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        物探技術(shù)在大壩隱患探測中應(yīng)用實(shí)例分析

        2011-06-08 03:45:18楊甫權(quán)白廣明
        黑龍江水利科技 2011年6期

        楊甫權(quán),白廣明

        (黑龍江省水利科學(xué)研究院,哈爾濱 150080)

        物探技術(shù)在大壩隱患探測中應(yīng)用實(shí)例分析

        楊甫權(quán),白廣明

        (黑龍江省水利科學(xué)研究院,哈爾濱 150080)

        為了檢查大壩內(nèi)部質(zhì)量情況,探明大壩壩體可能存在隱患,可用流場法查明壩前是否存在滲漏集中入口,同時(shí)綜合利用另外3種物探方法可以實(shí)現(xiàn)從壩體淺部到深部的詳細(xì)勘探,實(shí)現(xiàn)多種物探方法的成果可以相互驗(yàn)證,保證探查結(jié)果的正確性。

        物探技術(shù);隱患;電阻率;反射波;瞬變電磁法

        1 工程概況

        哈爾濱市磨盤山水庫供水工程由水庫、輸水管線、凈水廠和市區(qū)配水管網(wǎng)四部分組成。水庫位于黑龍江省五常市沙河子鎮(zhèn)境內(nèi)的拉林河上游,是一座以為哈爾濱市供水為主,結(jié)合防洪、灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程。主要建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物等組成。工程2003-04開始建設(shè),2004-09截流,2005-09下閘蓄水。

        水庫的壩址位于沙河子鄉(xiāng)沈家營村以東1.5 km處,攔河壩為黏土心墻土石壩,壩頂長度為406 m,最低建基面為274.6 m,最大壩高為49.9 m,平均壩高31.91 m。壩頂寬8.0 m,壩頂高程為324.50 m。壩頂設(shè)鋼筋混凝土防浪墻,墻頂高程為325.70m,墻底高程為322.50m,與黏土心墻頂相接,壩頂設(shè)瀝青混凝土路面,厚6 cm。黏土心墻頂高程為322.50 m,寬3.0 m,心墻坡比1∶0.25,河床段心墻底高程為284.00 m,下接混凝土防滲墻,混凝土防滲墻插入心墻4 m。黏土心墻上游設(shè)一層砂礫石反濾,厚3 m。下游設(shè)中粗紗、砂礫石反濾各一層,每層厚度均為1.5 m。壩殼料為砂礫石。

        因大壩在樁號0+255分別于2009-07-01和2010-06-06出現(xiàn)兩次塌陷,2010-09-06在導(dǎo)流灌溉洞出口至下游護(hù)坡的回水處水面出現(xiàn)渾水現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)下游護(hù)坡底部有滲水點(diǎn)。為了檢查大壩內(nèi)部質(zhì)量情況,探明大壩壩體可能存在隱患,故進(jìn)行本次物探檢測工作。

        2 工程地質(zhì)條件

        壩址區(qū)河谷呈不對稱“U”字型,河床寬50 m~60 m,河床兩側(cè)發(fā)育有10 m~20 m寬的狹長型河漫灘,灘面稍有起伏,地面高程為280m~282m,高出河床2 m~3 m,右岸山坡坡度45°~60°,山腳與河漫灘相連,左岸為山前傾斜臺(tái)地,地面坡度約為10°~15°,前緣與河漫灘相連,臺(tái)地寬度>200 m。

        該地區(qū)主要由第四系和侵入巖組成,見圖1。壩基可劃分為河谷區(qū)和左岸斜坡區(qū)兩部分。河谷區(qū)表層上部為含細(xì)粒土細(xì)砂,厚2.0 m~3.2 m;下部為混合土卵石,而且混合土卵石層較密實(shí),其間無軟弱夾層,透水性強(qiáng),滲透系數(shù)一般在20m/d以上。左岸斜坡區(qū)由上部的碎石混合土和下部的混合土卵石組成,上部碎石混合土層密實(shí),且無軟弱夾層,屬弱透水,滲透系數(shù)在1×10-4cm/s左右,下部的混合土卵石同上部情況相同。壩基基底由花崗巖組成。

