浅析高密度电法在水库渗漏检测中的应用

喻亚飞

（江西有色地质勘查五队，江西 九江 332000）

水库作为蓄水灌溉的大型水利工程，其整体稳定性与结构安全性是建设与维护的重要考量。本文拟讨论的芙蓉圩堤在六十年代建设后便投入使用，水库坝体的土质结构随着水库冲力的剥蚀、雨水淋滤、风化剥蚀等作用出现了不同程度破坏[1]。

根据土层特性和裂隙水的赋存形态，拟采用高密度电法进行坝体的隐患检测，提供指定坝体点（段）渗漏情况结果，对存在漏洞、管涌、漫浸、内脱坡、蚁穴等坝体渗漏隐患进行检测，并提供相关技术成果，指导防汛抗旱工作及日常圩堤管理技术[2]。

1 方法原理

1.1 高密度电法工作原理

高密度电阻率测深法（高密度电法）与常规的视电阻率测深相比具有较高的测点密度，一次可完成纵横二维的测量，能够获得丰富的电性资料[3]。

当工区内介质为水平均质、无其他不良地质作用时，视电阻率等值线一般呈现有规律的近水平层状；当工区内存在一定规模的漏洞、管涌、漫浸、内脱坡、蚁穴、破碎带、断层、软弱结构面时，则视电阻率等值线将发生变化，表现为梯度变化大，出现“U”或“V”字形等异常形态。

1.2 圩堤电性参数

通过收集资料和实测部分岩性电阻率参数并统计，结合地质及钻探资料综合分析后，得到水库坝体地基的土层标准剖面，随着坝体深度的增加，视电阻率参数逐渐增大，具体为从15.1 Ω.m～36.6 Ω.m，并具有明显的分层特性。如果剖面段内有渗漏、涌水、蚁穴、破碎带等，水体的渗透会导致视电阻率值降低，剖面上呈现出明显的低阻特性。

2 方法应用

2.1 圩堤概况和工作部署

在圩堤的重点区段，根据地质条件选用合适的方法是取得较好勘探效果的关键。布置了10条剖面，长度60 ～120 m不等，剖面长度共计1 680 m。其中，在百泉湾段布置7条剖面，猛虎咀段布置3条剖面。采用温纳剖面与温施剖面相结合方法，设置点距为1 m，最大层数为30层。

2.2 高密度电法成果解释

根据涌水情况，本次重点对渗漏严重区段开展了长度不等的剖面检测，范围均是围绕芙蓉圩堤的土质坝体。

（1）K1+240～K1+360段（如图1）：

G12-1异常段：位于265～270 m段，深度3.0 ～4.5 m，呈现低阻特征，推断为水库坝体漏洞形成局部富水段所致。在背水侧观察坝坡可见水滴现象，此段应高度重视，加强相关防护措施。

图1 百泉湾K1+240～K1+360段物探效果图

G12异常段：位于280～288 m段，深度2.0～5.1 m，呈现低阻特征，推断为由于水体侵入坝体形成局部富水所致。在背水侧观察坝坡可见明显的土质浸湿现象，此段应高度重视，加强相关防护措施。

G13异常段：位于303～309 m段，深度2.5～4.2 m，呈现低阻特征，推断为由于水体侵入坝体形成局部富水所致，从视电阻率值形态分析，发育为空洞的可能性很大。在背水面未见浸湿现象，但应加强相关防护和保护措施。

G14异常段：位于317～332 m段，深度2.2 ～4.0 m，呈现椭圆形低阻特征，推断为由于水体浸润坝体形成局部裂隙所致，从视电阻率值形态分析，发育为散浸的可能性很大。在背水面未见浸湿现象，但可见散居蚁穴粪便物分散堆积，此段应引起重视，加强相关防护措施。

G15异常段：位于336～344 m段，深度2.0～4.3 m，呈现平缓低阻特征，推断为由于水体浸润并渗透坝体，形成局部裂隙所致。在背水面可见明显滴水情况，此段应引起重视，加强相关防护措施。

（2）K1+590～K1+770段（如图2）：

G34异常段：位于594～612 m段，深度2.8～4.1 m，呈现椭圆形低阻特征，推断为由于水体浸润裂隙并渗入坝体所致，从视电阻率值形态分析，发育为管涌的可能性很大。在背水面可见零星滴水情况，此段应引起重视，加强相关防护措施。

图2 百泉湾K1+590～K1+770段物探效果图

G35异常段：位于616～627 m段，深度1.5～4.5 m，呈现近圆形低阻特征，推断为由于水体浸润渗入坝体所致。在坝顶及背水面未见异常，此段应引起重视，加强相关防护措施。

G36异常段：位于631～653 m，深度2.8～4.5 m，长度超过22 m，呈现大范围低阻特征，推断为坝体已经严重被侵蚀导致土体流失，坝体稳定性非常差。在背水面见明显滴水情况，此段必须引起重视，应加强巡坝及管理措施。

G37异常段：位于656～676 m，深度2.5～4.0 m，长度约20 m，呈现大范围条带状低阻特征，推断为该段坝体被侵蚀导致土体流失，坝体稳定性很差，从视电阻率值形态分析，发育为管涌甚至溃堤的风险较大。在背水面可见土质潮湿现象，此段必须引起重视，加强巡坝及管理措施。

G38异常段：位于686～693 m，深度2.5～4.5 m，长度约7 m，呈现圆形低阻特征，该段下方为水库排水闸，工程管道埋深约2～4.3m。

G39异常段：位于698～702 m，深度2.2～3.2 m，长度约4 m，呈现局部低阻特征，推断为该段坝体被侵蚀导致土体已开始流失，发育为管涌甚至溃堤的风险较大。在背水面未见异常，此段应引起重视，加强巡坝及管理措施。

G40与G41段，此两处呈现不明显的点状异常特征，推测该段为坝体浸湿的发展阶段，应根据情况加强监测，按动态处理此段异常。

3 结语

根据水库坝体实际情况与地质条件，采取高密度电法进行电性参数的测定，建立起低阻特征与坝体渗漏、空洞等空间的对应关系，说明采用高密度电法进行坝体渗漏检测是有效的。

通过本次物探工作，基本查明了重点防护区段和防汛隐患点的排查情况，获得了对应区域的电性参数，分析推测了隐患的性质、规模和程度，达到了预期工作的目的，可为水库防汛指挥工作和日常管理提供技术资料。