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堤壩隱患探測(cè)技術(shù)在水庫(kù)大壩隱患探測(cè)中的應(yīng)用

文檔作者：蘑茨瑜文檔來源：太子河防洪工程建設(shè)管理處		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月13日
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第50卷第8期
2014年8月
甘肅水利水電技術(shù)
GANSU W ATER RESOURCES AND HYDROPOW ER TECHNOLOGY
Vo1．50．No．8
Aug．，2014
· 設(shè)計(jì)與研究·
堤壩隱患探測(cè)技術(shù)在水庫(kù)大壩隱患探測(cè)中的應(yīng)用
蘑茨瑜
(太子河防洪工程建設(shè)管理處，遼寧遼陽 1 1 1000)
摘要：介紹了堤壩隱患探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，并通過探測(cè)實(shí)例介紹了高密度電阻率法、自然電場(chǎng)法從測(cè)線布設(shè)、數(shù)據(jù)采
集、分析解譯、鉆孔驗(yàn)證的全部過程，探測(cè)數(shù)據(jù)表明，該技術(shù)方法快速高效，探測(cè)結(jié)果可靠。
關(guān)鍵詞：高密度電阻率法；自然電場(chǎng)法；大壩滲漏探測(cè)；水庫(kù)大壩隱患
中圖分類號(hào)：P631．3*22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095～0144(2014)08—0021—05
我國(guó)自20世紀(jì)50年代就開始對(duì)堤壩隱患探測(cè)
技術(shù)進(jìn)行研究，探測(cè)堤壩隱患的傳統(tǒng)方法是地質(zhì)鉆
探，但傳統(tǒng)鉆探方法局限性較大。我國(guó)堤壩現(xiàn)狀及
經(jīng)濟(jì)條件決定了以地球物理勘探技術(shù)為基礎(chǔ)的堤壩
隱患探測(cè)技術(shù)是堤壩隱患快速、準(zhǔn)確、無損傷探測(cè)的
首選方法。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用于堤壩隱患探測(cè)的地球
物理探測(cè)方法主要有電阻率法、自然電場(chǎng)法、電磁
法、探地雷達(dá)法、彈性波法、溫度場(chǎng)法、同位素示蹤法
和流場(chǎng)法等．這些方法在我國(guó)一些堤防和水庫(kù)大壩
上均有一些成功應(yīng)用的案例。
遼寧省是從20世紀(jì)90年代開始進(jìn)行堤壩隱患
探測(cè)技術(shù)研究的．經(jīng)過近些年的發(fā)展，目前，主要引
進(jìn)并采用了高密度電阻率法、流場(chǎng)法、探地雷達(dá)法、
自然電場(chǎng)法等探測(cè)方法，成功應(yīng)用在遼河、渾河堤
防和一些中小型水庫(kù)大壩滲漏探測(cè)中．取得了一定
的探測(cè)效果。本文以遼寧省關(guān)門山水庫(kù)大壩隱患探
測(cè)為例，對(duì)堤壩隱患探測(cè)技術(shù)中的高密度電阻率
法、自然電場(chǎng)法的野外探測(cè)、數(shù)據(jù)解譯進(jìn)行詳細(xì)分
析介紹。
1 工程概況
關(guān)門山水庫(kù)是遼寧省境內(nèi)的一座小(1)型水庫(kù)，
設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)5O年一遇。設(shè)計(jì)庫(kù)容424萬m ，校核
防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，庫(kù)容530萬ms。水庫(kù)主壩為
黏土斜墻壩，最大壩高20 121，壩長(zhǎng)170 111(其中主壩
長(zhǎng)130 rn，副壩長(zhǎng)40 m)，主壩頂寬3．2 m。迎水坡
l：3，背水坡1：2。主壩工程橫斷面如圖1所示。
圖1 關(guān)門山水庫(kù)主壩工程橫斷面圖
自建庫(kù)以來發(fā)現(xiàn)主壩下游坡腳滲水嚴(yán)重，隨庫(kù)
水位漲落而增減．局部漏水點(diǎn)已經(jīng)形成明流，已經(jīng)嚴(yán)
重威脅到了大壩的安全。副壩與輸水洞接頭處1964
年曾發(fā)現(xiàn)滲水．1965年加以處理后略有減輕，但隨
后幾年，特別是1977年后，滲漏愈發(fā)嚴(yán)重。輸水洞出
口涵洞兩側(cè)及上部常年漏水，嚴(yán)重時(shí)流量可達(dá)0-3
m3／s，后經(jīng)過對(duì)洞身兩次灌漿處理，副壩的滲漏問題
已經(jīng)得到解決。
為確保水庫(kù)大壩的安全，水庫(kù)主管部門決定采