        圖1 壩軸線工程地質(zhì)剖面圖

        右壩肩巖體直接裸露,為花崗巖,山坡較陡,約45°~60°,在壩軸線上下游各發(fā)育有一條斷層破碎帶,寬度分別為1.3 m和1.7 m,其走向?yàn)?50°~352°,它們與壩軸線夾角為25°~27°,與山體走向近于垂直,故不會(huì)影響壩肩穩(wěn)定;右壩肩節(jié)理發(fā)育,其中最發(fā)育的一組傾向?yàn)?0°~82°,傾角80°~88°,其產(chǎn)狀對壩肩穩(wěn)定無不利影響,另一組節(jié)理傾向?yàn)?50°~155°,接近于山坡傾向,但其傾角較高為60°~70°,不至產(chǎn)生順坡滑動(dòng)。山體表層巖石為弱風(fēng)化,工程地質(zhì)條件較好。

        左壩肩處在左岸斜坡區(qū)的上部,坡度較緩,覆蓋層較厚,上部為碎石混合土,厚度為41.40 m左右,密實(shí),無軟弱夾層,穩(wěn)定條件較好。

        3 物探檢測工作實(shí)施及成果

        3.1 測試方法選擇

        本次檢測采用4種物探方法對堤壩實(shí)施了測試。4種物探方法分別是流場法、高密度電阻率法、瞬變電磁法和地震映像法。

        4種物探方法特點(diǎn)簡介如下:

        1)流場法:通過對壩前水域探測區(qū)場強(qiáng)測試結(jié)果平面圖分析,如果場強(qiáng)分布均勻,場強(qiáng)幅值在正常值范圍,則測試范圍內(nèi)無集中入滲區(qū)。如幅值在異常范圍,那么異常區(qū)域即為探測到的管涌滲漏的入水部位。如果異常幅值高,范圍較小,一般是管涌的特征。異常幅值高,范圍大,則是集中滲漏的特征。異常幅值低,一般是散浸的特征,特別大面積幅值介于正常與異常場的區(qū)域基本是由于散浸所引起的。

        2)高密度電阻率方法:壩體均勻時(shí),壩體淺層表面干燥密實(shí),下部含水率隨深度變化而增加,視電阻率等值線將呈層狀分布。當(dāng)壩體內(nèi)存在不均勻土體、裂縫、滲漏通道等隱患時(shí),則視電阻率等值線梯度變化大,成層性差,將出現(xiàn)高阻或低阻異常閉合圈。由此,可由視電阻率等值線的變化情況及曲線形態(tài),結(jié)合地質(zhì)情況及壩體結(jié)構(gòu)特征,推斷隱患的性質(zhì)、產(chǎn)狀和埋深等情況。該方法適用于堤壩裂縫、洞穴、松軟層、高含砂層以及其他土質(zhì)不均等隱患的詳查。

        3)瞬變電磁方法:壩體均勻時(shí),電磁波隨著測試深度呈有規(guī)律的指數(shù)衰減趨勢,電阻率等值線呈層狀分布。當(dāng)壩體不均勻時(shí),其內(nèi)存在不密實(shí)土體、裂縫、空洞等隱患時(shí),電磁波能量衰減增大,干擾加強(qiáng),導(dǎo)電性能明顯減弱,電阻率增大,當(dāng)其中充滿水后,導(dǎo)電性增加強(qiáng),電阻率減小,將表現(xiàn)為局部的低電位高阻異?;蚋唠娢坏妥璁惓!T摲椒ㄟm用于堤壩裂縫、洞穴、松軟層、高含砂層以及其他土質(zhì)不均等隱患中深部的詳查。

        4)地震映像法:主要利用了波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,要求隱患與其周圍介質(zhì)之間有明顯的波速、波阻抗差異和性質(zhì)穩(wěn)定,并且隱患埋深應(yīng)在該方法探測深度范圍內(nèi),其厚度或規(guī)模要大于有效波長的1/4。該方法常用于探測松軟層、洞穴、高含砂層、護(hù)坡、閘室底板脫空以及堤身、堤基加固效果評價(jià)等。

