L'enquête GPR cartographie les vides sous un déversoir de barrage
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L'enquête GPR cartographie les vides sous un déversoir de barrage

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le déversoir est "une structure utilisée pour assurer la libération contrôlée de l'eau d'un barrage ou d'une digue en aval, généralement dans le lit de la rivière endiguée elle-même" (Wikipedia, voir l'image ci-dessus). Ces structures subissent divers degrés d'usure due au débit d'eau et doivent donc être inspectées périodiquement pour l'intégrité structurelle et la sécurité.

KGS Group, dont le siège social est situé au Manitoba, au Canada, fournit des inspections de déversoirs, entre autres services d'inspection technique. Un récent projet d'inspection réalisé pour un propriétaire de barrage au Manitoba comprenait une enquête sur un déversoir pour évaluer l'état de la structure après une inondation record plus tôt dans l'année. L'objectif de l'inspection était de rechercher les problèmes susceptibles d'affecter la performance et la sécurité de la structure, et d'identifier les problèmes qui devaient être résolus dans le cadre d'un plan de réhabilitation.

Dans le cadre de cette enquête, une étude GPR de la goulotte du déversoir a été réalisée pour identifier les vides potentiels ; les zones où il peut y avoir eu une perte de matériau granulaire dans le tapis drainant sous la dalle de béton du déversoir (voir Figure 1).

Figure 1
La pente du déversoir. Les joints visibles dans la dalle de béton sont des zones où l'eau peut s'infiltrer et emporter le matériau granulaire de support.

Les données GPR ont été collectées sur la pente du déversoir avec un système NOGGIN® 500 GPR avec GPS externe pour le positionnement (Figure 2).

Figure 2
NOGGIN® 500 SmartCart utilisé pour l'enquête d'inspection du déversoir. Un GPS externe a été ajouté pour positionner les données GPR.

Une grille, d'environ 30 mètres x 70 mètres (2100 mètres carrés), a été collectée dans les directions X et Y à travers le déversoir. Au total, environ 2,500 2 mètres de données avec un échantillon tous les 125,000 centimètres ont été collectés, pour un total de XNUMX XNUMX points d'échantillonnage uniques sur le déversoir. Un GPS externe a été utilisé pour le positionnement; les trajectoires des lignes de levé GPR sont indiquées dans Figure 3.

Figure 3
Image Google Earth montrant l'emplacement des lignes NOGGIN® 500 GPR sur le déversoir.

Les données ont été traitées en tranches de profondeur à l'aide de EKKO_ProjectTM Module SliceView-Lignes. La tranche de profondeur à 35-40 cm, bien sous la dalle de béton, montre des réflexions de forte amplitude, principalement situées près et le long des joints de béton (Figure 4).

Figure 4
Une tranche de profondeur à 35-40 cm sous la surface de la dalle de béton montre des réflecteurs rouges de haute amplitude. Certains sont vraisemblablement associés à la structure des joints (voir Figure 1), mais d'autres, éloignés des joints, sont interprétés comme de possibles vides sous la dalle.

On pense que la cause de certaines de ces réponses est la structure des joints, qui diffère au niveau des joints par rapport au milieu des dalles de béton (Figure 5). D'autres réflexions de forte amplitude, loin des articulations ont été analysées plus en détail pour essayer de comprendre ce qui les provoque. Figure 5 montre une section avec une réponse de forte amplitude qui a été interprétée comme un possible vide sous la dalle de béton. Les vides dans les déversoirs sont généralement formés par l'infiltration d'eau sous le béton et le lavage des matériaux granulaires.

Figure 5
La ligne GPR traversant une dalle de béton et 2 joints montre la structure des dalles ; données brutes (en haut) et données interprétées (en bas). À une profondeur de 35 à 40 cm et à partir de positions horizontales de 35 à 40 mètres, adjacentes à un joint, des réponses de forte amplitude sont visibles, indiquant un changement de réflectivité au bas de la dalle de béton. Ce type de réponse correspond à un vide. Des zones comme celle-ci sont devenues des cibles pour les carottes afin de valider l'interprétation.

Sur la base des tranches de profondeur et des coupes transversales du GPR, 10 emplacements à travers le déversoir ont été identifiés pour le programme de carottage géotechnique et l'inspection visuelle. Le jour du carottage, le système NOGGIN® 500 a été utilisé à nouveau, cette fois pour collecter des grilles plus petites autour de chaque emplacement de carottage proposé afin d'éviter le carottage à travers la barre d'armature en acier dans la dalle de béton (Figure 6).

Figure 6
Des grilles plus petites ont été collectées à chaque emplacement de carottage pour cartographier les barres d'armature, afin qu'elles puissent être évitées lors du carottage de la dalle de béton.

La plupart des carottes visaient à vérifier la structure des articulations, mais deux ont été forées spécifiquement sur les réponses GPR de haute amplitude (Figure 7).

Figure 7
Même image que la figure 5 mais montrant les emplacements de 10 cœurs (points noirs). Les résultats des 2 carottes, forées spécifiquement sur les réponses GPR de haute amplitude, sont indiqués.

L'enquête GPR sur le déversoir s'est avérée très fructueuse. Les deux carottes forées sur les anomalies GPR ont toutes deux été confirmées comme étant des zones problématiques sous la dalle du déversoir :

1. Un vide de 5 cm qui semblait avoir environ 5 mètres de large devra être comblé, et
2. Une zone d'eau stagnante, due à une couche de glace, signifie que le tapis drainant sous la dalle devra être amélioré.

Actuellement, le groupe KGS est toujours dans la phase de conception détaillée du projet et développera un plan de remédiation et des mesures pour se protéger contre les formations de vides futures et ultérieures.

Histoire reproduite avec l'aimable autorisation de Jonathan McInnis, KGS Group, Winnipeg, Canada.

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