1、高密度视电阻率成像技术在探测水库大坝渗漏的效果分析与评价摘 要：本文阐述了应用高密度视电阻率成像技术在水库大坝探测渗漏方面的效果分析，技术方法介绍，结合工程实例，对其成果作了评价。在库区受地形地物条件的限制，通过该技术方法，获取多种电性参数，结合地质特征分析，能解释出渗漏水带的位置、范围、深度及渗漏水通道，为注浆孔位的布置提供依据。 关键词：高密度电阻率成像技术；探测；渗漏水带 中图分类号： TV697.3+2 文献标识码： A 文章编号： 1 序言 水库是重要的水利设施，是工农业生产及生活用水的重要保证。维护好、治理好水库，防止病害水库的发生，降低治理成本，为此、需要寻求一种新技术、新方法加
2、以解决。在多年的实践中，我们采用了“高密度视电阻率成像技术” ，用该技术方法对云南省的十多个水库进行了试验、测试，均取得了良好的效果。 2 高密度视电阻率成像技术方法概述 2.1 高密度视电阻率成像技术是根据地壳中各种岩石、矿石、土等电性性质之间的差异为基础，采取微型精细电阻率装置一次观测，并将参数组合去研究地电断面构造和电性分布图像，来达到解决工程基础问题的方法。 2.2 高密度视电阻率成像技术基本原理仍属电阻率法，所不同的是观测中设置高密度测点，测量方法采取排列布置，一次获取多参数。采集系统具有高精度和强抗干扰能力，高密度视电阻率成像技术既能提供深度方向的岩土性变化，也同时提供横向方向的岩
3、土性变化特征，在资料处理中，采取多参数组合做综合处理，应用视电阻率 （s） 、电性图像、比值参数(Ts)、 （） 、 （G）绘制各种参数剖面图像，可以更醒目的再现异常，而且抑制干扰和分辩异常能力更强，从而大大改善了常规电法多解性的不足之处。 2.3 高密度视电阻率成像技术的主要特征为： 2.3.1 布极一次完成，测量过程无须更换电极，因而避免了由电极布极引起的故障和干扰。 2.3.2 进行多种排列装置方式观测，从而可获取丰富的关于地电对应图像资料。 2.3.3 成本低、效率高、信息丰富、解释方便、直观、勘探能力显著提高。 3 工程实例概况 XXX 水库位于 XX 镇 XX 井西北方向，从 XX
4、 井有简易公路直达水库，路程约有 4?，该水库为小益型水库，水库坝顶标高为 2221.00m，坝底标高为 2205.50m，坝高为 15.50m，坝体轴长约为 90m，施工时水位约为11.00m，最大库容约为 16.00m3。1998 年建成后试蓄水期间，大坝外围发现有不同程度的漏水点 7 处，地表漏水点随着库内水位的升高，其渗透水量将大大增加，在距大坝约 150m 处有两个鱼塘，其养鱼所用的水由水库渗漏补给。 4 工区地质背景及物理特征 经库区地质勘查，XX 水库四周出露地层为中生界白垩系上统赵家店组地层（K2z） ，岩性为细中粒长石石英砂岩，含有较丰富的裂隙水。从区域资料看，库区位于近南北
5、向的向斜轴部西翼。库区周围岩层较破碎，节理发育，地层走向为北西南东向，倾角为 31。 在电法施工过程中，为了更好地掌握该区的电性特征，划分地电断面，对库区地层中的砂岩及水进行了电性测定，其数值如下： 水参数：平均视电阻率值 s=109m 砂岩参数：含水性较差或不含水砂岩，其视电阻率值为s=5001500m；含水性中等砂岩，其视电阻率值 s=250500m；含水性丰富的砂岩，其视电阻率值 =45250m 综上所述分析：砂岩随着其含水性较差变化为含水性丰富，其视电阻率值由高阻变化为低阻，电性变化比较明显，异常突出，该区水质较佳、杂质少，其视电阻率值偏高。 5 电法工作 本次电法工作采用高密度视电阻
6、率成像技术，选用单边偶极剖面进行一次性布极，记录点为 MN 的中点 O，AB=MN=a=2m，BM=na，探测深度H=OO1=（n+1）a，其中 n 为极距系数，取值 n=1、2、311，装置关系见下表： 极距装置深度对应关系表 在库区共布设剖面线条 4 条，实测剖面总长为 285m，测量点距为5m，测量点位 61 个，岩石及水参数点 4 个，其中 2 线剖面位于标高为2221.00m 的坝顶上，剖面长约为 90m，测量点为 18 个。 6 电法成果解释 结合库区地质特征、电性曲线、物性参数、各条电剖面图像、综合参数图像的分析，进一步提高认识，依据电性特征、库区坝体地表漏水点情况进行剖析、判断
