網絡并行電法在仰峰水庫滲漏探測上的應用

一、網絡并行電法探測原理

直流電法探測是以探測區(qū)域的電性差異為基礎的，由于構成基巖的巖石與其上的松散層介質存在較大的電性差異，因此可以采用電法探測技術劃分出測線下方基巖界面的展布情況。傳統(tǒng)電法勘探有電測深、電剖面和高密度電法技術，本次探測中采用的是網絡并行電法技術。

并行電法是在高密度電法勘探基礎之上發(fā)展起來的一種新技術。它既具有集電測深和電剖面法于一體的多裝置、多極距的高密度組合功能；同時，還具有多次覆蓋疊加的優(yōu)勢，大側向探測距離為電極控制段的長度。由于采用網絡并行技術，在數據采集時具有同時性和瞬時性，使得電法圖像更加真實合理，大大提高了視電阻率的時間分辨率。

并行電法儀是智能電極與網絡系統(tǒng)的結合，實現了網絡并行電法勘探，完全類似于地震勘探的數據采集功能，從而大大降低了電法數據的采集成本。根據電極觀測裝置的不同，網絡并行電法數據采集方式分為兩種：AM法和ABM法。這兩種方法供電采集電位數據如圖1所示。

二、網絡并行電法在仰峰水庫滲漏探測中的應用

1、工程概況

仰峰水庫集雨面積2.4km2，總庫容22.4萬m3，相應水位為127.25m，正常庫容17萬m3，相應水位為126.0m。是一座以灌溉為主的?。ǘ┬退畮臁４髩螢檎惩列膲ι皻?，最大壩高12.88m，壩頂寬4m，壩頂長145m。溢洪道位于壩左側，為正槽寬頂堰，進口凈寬25.5m，堰頂高程為126.0m。

水庫于1964年11月開始清基動工興建，至1965年5月完工。水庫建成后第二年在右壩頭、壩身及壩址均發(fā)現滲漏，1986年在右壩頭進行鉆孔灌漿處理，后又進行套井回填處理，1993年在大壩中段和左壩頭又發(fā)現漏水，1994年春進行套井回填處理，1995年大壩中部壩址和左壩頭菜園山坡下漏水，1997年冬進行水泥灌漿處理，1999年對大壩壩基進行灌漿處理。2013年，對溢流堰堰基及與左壩頭接觸部位進行了灌漿處理。

經過數次除險加固措施后大壩壩基滲漏范圍有較明顯的減少，現狀大壩下游馬道左壩腳及消力池位置壩腳存在明顯滲漏點。大壩下游馬道左壩腳滲漏點表現為庫水位較低時不明顯，當庫水位較高時出現漏水，2013年灌漿后漏水量明顯減少。消力池位置壩腳滲漏帶經年有水滲漏，經過現場量測，該滲漏帶漏水量約為0.832（L/S）。

2、勘探目的

本次勘探主要目的是查明壩體漏水原因，為水庫大壩除險加固提供地質資料及依據。

3、電法測線布置及數據采集分析

（1）測線布置及設備使用

本次在大壩共布置并行電法測線3條（詳見電法測線平面布置圖）。測線CX1沿壩頂軸線布置，電極距為2.5m，起點位于溢洪道右邊墻，壩體段測線長度為140m；測線CX2位于下游壩坡，距壩頂斜長為5m，與測線CX1高差約2.2m、水平距離7m，電極距為2.5m，壩體段測線長度為140m；測線CX3沿溢洪道進口橫向布置并延伸至上游壩坡，電極距為1m，測線長度為60m。

本次電法勘測主要使用設備為：①NPEI-DHZI-1網絡并行電法勘探系統(tǒng)1臺；②NPEI-DHZI-2電源模塊1臺；③電法大線（極距為1m）1根，線纜總長69m；④電法大線（極距為2.5m）1根，線纜總長163.5m；⑤筆記本電腦1臺。

（2）數據采集及分析

根據壩體縱向視電阻率剖面（圖2所示），測線CX1與CX2成果具有很好的連續(xù)性，大壩右壩段壩體（踏步向右10m左右）相對左壩段視電阻率明顯偏低；根據反演后的真電阻率剖面（圖3所示），壩頂軸線樁號65～85m，90～120m范圍，深度5～15m左右存在低阻異常區(qū)，可能存在局部滲漏。

溢洪道進口目前剛剛完成帷幕灌漿處理，電阻率剖面反映距左邊墻5～17m段范圍，深度2～4m左右存在低阻異常區(qū)，可能與局部水泥漿液未固結或仍存在局部滲漏有關。

電法是通過介質的電性差異反映各種巖土體的物性差異，低阻異常區(qū)一般可解譯為滲漏薄弱區(qū)，發(fā)生滲漏隱患的可能性較大。為進一步確認隱患，可對低阻異常區(qū)進行鉆孔探查，通過鉆孔完整取芯、現場注水試驗，進一步探明滲漏薄弱區(qū)。

4、低阻異常區(qū)的補充勘探

通過前期網絡并行電法探測技術，分析出了仰峰水庫相對低阻異常區(qū)，基本確定了大壩防滲薄弱帶。后期，為了驗證物探成果，徹底查明大壩滲漏原因，仰峰水庫在低阻異常區(qū)進行了補充勘探。主要采取鉆孔勘探，輔助以探坑、埋設測壓管等勘察方法，通過注水試驗及一定時期測壓管水位觀測分析大壩的滲流狀態(tài)，最后得出綜合結論。

5、勘察結論和建議

通過前期網絡并行電法物探，加上后期在低阻異常重點地段進行補充勘探，仰峰水庫的漏水主要原因得以確認。

建議在后期的水庫除險加固中采取垂直砼防滲墻處理壩體、壩基和堰基，但施工時應注意壩基含粘性土碎石層坍孔問題?；蛘邏误w采用套井，壩基覆蓋層采用超細水泥粘土灌漿、壩基巖體利用帷幕灌漿，局部滲漏嚴重地段采用雙排加強處理。

三、經驗總結

在水庫大壩滲漏探測中，通過網絡并行電法的應用，可以在較短時間內快速確定大壩防滲薄弱帶，為后期鉆孔勘探指明了方向，減少了不必要的盲目勘探。和傳統(tǒng)的鉆孔勘探方法相比，網絡并行電法在探測水庫滲漏工作中具有速度快、周期短、定位準、投資省的特點，非常具有推廣價值。