摘 要：文章結(jié)合寧夏丁家二溝水庫防滲墻檢測(cè)實(shí)例，介紹了水庫防滲墻的水文地質(zhì)環(huán)境，闡述了超高密度電法的基本原理。根據(jù)丁家二溝水庫的具體情況，設(shè)計(jì)了防滲墻物探工作方案，介紹了物探野外工作的內(nèi)容和步驟，最后對(duì)采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算處理和軟件反演，并根據(jù)電阻率剖面圖對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了解釋分析。最終結(jié)果表明，防滲墻上部電阻率基本一致，墻體上部均勻連續(xù)，防滲墻下部無明顯不均勻跡象，墻體底部與基巖連接良好。

關(guān)鍵詞：防滲墻；連續(xù)性檢測(cè)；超高密度電法；測(cè)線布設(shè)

1 工程概況

丁家二溝水庫位于寧夏清水河一級(jí)支流洪泉溝下游的丁塘鎮(zhèn)八坊村，距同心縣城約10km。該水庫為中型水庫，主要作用為防洪、攔泥、農(nóng)業(yè)灌溉等。水庫竣工時(shí)間為1997年，設(shè)計(jì)總庫容為1036.25萬m3，最大壩高為29.55m，壩頂寬為8.0m，頂長(zhǎng)為819m。

為提高壩體防滲強(qiáng)度，在壩頂K0+030～K0+730段沿大壩軸線修筑塑性混凝土防滲墻，防滲墻厚度為0.4m，墻底嵌入中等風(fēng)化層1.0m，墻體面積為2.41萬m2。地下防滲墻工程采用塑性混凝土防滲墻，總長(zhǎng)700m，總面積為2.41萬m3。為了實(shí)時(shí)了解防滲墻的工程情況和狀態(tài)，確保工程安全，現(xiàn)對(duì)水庫防滲墻進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)，文章主要從工程地質(zhì)條件、物探工作原理和方法、儀器設(shè)備的布設(shè)以及檢測(cè)結(jié)論等方面展開分析。

2 防滲墻地質(zhì)環(huán)境與物探條件

2.1 水文地質(zhì)環(huán)境

丁家二溝水庫項(xiàng)目區(qū)地層巖性主要為人工填土、黃土、沖洪積砂礫石、泥巖與砂巖等。水庫壩體主要為人工填土，由低液限粉土、低液限粘土等構(gòu)成。防滲墻地質(zhì)表層為砂壤土，厚度約為22.8m；下部為膠結(jié)密實(shí)的中粗砂和1m深基地泥巖，厚度約為11.7m。庫區(qū)存在地表水，其硫酸根離子含量豐富，因此對(duì)普通水泥具有較強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)混凝土中的鋼筋具有中等腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)也具有中等的腐蝕性。大壩地基存在地下水，為第四系空隙潛水，對(duì)普通水泥具有較強(qiáng)腐蝕性，對(duì)混凝土中的鋼筋具有弱腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

2.2 防滲墻物探條件

超高密度電法基于不同巖、土體的電阻率的差異進(jìn)行探測(cè)。防滲墻在施工時(shí)，墻體所采用的材料基本一致，因此墻體不同位置的電阻率可認(rèn)為大致相同。但是如果防滲墻在墻體澆筑施工的過程中，若存在孔洞、欠澆或是各段連接不密實(shí)時(shí)。則墻體隱患處的電阻率則與完整墻體處的電阻率存在一定的差異，這為防滲墻的物探工作提供了必要的條件。

3 防滲墻物探工作原理

本項(xiàng)目采用超高密度電法進(jìn)行防滲墻連續(xù)性檢測(cè)工作，該方法屬于電阻率法。不同于常規(guī)電阻率法，超高密度電法一次設(shè)置批量測(cè)試電極，在一次勘測(cè)過程中可完成縱橫2維的勘探測(cè)試。該方法觀測(cè)精度高、可提高較大的數(shù)據(jù)量，適用于水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探、地下埋藏物探測(cè)、提防隱患探測(cè)等。超高密度電阻率法是一種剖面法和電測(cè)探法的組合式剖面裝置，對(duì)地電結(jié)構(gòu)具有一定的成像功能。因此，墻體裂縫、空洞、不均勻體、軟弱層、透水體等在探測(cè)成果圖均可直觀反映出來。

不同的巖層或者同一巖層由于成分和結(jié)構(gòu)的不同，其電阻率也是不相同的。假設(shè)巖層為均質(zhì)各向同性的，當(dāng)?shù)乇硐峦ㄟ^電流時(shí)，巖層電阻率大小則是相同的，電阻率通過公式為：

