淺談高密度電法在堤防工程滲漏檢測中的應用

摘 要：堤防工程會因各種各樣的人為因素與自然因素而存有滲漏隱患，在汛時容易出現(xiàn)險情，需要對隱患進行探測。高密度電法是一種無損檢測方法，可以有效偵查堤防滲漏的地段。本文將分析某堤防工程視電阻率剖面，從而找出有可能發(fā)生滲漏的通道，研究表明，高密度電法可以準確快速地檢測滲漏通道狀況。

關鍵詞：高密度電法；堤防工程；滲漏檢測

引言

堤防是一項防洪工程，在防洪工作中發(fā)揮著至關重要的作用。大部分堤壩都在原有堤壩之上培厚加高建造而成，導致堤壩建筑質量普遍較低。由于人為因素與自然因素等諸多因素造成的多種堤壩隱患，如果遇到洪水將會出現(xiàn)滑坡、管涌等險情，使大堤潰決。為此，如何準確而快速地檢測堤防工程滲漏隱患值得關注。

一、高密度電法的工作原理及應用方法

（一）高密度電法的工作原理

用于檢測滲漏隱患的方法通常是地質鉆探的方法，這種檢測方法相對傳統(tǒng)而言，施工難度較大、破壞性較強、成本也十分高昂。高密度電法作為一個陣列勘探手段，工作原理是借助地下介質的不同導電性，通過人工方式來施加相應的電廠，使各種介質所傳導的電流發(fā)生相應變化，引發(fā)電阻率值在各個區(qū)域范圍內發(fā)生變化，從而對地下地質狀況進行反推[1]。在野外測量的過程中，應將所有電極放在測點上，借助微機電測儀與程控電極開關就能夠做到數(shù)據(jù)的自動、快速采集，而且可以對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行分析、處理與成圖，最后按照得到的成果圖來對判斷堤防工程有滲漏隱患的位置。

（二）高密度電法的應用方法

本文以某堤防工程作為例子，詳細闡述堤防工程滲漏探測應用高密度電法的方式，利用高密度電法技術勘察堤壩的滲漏段，從而發(fā)現(xiàn)堤壩存有的滲漏通道。本次工作使用分布式duk-4型號高密度電法儀，使用24根10道電纜，一共240道電極。具體使用的道間距與電纜數(shù)會依據(jù)實際情況作出相應調整。在進行斷面測量的過程中，全部電極都要事先鋪設好，為了保證電極接地電阻均衡、接地效果良好，進行剖面測量前需要檢查全部電極的接地電阻，使用澆鹽水的方法確保每個電極的接地電阻都小于7kΩ，并且進行采集時的供電電壓為200V至400V。要想使各個排列觀測數(shù)據(jù)得到有效利用且測量數(shù)據(jù)垂向與橫向的反演精度得到有效保證，本次工作選取溫納排列裝置。在進行測量的過程中，NB=MN=AM作為電極間距，B、N、M、A每個點逐漸向右側移動，從而獲得另一個剖面線，進行不間斷地測量和掃描，獲得倒梯形斷面。

為了發(fā)現(xiàn)該堤防工程的堤身上存有的滲漏通道，在樁號5+350至5+512、4+695至4+855、5+000至5+288的堤身背水坡順著堤軸線設置高密度電法的測試線，樁號5+530至5+512之間設置了3條測試線，測試線的總長度為720m。樁號5+000至5+288之間設置了1條測試線，測試線的總長度為300m。樁號4+695至4+855之間設置了1條測試線，測試線的總長度為320m。采集完數(shù)據(jù)之后，使用二維的高密度電法軟件對原始數(shù)據(jù)進行分析，將其轉換成反推文件必要的固定格式文件，然后借助resdinv軟件對其進行地形改正、壞點編輯、數(shù)據(jù)拼接等處理工作，以最小二乘法反推方式最終畫出有相應的視電阻率剖面圖并填充色譜，用來解釋和分析[2]。

