郭慶華，王 瑩，趙明杰

（山東省水利勘測設(shè)計院，山東 濟(jì)南 250014）

山西某電站位于濁漳河下游河谷內(nèi)，擋水建筑物為攔河閘，設(shè)計正常蓄水位603.0m，總庫容2948萬m3。水電站工程樞紐攔河閘壩軸線垂直河道布置，壩軸線長212m，其中左岸擋水壩段長 51m，水閘段全長136m （樁號0+051～0+187），右岸擋水壩壩長25m。水閘段上游樁號0+034～0+175段采用C20素混凝土防滲墻截滲，防滲墻墻體厚度為0.6m，深入相對隔水層頁巖中。

1 截滲墻工程存在的問題

截滲墻施工完成后，在墻頂設(shè)置了鋼筋混凝土壓頂。閘基基坑開挖深度為6.0m，由于上游素混凝土防滲墻緊鄰基坑邊緣，開挖過程中未對上游素混凝土防滲墻采取保護(hù)措施，致使截滲墻臨空，在上游水土壓力作用下，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)剪切破壞。為查明截滲墻破壞范圍，經(jīng)方法必選，采用超高密度跨孔電阻率CT層析成像技術(shù)對其進(jìn)行檢測。

2 CT層析成像原理及工作方式

2.1 成像原理

超高密度電阻率法是在常規(guī)電法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，借組置于兩個鉆孔中的地下高密度電極陣，進(jìn)行泛裝置方式的供電和測量，對地下空間目標(biāo)做較精細(xì)的探測。

2.2 工作方式及特點

進(jìn)行超高密度跨孔電阻率CT檢測時，在兩鉆孔中分別放入一定數(shù)量的電極，通過多芯電纜連接至地面，孔內(nèi)測量段不能有金屬套管或絕緣套管，孔內(nèi)充水，采用跨孔的方式進(jìn)行供電和接收。檢測過程中兩孔電極形成孔間電極陣。數(shù)據(jù)采集時把電極陣分成偶數(shù)組和奇數(shù)組，供電電極奇-偶配對全組合，測量電極任意組合?？组g電阻率CT數(shù)據(jù)采用自動化采集，假設(shè)每根電纜32個電極，總電極64個，將64個電極分為2組，A奇數(shù)電極組 32 個（編號 1、3、5、…、61、63），B 偶數(shù)電極組（2、4、6、…、62、64）；供電電極 AB 一次通電過程中，測量M電極（隨機(jī)選定）與其他所有電極（均作為N電極）的電位差，就可以得到61個電位差（MN1、MN2、MN3、…、MN61）數(shù)據(jù)。偶數(shù)電極組32個電極和奇數(shù)電極組32個電極互相搭配（即全排列）做供電電極，整個測量過程中有32×32=1024次供斷電過程；每次供電可同時采集61個電位差數(shù)據(jù)，總采集數(shù)據(jù)量為62464個?？缈纂娮杪蔆T采用多通道技術(shù)，能夠極大提高檢測效率，采集數(shù)據(jù)是常規(guī)方法的幾十倍，大量數(shù)據(jù)能夠更多地記錄地質(zhì)信息，對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行2.5維反演，能夠得到更可靠和精確的孔間電阻率CT圖像。

3 檢測結(jié)果分析

3.1 儀器設(shè)備

本次超高密度電法測試采用FlashRES64型超高密度電阻率工作站，配備多功能高強(qiáng)度電纜，內(nèi)置可輸出250V的供電變換器，程序控制高密度電阻率法的各種裝置形式；儀器采用筆記本電腦作主控單元，具有64多道采集方式；自動增益調(diào)節(jié)、電極自電自動跟蹤和補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，測量過程自動化。對零點漂移、電池電壓、接地電阻及內(nèi)存單元具有自檢功能，帶有標(biāo)準(zhǔn)并行通訊接口，可與任何其他計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

3.2 測線布置

根據(jù)截滲墻的深度，確定跨孔間距采用15m。在素混凝土截滲墻樁號 0+046.5、0+059.5、0+074、0+090.5處，采用XY-1型鉆機(jī)成孔，鉆孔直徑91mm，鉆孔深度為至截滲墻底以下3.0～5.0m。各鉆孔地層巖性分布及截滲墻深度情況見表1。兩相鄰鉆孔作為一個測試剖面，分別在兩鉆孔內(nèi)布設(shè)一條測試電纜，電極間距1m，至孔底；共完成3對測試剖面。

3.3 資料解譯

經(jīng)對3組跨孔測試數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，形成CT層析成像；顯示檢測樁號0+046.5～0+90.5段素混凝土防滲墻，在樁號0+071～0+090.5段、高程583.0～585.0m深度范圍內(nèi)，存在明顯視電阻率低阻異常區(qū)域，分析認(rèn)為該范圍內(nèi)防滲墻墻體存在平向條帶狀裂縫或擠壓破碎條帶；其余部位未發(fā)現(xiàn)視電阻率異常，墻體連續(xù)。

表1 鉆孔巖性情況表

4 結(jié)語

通過實際應(yīng)用，超過密度跨孔電阻率CT層析成像技術(shù)對于地下截滲墻的檢測是可行的，能解決地面探測難以實施的難題；特別是表層有鋼筋混凝土覆蓋層、探測目標(biāo)體厚度小時，比其他物探方法更具有優(yōu)勢。該技術(shù)是一種快速、準(zhǔn)確、有效的工程物探方法，適宜在相關(guān)工程中進(jìn)行推廣。