地质雷达在渗漏水探测调查中的应用

杨金虎 何刚 陈庆

2008年12月22日,发现正在开挖的重庆轨道交通三号线建新坡隧道内突然渗漏水,通过初步调查,发现距离隧道渗漏水约100 m的市体育场门球场挡墙泄水孔前几天突然出现水量猛增,且一直延续着。后经水质化验,门球场流出水与隧道内渗流水基本为同一水源。此情况引起政府部门及相关单位非常重视,极力寻找渗漏水源,后经水质分析及多次联合调查,却没有得到一个满意的结果。2009年2月12日,会议决定通过地质雷达对水源进行探测调查。

1 地质雷达系统及探测原理

1.1 地质雷达系统

本次探测使用美国GSSI公司生产的SIR-10H型地质雷达,由主机、显示器、天线(含发射机和接收机,本次使用 400 MHz和100 MHz两种天线)、电源系统、连接电缆、操作软件和后处理软件组成。该系统特点是分辨率高,擅长于大数据量、高密度的连续探测并实时显示彩色剖面图。

1.2 探测原理

将天线设置在测线上匀速向前拖动,拖动过程中,在系统主机的控制下,发射机通过天线向地下目标体发射高频电磁波,电磁波在向下传播的过程中在目标体或介质分界面上产生反射。反射波返回地表被接收天线接收,经电缆线传回主机,在主机屏幕上可以监视探测信息,并将全部信息进行储存,如图1所示。

2 地质雷达探测成果

2.1 探测测线布置

根据现场情况,为查清漏水源,选取在挡墙泄水孔区域、挡墙上第一平台区域、市急救中心车库门前健康路、两侧人行道及挡墙第二平台区域,总共布设测线8条。编号分别为Ⅰ—Ⅰ,Ⅱ—Ⅱ,Ⅲ—Ⅲ,Ⅳ—Ⅳ,Ⅴ—Ⅴ,Ⅵ—Ⅵ,Ⅶ—Ⅶ,Ⅷ—Ⅷ,测线布置具体位置见图2。

2.2 探测结果分析

根据各探测资料分析得出如图2和图3所示的门球场挡墙出水点和健康路下渗水通道平面图和剖面图。

从平面图2可以看出渗水通道在平面上的分布变化情况。渗水通道在靠近急救中心时比较宽,约7 m～8 m,向门球场渗漏过程中逐渐变小,当到达健康路边靠近门球场挡墙时变得只有1 m～2 m宽,水从较窄的通道流向挡墙泄水孔。

从剖面图3可以看出在健康路至门球场挡墙出水点之间存在一条主要渗水通道。该通道的深度和大小发生变化,在健康路段比较平缓,坡度较小,深度在7 m～8 m之间,大小在0.5 m～2 m之间,通道到达挡墙边时,突然坡度变陡,通道大小增大,达到3 m左右。

3 现场调查验证

根据地质雷达探测结果,决定再次进行现场调查,查找并确定渗漏水源。调查发现市急救中心车库门口有污水处理池出水管道,立即对各检查井开盖查看,出水管道走向如图2所示。发现第一和第二个检查井水流正常且水量相当,第三和第四个检查井无水流现象,由此判断出第二和第三个检查井之间存在渗漏,这与雷达探测结果一致。为了更进一步证实管道渗漏水流向了挡墙和重庆轨道交通三号线建新坡隧道内,后买来红色颜料,投进第二个检查井内,大约20 min后,带红色颜料的水从门球场挡墙的泄水孔流出,2 h后,发现建新坡隧道内渗流出的水呈现红色。这也证明了前期水质化验结果——门球场流出水与隧道内渗流水基本为同一水源。

4 结语

1)通过地质雷达探测较准确的找到了渗漏水源头和渗水通道,并确定了此渗水通道的空间位置和大小,为后期的整治措施提供了可靠的依据。2)在市区施工各类管道较多,当发现渗漏水时,应及时、准确、全面地做好摸排调查工作,相关单位也应该积极配合,这样才能快速准确地查找渗漏水源,也可以减少不必要的探测,降低探测成本,将损失降低到最小。3)地质雷达在市区探测渗漏水水源和渗漏通道是可行的,能达到一定的分辨率,很好的为工程服务。4)各相关单位日常应加强各类生活用水、消防用水、污水处理等水池及管道的渗漏水检查,以减少渗漏水带来的损失。

[1] 陶西贵,于 江,梁龙喜.公路隧道渗漏问题检测分析及治理[J].地下空间与工程学报,2008,4(3):578-582.

[2] 钟放平,李地元,张 伟,等.青山岗隧道施工渗漏水病害分析及其防治研究[J].地下空间与工程学报,2008,4(1):56-57.

[3] 贾 进.地质雷达在娄山关隧道涌水段围岩性质评价中的应用[J].岩土工程界,2004(9):75-76.

[4] 向 铭,陈永明.地质雷达在探测灰岩溶洞裂隙中的应用[J].西部探矿工程,2004(12):155-156.

[5] 孙懿斐,王俊梅.地质雷达在某止水帷幕质量检测中的应用[J].水利水电科技进展,2005,25(3):32-34.

[6] 朱学胜.工程物探技术在井下突水破碎带治理中的应用[J].矿业快报,2004(11):51-53.

[7] 姜汶泉,刘亚玲,汪林平.地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用[J].地下空间与工程学报,2008,4(4):649-652.

[8] 李大心.探地雷达方法与应用[M].北京:地质出版社,1994.