广西澄碧河水库混凝土防渗墙质量检测与评价.pdf

第 4 2卷 第 2 2期 2 0 1 1年 1 1月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 42， No 22 No v， 2 011 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 1 ) 2 2 0 0 6 5 0 3 广西澄碧河水库混凝土防渗墙质量检测与评价 李 亮， 徐 复 兴， 高 建 华 ( 水利部长 江勘测技术研究所 ， 湖北 武汉 4 3 0 0 1 1 ) 摘要 ： 在病险水库与堤 坝的除险加固勘 测设计 中， 对于混凝土防渗墙的防渗作用 以及质量检测与评价 ， 存有一 定 的争议 。鉴 于此 ， 以广 西澄碧 河水库混凝土防渗墙为例 ， 采用钻探取 芯 以及孔 内超声波 和钻孔 电视检测 等 方 法， 对混凝土 防渗墙 的质 量与防渗效果进行 了全 面分析 。结果表 明： 采用 多种手段 和方法进行比较 分析 。 能 得 出更加符 合实际的评价结果 ， 进 而采取 有效的加 固措施。 关键词 ： 混凝土 防渗墙 ；质量检测 ； 成 果分析 ； 澄碧 河水库 中图法分类号 ： T V 5 4 3 8 2 文献标 志码 ： A 1 工程概况 勘测单位对其做了较为全面的质量检测 。 澄碧河水库位于广西百色市 ， 距百 色市城 区约 7 k m， 坝址 以上控制流域面积 2 0 0 0 k m ， 是一座兼顾 防 洪 、 供水 、 发电等综合利用的大 ( 一) 型水库 。水库正 常蓄水 位 1 8 5 0 m( 珠 江基 面 高程 ， 下 同 ) ， 死水 位 1 6 7 0 m， 最大坝高 7 0 4 m， 水库总库容 1 1 5亿 m 。 大坝原设计为碾压式黏土心墙坝 ， 运行后加筑一 道防渗心墙 ， 形成如今 的黏土心墙与防渗墙相结合 的 土坝。 目前大 坝坝顶高程 1 9 0 4 m， 坝底 高程 1 2 0 0 m， 最大坝高 7 0 4 m， 坝顶宽 6 m， 坝顶长4 2 5 m。大坝 黏土心墙轴线位于大坝 中部 ， 最大高程 1 5 0 0 m， 混凝 土防渗墙轴线位于坝顶中部偏下游侧 ， 混凝土防渗墙 厚 0 8 m， 深 4 8 25 5 2 m， 墙顶高程 1 8 8 2 m， 在主河 槽段混凝土防渗墙底部伸人黏土心墙 中， 两岸的混凝 土防渗墙底深入基岩 1 0 m， 但 在发电引水管及灌溉 引 水管 部位 ， 为 了不 损坏 引水 管 ， 混凝 土 防渗墙底 设 在 引水管上方 。1 9 9 2年 2月对发电管、 灌溉管和混凝土 防渗墙 5 4号槽孔等 3处进行高喷灌浆处理 ， 修补了混 凝 土 防渗 墙 留下 的缺 口。防 渗 心 墙 材 料 以 混 凝 土 为 主 ， 为适应变形 ， 在混凝土 中掺入 1 5 2 0 优质黏 土改善混凝土力学性能 ， 增加其柔性 ， 大坝混凝土防渗 墙结构如图 1所示。考虑到大坝混凝土防渗墙运行 已 达 4 0 a之久 ， 在 2 0 1 1 年的水库除险加 固勘测设计 中， 掣 1喧 旧 醐 图 1 大坝混凝土 防渗墙结构示意 2 防渗墙检测 及成 果分析 2 1上下游水位观测 通过对水库管理局 1 9 9 1年 9月 1日至 2 0 1 0年 9 月 1日混凝土防渗墙上 、 下游在高水位时的监测数据 进行分析 ， 表明随着使用年限的增加防渗墙 的防渗能 力在逐渐降低 。根据 2 0 a 来大坝测压管观测资料 ， 选 取库水位为 1 8 1 6 1 8 2 6 m时 ， 对混凝土防渗墙 5个 断面的数据进行了上下游水位差分析 ， 如图 2所示。 从图 2中可知 ： 11 断 面， 上下 游水位差 由 1 9 9 4年灌 浆 处理前 的 1 6 1 4 0 4 m升 至 7 8 88 6 8 m， 2 0 0 7年后降至 5 4 16 1 7 m； 22 断面， 水位 差基本保持稳定 ， 为 2 6 0 2 7 0 n l ； 33 断面 ， 在 1 9 9 7年后 ， 水 位差从 之 前 的 2 0 8 72 3 4 1 m 降至 1 3 3 51 6 5 5 m； 4 4 断面 ， 从 1 9 9 4年灌浆处理前 收稿 日期 ： 2 O l 1 1 0一l 5 作者简介 ： 李 亮 ， 男， 助理工程师 ， 主要从 事岩土工程与工程地质勘察与研究。