浅谈高密度电法在堤防工程渗漏检测中的应用

摘 要：堤防工程会因各种各样的人为因素与自然因素而存有渗漏隐患，在汛时容易出现险情，需要对隐患进行探测。高密度电法是一种无损检测方法，可以有效侦查堤防渗漏的地段。本文将分析某堤防工程视电阻率剖面，从而找出有可能发生渗漏的通道，研究表明，高密度电法可以准确快速地检测渗漏通道状况。

关键词：高密度电法；堤防工程；渗漏检测

引言

堤防是一项防洪工程，在防洪工作中发挥着至关重要的作用。大部分堤坝都在原有堤坝之上培厚加高建造而成，导致堤坝建筑质量普遍较低。由于人为因素与自然因素等诸多因素造成的多种堤坝隐患，如果遇到洪水将会出现滑坡、管涌等险情，使大堤溃决。为此，如何准确而快速地检测堤防工程渗漏隐患值得关注。

一、高密度电法的工作原理及应用方法

（一）高密度电法的工作原理

用于检测渗漏隐患的方法通常是地质钻探的方法，这种检测方法相对传统而言，施工难度较大、破坏性较强、成本也十分高昂。高密度电法作为一个阵列勘探手段，工作原理是借助地下介质的不同导电性，通过人工方式来施加相应的电厂，使各种介质所传导的电流发生相应变化，引发电阻率值在各个区域范围内发生变化，从而对地下地质状况进行反推[1]。在野外测量的过程中，应将所有电极放在测点上，借助微机电测仪与程控电极开关就能够做到数据的自动、快速采集，而且可以对现场数据进行分析、处理与成图，最后按照得到的成果图来对判断堤防工程有渗漏隐患的位置。

（二）高密度电法的应用方法

本文以某堤防工程作为例子，详细阐述堤防工程渗漏探测应用高密度电法的方式，利用高密度电法技术勘察堤坝的渗漏段，从而发现堤坝存有的渗漏通道。本次工作使用分布式duk-4型号高密度电法仪，使用24根10道电缆，一共240道电极。具体使用的道间距与电缆数会依据实际情况作出相应调整。在进行断面测量的过程中，全部电极都要事先铺设好，为了保证电极接地电阻均衡、接地效果良好，进行剖面测量前需要检查全部电极的接地电阻，使用浇盐水的方法确保每个电极的接地电阻都小于7kΩ，并且进行采集时的供电电压为200V至400V。要想使各个排列观测数据得到有效利用且测量数据垂向与横向的反演精度得到有效保证，本次工作选取温纳排列装置。在进行测量的过程中，NB=MN=AM作为电极间距，B、N、M、A每个点逐渐向右侧移动，从而获得另一个剖面线，进行不间断地测量和扫描，获得倒梯形断面。

为了发现该堤防工程的堤身上存有的渗漏通道，在桩号5+350至5+512、4+695至4+855、5+000至5+288的堤身背水坡顺着堤轴线设置高密度电法的测试线，桩号5+530至5+512之间设置了3条测试线，测试线的总长度为720m。桩号5+000至5+288之间设置了1条测试线，测试线的总长度为300m。桩号4+695至4+855之间设置了1条测试线，测试线的总长度为320m。采集完数据之后，使用二维的高密度电法软件对原始数据进行分析，将其转换成反推文件必要的固定格式文件，然后借助resdinv软件对其进行地形改正、坏点编辑、数据拼接等处理工作，以最小二乘法反推方式最终画出有相应的视电阻率剖面图并填充色谱，用来解释和分析[2]。

二、检测成果与分析

文中所介绍的堤防堤身是均质红色黏土，防渗的地基使用了射水造墙防渗，而穿堤部分采取摆喷灌浆。

（一）桩号5+350至5+512之间的检测结果

第一条测试线的剖面在背水坡的中间地带，顺着堤轴线来设置的。该剖面具有较好的成层性，整体看来，表现出底部视电阻率低、顶部视电阻率高的特征。推测底部是中砂层且含水性大，顶部为干燥堤身。在测试线横坐标68m的地方发现视电阻率的一个低阻闭合圈，并和该处电排站穿堤涵的水位相符合。在电排站左方，测试线横坐标46至82m与横坐标28至40m的地方，发现两个低阻异常带，从而判断这两处存有隐藏的渗漏通道。第二条测试线附近的电排站穿堤涵在测试线横坐标50m的地方，视电阻率较低，在电排站左方，测试线横坐标45m至48m的地方与横坐标33m至41m的地方发现两个低阻异常带，符合第一条测试线的测试结果。第三条测试线对前两条测试线的检测结果进行进一步验证，从开始到最后的桩号和第二条测试线标尺不变，高度降低2米。两个低阻异常桩号和前两条测试线基本吻合，电阻率都是40Ω·m左右。由此可见，桩号5+350至5+512、桩号5+448至5+438、5+465至5+452这三个地方周围可能存有潜在的渗漏通道，并且通道的深度距离堤坝顶部8至12m。

（二）桩号5+000至5+288之间的检测结果

在测试线横坐标33和56周围出现了低阻异常情况，判断此处是含水较多的中砂层，深度大概在堤坝底部9m至12m之间。在横坐标51至125之间，测试底部深度5m至7m的地方检测出低阻带，判断此处是含水较多的中砂层。

（三）桩号4+695至4+855之间的检测结果

测试线底部深度5m至7m检测出低阻带，判断此处是含水较多的中砂层。以上桩号的高密度电法检测，都是根据含水堤身视电阻率较低的特征，在堤身表现出高视电阻率的情况下，发现低视电阻率来判断异常，从而判断堤防工程的渗漏问题。本次工作采用高密度电法获得视电阻率相关剖面图，与实际情况相结合能够得出，剖面底部的低阻和堤身下方的岩土层、中砂层、及黏土层相吻合，剖面顶部的高阻和堤身上方相对应。桩号5+350至5+512的地方潜在的渗透通道在5+448至5+438和5+465至5+452周围，深度为堤坝顶部下方7m至9m左右。

结语

综上所述，堤防工程渗漏检测中应用高密度电法是十分必要的。经过反复核查与计算，当前大堤存有抗渗能力低、堤身稳定性不强、防浪设备少、管理体制不完善等问题，需要相关工作人员合理应用高密度电法，加大对堤防工程的检测力度，充分掌握相关地质资料，从而完全消除堤防工程的安全隐患。

参考文献

[1]王建飞.高密度电法在工程地质勘察中的应用——以云南曲靖危险废物集中处置区为例[J].云南大学学报（自然科学版），2017，39（S2）：317-321+330.

[2]呂路，杨军耀，秦嘉楠.汾河三期蓄水工程人工湖渗漏对太原市浅层地下水影响的数值模拟[J].水电能源科学，2017，35（01）：89-92+208.

作者简介：

李爱萍（1978-）；女，甘肃省舟曲县人，中专，毕业于甘肃省煤炭工业学校；现有职称：中级工程师；研究方向：水利水电。

（作者单位：甘肃省舟曲县水务水电局）