方案中三种方法结果作综合分析表3控源音频电磁测深〔CSAMT〕法高密度波列震影法垂直声波反射法三种方法检测异常统计表
表3检测结果分析说明文提出CSAMT法高密度波列震影法〔垂直反射法〕辅堤防防渗墙质量损检测技术方案行效
七结束语
堤防防渗墙质量损检测试验研究工作历时年关单位通力合作工程组全体成员努力试验研究工作已利完成期钻孔验证结果充分证明次试验研究工作完全达预期目标长达年深入研究反复试验项研究取成果:
〔1〕通次试验根解述种方法长江堤防防渗墙损检测工作中应效果种目前认效果理想方法分析软硬件方法原理存缺陷步方法完善作益探讨
〔2〕确定CSAMT法高密度波列震影法垂直反射法辅损检测技术方案利钻探方法验证肯定该方案堤防防渗墙检测评价中行性效性该检测技术方案仅堤防防渗墙质量损检测中发挥重作推广国中型水利工程岩土工程防渗墙质量检测中
〔3〕改良完善研设备LXII型岩土工程质量检测分析仪软硬件系统研制CSAMT法处理成软件完善进口设备GDP-32功
诚然时间费限次试验中工作需进步研究深化提出点建议:
〔1〕建议快项研究成果推广应长江堤防已建建防渗墙质量损检测工作中检测工作更加全面济快速安
〔2〕建议予定资金快启动双频普勒相控阵探雷达〞第二阶段研究工作快转化生产力早日堤防防渗墙质量损检测国民济建设效劳
〔3〕建议进步深入开展质雷达法高密度电法瞬态瑞雷面波法井中电磁波CT法堤防防渗墙质量损检测工作中效性试验研究便述方法长江堤防隐蔽工程质量损检测工作中作予定
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