用堤壩隱患探測(cè)技術(shù)對(duì)壩體滲漏隱患進(jìn)行探測(cè)．以
便確定隱患的空間分布，為下一步水庫(kù)除險(xiǎn)加固提
供數(shù)據(jù)支持。
收稿日期：2014—08—2O
作者簡(jiǎn)介：唐慶瑜(1983一)，男，遼寧大連人，T程師，主要從事河道堤防和基礎(chǔ)處理的工程建設(shè)、管理。
· 21 ·
2014年第8期 甘肅水利水電技術(shù) 第5O卷
2 測(cè)線布設(shè)及數(shù)據(jù)解譯
2．1 測(cè)線布設(shè)
綜合關(guān)門山水庫(kù)壩體結(jié)構(gòu)型式及現(xiàn)場(chǎng)滲漏的實(shí)
際情況，探測(cè)使用了高密度電阻率測(cè)量系統(tǒng)和多功能
數(shù)字直流激電儀等兩種物探儀器。分別進(jìn)行了高密度
電阻率法和自然電場(chǎng)法等地球物理探測(cè)方法來對(duì)壩
體進(jìn)行綜合物探檢測(cè)．探測(cè)工作主要是以高密度電
阻率法探測(cè)為主，自然電場(chǎng)法探測(cè)為輔的原則進(jìn)行。
為獲取壩體不同位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，在
壩體縱剖面上共布設(shè)4條剖面．共計(jì)布設(shè)6條高密
度電阻率測(cè)量測(cè)線和一條自然電場(chǎng)法測(cè)線．探測(cè)工
作測(cè)線橫斷面布置如圖2所示。I—l 測(cè)線布置在
壩頂背水面堤肩，采用溫納裝置，電極距為2 m；1I一
Ⅱ 測(cè)線布置在背水面的戧臺(tái)上，采用溫納裝置．電
極距為2 m：llI一11I 測(cè)線布置在背水面的砂礫石壓
重上．距壩腳18 m處。采用溫納裝置，電極距為
2 m：Ⅳ一Ⅳ 測(cè)線布置在迎水面坡面上，測(cè)線頂高程
為64．0m(現(xiàn)狀水位)；V—V 測(cè)線布置在迎水面坡
面上，測(cè)線頂高程為64．0 m(現(xiàn)狀水位)，并沿右側(cè)山
體向上布置：Ⅵ一Ⅵ 測(cè)線為橫斷面，沿壩體橫斷面布
置，一條自然電場(chǎng)法測(cè)線布置在迎水側(cè)的坡面上。
共累計(jì)完成高密度探測(cè)剖面總長(zhǎng)度1 212 m，總探測(cè)
物理點(diǎn)666個(gè)。自然電場(chǎng)法測(cè)線總長(zhǎng)143 m，總探測(cè)
物理點(diǎn)數(shù)143個(gè)。
圖2 探測(cè)工作測(cè)線平面布置示意圖
2．2 數(shù)據(jù)解譯
高密度電阻率法測(cè)量的數(shù)據(jù)是視電阻率。視電
阻率的變化特征反映了地下不均勻巖石中的電場(chǎng)分
布情況，需要對(duì)采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯分析。探
測(cè)數(shù)據(jù)圖象處理軟件采用RT／RTMapperForWindows
Version 2．3高密度視電阻率成像與圖視系統(tǒng)進(jìn)一步
解譯。對(duì)高密度探測(cè)系統(tǒng)在探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地探測(cè)記錄
存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)排列、突變點(diǎn)剔除、數(shù)據(jù)圓
滑處理，進(jìn)行反演計(jì)算生成視電阻率』Ds剖面圖像。
3 探測(cè)結(jié)果分析與驗(yàn)證
3．1 高密度電法探測(cè)結(jié)果分析
(1)測(cè)線1分析
推斷在探測(cè)的有效范圍內(nèi)，主壩壩基風(fēng)化巖石
層的埋藏高程為48．O～53．5 In不等，壩體右側(cè)埋藏
較深，局部有起伏。在庫(kù)區(qū)壩基范圍內(nèi)的高密度反
· 22 ·
演圖(圖3)中未見有斷層異常顯示，未見特別突出
的滲漏通道異常顯示。
測(cè)線剖面I下部對(duì)應(yīng)的壩體部分存在一種明顯
的低電阻率異常，水平位置分別對(duì)應(yīng)30 In、50 113、70
nl、86 In、104 m、124 m和144 m處附近，異常中心高
程在57．5 1TI左右。由于該測(cè)線對(duì)應(yīng)的壩體部分的筑
壩土料為砂礫石．不是壩體的防滲體。故推斷分析之
所以產(chǎn)生這種電阻率差異的原因，是由于筑壩土料
的不均勻所致。
壩體與壩基接觸部位，即視電阻率值為300～
500 Q／m的層位。推斷為壩基風(fēng)化巖體中的裂隙比
較發(fā)育，根據(jù)物性條件分析，裂隙中跑水，則反映出
相對(duì)于完整巖體呈現(xiàn)低阻異常，可推斷出這種電阻
率異常的巖體為下游水滲出的主要通道。
電阻率在500 Q／m以上，且呈比較均勻的、順

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