堤防防渗墙质量无损检测试验研究最新进展

一、引言
堤防防渗墙的质量与长江沿岸人民的生命财产安全密切相关。因此，对已建成的堤防防渗墙进行全面的质量检查和验收迫在眉睫[1]。
然而，防渗墙的质量检查和验收遇到了困难。目前防渗墙质量检测工作量大、范围广，施工工艺、人为等因素造成的质量问题复杂多样，规律性差。传统的方法已经不能满足需要。由于大规模的堤身防渗工作是近年来我国堤防工作的一大特色，对于我国物探工作者来说，在堤防防渗墙质量无损检测方面没有现成的国外先进经验可供借鉴。另外，理论论证难度大，计算机模拟一时半会儿难以完成。因此，堤防防渗墙的质量检测仍处于探索阶段。从目前的情况来看，比较成功的方法是在墙体上钻孔进行弹性波CT，但是这种方法对钻孔的施工技术要求比较高，因为墙体比较薄，一般在15-30cm之间。在这种墙壁上钻孔而不偏离墙壁在技术上是困难的。此外，这种方法很难用于大规模的质量检查，因为它需要钻孔。
针对我国堤防防渗墙质量无损检测技术的现状，我们于1999年3月提出并开始研制新型相控阵探地雷达系统。目前，该研究已被列为国家自然科学基金重大项目中的专题。最近又被确立为国家863计划项目，得到了水利部长江水利委员会的大力支持和资助。但该系统国内外尚无先例，其研发工作需要从仪器设备、方法原理、软件开发、资料解释方法等方面进行深入广泛的研究，研究周期长达4年。因此，目前这种方法还不能满足当前堤防隐蔽工程质量检测的迫切需要。
因此，工程设计、施工监理和地球物理学家开始重新审视传统的地球物理方法:在现有的地球物理方法中，还有哪些方法没有用于堤防防渗墙质量检测？在使用的各种方法中，那些被认为无效或无效的方法是否被完全否定了？现有方法之间是否存在协调问题？各种方法的野外作业安排有没有新的潜力可以挖掘？不能进行大范围的试验研究工作，将现有的原则上可以用于堤防检测的地球物理方法(包括已经使用过的方法)尽可能地应用于一个典型的待检断面，进行全面细致的试验研究，然后用钻探和开挖的方法来检验综合结果，以确定各种方法的有效性，从而剔除一些无效的方法，并深化和完善那些效果较好或稍好的方法，以缓解目前堤防防渗墙的质量检测。本文所开展的工作就是在这一思想的指导下进行的。
二。试验区概况
本研究试验地点选在长江某主堤内，长1.2 km。该段有深层搅拌法、开槽法、抓斗法三种不同的防渗墙，很有代表性。详情见表1。
勘察区为冲积平原，多为河漫滩，地势东北部高，西南部低。地面标高18 ~ 22m，堤外脚70 ~ 100m范围内多沟渠、池塘。一般堤高6m，局部7m，堤顶宽6-8m不等。堤内外坡度比为1 ∶ 3。地下水位标高一般在17m左右。
路堤填料主要为粉质壤土，其次为粉质粘土，局部混0.5 ~ 0.8m厚的粉细砂。堤防整体土质不均匀，密实性差。
堤基为多层结构。根据导孔资料，一般为:
①砂质亚粘土:两层，厚度约0.5 ~ 3m，2 ~ 5m。②粉质粘土:厚度1 ~ 3m。③粉质壤土:厚1 ~ 8m，厚3.5 ~ 4m。④粉细砂:厚度22 ~ 26m。⑤粉砂质砂岩:厚度未知，基岩顶板标高-22.45m。堤防防渗墙的缺陷类型
防渗墙的施工方法很多，主要有深层搅拌法、振动成槽法、液压抓斗法、成槽法、射水法、高压喷射法。不同的施工方法可能导致不同的质量问题。其质量缺陷主要有:施工中套墙之间的接缝和裂缝；防渗墙的均匀性问题，如中框空、蜂窝、离析、局部填泥等。
3。地球物理特征
根据历史资料，结合本次测试结果，该地区测试对象的物性参数见表2。
三。测试方法和设备
本次测试研究采用的地球物理勘探方法有井间弹性波CT和电磁波CT、高密度多波列地震映像法、垂直声波反射法、瞬态瑞利波法、探地雷达法、高密度电法、可控源音频大地电磁测深法。
本次试验使用的探测仪器有:
①探地雷达法采用美国GSSI地球物理勘探公司生产的SIR-10H探地雷达系统；② CSAMT野外采集仪器为美国宗格公司生产的GDP-32多功能多道地球物理数据采集仪器系统；③弹性波层析成像采用美国乔米特公司生产的R24地震仪；④电磁波层析成像使用的仪器是JW-4地下电磁波仪；⑤垂直声波反射法所用仪器为长江工程物探勘察院(武汉)研制生产的LXII-A岩土工程质量检测分析仪。激励源为频率和能量可变的弹性波冲击源，检测器为压电陶瓷检测器。⑥多波地震成像法和瞬态瑞利面波法采用北京水电物探研究所研制的SWS-1G面波仪；⑦高密度电阻率法使用的仪器是中国地质大学物探系研制生产的GMD-2高密度电阻率仪。