直流电阻率法在堤防隐患探测中的应用

赵红梅

（吉林省防汛机动抢险队，吉林 长春130021）



直流电阻率法在堤防隐患探测中的应用

赵红梅

（吉林省防汛机动抢险队，吉林 长春130021）

［摘 要］直流电阻率法在吉林省嫩江干流堤防上的应用表明，该套技术适合土质堤坝的隐患探测。对于探测堤坝中的裂缝、孔洞、松散土夹层等隐患具备实用性，探测结果形象、直观、可靠，该方法对及时掌握堤防质量状况，有针对性地处理堤身各种隐患，确保防洪安全具有重要意义。

［关键词］直流电阻率法；隐患探测；嫩江干流堤防

多年来，堤坝隐患探测一直沿用锥探甚至是开槽水淹等传统、落后的土办法、工效低、效果差、劳动强度大。近些年，许多探测技术，如电磁波法、弹性波法、物探电法等，被引用于堤坝隐患探测的试验研究。然而，由于土壤对多种媒介的吸收衰减严重，加上堤坝隐患的探测目标小，目标与周围介质物性差异小，以及场地条件限制等因素，使诸多方法对堤坝隐患探测的效能难以正常发挥。土质堤防的隐患一般为裂缝、洞穴、松散土夹层等隐患，通过多种试验表明，对于探测这类隐患“直流电阻率法”具有很好的实用性。下文将采用该方法对嫩江干流堤防进行隐患探测。

1　直流电阻率法

直流电阻率法是通过观测同一深度不同位置或同一位置不同深度的视电阻率的变化规律来判断堤防隐患的。此次探测采用直流电阻率法的“四极滚动快速隐患定位法”和“连续测深隐患祥查法”，两种方法结合使用具有探测速度快、定点准确、隐患形状明晰等优点，非常适合堤防探测点多、线长的特点。该方法已在长江、黄河、松花江干流等堤防广泛应用。

2　嫩江干流堤防概况

嫩江干流堤防始建于20世纪50年代，堤身土质主要为粘土、壤土、粉质粘土，部分为砂壤土及细沙，大部分堤防是在原有民堤基础上修建而成。后几经整治，堤防整体性能有所提高。98洪水期间，部分堤段出现了散浸、翻砂鼓水、管涌、软基等重大险情。洪水过后，嫩江干流堤防又得到进一步综合治理，堤防全线加高培厚，但堤防的除险加固大部分是在原有并已破坏的堤防基础上进行。复堵堤防与原有堤防存在接茬较多的现象，再加上多年运行，以及施工质量、土质、獾蚁动物侵害、浸泡、折陷等因素的影响，年长日久，堤防内部难免产生裂缝、洞穴、松散土夹层等隐患。这些隐患在洪水期间极易形成渗水、管涌、塌坡等重大险情，严重威胁工程的防洪安全。因此，对嫩江干流堤防进行隐患探测，摸清隐患的数量、分布和埋深等情况，以便有计划、有针对性地采取除险加固措施，显得非常必要和紧迫。

3　工作方法及技术措施

3.1工作方法

1）此次嫩江干流堤防隐患探测工程选取堤防永久性固定桩号作为定位依据，探测过程中采取已有的堤防护岸工程桩号为参照物，采用护岸工程名称，分堤段探测。

2）测线按平行堤防轴线布设，测线的走向与桩号递增的方向相同，从上游向下游沿河流走向延伸。根据堤顶宽度与堤身高度的比例关系布置测线：成1倍时，布设3条测线；相等时布设2条测线；小于1倍时布设1条测线。

3）此次堤防隐患探测选取在迎、背水距堤肩0.5～1.0 m处各布设一条测线进行普测，普测后发现异常再详测的方法。

4）电极之间距离为2 m，一次打下多根电极，测量过程中只移动电夹，不移动电极。每测完1点，4个电极夹同时向前移动，分别夹在1个电极上，使探测操作简单快捷。

5）测线丈量使用钢尺，每隔1 km与堤防护坡建筑物（模袋桩号）校核1次。

3.2技术措施

保证野外数据采集的精度：对所用的仪器，使用前先做一致性对比测试，测试结果仪器的最大相对误差1.27%，精度高于规范要求；观测前先做电极接地检查，对接地不好的电极处理后再观测；电阻率突然增大或减小时，做重复观测，以保证数据的可靠性。

4　探测结果验证

为验证堤防隐患探测结果，委托吉林省地质勘察院对此次探测发现的隐患部位进行效果验证。根据测段的堤身高度，探井深度9 m，钻孔深度平均为10 m，见表1。

表1　钻探结果与探测结论对比表

5　结论与评价

5.1结论

1）堤身隐患普遍存在。隐患性质主要为裂缝、松散体和夹砂层。此次整个堤段共探测出各种隐患59处：其中裂缝18条，松散体33处，堤身中含砂层堤段8处，累计2.26 km。

2）裂缝的顶部埋深多在0.5～1.6 m之间，松散体的顶部埋深多在1.5～3.5 m之间。

3）砂层呈透镜体状，分布无规律。一般为粉细砂，个别堤段为中砂。

4）在所探测的36.73 km堤段中，质量较好段22.86 km，占62.23%；质量相对较好段8.46 km，占23.03%；隐患发育段5.41 km，占14.74%。

5）比较而言，创业段背水堤肩7+200—9+200段质量最差，堤身松散，含大量粉、细砂夹层、裂隙发育；平凤段20+200—25+000段质量最好，堤身土层均匀密实，无裂隙存在，松散夹层很少。

5.2评价

1）此次野外作业是严格按照DL5010-92《水利水电工程物探规范》实施的，从而保证原始数据的准确性。系统检测工作量占总工作量的5.68%，基本观测与系统检查观测的均方相对误差为1.09%，均满足规范要求，记录优良，无不合格记录。

2）钻探结果与直流电阻率法探测解释结果吻合较好。这既表明直流电阻率法在该区有较好的适用性，同时为后续的内业解释工作提供了宝贵的依据，大大增强了成果的可靠性。

6　问题与建议

1）在探测过程中，是以模袋护坡桩号为准，堤防无明确的管理桩号，这不但给探测工作带来一定困难，也为探测成果的使用带来一定困难。

2）建议对隐患发育段进行全面治理，对质量相对较好段进行局部治理，对质量较好段重点防护管理。

3）建议对探测出的松散夹层、裂缝、孔洞及粉细砂、中砂透镜体等隐患采取旋喷、灌浆、防渗帷幕墙等加固措施予以处理。

4）对堤身下部及堤基表层存在粉、细砂堤段，可在迎水侧铺设防渗斜墙，背水侧堤基布置压重和排水设施。

5）对局部具有湿陷性堤段，采用预渗水法或强夯法处理。

6）建议今后一律不在堤肩与堤坡栽种乔木，但可在两侧堤面栽植防止土体流失的草皮，堤肩可栽植低矮灌木等绿化植物。

7）建议对穿堤建筑物进行统一治理，以防成为洪水通道，威胁大堤安全。

7　结语

直流电阻率法经济、实用、效果好，适合土质堤坝的隐患探测，可测出堤坝中的裂缝、孔洞、松散土夹层等隐患的位置、性质、走向及埋藏深度，探测结果形象、直观，对及时掌握堤防质量状况、及时处理堤身各种隐患、确保防洪安全具有重要意义。

［中图分类号］P33

［文献标识码］A

［文章编号］1002—0624（2016）07—0043—02

［收稿日期］2016-04-20