淺析高密度電法在水庫滲漏檢測中的應(yīng)用

喻亞飛

（江西有色地質(zhì)勘查五隊，江西 九江 332000）

水庫作為蓄水灌溉的大型水利工程，其整體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)安全性是建設(shè)與維護的重要考量。本文擬討論的芙蓉圩堤在六十年代建設(shè)后便投入使用，水庫壩體的土質(zhì)結(jié)構(gòu)隨著水庫沖力的剝蝕、雨水淋濾、風(fēng)化剝蝕等作用出現(xiàn)了不同程度破壞[1]。

根據(jù)土層特性和裂隙水的賦存形態(tài)，擬采用高密度電法進行壩體的隱患檢測，提供指定壩體點（段）滲漏情況結(jié)果，對存在漏洞、管涌、漫浸、內(nèi)脫坡、蟻穴等壩體滲漏隱患進行檢測，并提供相關(guān)技術(shù)成果，指導(dǎo)防汛抗旱工作及日常圩堤管理技術(shù)[2]。

1 方法原理

1.1 高密度電法工作原理

高密度電阻率測深法（高密度電法）與常規(guī)的視電阻率測深相比具有較高的測點密度，一次可完成縱橫二維的測量，能夠獲得豐富的電性資料[3]。

當(dāng)工區(qū)內(nèi)介質(zhì)為水平均質(zhì)、無其他不良地質(zhì)作用時，視電阻率等值線一般呈現(xiàn)有規(guī)律的近水平層狀；當(dāng)工區(qū)內(nèi)存在一定規(guī)模的漏洞、管涌、漫浸、內(nèi)脫坡、蟻穴、破碎帶、斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面時，則視電阻率等值線將發(fā)生變化，表現(xiàn)為梯度變化大，出現(xiàn)“U”或“V”字形等異常形態(tài)。

1.2 圩堤電性參數(shù)

通過收集資料和實測部分巖性電阻率參數(shù)并統(tǒng)計，結(jié)合地質(zhì)及鉆探資料綜合分析后，得到水庫壩體地基的土層標(biāo)準剖面，隨著壩體深度的增加，視電阻率參數(shù)逐漸增大，具體為從15.1 Ω.m～36.6 Ω.m，并具有明顯的分層特性。如果剖面段內(nèi)有滲漏、涌水、蟻穴、破碎帶等，水體的滲透會導(dǎo)致視電阻率值降低，剖面上呈現(xiàn)出明顯的低阻特性。

2 方法應(yīng)用

2.1 圩堤概況和工作部署

在圩堤的重點區(qū)段，根據(jù)地質(zhì)條件選用合適的方法是取得較好勘探效果的關(guān)鍵。布置了10條剖面，長度60 ～120 m不等，剖面長度共計1 680 m。其中，在百泉灣段布置7條剖面，猛虎咀段布置3條剖面。采用溫納剖面與溫施剖面相結(jié)合方法，設(shè)置點距為1 m，最大層數(shù)為30層。

2.2 高密度電法成果解釋

根據(jù)涌水情況，本次重點對滲漏嚴重區(qū)段開展了長度不等的剖面檢測，范圍均是圍繞芙蓉圩堤的土質(zhì)壩體。

（1）K1+240～K1+360段（如圖1）：

G12-1異常段：位于265～270 m段，深度3.0 ～4.5 m，呈現(xiàn)低阻特征，推斷為水庫壩體漏洞形成局部富水段所致。在背水側(cè)觀察壩坡可見水滴現(xiàn)象，此段應(yīng)高度重視，加強相關(guān)防護措施。

圖1 百泉灣K1+240～K1+360段物探效果圖

G12異常段：位于280～288 m段，深度2.0～5.1 m，呈現(xiàn)低阻特征，推斷為由于水體侵入壩體形成局部富水所致。在背水側(cè)觀察壩坡可見明顯的土質(zhì)浸濕現(xiàn)象，此段應(yīng)高度重視，加強相關(guān)防護措施。

