萬(wàn) 海，馬德富，鄭茂海，董延鵬

（山東省水利科學(xué)研究院、山東省科苑水利勘察設(shè)計(jì)咨詢中心，山東 濟(jì)南 250014）

綜合物探技術(shù)在防滲墻滲漏隱患探測(cè)中的應(yīng)用

萬(wàn) 海，馬德富，鄭茂海，董延鵬

（山東省水利科學(xué)研究院、山東省科苑水利勘察設(shè)計(jì)咨詢中心，山東 濟(jì)南 250014）

本文通過(guò)對(duì)各種常用的物探無(wú)損探測(cè)技術(shù)方法進(jìn)行分析，以工程實(shí)例探討了綜合物探技術(shù)在深厚覆蓋層堤壩防滲墻滲漏隱患探測(cè)中的應(yīng)用，該方法在實(shí)際工程中得到了檢驗(yàn)，效果良好。

綜合物探；深厚覆蓋層；隱患探測(cè)

自20世紀(jì)末以來(lái)，病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程項(xiàng)目陸續(xù)上馬，混凝土防滲墻得到了廣泛的應(yīng)用，隨著先進(jìn)工法的不斷推廣，防滲墻技術(shù)愈加完善。但因水文地質(zhì)的復(fù)雜多變，造成了部分堤壩防滲墻存在滲漏問(wèn)題，給工程安全運(yùn)行帶來(lái)隱患，因此確定防滲墻隱患部位，及時(shí)和準(zhǔn)確進(jìn)行缺陷處理顯得十分重要。

1 綜合物探方法的選擇

目前，防滲墻體缺陷無(wú)損探測(cè)方法主要采用探地雷達(dá)、地震映像和高密度電法；堤壩滲漏隱患的探測(cè)方法有自然電法、充電法、偽隨機(jī)流場(chǎng)法和聲納滲流矢量法，而對(duì)于具有深厚覆蓋層的堤壩防滲墻隱患的精準(zhǔn)測(cè)定，依靠單一的探測(cè)方法難度較大。

探地雷達(dá)屬于電磁波法，探測(cè)深度受到地下水及目標(biāo)體深度限制，尤其對(duì)于摻加粉煤灰的塑性混凝土防滲墻與壩基砂卵石層的介電常數(shù)相差不大，探地雷達(dá)反應(yīng)不甚敏感。超高密度電法是一種體積勘探方法，尋找防滲墻的低阻隱患受到地層本身是否分布有低阻體的影響。聲納滲流矢量法受到聲源的影響較大，同時(shí)對(duì)于水體本身流速較大的情況下，探測(cè)滲漏隱患難度也相對(duì)較大。

通過(guò)對(duì)各種物探方法適用條件分析比較，確定采用自然電位法、偽隨機(jī)流場(chǎng)法、超高密度電法和地震反射波法的綜合物探技術(shù)探測(cè)防滲墻滲漏隱患位置。

2 綜合物探解釋

綜合物探解釋首先是根據(jù)堤壩滲漏探測(cè)的有效方法-自然電位法確定堤基滲漏的范圍以及定性深度，其次再根據(jù)偽隨機(jī)流場(chǎng)法驗(yàn)證自然電位推測(cè)的滲漏范圍的可靠性。滲漏范圍及定性深度確定后，將其同超高密度電法和垂直反射波法進(jìn)行比較，進(jìn)一步分析確定滲漏的范圍和深度。自然電位法確定滲漏區(qū)域呈現(xiàn)負(fù)異常，偽隨機(jī)流場(chǎng)法觀測(cè)的滲漏區(qū)域?yàn)楦咧诞惓?，超高密度電法剖面探測(cè)的滲水、滲漏區(qū)域呈低阻異常，但是，超高密度電法要依據(jù)地質(zhì)資料排除不是因地層變化所引起異常，垂直反射波反射信號(hào)較強(qiáng)則顯示墻體及墻底存在隱患，以江西某水利樞紐為例進(jìn)行物探綜合物探解釋。

3 工程概況

江西某地大型水利樞紐庫(kù)區(qū)防護(hù)工程堤身由黏土填筑，防滲墻混凝土等級(jí)達(dá)C15以上，防滲墻頂部填筑黏土，填土厚度2.1 m，堤基自上而下為砂壤土、圓礫和角礫層，礫石層厚度達(dá)50 m。樁號(hào) 1+400～1+869.4和 1+963.9～2+304.1段防滲墻厚 60 cm；1+869.4～1+963.9和 2+304.1～2+400 段墻厚50 cm。其中墻深50 m以上的槽段長(zhǎng)30 m，最深52.5 m，堤防滲漏段為樁號(hào)1+400～2+400段。