二、檢測成果與分析

文中所介紹的堤防堤身是均質紅色黏土，防滲的地基使用了射水造墻防滲，而穿堤部分采取擺噴灌漿。

（一）樁號5+350至5+512之間的檢測結果

第一條測試線的剖面在背水坡的中間地帶，順著堤軸線來設置的。該剖面具有較好的成層性，整體看來，表現(xiàn)出底部視電阻率低、頂部視電阻率高的特征。推測底部是中砂層且含水性大，頂部為干燥堤身。在測試線橫坐標68m的地方發(fā)現(xiàn)視電阻率的一個低阻閉合圈，并和該處電排站穿堤涵的水位相符合。在電排站左方，測試線橫坐標46至82m與橫坐標28至40m的地方，發(fā)現(xiàn)兩個低阻異常帶，從而判斷這兩處存有隱藏的滲漏通道。第二條測試線附近的電排站穿堤涵在測試線橫坐標50m的地方，視電阻率較低，在電排站左方，測試線橫坐標45m至48m的地方與橫坐標33m至41m的地方發(fā)現(xiàn)兩個低阻異常帶，符合第一條測試線的測試結果。第三條測試線對前兩條測試線的檢測結果進行進一步驗證，從開始到最后的樁號和第二條測試線標尺不變，高度降低2米。兩個低阻異常樁號和前兩條測試線基本吻合，電阻率都是40Ω·m左右。由此可見，樁號5+350至5+512、樁號5+448至5+438、5+465至5+452這三個地方周圍可能存有潛在的滲漏通道，并且通道的深度距離堤壩頂部8至12m。

（二）樁號5+000至5+288之間的檢測結果

在測試線橫坐標33和56周圍出現(xiàn)了低阻異常情況，判斷此處是含水較多的中砂層，深度大概在堤壩底部9m至12m之間。在橫坐標51至125之間，測試底部深度5m至7m的地方檢測出低阻帶，判斷此處是含水較多的中砂層。

（三）樁號4+695至4+855之間的檢測結果

測試線底部深度5m至7m檢測出低阻帶，判斷此處是含水較多的中砂層。以上樁號的高密度電法檢測，都是根據(jù)含水堤身視電阻率較低的特征，在堤身表現(xiàn)出高視電阻率的情況下，發(fā)現(xiàn)低視電阻率來判斷異常，從而判斷堤防工程的滲漏問題。本次工作采用高密度電法獲得視電阻率相關剖面圖，與實際情況相結合能夠得出，剖面底部的低阻和堤身下方的巖土層、中砂層、及黏土層相吻合，剖面頂部的高阻和堤身上方相對應。樁號5+350至5+512的地方潛在的滲透通道在5+448至5+438和5+465至5+452周圍，深度為堤壩頂部下方7m至9m左右。

結語

綜上所述，堤防工程滲漏檢測中應用高密度電法是十分必要的。經(jīng)過反復核查與計算，當前大堤存有抗?jié)B能力低、堤身穩(wěn)定性不強、防浪設備少、管理體制不完善等問題，需要相關工作人員合理應用高密度電法，加大對堤防工程的檢測力度，充分掌握相關地質資料，從而完全消除堤防工程的安全隱患。

參考文獻

[1]王建飛.高密度電法在工程地質勘察中的應用——以云南曲靖危險廢物集中處置區(qū)為例[J].云南大學學報（自然科學版），2017，39（S2）：317-321+330.

[2]呂路，楊軍耀，秦嘉楠.汾河三期蓄水工程人工湖滲漏對太原市淺層地下水影響的數(shù)值模擬[J].水電能源科學，2017，35（01）：89-92+208.

作者簡介：

李愛萍（1978-）；女，甘肅省舟曲縣人，中專，畢業(yè)于甘肅省煤炭工業(yè)學校；現(xiàn)有職稱：中級工程師；研究方向：水利水電。

（作者單位：甘肅省舟曲縣水務水電局）