E ma i l ： 1 7 2 7 1 7 3 1 3 q q c o m 66 人 民 长 江 的4 4 m升至 1 2 4 91 4 4 7 m， 在 2 0 0 0年后降为5 7 6 6 8 7 m； 55 断面 ， 从 1 9 9 4年灌 浆处理 前 的 5 0 8 m 升至 7 0 8 5 m， 并一直保持稳定 。 - 一 1 - - - - I I - -2 2 - , , t q - - 3 - ： i ， 卜4 - 4 卜 -5 5 至 至 蔓 萋 L8 年份 图 2 大坝混凝土防渗墙上下游水位差变化示意 根据以上分析可以看出， 在相近的库水位下， 随着 防渗墙使用年限的增加 ， 部分墙段上下游水位差趋于 减小 ， 坝体浸润线逐渐抬高。 2 2孔 内超声波检测 通过分析混凝土防渗墙上下游水位监测资料 ， 部 分墙段防渗效果变差的趋势明显。为了较为全面地检 测大坝混凝土防渗墙质量 ， 勘察过程 中选取了 4个钻 孑 L ， 使用孑 L 内超声波检测法对其进行了无损检测 ， 本文 中选取 B Z K 6和 B Z K 9进行分析 ， 检测结果见图 3 。 E 2 O 世 f 聪 3 0 图 3 混凝土防渗墙 B Z K 6和 B Z K 9孔声波检测数据 B Z K 6在孑 L 深 3 4 3 9 6 m之间全孔平均纵波波 速 为 4 1 1 5 m s ， 其中有 3段波速较低 ： 在 3 4 m 段 ， 波速 为 5 3 1 m s ； 在 4 05 2 m段 ， 波速 为 1 4 6 0 2 6 3 2 m s ； 在 1 5 21 5 4 m段 ， 波速 为 2 5 6 4 2 9 8 5 m s 。 B Z K 9在孔 深 5 0 4 9 0 m之 间全 孔 平 均纵 波 波 速 为 3 9 5 0 m s ， 其中有两段波速较低 ： 在 3 0 2 3 0 4 m段 ， 波速 为 2 4 3 9 2 7 4 0 m s ， 在 3 4 6 3 4 8 m 段 ， 波 速 为 3 1 7 5 3 3 9 0 m s 。 对心墙钻孔进行的孑 L 内声波检测表 明： 混凝土防 渗墙连续性较差， 局部存在波速较低的部位。 2 3 钻孔 电视成像法检测 超声波检测后 ， 使用 了钻孑 L 电视成像法检测。通 过 水位 观测 与声 波检测 分析 ， 选取 了 B K 6和 B K 9孔 内 成像的部分截面进行分析 ， 见图 4 。从 图中可以看 出， 孑 L 壁混凝土防渗墙质量不均匀 ， 砂浆质量较差 ， 振捣不 密实 ， 岩芯为散块状 ， 卵砾石骨料与砂浆胶结差 ， 表面 粗糙 ， 多蜂窝麻面 ， 横 向裂缝及纵 向裂缝发育。 图 4混凝土防渗 墙钻 孔电视成像分析截 面示 意 2 4孔 内压水试验 本次检测对混凝 土防渗墙上 4个钻孑 L 进行 了 1 6 段压水试验 ， 成果统计表明 ： 大坝混凝土防渗墙透水率 小 于 5 L u的有 7段 ， 51 0 L u的有 7段 ， 1 0 L u以上 的 有 2段 ， 平均为 5 1 4 L u ， 大部分属弱透水性 ， 但有两段 为中等透水性 ， 大于设计对混凝土防渗墙的防渗要求。 综合以上检测成果可以看出， 透水率与混凝土质 量相关 ， 在波速相对较低 的位置 ， 透水率也相对较大 ， 且混凝土完整性与均一性差 ， 如裂缝发育越多越大， 其 透水率也相对较大 ， 混凝土防渗墙上下游水位差也较 小 ， 防渗效果较差 。 2 5 质量评价 ( 1 )混凝土防渗墙完整性与均一性。通过钻探取 芯以及孑 L 内超声波和钻孔 电视检测分析可知 ， 混凝土 防渗墙总体结构较完整 ， 部分防渗墙段连续性较差 ， 砂 浆质量差 ， 振捣不密实 、 不均匀 ， 卵砾石骨料 与砂浆胶 结 差 ， 表 面粗 糙 、 多 蜂窝麻 面 ， 局部存 在裂 缝 。 册 0 删 *鼬 蘸 第 2 2期 李 亮 ， 等 ： 广 西澄碧河水 库混凝土防渗墙质量检测与评价 6 7 ( 2 )混凝土抗压强度与弹性模量。本次勘探共取 1 0组混凝土防渗墙样 品进 行抗压强度和弹性模 量检 验 ， 其抗 压强度 最大值 为 3 3 6 MP a ， 最小值 为 2 4 7 MP a ， 平均值为 2 8 7 MP a 。弹性模量 最大值为 1 8 7 4 MP a ， 最小值为 8 5 9 MP a ， 平均值为 1 2 5 3 M P a 。抗压强 度和弹性模量符合设计要求。 ( 3 )混凝土防渗性能。