CN102758457A

CN102758457A - 采用高聚物防渗墙加固堤坝的方法

Info

Publication number: CN102758457A
Application number: CN2012102716835A
Authority: CN
Inventors: 张清明; 王锐; 周杨; 李长征; 杨磊; 赵志忠; 谢义兵; 王坤昂; 朱文仲; 冷元宝
Original assignee: Hohai University HHU; Yellow River Institute of Hydraulic Research
Current assignee: Hohai University HHU; Yellow River Institute of Hydraulic Research
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: CN102758457B

Abstract

本发明涉及一种堤坝加固技术，尤其涉及一种向地下注射高聚物注浆材料形成连续的高聚物防渗墙加固堤坝的方法，IPC国际专利分类号为E02D3/12，E02D 5/46。根据堤坝防渗设计要求，利用静力压入设备，从堤坝坝顶将特制的成孔钻具压入堤坝中，沿堤坝轴线形成连续的注浆孔，采用提升注浆法通过注浆管向孔内注射高聚物注浆材料，高聚物注浆材料发生化学反应后体积迅速膨胀，相邻孔模的高聚物薄片体紧密胶结在一起，便形成连续的堤坝高聚物防渗墙，利用高聚物材料注浆凝固体良好的抗水渗透性能，达到堤坝防渗加固的目的。该技术具有快捷、超薄、微创、轻质、高韧、经济、耐久等优点。

Description

采用高聚物防渗墙加固堤坝的方法

技术领域：

本发明涉及一种病险堤坝除险加固技术，尤其涉及一种向地下注射高聚物注浆材料形成连续的高聚物防渗墙加固堤坝的方法，IPC国际专利分类号为E02D3/12，E02D 5/46。

背景技术：

近年来，水利基础设施除险加固工作特别受到政府的高度重视，开展堤防除险加固新技术和新工艺研究和应用已成为我国堤坝安全防护领域亟待解决的重要问题。堤坝防渗加固高聚物注浆技术是近年来发展起来的堤坝防渗加固新技术：根据堤坝防渗设计要求，在需要防渗加固的堤坝段内，利用静力压入设备，从堤坝坝顶将特制的成孔钻具压入堤坝中，沿堤坝轴线形成连续的注浆孔模，在注浆孔模内植入注浆管，采用提升注浆法通过注浆管向孔模内注射高聚物注浆材料，高聚物注浆材料发生化学反应后体积迅速膨胀，把注浆孔模充满并固化后形成高聚物薄片体，相邻孔模的高聚物薄片体紧密胶结在一起，便形成连续的堤坝高聚物防渗墙，利用高聚物材料注浆凝固体良好的抗水渗透性能，达到堤坝防渗加固的目的。该技术具有快捷、超薄、微创、轻质、高韧、经济、耐久等优点。近几年堤坝防渗加固高聚物注浆技术在水库大坝、堤防除险加固工程中的实践应用，为设计、施工积累了较丰富的实践经验，符合堤坝除险加固的迫切需求。

随着堤坝检测技术和快速维修技术的发展，国内外先后研制成功多种类型的检测方法，并在工程质量检测评价中得到日益普遍的应用，如探地雷达、瞬变电磁法、大地电导率法、温度法、红外线成像法等被广泛应用于堤坝渗漏、裂缝等病害检测。但针对堤坝内的高聚物隐蔽防渗墙，由于墙体导电性差，并且不具备电磁波与弹性波的行波条件，因此常用的无损检测方法如探地雷达、弹性波垂直反射、高密度电阻率法等无法有效的进行墙体连续性即防渗性的检测，为此，开发一种新的用于检测高聚物防渗墙连续性的电子技术具有重大的历史和现实意义。

发明内容：

为了解决目前常用的无损检测方法如探地雷达、弹性波垂直反射、高密度电阻率法等无法有效的进行墙体连续性即防渗性的检测的问题，申请人通过大量的工程试验，发明了一种简便，快速，检测精度高的高聚物防渗墙连续性检测方法，解决了目前高聚物防渗墙隐蔽工程施工质量效果评价技术问题。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：

一种高聚物防渗墙连续性检测方法，包括下述步骤：

1、防渗墙一侧钻测试孔，测试孔孔距为1～2m，测试孔深度应超出防渗墙深度2～4m，测试孔与防渗墙平行，测试孔横向直径线与防渗墙的墙面垂直；

2、将一对供电电极A、B分别布设在防渗墙两侧地面，保证供电电极A、B接地，供电电极A、B与防渗墙的距离相等以保证防渗墙位置处电场的均匀性，供电电极A、B与防渗墙的距离为墙体深度的0.3～0.7倍，当堤坝顶宽无法满足上述距离要求时，将供电电极A、B布设在堤坝边坡上；在所述测试孔内放置一对测量电极M、N，测量电极M、N的上下距离为0.2～1.0m，供电电极和测量电极通过导线与地面主机连接；

