槐荫黄河堤防4+000~4+700堤段裂缝检测

2014-01-07吕国豪霍建涛

科技视界 2014年31期

关键词：堤段灰阶堤身

吕国豪霍建涛李川

(1.山东黄河勘测设计研究院，山东济南 250013；2.山东黄河工程集团，山东济南 250000)

1 工程概况

本次探测范围为槐荫黄河堤防4+000～4+700堤段。位于北店子黄河滩区内，该堤段现作为玉清湖水库沉砂池围堤使用；该段黄河大堤2000年进行了加高帮宽，2004年进行了道路硬化，硬化路面宽度6m，同年完成机淤固堤工程，淤区宽度100m。

2012年下半年，槐荫黄河堤防4+000～4+700堤段堤防道路中线附近开始出现纵向裂缝。随着沉砂池蓄水位的变化，堤防顶部裂缝也随之不断变宽、加深，并向两端延长。

2 工作原理及方法技术

本次探测采用高密度电阻率法。高密度电阻率法是一种以岩土体导电性差异为基础的一类阵列勘探方法，研究在人工施加电场的作用下地层中的传导电流以达到解决各类地质问题的目的。当地下介质间电阻率存在较大差异时，人工施加电场作用下的传导电流的分布会因电阻率的高低而分布有疏有密，传导电流的分布与地下介质（土性、裂缝、孔洞等）的性质、大小、埋深等赋存状态各因素有着密切的关系。因此从探测到的传导电流的分布规律可以分析地下电阻率在不同区域间的变化，从而可以推测地下的地质情况，尤其是地下裂缝、孔洞、松散带等不良地质体的发育情况。

高密度电阻率法进行二维地电断面测量，兼具剖面法与测深法的功能，有点距小、采样密度高的特点，实测时，一次布好所有电极，电极切换工作由仪器自动控制，敷设一次导线后可进行数多个记录点的数据观测，其信息量大、工作效率高，因此在堤防隐患探测方面得以广泛应用。

本次探测采用高密度电阻率法。由于堤身裂缝走向均为纵向，近似呈直线展布，基本与大堤走向一致。限于场地及堤防两侧边界条件的影响，为侧重于堤防基础隐患的探测，并兼顾堤身质量的检测，选定垂直堤身布置探测剖面，以临河堤脚为探测起点，堤中心为探测剖面中点，测线垂直路面，横跨路面两侧路沿石至临、背河堤坡。为探明整个堤身情况，沿堤顶裂缝走向靠近大堤轴线布置测线两条。采用受地形影响较小的四极装置（α2），对沥青路面采用人工钻孔穿透硬化层并于测前半小时在孔内注入盐水以提高其导电性。由于该段堤高为9.00～11.00米，堤顶宽约8.0米，受地形所限，高密度电阻率法总电极数40个，测量点距采用1.0m，测量层数为13层,测量最大极距(AB/2)为13.5米，最大供电电压220V。

3 工作质量评述

本次探测工作遵循ISO9001质量管理体系和计量认证质量管理体系，外业数据采集和内业资料整理皆处于质量体系管理下，保证了工程质量。并采取了以下技术措施：

①测线丈量：以相对应的百米桩为起点对大堤桩号进行测量并记录。

②保证测量精度的措施：a、观测前先对分布式电极单元进行检测。确保每个单元都通畅。b、电极单元检测完毕并合格后，应对其进行接地电阻检测，对接地不良的电极，要先处理再观测。C、测量中应随时注意观测电压、电流值，保证每个测点电压值不小于2mV，电流值不小于10mA。如达不到要求，要查明原因，予以排除后再继续观测。d、加强数据观测和复测工作。在探测过程中，发现异常数据，即行复测，以确定异常是隐患引起的不是由于接线等原因造成的失误，并作出正确的选择。

③按要求对探测仪进行系统检查。

4 依据规程及办法

①《水利水电工程物探规程》SL 326-2005

②《堤防隐患探测规程》SL 436-2008

资料分析与解释：

按要求选取2个剖面，采用高密度电阻率法对堤身裂缝发育情况进行了检测，检测数据的处理采用了多次迭代的方法，得到该探测剖面视电阻率剖面图，反映了区域内地下电阻率的变化情况，从而推断探测区域的地质情况。纵坐标表示供电极距的一半（即影响深度AB/2）（m），横剖面灰阶图的横坐标表示平面位置（m）（从背河堤肩至临河堤肩），纵剖面的横坐标表示大堤起始位置（大堤桩号），不同的色阶表示不同的电阻率区段，色阶深且与周边色阶差距大则认为有隐患存在。

现按剖面（测线）分述如下：

D1剖面：该剖面为垂直堤身横向布置，断面位置在4+385。该区在距背河堤肩2.0、4.0及6.0米处肉眼可见三条较大裂缝分布。由ρs灰阶图可以看出，该区上部呈高阻分布，推测堤顶筑堤土较为干燥松散；在距离背河堤肩2.0～3.0米处上部分布一竖向高阻体，推测为松散体伴随裂缝，埋藏深度至3.0～3.5米；距背河堤肩6.0～7.0处分布一高阻体推测为表层松散体并伴随裂缝，其下延深度为1.5～2.0米。

图1 D1剖面灰阶图

D2剖面：该剖面为垂直堤身横向布置，断面位置在4+500。该区在距背河堤肩3.0～5.0米处肉眼可见较大裂缝两条并有多条小裂缝发育。由ρs灰阶图可以看出，该区上部呈高阻分布，推测堤顶筑堤土较为干燥松散；在距离背河堤肩3.0～5.0米处上部分布一大范围高阻体，推测为松散体，埋藏深度至3.5～4.0米。

图2 D2剖面灰阶图

5 结论与建议

本次抽检在委托方指定的测段内共完成了2个断面的探测工作，符合《水利水电工程物探规程》(DL5010-92)要求。根据资料解释结果和现场观察记录可得出以下结论：

5.1 测段内有明显的裂缝发育现象,裂缝目前主要发育在堤顶中线附近基本贯穿该堤段，长约700米，其两侧局部分布有长约几十米～百余米的伴生裂缝，该区发育裂缝均有向下发展趋势，裂缝深度集中分布在3.0～3.5m之间，部分位置可达3.5～4m，局部有松散体或松散体伴随裂缝发育。深度最大的裂缝集中出现在路面中部,裂缝一般2-10cm，最宽处宽约15cm。5.2 根据测线布置较密测段断面图结合现场观察记录分析，裂缝发育基本上是相互贯通的。