压水试验结果表 明， 混凝 土防渗墙平均透水率为 5 1 4 L u ， 属弱等透水性 ， 极少 数孔段透水率大于 l 0 L u ， 为中等透水性 ， 大于设计对 防渗的要求。 3 结 语 ( 1 )澄碧河水库大坝混凝土防渗墙质量不均匀 ， 局部存在裂缝 ， 混凝土防渗墙质量存在缺陷。 ( 2 )随着使用年限的增加 ， 澄碧河水 库混凝土防 渗墙部分墙段上下游水位差变小的趋 势明显 ， 混凝土 防渗墙的防渗功能逐渐减弱。 ( 3 )建议继续实施澄碧河水库混凝土防渗墙两侧 测压管水位监测工作， 并定期进行统计分析 ， 对部分防 渗效果下降明显的防渗墙段进行加 固补强处理。 参考文献 ： 1 水 利 部 大坝 安全 管理 中心 水 库 大坝 安全 评价 导 则 ( S L 2 5 8 2 0 0 0 ) s 北 京： 中国水利水电 出版社 。 2 0 0 1 2 中国水利水 电基础工程局 水利 水电工程混凝土防渗墙施 工技术 规 范( S L 1 7 4 9 6 ) S 北京 ： 中国水利 水电出版社 。 1 9 9 6 3 中华人民共和 国水 利部 水利 水电 工程 地质勘 察规 范( G B 5 0 4 8 7 2 0 0 8 ) S 北京 ： 中国计划出版社 ， 2 0 0 9 4 长江勘测规划设计研 究有 限责任公 司 广西 自治区百色市澄碧河 水库除险加 固工程可研阶段 工程地质勘 察报告 R 武 汉： 长江 勘测规划设计研 究有限责任公 司， 2 0 1 1 ( 编辑： 邓 玲 ) Qu a l i t y c h e c k a n d e v a l u a t i o n o f c o n c r e t e c u t - o f f wa l l o f Ch e n g b i Ri v e r Re s e r v o i r ( C h a n g j i a n g R L I L i a ng，XU F u x i n g，GAO J i a n h u a T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e ， Mi n i s t r y o f W a t e r R e s o u r c e s ， Wu h a n 4 3 0 0 1 1 ， C h i n a ) Abs t r ac t： I t i s d i s p ut a b l e f o r e v a l u a t i o n o f s e e pa g e c o n t r o l a n d qu a l i t y c h e c k o f c o n c r e t e c u to f f wa l l i n t he s u r v e y a n d de s i g n o f d a ng e r e l i mi n a t i o n a n d r ei n f o r c e me n t o f da n g e r o us r e s e r v o i r s a nd d i k e s I n v i e w o f t h i s，i n t h e c a s e o f Che n g b i Ri v e r Re s e r v o i r i n Gu a n g x i p r o v i nc e，t h e q u a l i t y a nd a n t is e e p a g e e f f e c t o f c o nc r e t e c u to ff wa l l a r e a n a l y z e d c o mp r e h e ns i v e l y t h r o u g h t he me t ho d s s u c h a s c o r e dr i l l i ng，u l t r a s o n i c de t e c t i on i n t he bo r e ho l e a nd a c o us t i c b o r e ho l e t e l e v i s i o n d e t e c t i o nTh e r e s ul t s ho ws t h at a c t ua l r e s u l t s ca n b e o bt a i ne d b y t he c o mpa r i s o n a nd a n a l y s i s