綜合物探技術在防滲墻滲漏隱患探測中的應用

萬 海，馬德富，鄭茂海，董延鵬

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

綜合物探技術在防滲墻滲漏隱患探測中的應用

萬 海，馬德富，鄭茂海，董延鵬

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

本文通過對各種常用的物探無損探測技術方法進行分析，以工程實例探討了綜合物探技術在深厚覆蓋層堤壩防滲墻滲漏隱患探測中的應用，該方法在實際工程中得到了檢驗，效果良好。

綜合物探；深厚覆蓋層；隱患探測

自20世紀末以來，病險水庫除險加固工程項目陸續上馬，混凝土防滲墻得到了廣泛的應用，隨著先進工法的不斷推廣，防滲墻技術愈加完善。但因水文地質的復雜多變，造成了部分堤壩防滲墻存在滲漏問題，給工程安全運行帶來隱患，因此確定防滲墻隱患部位，及時和準確進行缺陷處理顯得十分重要。

1 綜合物探方法的選擇

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

探地雷達屬于電磁波法，探測深度受到地下水及目標體深度限制，尤其對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相差不大，探地雷達反應不甚敏感。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，同時對于水體本身流速較大的情況下，探測滲漏隱患難度也相對較大。

通過對各種物探方法適用條件分析比較，確定采用自然電位法、偽隨機流場法、超高密度電法和地震反射波法的綜合物探技術探測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堤壩滲漏探測的有效方法-自然電位法確定堤基滲漏的范圍以及定性深度，其次再根據偽隨機流場法驗證自然電位推測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行比較，進一步分析確定滲漏的范圍和深度。自然電位法確定滲漏區域呈現負異常，偽隨機流場法觀測的滲漏區域為高值異常，超高密度電法剖面探測的滲水、滲漏區域呈低阻異常，但是，超高密度電法要依據地質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較強則顯示墻體及墻底存在隱患，以江西某水利樞紐為例進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區防護工程堤身由黏土填筑，防滲墻混凝土等級達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50 m。樁號 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30 m，最深52.5 m，堤防滲漏段為樁號1+400～2+400段。

1）樁號2+030～2+080段異常。圖1自然電位剖面顯示該段基本全為負異常，圖2偽隨機流場法顯示該段為中等滲漏區，圖3超高密度電法剖面顯示樁號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2+036～2+052段墻體底部反射信號較強。綜合分析，推斷該段為墻底及現狀堤頂以下20.0～32.0 m處存在滲漏可能。

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

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

4）樁號2+186～2+202段異常。圖1自然電位剖面顯示樁號2+180～2+220段為負異常，圖2偽隨機流場法剖面顯示樁號2+180～2+210段為中等滲漏區，圖3超高密度電法剖面顯示樁號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2+160～2+220現狀堤頂25～35 m深度墻體存在隱患，墻底無明顯反射信號。綜合分析，推斷該段墻體存在滲漏可能性較大。

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

圖1 堤身外側戧臺處1+900～2+400段自然電位剖面

圖2 堤身外側戧臺處1+900～2+400段偽隨機流場探測剖面

圖3 樁號2+068～2+320段防滲墻軸線高密度電法剖面

圖4 樁號2+080-2+232垂直反射波形圖

4 結語

1）自然電位法和充電法能準確查明堤壩防滲墻滲漏通道的平面位置，其和偽隨機流場法可以相互驗證。對于堤壩防滲墻的滲漏隱患，當壩后存在滲水明流時，偽隨機流場法能快速有效地查明滲漏入口位置，沒有滲水明流時無法探測。

2）當在水中實施偽隨機流場法探測時，在堤壩上輔助采用動態導體充電法效果更加明顯；當水體流速不大、場地聲源不強的環境下查找防滲墻滲漏隱患，聲納滲流矢量法會收到較好效果。

3）超高密度電法可以形象地反應地質體的細部變化，可以橫向比較防滲墻體質量的變化，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合，當地質體不均勻時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法精準確定位置，而根據隱患位置、地質條件和場地環境選擇合適的綜合物探技術可以精準確定堤壩防滲墻的滲漏隱患位置。

[1] 何裕盛著.地下動態導體的充電法探測［M］.北京：地質出版社，2001.

[2] 鄭燦堂,萬海,鄭茂海.關于流場法理論的幾點認識［J］.地球物理學進展.

（責任編輯 遲明春）

TV543

B

1009-6159（2017）-10-0056-03

萬海（1968—），男，高級工程師