溫嶺市沙山塘防滲體隱患探測(cè)與分析

林森茂，王利華，葛雙成，瞿清清，劉超英

（1.溫嶺市水利局，浙江 溫嶺 317500；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

溫嶺市沙山塘防滲體隱患探測(cè)與分析

林森茂1，王利華1，葛雙成2，瞿清清1，劉超英2

（1.溫嶺市水利局，浙江 溫嶺 317500；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

為了更好地評(píng)價(jià)海塘安全情況，針對(duì)海塘工程和地基特點(diǎn)，采用探地雷達(dá)和地震波技術(shù)基本查明了閉氣土體（黏土）中存在的松散軟弱層（體）等潛在安全隱患和質(zhì)量現(xiàn)狀。探測(cè)結(jié)果與鉆探揭示等情況具有較好的相符性。

海塘；防滲體；隱患探測(cè)；探地雷達(dá)；地震波

1997年8月21日的“9711”號(hào)臺(tái)風(fēng)造成溫嶺市域內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的洪、澇暴潮災(zāi)害，沿海海塘毀壞嚴(yán)重。臺(tái)風(fēng)過(guò)后，溫嶺市市委、市政府及時(shí)作出了“建百里海塘，保百萬(wàn)生靈”的決策，實(shí)施了26條長(zhǎng)54.97 km標(biāo)準(zhǔn)海塘的建設(shè)任務(wù)，2003年完成的沙山塘即是重要組成部分。鑒于沙山塘進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)海塘建設(shè)后運(yùn)行至今已過(guò)10 a，根據(jù)《浙江省海塘工程安全鑒定管理辦法（試行）》和《海塘工程安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》的要求，擬對(duì)海塘進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。為了更好地評(píng)價(jià)海塘安全情況，溫嶺市水利局申報(bào)了基于浙江省水利先進(jìn)適用技術(shù)“水利工程病害隱患及疑難問題綜合物理探測(cè)技術(shù)”的科技推廣項(xiàng)目[1]，該項(xiàng)目通過(guò)多種物理探測(cè)技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用，基本查明了閉氣土體（黏土）中存在的松散軟弱層（體）等潛在安全隱患和質(zhì)量現(xiàn)狀，為海塘工程安全評(píng)價(jià)提供了重要科學(xué)依據(jù)。

1 工程概況

溫嶺市沙山塘地處樂清灣,全長(zhǎng)約2.8 km，海塘按照4級(jí)海塘、20 a一遇防潮標(biāo)準(zhǔn)、采用陡墻式斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)堤頂高程6.13 m（1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同），寬度約4.0 m，堤頂表面為15 cm厚C20混凝土路面，下設(shè)10 cm厚C10混凝土墊層。背水坡表面為13 cm厚C20混凝土預(yù)制塊護(hù)面，預(yù)制塊中空處種植草皮。

現(xiàn)狀海塘的背水坡表面雜草叢生，混凝土預(yù)制塊被不同程度覆蓋，且發(fā)現(xiàn)局部預(yù)制塊凹凸現(xiàn)象。堤頂路面局部存在裂縫。海塘現(xiàn)狀堤頂高程5.20 ～ 5.84 m，總體沉降量較大，平均約0.65 m。

近期安全鑒定地質(zhì)勘察深度范圍內(nèi)的堤頂以下大致可分為8個(gè)土層，分別為：

第①- 1層碎石土：為堤壩上部填筑土，其中上部15 ～25 cm為混凝土路面?；?～ 灰黃色，松散 ～ 稍密，土質(zhì)不均勻；第①- 2層黏土：為堤壩主要防滲填筑土，灰黃色，可塑 ～ 軟塑，干強(qiáng)度較高，中等韌性，土質(zhì)均勻性一般；第②- 1層淤泥質(zhì)黏土：為上部堤基土，即“硬殼層”，灰色，濕，飽和、軟 ～ 流塑，干強(qiáng)度較高，中等韌性，土質(zhì)均勻性較差；第②- 2層淤泥：為本工程主要堤基土，灰 ～ 深灰色，濕，飽和、流塑，干強(qiáng)度較高，中等韌性，土質(zhì)均勻性較好；第③- 1層黏土：為下部堤基土，灰黃色，濕，飽和，可塑，干強(qiáng)度較高，中等韌性，土質(zhì)均勻性一般；第③- 2層砂礫石：為下部堤基土，灰黃色，濕，飽和，中密，土質(zhì)均勻性較差；第④層黏土：為下部堤基土，灰色，軟 ～ 可塑，干強(qiáng)度較高，中等韌性，土質(zhì)均勻性一般；第⑤層強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r：主要巖性為紫紅色凝灰?guī)r，鉆孔巖芯呈碎塊狀。

2 探測(cè)原理與技術(shù)方法

分析堤頂以下土層特點(diǎn)，探測(cè)工作所涉及的主要介質(zhì)為黏土、砂、水、空氣、混凝土等，其物理性質(zhì)具有明顯的差異，實(shí)際工作中采用了探地雷達(dá)、瑞雷波和地震映像等技術(shù)[2-5]。