1）樁號(hào)2+030～2+080段異常。圖1自然電位剖面顯示該段基本全為負(fù)異常，圖2偽隨機(jī)流場(chǎng)法顯示該段為中等滲漏區(qū)，圖3超高密度電法剖面顯示樁號(hào)2+020～2+088段深度20.0～32.0 m處存在低阻異常，圖垂直反射波法顯示樁號(hào)2+036～2+052段墻體底部反射信號(hào)較強(qiáng)。綜合分析，推斷該段為墻底及現(xiàn)狀堤頂以下20.0～32.0 m處存在滲漏可能。

2）樁號(hào)2+080～2+098段異常。圖1自然電位剖面顯示該段全為負(fù)異常，圖2偽隨機(jī)流場(chǎng)法顯示該段為嚴(yán)重滲漏區(qū)，圖3超高密度電法剖面顯示樁號(hào)2+080～2+098段無(wú)低阻異常，圖4垂直反射波法顯示該段墻底有輕微反射信號(hào)。綜合分析，該段墻底滲漏可能性較大。

3）樁號(hào)2+098～2+176段異常。圖1剖面自然電法剖面顯示該段為負(fù)異常，圖2偽隨機(jī)流場(chǎng)法剖面顯示該段屬于嚴(yán)重滲漏區(qū)，圖3超高密度電法剖面顯示該段整體呈現(xiàn)低阻異常，圖4垂直反射波法顯示該段墻底有輕微反射信號(hào)。綜合分析，該段墻體及墻底均在滲漏可能性較大。

4）樁號(hào)2+186～2+202段異常。圖1自然電位剖面顯示樁號(hào)2+180～2+220段為負(fù)異常，圖2偽隨機(jī)流場(chǎng)法剖面顯示樁號(hào)2+180～2+210段為中等滲漏區(qū)，圖3超高密度電法剖面顯示樁號(hào)2+160～2+220段32.0 m以上呈低阻異常，圖4垂直反射波法顯示樁號(hào)2+160～2+220現(xiàn)狀堤頂25～35 m深度墻體存在隱患，墻底無(wú)明顯反射信號(hào)。綜合分析，推斷該段墻體存在滲漏可能性較大。

5）樁號(hào)2+220～2+246段異常。圖1自然電位剖面顯示樁號(hào)2+220～2+247段為負(fù)異常，圖2偽隨機(jī)流場(chǎng)法剖面樁號(hào)2+220～2+246段為中等～嚴(yán)重滲漏區(qū)，圖3超高密度電法剖面樁號(hào)2+220～2+250段無(wú)明顯異常。圖4垂直反射波法剖面顯示樁號(hào)2+220～2+250墻底反射信號(hào)較弱。綜合分析，推斷墻體現(xiàn)狀堤頂12.0～15.0 m以下存在滲漏可能性較大。

圖1 堤身外側(cè)戧臺(tái)處1+900～2+400段自然電位剖面

圖2 堤身外側(cè)戧臺(tái)處1+900～2+400段偽隨機(jī)流場(chǎng)探測(cè)剖面

圖3 樁號(hào)2+068～2+320段防滲墻軸線高密度電法剖面

圖4 樁號(hào)2+080-2+232垂直反射波形圖

4 結(jié)語(yǔ)

1）自然電位法和充電法能準(zhǔn)確查明堤壩防滲墻滲漏通道的平面位置，其和偽隨機(jī)流場(chǎng)法可以相互驗(yàn)證。對(duì)于堤壩防滲墻的滲漏隱患，當(dāng)壩后存在滲水明流時(shí)，偽隨機(jī)流場(chǎng)法能快速有效地查明滲漏入口位置，沒(méi)有滲水明流時(shí)無(wú)法探測(cè)。

2）當(dāng)在水中實(shí)施偽隨機(jī)流場(chǎng)法探測(cè)時(shí)，在堤壩上輔助采用動(dòng)態(tài)導(dǎo)體充電法效果更加明顯；當(dāng)水體流速不大、場(chǎng)地聲源不強(qiáng)的環(huán)境下查找防滲墻滲漏隱患，聲納滲流矢量法會(huì)收到較好效果。

3）超高密度電法可以形象地反應(yīng)地質(zhì)體的細(xì)部變化，可以橫向比較防滲墻體質(zhì)量的變化，但在垂直方向上隱患界線判別有一定誤差，隱患位置的確定需要和其他方法相結(jié)合，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體不均勻時(shí)易造成墻體假隱患異常。

4）深厚防滲墻隱患采用單一的物探方法無(wú)法精準(zhǔn)確定位置，而根據(jù)隱患位置、地質(zhì)條件和場(chǎng)地環(huán)境選擇合適的綜合物探技術(shù)可以精準(zhǔn)確定堤壩防滲墻的滲漏隱患位置。

[1] 何裕盛著.地下動(dòng)態(tài)導(dǎo)體的充電法探測(cè)［M］.北京：地質(zhì)出版社，2001.

[2] 鄭燦堂,萬(wàn)海,鄭茂海.關(guān)于流場(chǎng)法理論的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展.

（責(zé)任編輯 遲明春）

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1009-6159（2017）-10-0056-03

萬(wàn)海（1968—），男，高級(jí)工程師