槐蔭黃河堤防4+000~4+700堤段裂縫檢測

呂國豪 霍建濤 李 川

(1.山東黃河勘測設計研究院，山東 濟南 250013；2.山東黃河工程集團，山東 濟南 250000)

1 工程概況

本次探測范圍為槐蔭黃河堤防4+000～4+700堤段。位于北店子黃河灘區內，該堤段現作為玉清湖水庫沉砂池圍堤使用；該段黃河大堤2000年進行了加高幫寬，2004年進行了道路硬化，硬化路面寬度6m，同年完成機淤固堤工程，淤區寬度100m。

2012年下半年，槐蔭黃河堤防4+000～4+700堤段堤防道路中線附近開始出現縱向裂縫。隨著沉砂池蓄水位的變化，堤防頂部裂縫也隨之不斷變寬、加深，并向兩端延長。

2 工作原理及方法技術

本次探測采用高密度電阻率法。高密度電阻率法是一種以巖土體導電性差異為基礎的一類陣列勘探方法，研究在人工施加電場的作用下地層中的傳導電流以達到解決各類地質問題的目的。當地下介質間電阻率存在較大差異時，人工施加電場作用下的傳導電流的分布會因電阻率的高低而分布有疏有密，傳導電流的分布與地下介質（土性、裂縫、孔洞等）的性質、大小、埋深等賦存狀態各因素有著密切的關系。因此從探測到的傳導電流的分布規律可以分析地下電阻率在不同區域間的變化，從而可以推測地下的地質情況，尤其是地下裂縫、孔洞、松散帶等不良地質體的發育情況。

高密度電阻率法進行二維地電斷面測量，兼具剖面法與測深法的功能，有點距小、采樣密度高的特點，實測時，一次布好所有電極，電極切換工作由儀器自動控制，敷設一次導線后可進行數多個記錄點的數據觀測，其信息量大、工作效率高，因此在堤防隱患探測方面得以廣泛應用。

本次探測采用高密度電阻率法。由于堤身裂縫走向均為縱向，近似呈直線展布，基本與大堤走向一致。限于場地及堤防兩側邊界條件的影響，為側重于堤防基礎隱患的探測，并兼顧堤身質量的檢測，選定垂直堤身布置探測剖面，以臨河堤腳為探測起點，堤中心為探測剖面中點，測線垂直路面，橫跨路面兩側路沿石至臨、背河堤坡。為探明整個堤身情況，沿堤頂裂縫走向靠近大堤軸線布置測線兩條。采用受地形影響較小的四極裝置（α2），對瀝青路面采用人工鉆孔穿透硬化層并于測前半小時在孔內注入鹽水以提高其導電性。由于該段堤高為9.00～11.00米，堤頂寬約8.0米，受地形所限，高密度電阻率法總電極數40個，測量點距采用1.0m，測量層數為13層,測量最大極距(AB/2)為13.5米，最大供電電壓220V。

3 工作質量評述

本次探測工作遵循ISO9001質量管理體系和計量認證質量管理體系，外業數據采集和內業資料整理皆處于質量體系管理下，保證了工程質量。并采取了以下技術措施：

①測線丈量：以相對應的百米樁為起點對大堤樁號進行測量并記錄。

②保證測量精度的措施：a、觀測前先對分布式電極單元進行檢測。確保每個單元都通暢。b、電極單元檢測完畢并合格后，應對其進行接地電阻檢測，對接地不良的電極，要先處理再觀測。C、測量中應隨時注意觀測電壓、電流值，保證每個測點電壓值不小于2mV，電流值不小于10mA。如達不到要求，要查明原因，予以排除后再繼續觀測。d、加強數據觀測和復測工作。在探測過程中，發現異常數據，即行復測，以確定異常是隱患引起的不是由于接線等原因造成的失誤，并作出正確的選擇。

③按要求對探測儀進行系統檢查。

4 依據規程及辦法

①《水利水電工程物探規程》SL 326-2005

②《堤防隱患探測規程》SL 436-2008

資料分析與解釋：

按要求選取2個剖面，采用高密度電阻率法對堤身裂縫發育情況進行了檢測，檢測數據的處理采用了多次迭代的方法，得到該探測剖面視電阻率剖面圖，反映了區域內地下電阻率的變化情況，從而推斷探測區域的地質情況。縱坐標表示供電極距的一半（即影響深度AB/2）（m），橫剖面灰階圖的橫坐標表示平面位置（m）（從背河堤肩至臨河堤肩），縱剖面的橫坐標表示大堤起始位置（大堤樁號），不同的色階表示不同的電阻率區段，色階深且與周邊色階差距大則認為有隱患存在。

現按剖面（測線）分述如下：

D1剖面：該剖面為垂直堤身橫向布置，斷面位置在4+385。該區在距背河堤肩2.0、4.0及6.0米處肉眼可見三條較大裂縫分布。由ρs灰階圖可以看出，該區上部呈高阻分布，推測堤頂筑堤土較為干燥松散；在距離背河堤肩2.0～3.0米處上部分布一豎向高阻體，推測為松散體伴隨裂縫，埋藏深度至3.0～3.5米；距背河堤肩6.0～7.0處分布一高阻體推測為表層松散體并伴隨裂縫，其下延深度為1.5～2.0米。

圖1 D1剖面灰階圖

D2剖面：該剖面為垂直堤身橫向布置，斷面位置在4+500。該區在距背河堤肩3.0～5.0米處肉眼可見較大裂縫兩條并有多條小裂縫發育。由ρs灰階圖可以看出，該區上部呈高阻分布，推測堤頂筑堤土較為干燥松散；在距離背河堤肩3.0～5.0米處上部分布一大范圍高阻體，推測為松散體，埋藏深度至3.5～4.0米。

圖2 D2剖面灰階圖

5 結論與建議

本次抽檢在委托方指定的測段內共完成了2個斷面的探測工作，符合《水利水電工程物探規程》(DL5010-92)要求。根據資料解釋結果和現場觀察記錄可得出以下結論：

5.1 測段內有明顯的裂縫發育現象,裂縫目前主要發育在堤頂中線附近 基本貫穿該堤段，長約700米，其兩側局部分布有長約幾十米～百余米的伴生裂縫，該區發育裂縫均有向下發展趨勢，裂縫深度集中分布在3.0～3.5m之間，部分位置可達3.5～4m，局部有松散體或松散體伴隨裂縫發育。深度最大的裂縫集中出現在路面中部,裂縫一般2-10cm，最寬處寬約15cm。5.2 根據測線布置較密測段斷面圖結合現場觀察記錄分析，裂縫發育基本上是相互貫通的。

5.3 裂縫一般為垂直堤身發育，個別部位有向臨河傾斜趨勢。

5.4 建議對該堤段的裂縫及松散體（帶）等隱患段落，可視情況采取

壓力灌漿或開挖回填的方法來消滅隱患。