        3.2 測試原理

        3.2.1 流場法探查原理

        流場法堤壩管涌滲漏探測儀是利用在堤壩前水域和堤壩滲漏出水點(diǎn)架設(shè)的電極建立的特殊電流場去擬合滲漏水流場的“流場法”原理實(shí)現(xiàn)快速查明堤壩滲漏或管涌進(jìn)水口位置的,與其他物探方法相比,該方法不是探查堤壩滲漏路徑,它可以探查到滲漏路徑前端在堤壩前水域內(nèi)的位置,為大壩或堤防除險(xiǎn)加固,滲漏入口封堵提供依據(jù)。該方法避開了其它物探方法探查深度越大分辨率越差的弊端,是目前為止國際上唯一能夠?qū)嶋H應(yīng)用,快速、準(zhǔn)確探測堤壩滲漏或管涌進(jìn)水部位的方法。

        探測時(shí)首先對欲測試水域用發(fā)射機(jī)建立電場,然后使用接收機(jī)連接的探頭在該水域進(jìn)行探測,在正常沒有管涌滲漏的情況下,接收機(jī)面板上滲漏指示表中有一定(一般數(shù)值較小)的數(shù)值顯示,該數(shù)值反映了該區(qū)域正常情況下電場的電流密度分布特征,稱之為正常值,對于不同的水域,其正常場的電流密度分布特征有所不同。

        如果堤壩存在管涌滲漏,就會(huì)使?jié)B漏入口附近水域電流密度的分布特征發(fā)生改變,在正常值基礎(chǔ)上局部區(qū)域出現(xiàn)高值反映,該高值稱之為異常值,其幅值的大小與分布范圍與管涌滲漏點(diǎn)的分布情況有密切的關(guān)系。

        測試后將各測線測量結(jié)果值匯總,可以得到如圖2樣式的測值平面圖。正常值分布表現(xiàn)在圖面上為低值區(qū)域,一般來說其值變化范圍也比較小,曲線比較緩。異常值則具有突變的特點(diǎn),跳躍比較大,幅值高。

        圖2 場強(qiáng)測試結(jié)果平面圖樣式

        平面圖正常分布應(yīng)是大范圍幅值小,等值稀的區(qū)域。如果測試區(qū)域存在滲漏入口,則滲漏入口附近水域會(huì)出現(xiàn)等值線密,幅值高的異常分布區(qū)域。

        3.2.2 高密度視電阻率法勘探原理

        電法勘探是以巖、礦石的導(dǎo)電性為基礎(chǔ),通過觀測分析電場分布變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的一種地球物理勘探方法。高密度電阻率法和常規(guī)電阻率法一樣,它通過A、B電極向地下供入電流I,然后在M、N極間測量電位差ΔU,測試原理見下圖,該記錄點(diǎn)的視電阻率值用下式計(jì)算。

        式中:K為裝置系數(shù)。

        根據(jù)實(shí)測的視電阻率剖面,進(jìn)行計(jì)算、處理、分析,便可獲得地層中的電阻率分布情況,從而可以劃分地層、圈閉異常、確定裂隙帶等特點(diǎn)。高密度電阻率法集測深和剖面法于一體的一種多裝置、多極距的組合方法,它具有一次布極即可進(jìn)行多裝置數(shù)據(jù)采集以及通過求取比值參數(shù)而能突出異常信息的特點(diǎn)。

        圖3 半空間局部不均勻體產(chǎn)生視電阻率異常示意圖

        本次探測所采用的是高密度電阻率法,高密度電阻率法實(shí)際上是一種陣列勘探方法、野外測量時(shí)只需將全部電極(幾十至上百根)置于測點(diǎn)上、然后利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測儀便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的決速和自動(dòng)采集,當(dāng)將測量結(jié)果送入微機(jī)后,還可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并結(jié)出關(guān)于地電斷面分布的各種圖示結(jié)果。顯然,高密度電阻率勘探技術(shù)的運(yùn)用與發(fā)展,使電法勘探的智能化程度大大提高。相對于常規(guī)電阻法而言、它具有以下特點(diǎn):

