【摘要】南水北调中线工程自水源地丹江口水库到目的地北京，南北向绵延1427km，其中明渠长约1200km，渠道混凝土衬砌长度占总干渠全长的80%左右。本文简要介绍了渠道混凝土衬砌工程安全检测的内容、项目和方法。对南水北调渠道混凝土衬砌及其他工程施工期和运行期安全监测，具有参考价值。
关键词：渗漏检测；变形检测；冻胀检测
1 检测目的
渠道混凝土衬砌工程受各种工程环境条件的影响，其状态和工作情况在不断变化，为了及时掌握渠道工程变化情况和性质，必须进行安全检测。
2 检测工作内容
2.1检测设计
包括检测项目的确定和布置，检测仪器设备的选用、埋设和安装，并绘制检测设计总图、主要检测仪器设备布置和结构图。检测仪器设备的埋设和安装，要严格按设计要求进行。完工后要绘制竣工图。
2.2现场检测
包括巡回观察和定位检测。按规定的检测项目、测次、时间，在现场进行观测记录，并要做到无缺测、漏测，随观测、随记录、随计算、随校核。为利于提高观测精度和效率，应固定专人、仪器、测次和时间。
2.3 检测资料的整理分析
对现场检测成果要进行校对，防止差错，及时绘制过程线和关系曲线，进行分析。如发现异常情况，应找出原因，采取措施。如原因一时查不清，应加强观测，分析成果，并及时上报。
定期进行资料整编，并对检测工作进行技术总结，对工程工作状态作出鉴定，提出工程运行和维修意见。
3 检测项目
渠道混凝土衬砌工程检测包括渗漏检测、变形检测及冻胀检测等。不同的检测具有不同的目的和要求。
3.1 渗漏检测
对比渠道的渗漏损失，论证采用衬砌与防渗措施的必要性；检验渠道防渗效果，对施工质量进行评价；推算渠道水利用系数；进行渠道衬砌与防渗技术的试验研究与材料防渗性能检验等，应选择检测段，进行渠道渗漏损失检测。渠道渗漏损失宜采用静水法或动水法进行检测。
渠道渗漏损失可通过理论或经验公式计算，也可以采用实测的方法确定，即静水法和动水法。静水法精度高，适用于各类渠道，但检测工作量大，需在渠道停水后进行；动水法可在不影响渠道正常运行的情况下进行，但检测精度比静水法差，一般适用于测量上、下两测试断面间渠段的总体渗漏量。
另外，还有同心环测渗法、渠下集渗法、钟罩形测渗仪法、渗漏轮廓法、电阻法、室内渗透仪法等。这些方法，有的费用高或局限性大，有的是精度较差，一般很少采用。
3.2 变形检测
为监测渠道混凝土衬砌工程的稳定性，保证渠道安全运行，应对高填方、特殊土渠基、地下水位高的重要渠段，进行变形检测。变形检测宜在渠道试运行期或经过一个输水周期后进行。
渠道混凝土衬砌工程在运行期间，由于受到各种条件和因素的影响，经常会发生沉陷、位移、裂缝等变形，对高填方、松软渠基、地下水位高的重要渠段，应进行变形检测，监测渠道的状态变化和工作情况，研究并掌握其变化规律，以便在发生不正常情况时，及时分析原因，采取措施加固，保证运行安全，防止事故发生。另外，变形检测也是对设计、施工的一种检验，对于采用的新结构、新施工方法、新工艺，通过变形检测来验证其效果，以便于改进和提高设计、施工质量，也可作为科研的依据，为科学试验服务。
3.2.1 沉陷、位移变形检测
沉陷、位移变形检测应设置变形观测点、基准点和工作基点，使用水准仪、全站仪完成。选择有代表性的断面，在渠底、堤顶及特殊需要的地方设置固定标点，作为变形观测点，观测其垂直与水平变形值，观测标点一般应在表面布置。垂直与水平变形的观测基准点，应设置在变形区以外的稳定地区，通常设置在两岸便于观测的基岩、坚实土基或建筑物基座上，观测基准点埋深不应小于60cm，寒冷地区应大于1-1.5倍土壤冻深。一般为了观测方便及提高观测精度，基准点距离变形观测点远时，可在观测断面附近布设工作基点。通视条件校好时，可不设立工作基点，直接在基准点上测定变形点。
3.2.2 裂缝观测
如果变形超过允许极限，混凝土衬砌面板就会发生裂缝。为了解裂缝发展情况，分析其产生的原因和对工程安全的影响，以便进行处理，应进行裂缝观测。必要时还应同时观测混凝土衬砌面板温度、气温、水温、水位等相关因素。