式中，？籽為實(shí)測(cè)巖土層電阻率；？駐V為電位差；I為供電電流；K為裝置系數(shù)（與供電、測(cè)量電極間距有關(guān)）。

4 防滲墻物探工作方案

超高密度電阻率法是將直流電通過接地電極通入地下，建立穩(wěn)定的人工電場(chǎng)，在地表觀測(cè)某點(diǎn)的垂直方向或某剖面的水平方向的電阻率變化，從而了解巖層的分布或地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過布設(shè)垂直（或斜交）被測(cè)地質(zhì)體物探剖面，根據(jù)地質(zhì)體尺寸、規(guī)模、埋深設(shè)置電極距和測(cè)試層數(shù)。消除過大點(diǎn)擊接地電阻，打開高壓供電開關(guān)，采集電壓、電流，計(jì)算電阻率數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集完成后，進(jìn)行存盤處理。

4.1 儀器設(shè)備的選擇

本項(xiàng)目超高密度電阻率法測(cè)試采用西安澳立華勘探技術(shù)開發(fā)公司生產(chǎn)的FlashRES64型超高密度電阻率工作站，配備多功能高強(qiáng)度電纜，內(nèi)置可輸出250V的供電變換器，程序控制高密度電阻率法的各種裝置形式；儀器采用筆記本電腦作主控單元，具有64多道采集方式；設(shè)備采用了自動(dòng)增益調(diào)節(jié)、電極自電自動(dòng)跟蹤和補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，測(cè)量過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

對(duì)零點(diǎn)漂移、電池電壓、接地電阻及內(nèi)存單元具有自檢功能，帶有標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊接口，可與任何其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和共享。圖1為超高密度電阻率法儀器設(shè)備示意圖。

圖1 超高密度電阻率法儀器設(shè)備示意圖

4.2 測(cè)線布設(shè)方案

防滲墻墻頂經(jīng)過開挖之后，確定了墻體的具體位置，測(cè)線沿著墻體軸線方向布設(shè)。電極棒為不銹鋼材質(zhì)，電極棒按3m極距打入墻體0.2～0.3m，從而保證良好的供電效果。該項(xiàng)目測(cè)線布置示意圖見圖2。

圖2 丁家二溝水庫防滲墻測(cè)線布置示意圖

5 物探野外工作分析

物探野外工作內(nèi)容主要有：測(cè)線的定位，布設(shè)電極，測(cè)量電纜連接，儀器微機(jī)連接，埋設(shè)儀器地線，儀器參數(shù)設(shè)定，接地電阻測(cè)量，供電情況檢查，排除接觸不良電極故障；程控開關(guān)控制測(cè)量和供電電極的選通，定時(shí)讀取電壓、電流數(shù)據(jù)，并及時(shí)存入筆記本電腦，供后期室內(nèi)數(shù)據(jù)反演軟件使用。待該剖面全部數(shù)據(jù)采集完成后，關(guān)閉電腦及電源，拆除電極、電纜等，移至下段測(cè)線重復(fù)以上步驟進(jìn)行檢測(cè)。

本項(xiàng)目野外測(cè)線布設(shè)四條剖面，測(cè)線首尾重疊2個(gè)電極進(jìn)行無縫隙連續(xù)測(cè)量，總有效探測(cè)長(zhǎng)度為700.0m。

6 檢測(cè)結(jié)果及資料分析

將超高密度電阻率法測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)拼接、對(duì)非值排除修正，、外輪廓線數(shù)據(jù)輸入。然后通過數(shù)據(jù)處理反演軟件包進(jìn)行計(jì)算處理，最后打印出視電阻率剖面圖。通過不同巖體、土層的電阻率差異，對(duì)物探電阻率剖面進(jìn)行分析解釋，結(jié)合原有地質(zhì)資料，對(duì)物探資料進(jìn)行綜合分析。通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的反演解釋計(jì)算，得出電阻率解釋圖如圖3。

有電阻率剖面圖可知，剖面圖成層狀分布，上部電阻率稍低，防滲墻材質(zhì)均勻一致。墻體與巖體連接處未發(fā)現(xiàn)低阻異常，說明墻體連續(xù)，墻體與巖體連接完好。

7 結(jié)束語

寧夏同心縣丁家二溝水庫采用塑性混凝土防滲墻進(jìn)行截滲處理，墻體位于壩軸線附近。采用超高密度電阻率法，沿墻體軸線對(duì)防滲墻進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)處理、反演軟件計(jì)算，得出如下檢測(cè)結(jié)論：反演計(jì)算表明，樁號(hào)K0+030～K0+730防滲墻體電阻率比較均勻，墻體無明顯的不連續(xù)跡象，所測(cè)防滲墻均勻連續(xù)，墻體下端與基巖結(jié)合良好，無明顯滲漏現(xiàn)象。

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作者簡(jiǎn)介：紀(jì)少德（1968-），男，本科，寧夏同心縣人，工作單位：寧夏同心縣水利工程建設(shè)管理中心，寧夏吳忠市同心縣水務(wù)局，主要從事：水利工程建設(shè)與管理。