7、与解释。选坝顶 2 线为例叙述： 插图“XXX 盐矿洗菜河水库 2 线等视电阻率剖面图像（A） ”，从坝顶2 线实测的等视电阻率图像剖析，可以看出有两个异常区：低阻 异常区与高阻异常区，结合水参数值 s=109m、电法勘探原理、电性特征，我们圈出视电阻率值 s=53250m 之间组合的低阻异常区确定为渗漏水区，在图像上用蓝色阴影部份表示。 高阻异常区两部份：一部份为 11 号点，即粘土心墙与砂岩地层的接触面，其电性特征为 s=5001458m，其中高阻呈岩石风化、节理发育、有孔隙、裂隙、土层松散，当水库的水蓄到该层面，则这部份是渗漏水区，在图像上用黄色阴影部份表示，另一高阻区在 16 号点附近
8、，该处岩层致密坚硬，因而为不渗漏区。 插图“一平浪盐矿洗菜河水库 2 线等视电阻率剖面检测图像（B） ”，该图像是水库大坝在进行完灌浆后，再对大坝复测的结果，大坝灌浆是依据电法资料解释的成果，采用 5m1 个灌浆孔，即从 6 号点至 19 号点，共灌浆 14 个孔，然后对大坝进行加密灌浆，即从 10 号点至 15 号点，1m1 个孔的加密灌浆。在其灌浆结束后，我们对 2 线剖面进行了检测，得出 B 图像，从 A 与 B 的图像对比分析低阻异常区与高阻异常区，推理得出 9 号点、15 号点还存在异常，其余正常，表明电法成果良好。 为了提高解释精度，突出异常区，我们把原测视电阻率值 s 与检测视电
9、阻率值 s1 的比值，得到参数 Ts=s/s1，这就给出 2 线 Ts 参数 C 图像，显然 Ts=1，即 s=s1 说明大坝灌浆前与灌浆后电性特征一致，无异常。分析 Ts 参数图像 C，推理出两个异常区，即 Ts=0.20.6区与 Ts=1.42.8 区，为什么灌浆前与灌浆后两次观测的视电阻率值相差大呢？即异常突出，根据电法勘探理论分析如下： 第一、参数 Ts=0.20.6 异常区，得出大坝灌浆前视电阻率值 s较小，大坝该部位渗漏；灌浆后视电阻率值 s1 较大（s1s） ，说明通过后期灌浆后，水泥浆充填了裂隙面，形成固结整体，使土质致密，证明渗漏水部位被堵住。 第二、参数 Ts=1.42.8
10、 异常区，得出大坝灌浆前视电阻率值 s较大，即岩石风化、破碎、孔隙大、节理发育、电性呈高阻反映，通过对大坝该部位灌浆后，其视电阻率值 s1 变小（s1s） ，说明水泥浆充填了岩层裂隙面，形成固结整体后视电阻率值相对变小，证明大坝该部位灌浆前是渗漏水区，灌浆后大坝该部位被堵住，同时验证出了大坝灌浆质量可靠。 根据电法解释成果，在坝顶 2 线剖面进行了灌浆，并依据 2 线等视电阻率图像提供的兰色阴影部份与黄色阴影部份进行了加密灌浆，工程结束后，从对大坝检测的 B 图像分析，其等视电阻率值与原测的相比较基本升高，视电阻率值大部份大于 250m，说明大坝渗漏水区通过灌浆后基本堵住。 查看库区大坝的地表
11、渗漏水点，在距大坝约 150m 处，两个养鱼塘的水变干枯，大坝周围有 5 个渗漏水点被堵住，余 2 个渗漏水点变小。 以上实践证明：高密度视电阻率成像技术得出的成果资料可靠、效果明显。 7 结论 由此可见，在对水库大坝病害进行治理前，在灌浆投资风险大的情况下，利用高密度视电阻率成像技术方法，对水库进行电法系统观测，得出电法成果以指导灌浆工作，降低成本，提高注浆效果。 该技术方法的主要探测目标是：其规模和深度小而浅。在资料的解释方面，采用了多参数对比、分析、论证、剖面图像的叠加等，提高了异常分辩率，突出有用异常。为此、可以把该技术方法推广应用到其它基础工程的勘查中。现将该方法技术应用情况介绍出来供同行之间相互探讨，不对之处欢迎批评指正。
