槐蔭黃河堤防4+000~4+700堤段裂縫檢測(cè)

呂國(guó)豪 霍建濤 李 川

(1.山東黃河勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東黃河工程集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250000)

1 工程概況

本次探測(cè)范圍為槐蔭黃河堤防4+000～4+700堤段。位于北店子黃河灘區(qū)內(nèi)，該堤段現(xiàn)作為玉清湖水庫(kù)沉砂池圍堤使用；該段黃河大堤2000年進(jìn)行了加高幫寬，2004年進(jìn)行了道路硬化，硬化路面寬度6m，同年完成機(jī)淤固堤工程，淤區(qū)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(kāi)始出現(xiàn)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(zhǎng)。

2 工作原理及方法技術(shù)

本次探測(cè)采用高密度電阻率法。高密度電阻率法是一種以巖土體導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一類(lèi)陣列勘探方法，研究在人工施加電場(chǎng)的作用下地層中的傳導(dǎo)電流以達(dá)到解決各類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的目的。當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)間電阻率存在較大差異時(shí)，人工施加電場(chǎng)作用下的傳導(dǎo)電流的分布會(huì)因電阻率的高低而分布有疏有密，傳導(dǎo)電流的分布與地下介質(zhì)（土性、裂縫、孔洞等）的性質(zhì)、大小、埋深等賦存狀態(tài)各因素有著密切的關(guān)系。因此從探測(cè)到的傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律可以分析地下電阻率在不同區(qū)域間的變化，從而可以推測(cè)地下的地質(zhì)情況，尤其是地下裂縫、孔洞、松散帶等不良地質(zhì)體的發(fā)育情況。

高密度電阻率法進(jìn)行二維地電斷面測(cè)量，兼具剖面法與測(cè)深法的功能，有點(diǎn)距小、采樣密度高的特點(diǎn)，實(shí)測(cè)時(shí)，一次布好所有電極，電極切換工作由儀器自動(dòng)控制，敷設(shè)一次導(dǎo)線后可進(jìn)行數(shù)多個(gè)記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測(cè)，其信息量大、工作效率高，因此在堤防隱患探測(cè)方面得以廣泛應(yīng)用。

本次探測(cè)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(chǎng)地及堤防兩側(cè)邊界條件的影響，為側(cè)重于堤防基礎(chǔ)隱患的探測(cè)，并兼顧堤身質(zhì)量的檢測(cè)，選定垂直堤身布置探測(cè)剖面，以臨河堤腳為探測(cè)起點(diǎn)，堤中心為探測(cè)剖面中點(diǎn)，測(cè)線垂直路面，橫跨路面兩側(cè)路沿石至臨、背河堤坡。為探明整個(gè)堤身情況，沿堤頂裂縫走向靠近大堤軸線布置測(cè)線兩條。采用受地形影響較小的四極裝置（α2），對(duì)瀝青路面采用人工鉆孔穿透硬化層并于測(cè)前半小時(shí)在孔內(nèi)注入鹽水以提高其導(dǎo)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(shù)40個(gè)，測(cè)量點(diǎn)距采用1.0m，測(cè)量層數(shù)為13層,測(cè)量最大極距(AB/2)為13.5米，最大供電電壓220V。

3 工作質(zhì)量評(píng)述

本次探測(cè)工作遵循ISO9001質(zhì)量管理體系和計(jì)量認(rèn)證質(zhì)量管理體系，外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)資料整理皆處于質(zhì)量體系管理下，保證了工程質(zhì)量。并采取了以下技術(shù)措施：

①測(cè)線丈量：以相對(duì)應(yīng)的百米樁為起點(diǎn)對(duì)大堤樁號(hào)進(jìn)行測(cè)量并記錄。

②保證測(cè)量精度的措施：a、觀測(cè)前先對(duì)分布式電極單元進(jìn)行檢測(cè)。確保每個(gè)單元都通暢。b、電極單元檢測(cè)完畢并合格后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行接地電阻檢測(cè)，對(duì)接地不良的電極，要先處理再觀測(cè)。C、測(cè)量中應(yīng)隨時(shí)注意觀測(cè)電壓、電流值，保證每個(gè)測(cè)點(diǎn)電壓值不小于2mV，電流值不小于10mA。如達(dá)不到要求，要查明原因，予以排除后再繼續(xù)觀測(cè)。d、加強(qiáng)數(shù)據(jù)觀測(cè)和復(fù)測(cè)工作。在探測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，即行復(fù)測(cè)，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(duì)探測(cè)儀進(jìn)行系統(tǒng)檢查。

4 依據(jù)規(guī)程及辦法

①《水利水電工程物探規(guī)程》SL 326-2005

②《堤防隱患探測(cè)規(guī)程》SL 436-2008

資料分析與解釋?zhuān)?/p>

按要求選取2個(gè)剖面，采用高密度電阻率法對(duì)堤身裂縫發(fā)育情況進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理采用了多次迭代的方法，得到該探測(cè)剖面視電阻率剖面圖，反映了區(qū)域內(nèi)地下電阻率的變化情況，從而推斷探測(cè)區(qū)域的地質(zhì)情況?？v坐標(biāo)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(biāo)表示平面位置（m）（從背河堤肩至臨河堤肩），縱剖面的橫坐標(biāo)表示大堤起始位置（大堤樁號(hào)），不同的色階表示不同的電阻率區(qū)段，色階深且與周邊色階差距大則認(rèn)為有隱患存在。

現(xiàn)按剖面（測(cè)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(qū)在距背河堤肩2.0、4.0及6.0米處肉眼可見(jiàn)三條較大裂縫分布。由ρs灰階圖可以看出，該區(qū)上部呈高阻分布，推測(cè)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(cè)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(cè)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(qū)在距背河堤肩3.0～5.0米處肉眼可見(jiàn)較大裂縫兩條并有多條小裂縫發(fā)育。由ρs灰階圖可以看出，該區(qū)上部呈高阻分布，推測(cè)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(cè)為松散體，埋藏深度至3.5～4.0米。

圖2 D2剖面灰階圖

5 結(jié)論與建議

本次抽檢在委托方指定的測(cè)段內(nèi)共完成了2個(gè)斷面的探測(cè)工作，符合《水利水電工程物探規(guī)程》(DL5010-92)要求。根據(jù)資料解釋結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄可得出以下結(jié)論：

5.1 測(cè)段內(nèi)有明顯的裂縫發(fā)育現(xiàn)象,裂縫目前主要發(fā)育在堤頂中線附近 基本貫穿該堤段，長(zhǎng)約700米，其兩側(cè)局部分布有長(zhǎng)約幾十米～百余米的伴生裂縫，該區(qū)發(fā)育裂縫均有向下發(fā)展趨勢(shì)，裂縫深度集中分布在3.0～3.5m之間，部分位置可達(dá)3.5～4m，局部有松散體或松散體伴隨裂縫發(fā)育。深度最大的裂縫集中出現(xiàn)在路面中部,裂縫一般2-10cm，最寬處寬約15cm。5.2 根據(jù)測(cè)線布置較密測(cè)段斷面圖結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄分析，裂縫發(fā)育基本上是相互貫通的。

5.3 裂縫一般為垂直堤身發(fā)育，個(gè)別部位有向臨河傾斜趨勢(shì)。

5.4 建議對(duì)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(kāi)挖回填的方法來(lái)消滅隱患。