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堤坝隐患探测技术在水库大坝隐患探测中的应用

文档作者：蘑茨瑜文档来源：太子河防洪工程建设管理处		点击数：	更新时间： 2021年08月13日
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第50卷第8期
2014年8月
甘肃水利水电技术
GANSU W ATER RESOURCES AND HYDROPOW ER TECHNOLOGY
Vo1．50．No．8
Aug．，2014
· 设计与研究·
堤坝隐患探测技术在水库大坝隐患探测中的应用
蘑茨瑜
(太子河防洪工程建设管理处，辽宁辽阳 1 1 1000)
摘要：介绍了堤坝隐患探测技术的发展，并通过探测实例介绍了高密度电阻率法、自然电场法从测线布设、数据采
集、分析解译、钻孔验证的全部过程，探测数据表明，该技术方法快速高效，探测结果可靠。
关键词：高密度电阻率法；自然电场法；大坝渗漏探测；水库大坝隐患
中图分类号：P631．3*22 文献标志码：B 文章编号：2095～0144(2014)08—0021—05
我国自20世纪50年代就开始对堤坝隐患探测
技术进行研究，探测堤坝隐患的传统方法是地质钻
探，但传统钻探方法局限性较大。我国堤坝现状及
经济条件决定了以地球物理勘探技术为基础的堤坝
隐患探测技术是堤坝隐患快速、准确、无损伤探测的
首选方法。目前，国内应用于堤坝隐患探测的地球
物理探测方法主要有电阻率法、自然电场法、电磁
法、探地雷达法、弹性波法、温度场法、同位素示踪法
和流场法等．这些方法在我国一些堤防和水库大坝
上均有一些成功应用的案例。
辽宁省是从20世纪90年代开始进行堤坝隐患
探测技术研究的．经过近些年的发展，目前，主要引
进并采用了高密度电阻率法、流场法、探地雷达法、
自然电场法等探测方法，成功应用在辽河、浑河堤
防和一些中小型水库大坝渗漏探测中．取得了一定
的探测效果。本文以辽宁省关门山水库大坝隐患探
测为例，对堤坝隐患探测技术中的高密度电阻率
法、自然电场法的野外探测、数据解译进行详细分
析介绍。
1 工程概况
关门山水库是辽宁省境内的一座小(1)型水库，
设计防洪标准5O年一遇。设计库容424万m ，校核
防洪标准100年一遇，库容530万ms。水库主坝为
黏土斜墙坝，最大坝高20 121，坝长170 111(其中主坝
长130 rn，副坝长40 m)，主坝顶宽3．2 m。迎水坡
l：3，背水坡1：2。主坝工程横断面如图1所示。
图1 关门山水库主坝工程横断面图
自建库以来发现主坝下游坡脚渗水严重，随库
水位涨落而增减．局部漏水点已经形成明流，已经严
重威胁到了大坝的安全。副坝与输水洞接头处1964
年曾发现渗水．1965年加以处理后略有减轻，但随
后几年，特别是1977年后，渗漏愈发严重。输水洞出
口涵洞两侧及上部常年漏水，严重时流量可达0-3
m3／s，后经过对洞身两次灌浆处理，副坝的渗漏问题
已经得到解决。
为确保水库大坝的安全，水库主管部门决定采
用堤坝隐患探测技术对坝体渗漏隐患进行探测．以
便确定隐患的空间分布，为下一步水库除险加固提
供数据支持。
收稿日期：2014—08—2O
作者简介：唐庆瑜(1983一)，男，辽宁大连人，T程师，主要从事河道堤防和基础处理的工程建设、管理。
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2014年第8期 甘肃水利水电技术 第5O卷
2 测线布设及数据解译
2．1 测线布设
综合关门山水库坝体结构型式及现场渗漏的实
际情况，探测使用了高密度电阻率测量系统和多功能
数字直流激电仪等两种物探仪器。分别进行了高密度
电阻率法和自然电场法等地球物理探测方法来对坝
体进行综合物探检测．探测工作主要是以高密度电
阻率法探测为主，自然电场法探测为辅的原则进行。
为获取坝体不同位置的数据进行分析比对，在
坝体纵剖面上共布设4条剖面．共计布设6条高密
度电阻率测量测线和一条自然电场法测线．探测工
作测线横断面布置如图2所示。I—l 测线布置在
坝顶背水面堤肩，采用温纳装置，电极距为2 m；1I一
Ⅱ 测线布置在背水面的戗台上，采用温纳装置．电
极距为2 m：llI一11I 测线布置在背水面的砂砾石压
重上．距坝脚18 m处。采用温纳装置，电极距为
2 m：Ⅳ一Ⅳ 测线布置在迎水面坡面上，测线顶高程
为64．0m(现状水位)；V—V 测线布置在迎水面坡
面上，测线顶高程为64．0 m(现状水位)，并沿右侧山
体向上布置：Ⅵ一Ⅵ 测线为横断面，沿坝体横断面布
置，一条自然电场法测线布置在迎水侧的坡面上。
共累计完成高密度探测剖面总长度1 212 m，总探测
物理点666个。自然电场法测线总长143 m，总探测
物理点数143个。
图2 探测工作测线平面布置示意图
2．2 数据解译
高密度电阻率法测量的数据是视电阻率。视电
阻率的变化特征反映了地下不均匀岩石中的电场分
布情况，需要对采集到的探测数据进行解译分析。探
测数据图象处理软件采用RT／RTMapperForWindows
Version 2．3高密度视电阻率成像与图视系统进一步
解译。对高密度探测系统在探测现场实地探测记录
存储的原始数据进行数据排列、突变点剔除、数据圆
滑处理，进行反演计算生成视电阻率』Ds剖面图像。
3 探测结果分析与验证
3．1 高密度电法探测结果分析
(1)测线1分析
推断在探测的有效范围内，主坝坝基风化岩石
层的埋藏高程为48．O～53．5 In不等，坝体右侧埋藏
较深，局部有起伏。在库区坝基范围内的高密度反
· 22 ·
演图(图3)中未见有断层异常显示，未见特别突出
的渗漏通道异常显示。
测线剖面I下部对应的坝体部分存在一种明显
的低电阻率异常，水平位置分别对应30 In、50 113、70
nl、86 In、104 m、124 m和144 m处附近，异常中心高
程在57．5 1TI左右。由于该测线对应的坝体部分的筑
坝土料为砂砾石．不是坝体的防渗体。故推断分析之
所以产生这种电阻率差异的原因，是由于筑坝土料
的不均匀所致。
坝体与坝基接触部位，即视电阻率值为300～
500 Q／m的层位。推断为坝基风化岩体中的裂隙比
较发育，根据物性条件分析，裂隙中跑水，则反映出
相对于完整岩体呈现低阻异常，可推断出这种电阻
率异常的岩体为下游水渗出的主要通道。
电阻率在500 Q／m以上，且呈比较均匀的、顺

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