        1)電極布設(shè)是一次完成的,這不僅減少了因電極設(shè)置而引起的故障和干擾,而且為野外數(shù)據(jù)的快速和自動(dòng)測量奠定了基礎(chǔ)。

        2)能有效的進(jìn)行多種電極排列方式的掃描測量,因而可以獲得較豐富的關(guān)于地電斷面結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)信息。

        3)野外數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化或半自動(dòng)化,不僅采集速度快,而且避免了由于手工操作所出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

        4)與傳統(tǒng)的電阻率法相比,成本低、效率高,信息豐富,解釋方便??碧侥芰︼@著提高。

        3.2.3 瞬變電磁法勘探原理

        利用不接地回線或電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場,用線圈或接地電極觀測由該脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的空間和時(shí)間分布,從而來解決有關(guān)地質(zhì)問題的時(shí)間域電磁法。

        在導(dǎo)電率為σ、導(dǎo)磁率為μ的均勻各向同性大地表面敷設(shè)面積為S的矩形發(fā)射回線,在回線中供以階躍脈沖電流

        在電流斷開之前(t<0時(shí)),發(fā)射電流在回線周圍與大地空間中建立起一個(gè)穩(wěn)定的磁場,如圖4所示。

        圖4 矩形框磁力線

        在t=0時(shí)刻,將電流突然斷開,由該電流產(chǎn)生的磁場也立即消失。一次磁場的這一劇烈變化通過空氣和地下導(dǎo)電介質(zhì)傳至回線周圍的大地中,并在大地中激發(fā)出感應(yīng)電流以維持發(fā)射電流斷開之前存在的磁場,使空間的磁場不會(huì)即刻消失。

        于地面或空中設(shè)置通以一定波形電流的發(fā)射線圈,從而在其周圍空間產(chǎn)生一次磁場,并在地下導(dǎo)電巖礦體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,斷電后,感應(yīng)電流由于熱損耗而隨時(shí)間衰減,衰減過程一般分為早、中和晚期。早期的電磁場相當(dāng)于頻率域中的高頻成分,衰減快,趨膚深度小;而晚期成分則相當(dāng)于頻率域中的低頻成分,衰減慢,趨膚深度大。通過測量斷電后不同時(shí)間的二次場隨時(shí)間變化規(guī)律,可得到不同深度的地電特征。

        3.2.4 地震映像法勘探原理

        地震映像法又稱高密度地震勘探和地震多波勘探,是基于反射波法中的最佳偏移距技術(shù)發(fā)展起來的一種常用淺地層勘探方法。這種方法可以利用多種波作為有效波進(jìn)行探測,也可以根據(jù)探測目的要求僅采用一種特定的波作為有效波。這種方法中,每一測點(diǎn)的波形記錄都采用相同的偏移距激發(fā)和接收。在該偏移距處接收到的有效波具有較好的信噪比和分辨率,能夠反映出地質(zhì)體沿垂直方向和水平方向的變化。

        地質(zhì)模型如圖5所示,圖中表示了當(dāng)偏移距為L時(shí),O1、O2點(diǎn)激發(fā),S1、S2點(diǎn)接受的反射波傳播路徑,界面水平時(shí),反射點(diǎn)在激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)中點(diǎn)下的界面上,反射波的傳播時(shí)間與界面深度有關(guān)。反射波時(shí)距方程為:

        如圖5所示,當(dāng)界面水平時(shí),每次激發(fā)的反射波傳播時(shí)間不變,反射點(diǎn)的位置正好在記錄點(diǎn)上,當(dāng)界面深度發(fā)生變化時(shí),反射波的傳播時(shí)間會(huì)發(fā)生變化,跨入在斷層兩對側(cè)表現(xiàn)為突變;如果是傾斜界面,反射點(diǎn)的位置會(huì)偏離記錄點(diǎn)向界面的上傾方向移動(dòng)。同樣可以從反射波同相周的變化情況定性推斷界面的起伏情況。

