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堤壩隱患探測技術(shù)在水庫大壩隱患探測中的應用

文檔作者：蘑茨瑜文檔來源：太子河防洪工程建設管理處		點擊數(shù)：	更新時間： 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
· 設計與研究·
堤壩隱患探測技術(shù)在水庫大壩隱患探測中的應用
蘑茨瑜
(太子河防洪工程建設管理處，遼寧遼陽 1 1 1000)
摘要：介紹了堤壩隱患探測技術(shù)的發(fā)展，并通過探測實例介紹了高密度電阻率法、自然電場法從測線布設、數(shù)據(jù)采
集、分析解譯、鉆孔驗證的全部過程，探測數(shù)據(jù)表明，該技術(shù)方法快速高效，探測結(jié)果可靠。
關(guān)鍵詞：高密度電阻率法；自然電場法；大壩滲漏探測；水庫大壩隱患
中圖分類號：P631．3*22 文獻標志碼：B 文章編號：2095～0144(2014)08—0021—05
我國自20世紀50年代就開始對堤壩隱患探測
技術(shù)進行研究，探測堤壩隱患的傳統(tǒng)方法是地質(zhì)鉆
探，但傳統(tǒng)鉆探方法局限性較大。我國堤壩現(xiàn)狀及
經(jīng)濟條件決定了以地球物理勘探技術(shù)為基礎的堤壩
隱患探測技術(shù)是堤壩隱患快速、準確、無損傷探測的
首選方法。目前，國內(nèi)應用于堤壩隱患探測的地球
物理探測方法主要有電阻率法、自然電場法、電磁
法、探地雷達法、彈性波法、溫度場法、同位素示蹤法
和流場法等．這些方法在我國一些堤防和水庫大壩
上均有一些成功應用的案例。
遼寧省是從20世紀90年代開始進行堤壩隱患
探測技術(shù)研究的．經(jīng)過近些年的發(fā)展，目前，主要引
進并采用了高密度電阻率法、流場法、探地雷達法、
自然電場法等探測方法，成功應用在遼河、渾河堤
防和一些中小型水庫大壩滲漏探測中．取得了一定
的探測效果。本文以遼寧省關(guān)門山水庫大壩隱患探
測為例，對堤壩隱患探測技術(shù)中的高密度電阻率
法、自然電場法的野外探測、數(shù)據(jù)解譯進行詳細分
析介紹。
1 工程概況
關(guān)門山水庫是遼寧省境內(nèi)的一座小(1)型水庫，
設計防洪標準5O年一遇。設計庫容424萬m ，校核
防洪標準100年一遇，庫容530萬ms。水庫主壩為
黏土斜墻壩，最大壩高20 121，壩長170 111(其中主壩
長130 rn，副壩長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)門山水庫主壩工程橫斷面圖
自建庫以來發(fā)現(xiàn)主壩下游坡腳滲水嚴重，隨庫
水位漲落而增減．局部漏水點已經(jīng)形成明流，已經(jīng)嚴
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)嚴重。輸水洞出
口涵洞兩側(cè)及上部常年漏水，嚴重時流量可達0-3
m3／s，后經(jīng)過對洞身兩次灌漿處理，副壩的滲漏問題
已經(jīng)得到解決。
為確保水庫大壩的安全，水庫主管部門決定采
用堤壩隱患探測技術(shù)對壩體滲漏隱患進行探測．以
便確定隱患的空間分布，為下一步水庫除險加固提
供數(shù)據(jù)支持。
收稿日期：2014—08—2O
作者簡介：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處理的工程建設、管理。
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2014年第8期 甘肅水利水電技術(shù) 第5O卷
2 測線布設及數(shù)據(jù)解譯
2．1 測線布設
綜合關(guān)門山水庫壩體結(jié)構(gòu)型式及現(xiàn)場滲漏的實
際情況，探測使用了高密度電阻率測量系統(tǒng)和多功能
數(shù)字直流激電儀等兩種物探儀器。分別進行了高密度
電阻率法和自然電場法等地球物理探測方法來對壩
體進行綜合物探檢測．探測工作主要是以高密度電
阻率法探測為主，自然電場法探測為輔的原則進行。
為獲取壩體不同位置的數(shù)據(jù)進行分析比對，在
壩體縱剖面上共布設4條剖面．共計布設6條高密
度電阻率測量測線和一條自然電場法測線．探測工
作測線橫斷面布置如圖2所示。I—l 測線布置在
壩頂背水面堤肩，采用溫納裝置，電極距為2 m；1I一
Ⅱ 測線布置在背水面的戧臺上，采用溫納裝置．電
極距為2 m：llI一11I 測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 測線布置在迎水面坡面上，測線頂高程
為64．0m(現(xiàn)狀水位)；V—V 測線布置在迎水面坡
面上，測線頂高程為64．0 m(現(xiàn)狀水位)，并沿右側(cè)山
體向上布置：Ⅵ一Ⅵ 測線為橫斷面，沿壩體橫斷面布
置，一條自然電場法測線布置在迎水側(cè)的坡面上。
共累計完成高密度探測剖面總長度1 212 m，總探測
物理點666個。自然電場法測線總長143 m，總探測
物理點數(shù)143個。
圖2 探測工作測線平面布置示意圖
2．2 數(shù)據(jù)解譯
高密度電阻率法測量的數(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分
布情況，需要對采集到的探測數(shù)據(jù)進行解譯分析。探
測數(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)進一步
解譯。對高密度探測系統(tǒng)在探測現(xiàn)場實地探測記錄
存儲的原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)排列、突變點剔除、數(shù)據(jù)圓
滑處理，進行反演計算生成視電阻率』Ds剖面圖像。
3 探測結(jié)果分析與驗證
3．1 高密度電法探測結(jié)果分析
(1)測線1分析
推斷在探測的有效范圍內(nèi)，主壩壩基風化巖石
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。
測線剖面I下部對應的壩體部分存在一種明顯
的低電阻率異常，水平位置分別對應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。由于該測線對應的壩體部分的筑
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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