3、向测试孔注满水，保证测量电极M、N接地；

4、自下而上或自上而下同步移动测量电极M、N，移动一次电极，地面主机取得一个两测量电极M、N之间的电压U_MN和供电电流I，以测量电极M、N的电极连线中点作为测点位置，重复以上步骤，直到完成整个测试孔的测量工作；

5、单个测试孔的测量工作结束后，移至下一个测试孔，重复步骤1至步骤4，直到完成所有测试孔的测量工作；

6、数据处理：以高聚物防渗墙轴线方向的测试孔位置为X坐标，以每个测试孔内的测点位置为Y坐标，每个测点位置上的U_MN/I值为Z坐标，建立三维断面图；

7、数据解读：对于完整、无连通性破坏的墙体，三维断面图呈较有规律和平稳的变化，测点深度接近和超过墙体范围后，其绝对值出现较快变大的趋势；对于三维断面图上出现较为突出的异常值和不规律变化情况，对应位置存在墙体破坏和连通性隐患。

优选地，供电电极A、B与防渗墙的距离为防渗墙墙体深度的0.5倍。

本发明的基本原理是，完整连续的高聚物防渗墙墙体，具有较好的绝缘效果，供电电极建立的地下电流场绕行墙体四周，由测量电极测试到的墙体附近的电位处于较低水平；如果墙体不完整，墙体两侧连通，处于导电状态，则缺陷附近电流密度升高，测量电极测试到的电位也显著升高；可根据三维断面图判断防渗墙的完整性。

本发明的极积效果是：因检测点离防渗墙体近，特别是近距离检测渗漏，因而检测精度高，判断渗漏点准确，给后续的维护防渗漏提供了准确的信息，给河流，水库的防洪提供了有力的保证；又只需在高聚物防渗墙一侧打孔放置测量电极，因此野外施工简便、快速，检测成本更低。

附图说明：

图1为本发明的高聚物防渗墙连续性检测方法的电极布设方式示意图；

图2为本发明的高聚物防渗墙连续性检测方法的三维断面图

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

某水库控制流域面积250.6km²，总库容543万m³，水库右2#副坝坝顶高程68.9m，坝高近7m，坝体到坝基的材料为：高程68.9～58.8m为重粉质壤土，高程58.8～48.5m为细沙；高程48.5m以下为云母片岩。由于右2#副坝存在渗漏险情，为此对右2#副坝桩号k1+005～k1+105段进行防渗加固，采用高聚物防渗墙解决62.50m高程以下坝坡大面积散渗问题，高聚物防渗墙中心线在坝轴线处，防渗墙顶部高程位于坝顶泥结碎石路面底，高程68.90m，底部进入重粉质壤土坝基，防渗墙深度10m。采用单孔测试法对高聚物防渗墙连续性即防渗效果进行检测，检测设备采用重庆奔腾WDJD-3多功能数字直流激电仪。

实施例1：

1、防渗墙1一侧钻测试孔2，测试孔2深12m，测试孔2与防渗墙1平行，测试孔横向直径线与墙面垂直，防渗墙1总长100m，根据现场检测条件确定测试孔间距为1m，总测试孔数为101个；

2、一对供电电极A、B分别布设在防渗墙1两侧地面，保证供电电极A、B接地，供电电极A、B与防渗墙1的距离均为5m，以远离电流的绕射路径；当堤坝顶宽无法满足上述距离要求时，可以将供电电极A、B布设在堤坝边坡上；测试孔2内放置一对测量电极M、N，电极上下距为0.5m，供电电极和测量电极通过导线与地面主机连接；

3、向测试孔2注满水，保证测量电极M、N接地；

4、自上而下同步移动测量电极M、N，移动一次电极，地面主机取得一个两测量电极之间的电压U_MN和供电电流I，以测量电极M、N的电极连线中点作为测点位置，重复以上步骤，直到完成整个测试孔2的测量工作；

5、单个测试孔的测量工作结束后，移至下一个测试孔，重复步骤1至步骤4，直到完成101个测试孔的测量工作；

6、数据处理：绘制三维断面图反映沿高聚物防渗墙轴线方向U_MN/I值的分布变化，三维断面图的作法是：以高聚物防渗墙轴线方向的测试孔位置为X坐标，以每个测试孔内的测点位置为Y坐标，每个测点位置上的U_MN/I值为Z坐标，得到相应的三维断面图；