        圖5 反射波模型示意圖

        地震映像法特點(diǎn)

        1)數(shù)據(jù)采集速度較快,但抗干擾能力弱,勘探深度有限。

        2)地震映像法在資料解釋中可以利用多種波的信息,即有效波不但是反射波,還可以是折射波、面波、繞射波,或同時(shí)有兩種或3種波能夠反映地下地質(zhì)條件的變化。

        3)在探測目的較單一、只需研究橫向地質(zhì)情況變化的情況下,地震映像法效果較好。

        4 使用儀器

        本次大壩流場法、高密度電法、瞬變電磁法及地震映像法勘查使用了國內(nèi)先進(jìn)的DB-3型堤壩管涌滲漏探測儀、E60D型高密度電法儀、MDTEM64多通道分布式瞬變電磁勘探系統(tǒng)和Miniseis24型綜合工程探測儀。

        DB-3型堤壩管涌滲漏探測儀主要由信號發(fā)送和信號接收兩部分組成。發(fā)送部分包括儀器專用電源、發(fā)送機(jī)、供電電極、供電導(dǎo)線等;接收部分包括接收機(jī)、測量探頭等。配套工具有GPS定位系統(tǒng)、專用筆記本電腦、對講機(jī)、快艇等。

        E60D型高密度電法儀是一種新型的電法儀,儀器采用程控方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和電極控制,采集的數(shù)據(jù)以圖像或者曲線的形式實(shí)時(shí)顯示在屏幕上,以便隨時(shí)可以監(jiān)控資料的質(zhì)量。該型儀器可以進(jìn)行高密度電阻率、雙頻高密度激發(fā)激化法、自然電位法、充電法等勘探方法的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。由于儀器本身配置有高性能的計(jì)算機(jī),故配合相應(yīng)的處理軟件系統(tǒng),可對上述勘探方法所采集的資料進(jìn)行現(xiàn)場處理。

        MDTEM64多通道分布式瞬變電磁勘探系統(tǒng),體積小巧,重量輕,內(nèi)置筆記本電腦,采用Windows XP操作系統(tǒng)。內(nèi)置發(fā)射機(jī),操作使用方便。采集/處理軟件全部在 Windows下開發(fā),適應(yīng)性好,采集板為先進(jìn)的大規(guī)模集成電路,模數(shù)轉(zhuǎn)換采用24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器,運(yùn)算精度高,信噪比高,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用大容量硬盤,存儲(chǔ)速度高,儀器采用鋁合金外殼,易于散熱,密封好。

        Miniseis24綜合工程探測儀是一款內(nèi)置鋰離子電池,具有24個(gè)高精度記錄道的綜合地震勘探系統(tǒng)。該系統(tǒng)內(nèi)置高性能計(jì)算機(jī)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的管理以及數(shù)據(jù)的管理,同時(shí)保留了計(jì)算機(jī)所有功能。Miniseis24綜合工程探測系統(tǒng)采用ΔΣ24位高精度、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器,儀器具有最小25微秒的采樣間隔和131dB的動(dòng)態(tài)范圍。Miniseis24設(shè)備輕便(主機(jī)整體僅重4.5 kg)、全中文界面操作簡單,

        5 工作實(shí)施

        5.1 流場法

        測試時(shí)將電場發(fā)射機(jī)A電極放置在壩后滲出水中,電場發(fā)射機(jī)B電極放置在水庫庫區(qū)左岸邊的遠(yuǎn)處。

        測試儀器的發(fā)射機(jī)電極布置好以后,開機(jī)通電后就在水庫內(nèi)建立了電流場。首先測量了電流場的正常場強(qiáng)值。具體測量方法是:用船載測試儀器的接收機(jī)并且在測試區(qū)域拖拽探頭測試。通過在水庫內(nèi)可能的測試范圍進(jìn)行大面積測試,測得庫區(qū)內(nèi)的電流場的正常場值在10~15。

