渠道混凝土衬砌工程安全检测

渠道混凝土衬砌工程安全检测

孙启瑞

山东广信工程试验检测集团有限公司

摘要；本文简要介绍了混凝土衬砌安全检测的内容、项目和方法，对南水北调工程施工期及运行期混凝土衬砌及其他工程的安全监测具有参考价值。

关键词：渗漏检测；变形检测；冻胀检测

前言：渠道施工过程中混凝土衬砌经常出现裂缝。它不仅影响渠道的美观，而且影响信道的服务性能和使用寿命。结合实践经验，分析了衬砌混凝土裂缝产生的原因，并提出了预防措施。

1测试目的

渠道混凝土衬砌工程受各种工程环境条件的影响，它的状态和工作状态不断变化，为了及时掌握运河工程的变化和性质，必须进行安全检查。

2、测试工作内容

2.1检验设计

包括检验项目的确定和布置、测试仪器和设备的选择、埋设和安装、检验设计的布局、主要测试仪器和设备的布局和结构，检测仪器、设备的埋设和安装应严格按照设计要求进行，绘制完整的图纸。

2.2现场检查

包括巡回观察和位置检测，根据测试项目的规定，测量时间、进行现场观察记录，并做到无缺测、漏测，观察、记录、计算、校核，为了提高观测的准确率和效率，应确定人员、仪器、测量时间。

2.3测试数据的分析与整理

现场检查的结果要进行校对，以防出错，工艺线和关系曲线应及时绘制，发现异常情况，应找出原因，采取措施，原因不明的，应及时加强观察、分析和报告。

定期进行数据重组，总结检测技术工作，确定工程状态，提出项目运行维护意见。

3测试项目

渠道混凝土衬砌检测包括渗漏检测、变形检测和冻胀检测，不同的测试有不同的目的和要求。

3.1渗漏检测

泄漏损失对比，彰显了衬砌防渗措施的必要性；检验渠道防渗的效果，评价施工质量；计算水通道系数；防渗性能研究、材料检测技术渠道衬砌防渗，应选择检测部分，进行渠道渗漏损失检测，渠道渗漏损失应采用静水压法或水动力法，

渠道渗漏损失可以用理论公式或经验公式计算，也可以用静态水法和动态水法计算，高精度静压法适用于各种渠道，但检测工作量大，水通道建设后；动态信道可以在不影响正常运行的情况下，加强检测精度，测量总泄漏量。

此外，还有同心环渗流试验法、渠道渗透法、钟形试验渗漏仪法、渗漏等值线法、阻力法、室内渗透仪法等，这些方法，有的成本高，有的局限，有的精度差，一般使用较少。

3.2变形检测

为保证衬砌混凝土工程监测渠道的稳定，保证重要河道的安全运营，对于高填方渠道段，采用特殊的渠道基础进行变形检测，变形试验应在河道试验或输水周期后进行。

渠道混凝土衬砌工程在运行过程中，由于各种条件和因素的影响，往往发生沉降、位移、裂缝和变形，对于高路堤的重要渠段，地下水位高，应进行变形监测，状态变化测试，并掌握变化规律的研究，在异常情况时，及时分析原因和采取的加固措施，确保安全运行，防止事故的发生，此外，变形检测也是设计和施工试验，能够提高新结构的建设，通过测试来验证其效果，以提高设计和施工质量，同时也可以作为科学研究和测试服务的基础。

3.2.1沉降及位移变形检测

建立沉降观测和位移变形监测，监测变形点、基准点和工作点，并用水平仪和全站仪完成，选择有代表性的断面，设置固定槽底，顶部设置标点，在特殊需要时，变形观测点观察垂直形变和水平形变，观测点一般应布置在表面上，垂直和水平变形观测基准点应设置在该地区，稳定变形区外，通常设置便于观察的两侧基岩，坚实的路基或建筑基地观测基准点深度不应小于60厘米，寒冷地区应超过冻土深度1-1.5倍，为了保持观测方便，提高观测精度，当基准点远离形变观测点时，可以在观测段附近布设工作点，视条件而定，不能建立工作点的位置，直接在参考点确定变形点。

