超高密度電法在大壩滲水處理中的應用

趙英東 ，張 哲 ，趙晨光

（1.招遠市水務局，山東 招遠 265400；2.臨沂市水利勘測設計院，山東 臨沂 276700）

侯家水庫為南水北調招遠市續建配套工程的調蓄水庫，始建于1959年，原為小（一）型，總庫容468萬m3，2013—2015年經除險加固增容為中型水庫，總庫容達到1191萬m3。2015年12月，日常巡查發現大壩下游坡角樁號0+873－0+887.5之間壩基存在滲水現象，滲水點高程在28.98～30.7 m之間，滲水量3.0～5.0 m3/d。經有關專家論證，初步認為滲水原因可能由于大壩修建時基礎清理不徹底或存在深部斷層，建議使用地球物理無傷勘探方法作進一步詳細勘察。

1 超高密度電法的勘探布線

本次采用超高密度電法屬電法勘探，探測布線采取與壩軸線平行方向布設，共設置4道測線，極距均為2.0 m。測線1布設于壩后坡排水溝位置，起始樁號為0+811－1+111，測線總長300 m；測線2布設于壩后坡壩肩位置，起始樁號為0+811－1+113，測線總長302 m；測線3布置于壩前坡防滲墻頂位置，起始樁號為0+811－1+107，測線總長296 m；測線4布置于壩前坡壩角處，起始樁號為1+018－1+106，測線總長88 m。

2 資料分析與解讀

測線1資料分析

圖1 排水溝旁樁號0+811-1+111段電法剖面圖

根據圖1，表層的高阻值推測為凍土影響導致，表層高低阻變化可能為解凍情況不一導致。樁號0+826－0+836段，高程17.0～22.5 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能清基不徹底或基巖較破碎；樁號 0+867－0+877段，高程 17.5～26.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能大壩清基不徹底或基巖較破碎；樁號0+890－0+903段，高程21.0～27.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能清基不徹底或基巖較破碎；樁號0+940－0+968段，高程20.0～26.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能基巖較破碎；樁號0+988－1+008段，高程20.0～25.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能基巖較破碎；樁號1+016－1+095段，高程28.0～33.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處含水量偏高，基巖較破碎。

測線2資料分析

根據圖2，表層的高阻推測為凍土影響導致，表層高低阻變化可能為解凍情況不一導致，凍土層之下壩體視電阻率較低，含水量較高。樁號0+811－0+828段，高程23.0～31.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處壩體含水量較高，且可能清基不徹底；樁號 0+850－0+875 段，高程 25.0～33.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處壩體含水量較高，且可能清基不徹底；樁號0+890－0+904段，高程26.0～33.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處壩體含水量較高，且可能清基不徹底；樁號0+920附近視電阻率偏低，推測此處可能清基不徹底；樁號0+945－0+975段，高程27.0～31.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處可能清基不徹底或基巖較破碎；樁號1+020附近視電阻率偏低，推測此處可能基巖較破碎；樁號1+043－1+082段，高程31.5～35.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處壩體含水量較高。

圖2 壩后坡壩肩樁號0+811-1+113段電法剖面圖

測線3資料分析（剖面圖略）

樁號0+857－0+866段，高程35.0～39.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處壩體表層含水量偏高，高程35.0～37.93 m范圍內的防滲墻質量可能偏低；樁號 0+915－0+938段，高程32.0～36.0 m 范圍內（根據重合部分電法剖面圖綜合分析）視電阻率偏低，推測此處防滲墻質量可能偏低；樁號1+016－1+026段，高程33.0～37.0 m范圍內（根據重合部分電法剖面圖綜合分析）視電阻率偏低，推測此處防滲墻質量可能偏低；樁號1+042－1+053段，高程19.0～34.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處基巖可能較破碎；樁號1+074－1+085段，高程21.0～29.0 m范圍內視電阻率偏低，推測此處基巖可能較破碎。

測線4資料分析

圖3 壩坡壩角樁號1+018-1+106段電法剖面圖

根據圖3，樁號 1.034－1.061段，高程23.0～30.0m范圍內，樁號1+072－1+089段，高程23.0～27.0m范圍內視電阻率偏低，推測兩處基巖可能較破碎。

3 結論

通過對物探資料的分析得出以下結論：

樁號0+826、0+870、0+895附近一定范圍內，可能存在水從防滲墻底繞滲的情況，導致一部分水沿基底砂層滲漏，一部分水在水頭壓力作用下從壩后坡薄弱處出滲。樁號0+920、0+950、1+020、1+050附近可能存在基巖較破碎的情況。樁號1+080附近基巖較破碎，根據四條物探線對異常位置的分析，推測此處可能存在一條小斷層，走向為西北－東南。

另外，滲水點高程在28.98～30.7 m之間，觀測期間水位較長時間維持在33.5 m，結合現場實際觀測綜合分析，可以排除樁號0+915－0+938段，高程32.0～36.0 m范圍內防滲墻可能存在滲漏問題。

4 侯家水庫大壩滲水處理結果

現場勘探采用超高密度電法與探地雷達相結合的方法同時進行，相互對照，相互參考，以提高勘探準確度。煙臺市水利建筑勘察設計院根據上述勘探結論進行補充設計，對大壩0+890－1+113段采取帷幕灌漿處理措施。施工單位根據補充設計于2016年8月完成施工，截止目前，侯家水庫水位最高達到33.1 m，大壩后坡原滲水部位未發現滲水現象，處理效果良好，達到設計要求。