        檢測當(dāng)日水庫水位317.53 m,水面線在壩前距壩軸線水平距離17.94 m處。正式測試時(shí)在水庫測區(qū)內(nèi)采用的測線間距為5 m。根據(jù)現(xiàn)場的探測條件,用經(jīng)緯儀確定測線。首先在壩東端垂直壩軸線向上游確定一條直線。然后在這條直線的上游側(cè)轉(zhuǎn)角90°,在距離壩前混凝土護(hù)坡上水邊線5 m的庫區(qū)水面上確定出平行壩軸線的第一條測線。用同樣方法再分別確定出平行且距離水邊線10 m、15 m、20 m……90 m共18條測線。相對應(yīng)的測試范圍南北方向是壩軸線前110 m以內(nèi)水域、東西方向是左、右岸之間水域。

        5.2 高密度視電阻率法

        本次高密度電阻率法測線在壩頂壩軸線上布設(shè),測線起于樁號0+038 m,長度350 m。

        測試時(shí)采用的是2 m的電極距,64根電極,一次布設(shè)電極可以測試距離128 m。為完成較長的測線,采用滾動(dòng)式采集觀測系統(tǒng)。測試時(shí)共移動(dòng)4次電纜,前3次移動(dòng)32個(gè)電極、最后一次移動(dòng)24個(gè)電極。采用的裝置形式有溫納裝置、單邊三極裝置、施倫貝爾裝置和偶極裝置。經(jīng)試驗(yàn)最終選取施倫貝爾裝置成果圖進(jìn)行測試和解釋。其裝置形式、數(shù)據(jù)采集方式如下。

        施倫貝格裝置:該裝置適用于變斷面連續(xù)滾動(dòng)掃描測量,測量時(shí),M、N不動(dòng),A逐點(diǎn)向左移動(dòng),同時(shí)B逐點(diǎn)向右移動(dòng),得到一條滾動(dòng)線;接著A、M、N、B同時(shí)向右移動(dòng)一個(gè)電極,M、N不動(dòng),A逐點(diǎn)向左移動(dòng),同時(shí)B逐點(diǎn)向右移動(dòng),得到另一條滾動(dòng)線;這樣不斷滾動(dòng)測量下去,得到倒梯形斷面。其電極排列如下:

        圖6 施倫貝格裝置數(shù)據(jù)采集方式示意圖

        其視電阻率ρs表達(dá)式為:數(shù)據(jù)處理流程見圖7:

        圖7 高密度電阻率法數(shù)據(jù)處理流程圖

        5.3 瞬變電磁法

        瞬變電磁法勘探的測線位置在壩頂,測試線框中心距防浪墻距離2.5 m。

        瞬變電磁勘探采用重疊回線裝置,線框?yàn)?×3 m,點(diǎn)距為2 m,線框匝數(shù)2匝,發(fā)射脈寬為10 ms,疊加次數(shù)64。

        瞬變電磁處理流程見圖8:

        圖8 瞬變電磁數(shù)據(jù)處理流程圖

        5.4 地震映像法

        地震映像法選取樁號0+184~0+348重點(diǎn)研究區(qū)段進(jìn)行測試。測線亦是平行于壩軸線布設(shè),震源選用24磅大錘,60 Hz檢波器,偏移距2 m,測點(diǎn)點(diǎn)距2 m。采用間隔為1 ms,采樣點(diǎn)數(shù)為1024。數(shù)據(jù)處理流程見圖9:

        圖9 地震單點(diǎn)映像法數(shù)據(jù)處理流程圖

        6 物探探測成果及分析

        6.1 流場法

        用船載測試儀器的接收機(jī),在測試區(qū)域布設(shè)的測線上拖拽探頭詳細(xì)探查,測得測區(qū)內(nèi)電流場的場強(qiáng)值均在正常場強(qiáng)值范圍,數(shù)值在10~15。