根據(jù)海塘結(jié)構(gòu)和地質(zhì)勘察綜合情況，探測(cè)測(cè)線布置在距防浪墻2.5 m的內(nèi)坡肩上，該處大致為原防滲土體中部。全線采用100，400 MHz頻率的工作天線進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)，并在局部堤段或位置布置瑞雷波測(cè)試點(diǎn)和地震映像法探測(cè)線。雷達(dá)探測(cè)使用美國(guó)SIR - 20型探地雷達(dá)，采用100，400 MHz兩種頻率的天線進(jìn)行單通道連續(xù)剖面測(cè)量，采樣率512，時(shí)窗分別為150，75 ns，帶通分別為25 ～ 300，100 ～900 MHz。瑞雷波和地震映像法探測(cè)采用北京水電物探研究所研制的SWS - 1G型工程勘探與檢測(cè)系統(tǒng)及相應(yīng)的分析軟件系統(tǒng)，采用24磅大鐵錘加鐵墊板激震。瑞雷波檢波器頻率為4 Hz，震源道間距為1.00 m，偏移距為10.00，15.00 m，采樣間隔為0.50 ms，采樣點(diǎn)數(shù)為1 024個(gè)。地震映像法檢波器頻率為28 Hz，道間距為0.50 m，偏移距為4.00 m，采樣間隔為0.25 ms，采樣點(diǎn)數(shù)為2 048個(gè)。

3 探測(cè)成果及分析

根據(jù)物理探測(cè)資料及工程具體情況的綜合解釋，可得堤頂以下堤身的重點(diǎn)介質(zhì)異常和潛在隱患總體情況：- 1層碎石土和第①- 2層黏土中均存在不同程度的介質(zhì)異常和潛在隱患，主要表現(xiàn)為較軟弱或密實(shí)性差和異常高速體，還有一些區(qū)段的局部松散軟弱或異常高速交錯(cuò)現(xiàn)象。其中，局部位置的介質(zhì)異常和潛在隱患更明顯，如：樁號(hào)0 + 300 ～ 0 + 320 m位置0.8 ～ 5.2 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差；0 + 535 ～ 0 + 575 m位置0.3 ～ 6.1 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差；0 + 670 ～ 0 + 686 m位置1.7 ～ 7.0 m深處局部夾異常高速體、1 + 253 ～ 1 + 265 m位置1.0 ～ 7.2 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差；1 + 396 ～ 1 + 424 m位置0.3 ～ 7.0 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差；1 + 521 ～ 1 + 560 m位置1.1 ～ 7.3 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差；2 + 444 ～ 2 + 456 m位置1.3 ～ 7.6 m深處相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差。

此外，樁號(hào)0 + 100 ～ 0 + 200 m位置0.9 ～ 1.5 m深處存在相對(duì)松散軟弱層。樁號(hào)1 + 700 ～ 2 + 000 m位置的第①- 2層黏土中表現(xiàn)出整體性的較軟弱或密實(shí)性差現(xiàn)象，樁號(hào)1 + 000 ～ 1 + 100，1 + 300 ～ 1 + 400，1 + 600 ～ 1+700，2 + 200 ～2 + 300，2 + 500 ～ 2 + 600 m等位置的第①- 2層黏土中表現(xiàn)出局部松散軟弱或異常高速交錯(cuò)現(xiàn)象。

4 鉆探驗(yàn)證

根據(jù)重點(diǎn)介質(zhì)異常和潛在隱患分布情況，在局部位置進(jìn)行了鉆探驗(yàn)證。對(duì)比鉆探揭示情況和探測(cè)結(jié)果，物理探測(cè)所發(fā)現(xiàn)的堤身“異常高速體”主要是防滲體（黏土）中的塊石；而探測(cè)所發(fā)現(xiàn)的堤身“相對(duì)較軟弱或密實(shí)性差”，一是堤頂和防滲體之間的碎（砂）石土層中夾有角礫、黏土等異常介質(zhì)所致；二是堤身防滲體（黏土）中夾有砂石、碎石等異常介質(zhì)及黏土本身的不均勻所致。

5 結(jié) 語(yǔ)

探測(cè)工作表明，探地雷達(dá)、瑞雷波和地震映像等物理探測(cè)方法及其綜合運(yùn)用，可以較有效地查明海塘防滲體質(zhì)量現(xiàn)狀和安全隱患，指出可能導(dǎo)致滲漏甚至毀損的松散軟弱層（體）等異常的位置和深度。

溫嶺市沙山塘探測(cè)所發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)介質(zhì)異常和潛在隱患分布情況，已被局部位置的鉆探所驗(yàn)證。

[1] 葛雙成，孫伯永，張民強(qiáng)，等.里墩水庫(kù)大壩滲漏的雷達(dá)探測(cè)與分析[J].浙江水利科技．2004(2)：22 - 23.

[2] 葛雙成，沈水土，孫從炎，等.海塘工程隱患探測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)述[J]．浙江水利科技，2008(5)：33 - 34，43．

[3] 葛雙成，許江南，王良，等.探地雷達(dá)在海塘防滲注漿效果檢測(cè)中的應(yīng)用試驗(yàn)[J].浙江水利科技，2012(3)：66 - 67.

[4] 劉超英，陳式華，王良，等.堤防堤身填筑質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法研究與應(yīng)用[J].浙江水利科技．2015，202(6)：68 - 70，79.

（責(zé)任編輯 黃 超）

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2016-11-10

林森茂(1962 - )，男，工程師，大專，主要從事水利工程管理工作。E - mail：Wlsllsm@126.com