3.2.2断口观察

如果变形超过允许极限，混凝土衬砌面板就会开裂，为了解裂缝的发展情况，分析裂缝产生的原因及对工程安全的影响，应采取裂缝观测，必要时，还应注意混凝土衬砌面板的温度、水温、水位等相关因素。

裂缝出现在混凝土衬砌板上，判断其分布、位置、长度、宽度、深度是否贯通节点，同时也要注意漏水，对于重要的裂缝，应选择有代表性的位置，设置固定的标点符号，并定期观察宽度的变化或宽度的发展，骨折的观察标志应具有清晰的端面或测量中心，观察期较长，镶嵌或嵌入墙面金属标志、金属条标志或楔形标志；观测周期相对较短的部分不要求平行线标记或金属板漆作建筑标志，当要求高且需要测量裂缝的垂直和水平变化时，可以使用网格标记，可以根据具体要求另行设计。

在裂缝开始时，应每天观察一次，当裂纹发展缓慢时，可以适当减少试验次数，当最高温度和最低温度，最高和最低水位发生，温度和水位发生很大变化，当裂缝显着发展，测试的数量应该增加，经过长期观察，如果不再有裂纹发展，可以停止观察。

3.2.3膨胀节的观察

为了了解混凝土衬砌面板伸缩缝的开合情况，掌握其变化规律，应进行伸缩缝观测，全面分析渠道衬砌工程的变化状态，当需要时，还应注意温度、水温和衬板水位等因素。

在通道的不同部位，选择有代表性的伸缩缝1-2个，测量点上的每个伸缩缝应不小于2个，每个测量点都用金属记号或测量仪来测量接缝的变化。

3.3冻胀试验

为了了解渠道衬砌混凝土抗冻性能的表现，监测工程安全，应在季节冻土区进行冻胀试验，在渠道混凝土衬砌工程实际施工中，应进行冻胀试验。

3.3.1检测段划分原则

检测地下水位可以将检测段划分，根据防冻措施的渠道，如建设部的位置；同样采取防冻措施，不同地下水位及通道底部应观测断面设置；使用不同的防冻措施，也应在观测断面设置起来。

3.3.2观测

冻胀观测包括气温、降水量、地温、冻深、冻胀量、土壤湿度、地下水位和渠道基础土（土壤密度、颗粒分布、抗剪强度等物理力学指标）。

冻胀量的观测分为土壤分层、冻胀量观测和总冻胀量观测，正常情况下，混凝土衬砌仅需观测土体的总冻胀量，观测仪器和设备可采用水平位移传感器和冻胀仪，用分层冻胀仪可以观测到冻胀量和总冻胀量。

3.3.3观测点的设置要求

观察点如下：（1）地面温度、霜层深度、冻胀量和土壤湿度观测点应分别设置在通道横断面上，观察点的数目可以根据通道断面的大小确定，一般大通道不应使用大于11个的测量点，垂直通道段应设置观测设施，通过防渗层衬砌，注意接头处的封闭和压实，防止渠道水渗入渠道，当地的水可以用在冻土软管里，气象观测点应建立在观测区附近，运河堤防外应设置水位观测记录仪。

3.3.4观测要求

观察应按下列要求进行：观测前必须检查正确的仪器设备，每个观察项目应该同步，在充分认识和分析冻胀全过程的前提下，确定观测时间和频率，在观察过程中，应随时观察通道和裂缝的外观变化，做好观察记录，及时分析发现问题并及时纠正。

四、结束语

总之，变形坡度成不同的角度，因此，准确研究渠道冻胀变形规律，不需要简单地采用水准测量法或埋设冻胀仪的方法，有必要对变形仪器和设备进行测量，帮助解决这些问题，项目管理单位应根据项目的实际情况，制定工程检测工作规则，包括检测的项目、测量时间、顺序、人员分工、精度、数据分析和存储，观测设备保护、校准、维护、安全运行等相关工作制度，并将其作为实施项目管理系统的一部分，同时，测试人员应在测试前进行培训，以确保工作的顺利完成。

参考文献

[1]张启岳，等.土石坝观测技术[M].北京：水利电力出版社，1993.

[2]陈祖煜.土质边坡稳定分析[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[3]中华人民共和国国家标准.GB/T50123—1999土工试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.