G13異常段：位于303～309 m段，深度2.5～4.2 m，呈現(xiàn)低阻特征，推斷為由于水體侵入壩體形成局部富水所致，從視電阻率值形態(tài)分析，發(fā)育為空洞的可能性很大。在背水面未見浸濕現(xiàn)象，但應(yīng)加強相關(guān)防護和保護措施。

G14異常段：位于317～332 m段，深度2.2 ～4.0 m，呈現(xiàn)橢圓形低阻特征，推斷為由于水體浸潤壩體形成局部裂隙所致，從視電阻率值形態(tài)分析，發(fā)育為散浸的可能性很大。在背水面未見浸濕現(xiàn)象，但可見散居蟻穴糞便物分散堆積，此段應(yīng)引起重視，加強相關(guān)防護措施。

G15異常段：位于336～344 m段，深度2.0～4.3 m，呈現(xiàn)平緩低阻特征，推斷為由于水體浸潤并滲透壩體，形成局部裂隙所致。在背水面可見明顯滴水情況，此段應(yīng)引起重視，加強相關(guān)防護措施。

（2）K1+590～K1+770段（如圖2）：

G34異常段：位于594～612 m段，深度2.8～4.1 m，呈現(xiàn)橢圓形低阻特征，推斷為由于水體浸潤裂隙并滲入壩體所致，從視電阻率值形態(tài)分析，發(fā)育為管涌的可能性很大。在背水面可見零星滴水情況，此段應(yīng)引起重視，加強相關(guān)防護措施。

圖2 百泉灣K1+590～K1+770段物探效果圖

G35異常段：位于616～627 m段，深度1.5～4.5 m，呈現(xiàn)近圓形低阻特征，推斷為由于水體浸潤滲入壩體所致。在壩頂及背水面未見異常，此段應(yīng)引起重視，加強相關(guān)防護措施。

G36異常段：位于631～653 m，深度2.8～4.5 m，長度超過22 m，呈現(xiàn)大范圍低阻特征，推斷為壩體已經(jīng)嚴重被侵蝕導(dǎo)致土體流失，壩體穩(wěn)定性非常差。在背水面見明顯滴水情況，此段必須引起重視，應(yīng)加強巡壩及管理措施。

G37異常段：位于656～676 m，深度2.5～4.0 m，長度約20 m，呈現(xiàn)大范圍條帶狀低阻特征，推斷為該段壩體被侵蝕導(dǎo)致土體流失，壩體穩(wěn)定性很差，從視電阻率值形態(tài)分析，發(fā)育為管涌甚至潰堤的風(fēng)險較大。在背水面可見土質(zhì)潮濕現(xiàn)象，此段必須引起重視，加強巡壩及管理措施。

G38異常段：位于686～693 m，深度2.5～4.5 m，長度約7 m，呈現(xiàn)圓形低阻特征，該段下方為水庫排水閘，工程管道埋深約2～4.3m。

G39異常段：位于698～702 m，深度2.2～3.2 m，長度約4 m，呈現(xiàn)局部低阻特征，推斷為該段壩體被侵蝕導(dǎo)致土體已開始流失，發(fā)育為管涌甚至潰堤的風(fēng)險較大。在背水面未見異常，此段應(yīng)引起重視，加強巡壩及管理措施。

G40與G41段，此兩處呈現(xiàn)不明顯的點狀異常特征，推測該段為壩體浸濕的發(fā)展階段，應(yīng)根據(jù)情況加強監(jiān)測，按動態(tài)處理此段異常。

3 結(jié)語

根據(jù)水庫壩體實際情況與地質(zhì)條件，采取高密度電法進行電性參數(shù)的測定，建立起低阻特征與壩體滲漏、空洞等空間的對應(yīng)關(guān)系，說明采用高密度電法進行壩體滲漏檢測是有效的。

通過本次物探工作，基本查明了重點防護區(qū)段和防汛隱患點的排查情況，獲得了對應(yīng)區(qū)域的電性參數(shù)，分析推測了隱患的性質(zhì)、規(guī)模和程度，達到了預(yù)期工作的目的，可為水庫防汛指揮工作和日常管理提供技術(shù)資料。