        檢測當(dāng)日水庫水位317.53 m,即壩前距壩軸線水平距離17.94 m水面線以下流場法測試未發(fā)現(xiàn)集中入滲區(qū)域。

        6.2 高密度電阻率法

        圖10為高密度電阻率法得到的成果剖面圖,根據(jù)大壩滲壓管觀測資料,該成果圖反映的應(yīng)是黏土心墻浸潤面以上視電阻率。

        從圖中可以看出整個(gè)斷面縱向電性分層特征明顯,表層2 m以上呈高阻狀態(tài)為表層混凝土、碎石路基及砂礫石料層的反應(yīng),壩頂下2~11 m呈低阻為黏土心墻的反應(yīng);

        橫向方向上,在樁號 0+078、0+118、0+135、0+198、0+228、0+263、0+290、0+323 處存在高阻異常區(qū)。這些區(qū)域可能是滲透隱患所在位置,也可能是壩體中存在致密高阻介質(zhì)的位置。塊石、混凝土構(gòu)造物及局部含水率相對較低區(qū)域都可以使測試結(jié)果呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。

        圖10 高密度視電阻率法剖面成果圖

        6.3 瞬變電磁法

        圖11為瞬變電磁視電阻率剖面成果圖,圖中在表層7 m以上高阻狀態(tài)是由于關(guān)斷時(shí)間影響產(chǎn)生勘探盲區(qū)反應(yīng),在7 m以下范圍內(nèi)縱向分層比較清晰,綠色以下連同黃色、紅色連續(xù)高阻區(qū)域推斷為壩基基底視電阻率的反應(yīng),之間區(qū)域?yàn)閴误w視電阻率的反應(yīng)。圖中靠近左邊部分低阻區(qū)域較深,對應(yīng)著主河道對應(yīng)的最大壩高壩體區(qū)段,同時(shí)在0+028、0+078、0+208、0+248、0+328樁號處存在電阻率變大的現(xiàn)象,其中在0+208樁號附近的0+178~0+218區(qū)段內(nèi)高阻反映強(qiáng)烈,尤其0+248、0+328樁號處應(yīng)該反映的是壩身視電阻率,應(yīng)引起注意。

        圖11 瞬變電磁視電阻率剖面圖

        6.4 地震映像法

        地震映像法成果見下圖,在樁號0+234~0+258處淺表同相軸明顯不連續(xù),同時(shí)在0+288樁號附近淺層波形同相軸連續(xù)、而下部波形同相軸連續(xù)性變差,同時(shí)該處地震波雙程旅行時(shí)間變大,波形整體“下凹”,反映出這兩個(gè)位置附近結(jié)構(gòu)可能存在異常。

        圖12 地震單點(diǎn)映像反射波雙程時(shí)間剖面圖

        比較以上物探成果,地震映像法反應(yīng)出的樁號0+248及0+288附近的異常,分別在瞬變電磁法、高密度電法探測成果中有對應(yīng)關(guān)系,其中樁號0+248附近已經(jīng)在2009-07-01、2010-06-06發(fā)生了沉陷,測試結(jié)果得到了實(shí)際印證。

        建議對以上兩個(gè)位置加強(qiáng)監(jiān)測,密切注視高程變化。如果條件允許應(yīng)結(jié)合本次物探結(jié)果在樁號0+288附近進(jìn)行鉆探勘察。

        7 結(jié)語

        本次檢測采用4種物探方法對堤壩實(shí)施了測試。4種物探方法分別是流場法、高密度電阻率法、瞬變電磁法和地震映像法。即用流場法可以查明壩前是否存在滲漏集中入口,綜合利用另外3種物探方法可以實(shí)現(xiàn)從壩體淺部到深部的詳細(xì)勘探,同時(shí)3種物探方法的成果可以相互驗(yàn)證,保證探查結(jié)果的正確性。

        P624

        B

        1007-7596(2011)06-0094-05

        2011-06-21

        楊甫權(quán)(1980-),男,黑龍江蘭西人,工程師;白廣明(1958-),男,黑龍江密山人,教授級高級工程師。

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