b y v a r i o u s me t ho ds a n d me a ns ，S O a s t o t a ke e f f e c t i v e me a s u r e s for r e i n for c e me nt Ke y wor d s： c o n c r e t e c u to ff wa l l ；q ua l i t y c h e c k；r e s ul t a n a l y s i s；Che n g b i Ri v e r Re s e rvo i r ( 上接第 6 1页 ) ， - 0 “ Re s e a r c h o n s t a b i l i t y o f s o f t r o c k s l o pe a t s p i l l wa y t a i l r a c e o f Ba i d o ng h e Re s e r v o i r XU W e i ，ZHONG Ya n，ZHU Yu n f a ( C h a n g j i a n g R e c o n n a i s s a n c e T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e ， Mi n i s t r y of W a t e r R e s o u r c e s ， Wu h a n 4 3 0 0 1 1 ， C h i n a ) Abs t r a c t：Hi g hs t e e p b e dr o c k s l o pe mos t l y a pp e a r s a t t he b o t h s i d e s o f s p i l l wa y t a i l r a c e o f Ba i do ng h e Re s e rvo i r，a nd t h e s l o pe r o c k ma s s i s c o mp o s e d ma i n l y by s o f t r o c k wi t h l i t h o l o g y o f s i l t y mud s t o n e o f t r i a s s i c a n d i nt e r c a l a t e d mu d dy s i l t s t o n e，t h e t r e a t me n t a n d e x c a v a t i o n a r e n e e d e d i n t he r e i n f o r c e me nt o f t h e t a i l r a c e Fo r hi g hs t e e p s l o p e e x c a v a t i o n i n s o ft r o c k z o n e，v a r i - O U S f a c t o r s i n t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s a r e n e e d e d t o b e f u l l y c o n s i d e r e d，e s p e c i a l l y， t h e f a s t w e a t h e r i n g o f t h e s u a c e o f s o f t r o c k ma s s wi l l i n flue n c e t h e s l o pe t r e a t me n t Thr o ug h a n a l y s i s o f t h e pr a c t i c a l e x a mpl e s，s o me c o r r e s p o n di n g s ug g e s t i o n s f o r t h e e x c a va t i o n a n d t r e a t me nt a r e pr o p o s e d a c co r di n g l y Ke y wor ds： s o ft r o c k；h i g hs t e e p s l o p e；f a s t we a t h e r i ng；s l o p e f a i l u r e；dr a i n a g e a n d wa t e r i n s u l a t i o n