混凝土衬砌面板出现裂缝后，应对裂缝的分布、位置、长度、宽度、深度，以及是否形成贯穿缝作出标记，进行观测。有漏水情况的裂缝，还应同时观测漏水情况。对于重要的裂缝，应选择有代表性的位置，设置固定标点，对其宽度的变化或发展情况，进行定期观测。裂缝观测标点，应具有可供量测的明晰端面或中心。观测期较长时，可采用镶嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志；观测期较短或要求不高时可采用油漆平行线标志或用建筑胶粘贴的金属片标志。要求较高、需要测出裂缝纵横向变化值时，可采用坐标方格网板标志。使用专用仪器设备观测的标志，可按具体要求另行设计。
在裂缝出现初期，应每天观测一次，当裂缝发展缓慢后，可适当减少测试次数。在出现最高、最低气温和最高、最低水位时，或气温和水位变化较大时，或裂缝有显著发展时，均应增加测试次数。经过长期观测，判明裂缝已不再发展时，可停止观测，但仍应进行观察。
3.2.3 伸缩缝观测
为了解混凝土衬砌面板伸缩缝的开合情况，掌握其变化规律，以供综合分析渠道衬砌工程的变化状态，应进行伸缩缝观测。必要时还应同时观测衬砌面板温度、气温、水温和水位等相关因素。
在渠道不同部位，选择有代表性的伸缩缝各1-2条，每条伸缩缝上的测点不得少于2个。每个测点，埋设金属标点或测缝计，以量测缝的变化。
3.3 冻胀检测
为了解渠道混凝土衬砌工程冻胀防治措施的性能，监测工程安全，在季节性冻土地区应进行冻胀检测。冻胀检测宜在渠道混凝土衬砌工程经过冬季实际运行后进行。
3.3.1 检测段划分原则
冻胀检测段宜按渠基土质、地下水位、防冻胀措施、建筑物的位置等划分；同一防冻胀措施，不同地下水位、不同渠基应分别设置观测断面；不同防冻胀措施，也应分别设置观测断面。
3.3.2 观测内容
冻胀观测内容包括气温、降水量、地温、冻深、冻胀量、土壤水分、地下水位和渠基土质（土的密度、颗粒级配、抗剪强度等物理力学性能指标）。
冻胀量观测分为土壤分层冻胀量观测和总冻胀量观测。一般情况下，渠道混凝土衬砌工程只需观测土壤总冻胀量，观测仪器设备可采用水准仪、位移传感器和冻胀仪等。分层冻胀量和总冻胀量均可采用分层冻胀仪观测。
3.3.3 观测点设置要求
在检测渠段上，应按下列要求设置观测点：①地温、冻深、冻胀量和土壤水分观测点应沿渠道横断面分别设置。观测点的数量，可根据渠道断面大小确定，一般大型渠道应不少于11个测点。②观测设施埋设应垂直渠道横断面。穿过衬砌防渗层时，应注意交界处的密封和夯实，严防渠水渗入渠基。③冻土器胶管内的水可采用当地的地下水。④宜在观测段附近设置气象观测点。⑤应在渠堤外设置地下水位观测井。
3.3.4 观测工作要求
观测工作应按下列要求进行：①观测前必须检查校正好仪器设备。②各观测项目应同步进行。观测时间与次数，可在全面了解和分析冻胀全过程的前提下具体确定。③在观测过程中，应随时观察渠道外观的变化及裂缝等情况。④作好观测记录，并及时整理分析，发现问题及时复测纠正。
3.3.5 渠道冻胀变形观测
渠道衬砌与防渗结构在基土冻胀或融化时有无变形和变形量的大小，需要通过冻胀变形观测确定。由于渠道断面形式的特点，渠坡的变形既取决于本身冻胀量大小，也受坡脚冻胀的作用，故坡面上各点不仅冻胀量不同，其冻胀变形方向亦不相同。总之，各点的变形方向与坡面成不同的交角。因此，要确切地研究渠道的冻胀变形规律，不能只简单地使用水准测量或埋设冻胀仪的方法来实现，需要专门测量变形的仪器设备帮助解决。
3.3.6 资料整理与分析
整理分析观测结果，绘制某一观测点冻胀量与冻深的关系曲线，绘制某一观测点观测时间与冻深、冻胀量、气温、含水量的关系曲线，绘制检测段沿渠道横断面不同位置的最大冻胀量、冻胀率与相应的气温、地下水位等关系曲线。
4结束语
工程管理单位应根据工程具体情况，制订工程检测工作细则，包括检测项目、测次、时间、顺序、人员分工、精度要求、资料整理分析保管，以及观测仪器设备保护、率定、检修、安全操作等有关各项工作制度，并将其作为工程管理制度的组成部分，认真执行。同时应在检测前对检测人员进行培训，以保证各项工作的顺利完成。
参考文献
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