文档介绍：垂直铺塑防渗帷幕特性及其施工质量无损检测
宋克民
(吉林省水利水电勘测设计研究院,长春 130012)
【摘要】本文论述了垂直铺塑防渗帷幕特性及采用双排列电阻率法实现了对垂直铺塑防渗工程施工质量进行无损检测的技术方法。
【关键词】垂直铺塑防渗帷幕防渗膜双排列电阻率法
1 前言
垂直铺塑防渗帷幕(以下简称垂直铺塑),1992年首次应用于地基处理工程中,近年来在防洪工程中广泛采用的一种新技术。它是利用专门的开槽机械,在设计防渗线上开出一定宽度(~ m)、一定深度(<20 m=的沟槽,采用泥浆保护槽壁,在槽内用人工分幅置入或人工辅助机械连续置入土工模后再用砂土回填沟槽,形成以防渗膜为主体、泥浆为辅助体的防渗体。该技术充分利用了防渗膜的隔水性,形成的防渗体柔性、均质、整体性好、防渗效果好, 施工速度快(最高记录为630 m2/日)、工效高、成本低,适应性强等特点。
在垂直铺塑的施工过程中,开槽和铺塑的速度要保持一致,如果开槽的速度过快,铺塑的速度过慢就会塌坑,会造成防渗膜铺设卷底(埋设深度不够)现象;在一些地层条件复杂的地区(如砂砾层发育的地区)还会出现防渗膜被划破的情况;另外在防渗膜接缝的地方也会出现结合不紧密的情况。可见,垂直铺塑防渗帷幕出现质量问题的可能性是极易出现的。
如果这些质量隐患不被及时得到检测和处理,汛期来临时,地下水位上涨,由于防渗膜的存在便会使水头压力集中于防渗膜的破损部位(如防渗膜存在孔洞或未搭接好有漏铺等问题),这种压力的集中更容易造成集中渗漏和渗透稳定问题,引起垮坝后果。在这种情况下,防渗膜的布设反而会造成新的堤坝隐患,起到相反的效果。
为了防止因防渗膜布设造成堤防工程新隐患,在防渗膜铺设完成后,必须对铺设质量进行及时检测;洪水季节快速监测垂直铺塑运行情况,可以及时发现险情,及时采取措施。
目前,垂直铺塑检测多采用测压管法和依据施工前后堤内、外水位变化分析判断法及大开挖直接观察法。其中,前两种方法,存在着对防渗膜铺设出现的质量问题检测不全面、不具体,属宏观定性的检测方法;后一种方法,虽然是直接观察,属微观定量的检测方法,但存在受地下水位限制,从经济、安全责任考虑,不能大面积开挖等许多不足。
另外,经过实践证实基于地球物理场的CT方法和地质雷达检测方法,对防渗膜铺设出现的质量问题也很难查明。
综上所述,研究一种平时能检测垂直铺塑施工质量,汛期能监测垂直铺塑运行情况的快速全面检测系统,是非常必要的,也是迫切需要解决的。
2 防渗膜的物理力学特征
防渗膜是一种抗腐蚀的聚乙烯塑料物质,~ mm,规格尺寸各不相同,抗拉性能强,是一种绝缘物质,施工时对防渗膜的质量室内检验与控制标准为SL/T 235-1999《土工合成材料测试规程》。
针对垂直铺塑这类纤薄直立的防渗体对电流场影响极为明显,故进行防渗膜分布范围和分布状况探测,可通过分析比较防渗膜的存在对堤防地基电流场影响的不同程度便可反映出防渗膜的存在状况,基于电场理论的高密度电阻率法在近年来的微小结构物的探测中达到了很好的效果,开展垂直铺塑质量检测和监测在技术上是可能和可行的。
防渗膜在地层中的分布具有直立、纤薄的特点,从电场的理论角度来讲,它类似分布在地层中的直立高阻板,但它的电阻率为无穷大,厚度趋向于无穷小;从弹性波场