7、资料解释：检测结果如图2所示，沿防渗墙轴线X方向18～19m位置，深度Y方向2～4m之间，Z方向U_MN/I值出现较为突出的异常值，可推断对应位置存在墙体破坏和连通性隐患；对于完整、无连通性破坏的墙体，三维断面图呈较有规律和平稳的变化；测点深度Y方向10m以下，U_MN/I值出现较快变大的趋势，表明测点深度接近或超过墙体范围，该判断结果经开挖后得到验证。

实施例2：

1、防渗墙1一侧钻测试孔2，测试孔2深13m，测试孔2与防渗墙1平行，测试孔横向直径线与墙面垂直，防渗墙1总长100m，根据现场检测条件确定测试孔间距为1.5m，总测试孔数为67个；

2、一对供电电极A、B分别布设在防渗墙1两侧地面，保证供电电极A、B接地，供电电极A、B与防渗墙1的距离均为3m，以远离电流的绕射路径；当堤坝顶宽无法满足上述距离要求时，可以将供电电极A、B布设在堤坝边坡上；测试孔2内放置一对测量电极M、N，电极上下距为0.2m，供电电极和测量电极通过导线与地面主机连接；

3、向测试孔2注满水，保证测量电极M、N接地；

5、单个测试孔的测量工作结束后，移至下一个测试孔，重复步骤1至步骤4，直到完成67个测试孔的测量工作；

7、资料解释：检测结果如图3所示，沿防渗墙轴线X方向18～19m位置，深度Y方向2～4m之间，Z方向U_MN/I值出现较为突出的异常值，可推断对应位置存在墙体破坏和连通性隐患；对于完整、无连通性破坏的墙体，三维断面图呈较有规律和平稳的变化；测点深度Y方向10m以下，U_MN/I值出现较快变大的趋势，表明测点深度接近或超过墙体范围，该判断结果经开挖后得到验证。

实施例3：

1、防渗墙1一侧钻测试孔2，测试孔2深14m，测试孔2与防渗墙1平行，测试孔横向直径线与墙面垂直，防渗墙1总长100m，根据现场检测条件确定测试孔间距为2m，总测试孔数为51个；

2、一对供电电极A、B分别布设在防渗墙1两侧地面，保证供电电极A、B接地，供电电极A、B与防渗墙1的距离均为7m，以远离电流的绕射路径；当堤坝顶宽无法满足上述距离要求时，可以将供电电极A、B布设在堤坝边坡上；测试孔2内放置一对测量电极M、N，电极上下距为1m，供电电极和测量电极通过导线与地面主机连接；

3、向测试孔2注满水，保证测量电极M、N接地；

5、单个测试孔的测量工作结束后，移至下一个测试孔，重复步骤1至步骤4，直到完成51个测试孔的测量工作；

Claims

1.一种采用高聚物防渗墙加固堤坝的方法，包括下述步骤：

(1)防渗墙一侧钻测试孔，测试孔孔距为1～2m，测试孔深度应超出防渗墙深度2～4m，测试孔与防渗墙平行，测试孔横向直径线与防渗墙的墙面垂直；

(2)将一对供电电极A、B分别布设在防渗墙两侧地面，保证供电电极A、B接地，供电电极A、B与防渗墙的距离相等以保证防渗墙位置处电场的均匀性，供电电极A、B与防渗墙的距离为墙体深度的0.3～0.7倍，当堤坝顶宽无法满足上述距离要求时，将供电电极A、B布设在堤坝边坡上；在所述测试孔内放置一对测量电极M、N，测量电极M、N的上下距离为0.2～1.0m，供电电极和测量电极通过导线与地面主机连接；

(3)向测试孔注满水，保证测量电极M、N接地；

(4)自下而上或自上而下同步移动测量电极M、N，移动一次电极，地面主机取得一个两测量电极M、N之间的电压U_MN和供电电流I，以测量电极M、N的电极连线中点作为测点位置，重复以上步骤，直到完成整个测试孔的测量工作；

(5)单个测试孔的测量工作结束后，移至下一个测试孔，重复步骤1至步骤4，直到完成所有测试孔的测量工作；

(6)数据处理：以高聚物防渗墙轴线方向的测试孔位置为X坐标，以每个测试孔内的测点位置为Y坐标，每个测点位置上的U_MN/I值为Z坐标，建立三维断面图；

(7)数据解读：对于完整、无连通性破坏的墙体，三维断面图呈较有规律和平稳的变化，测点深度接近和超过墙体范围后，其绝对值出现较快变大的趋势；对于三维断面图上出现较为突出的异常值和不规律变化情况，对应位置存在墙体破坏和连通性隐患。

2.根据权利要求1所述的高聚物防渗墙连续性检测方法，其特征在于，供电电极A、B与防渗墙的距离为防渗墙墙体深度的0.5倍。