综合物探法在矿山堤坝渗漏隐患探测中的应用

胡启超

（江苏华东八一四地球物理勘查有限公司，江苏 南京 210007）

受到坝体及坝基所在地质环境和水文条件等因素影响，堤坝渗漏已经成为矿山工程开采中破坏程度较大的地质灾害。在实际工程施工过程中，在对坝体和坝基渗漏问题处理之前，需要结合工程现场实际情况，对施工体渗漏情况进行判断，其中包含渗透量、渗透影响程度等。

结合当前我国测量渗透情况得知，一般采取多种探测方法，如钻孔取样、人工巡查等，但是这些方法在对矿山堤坝渗漏隐患探测过程中，并不能保证探测结果的真实性和精准性。因为物探方法自身具有多解性特点，并且单一的物探方法容易受到地质等因素影响，无法将工程实际中存在的问题进行处理，精准度将不能保证。而通过采取综合网物探方法，其具有高精度、高效率等特点，可以有效避免上述问题出现，已经成为矿山勘探中广泛采用的一种方法，在矿山勘探中起到重要作用。

1 综合物探法基本概述

综合物探法也就是在两种或者多种物探技术的配合下，对相同矿山工程同一区域进行勘探，分析测量获取的各项数据信息，最终得出相应结论。在矿山勘探过程中，秉持的原则在于：结合矿山实际情况，做好勘探区域各项数据采集工作，对收集的数据信息进行分析，到工程现场实地考察，确定最终勘探方法[1]。

在组合中，需要选择不同物性参数的物探方法，并将这些物探技术进行综合，让勘探结果具有多元化特点，可以从不同角度出发，获取精准的勘探信息。与此同时，探测深度需要按照“深浅结合”的要求，也就是选择探测精度高和深度低的方法进行组合搭配，或者采用探测精度低与深度高的方法进行结合，这样能够让探测结果更加多样和全面，对矿山现场情况有深入地了解，获取精准的勘探结果。由此可见，综合物探能够有效改善地质解释精度，提高物探质量。

2 探测方法原理及特点

2.1 高密度电法

高密度电法作为一种电测法融入电剖面法的新型探测技术。

首先，在高密度电法的作用下，可以对矿山堤坝存在的安全问题进行测量，并判断安全隐患具体出现位置和规模，在某种程度上能够展现出一定深度范畴下电剖面特点，有效处理传统电阻率法监测点数量少、理论依据不具有说服力的现象[2]。

在使用高密度电法过程中，通过A、B电极对地下进行供电，测量M、N电极电位差△U，从而计算出该点的视电阻率值：

根据上述公式可以得知，K主要和电极几何分布有着直接关联，通过四极装置来测量岩石电阻率时，O表示的电极A、B和电极M、N的中心位置，如a=OA=OB=AB/2，b=OM=ON=MN/2，则 ：

在坝体分布比较均匀的环境下，由于坝体下放含水量比较大，并且表面比较干燥，视电阻率等值线呈现出层状分布状态，从地表朝着下方位置变化。如果坝体自身含有一定裂缝问题，或者存在污染渗透现象，电阻率将会呈现出不均匀分布状态，形成高阻值。

基于此，结合探测的实际电阻率剖面，实现电阻率分析、计算，从而获取地层电阻率分布信息，实现对矿山堤坝安全隐患的勘查，给矿山企业顺利开展矿产开采工作提供安全的环境，减少不必要安全问题出现，提供技术指导[3]。

2.2 探地雷达法

探地雷达技术也就是在高频电磁波和宽频短脉冲技术的基础上形成的一种现代化勘探技术，首先需要把天线T接入到地下，经过目标体反射已经到达蒂表层，由天线R接收。电磁波介质传输中，电磁波强度和波形将会受到介质电性变化而产生一定变化，所以，结合天线R接收的相关信息和波形，可以精准识别并判断介质基本结构状态。

2.3 浅层地震反射法

浅层地震反射法工作原理在于，根据物理和地理相关知识，引导浅层地表出现轻微振动现象，根据振动幅度和波频等信息，对地质组成成分进行检测和分析，之后获得比较真实的工程基础勘探信息。

在浅层地表振动勘测过程中，需要采用爆破等人工处理方法实现工程勘探，从而获取比较精准的勘探数据，可以真实地展现出地下及地面状态，给工程施工方案制定提供精准的数据。结合以往工程案例，对基岩埋设深度和地质密度情况进行勘察，在一些浅层地表振动勘测中能够获取理想工作效果[4]。

3 探测成果

在本次实验探究过程中，主要采取DUK-2A型高密度电测法技术，其中，供电电压设置为52v，电极数量控制在40个左右。

在试验过程中，采用的探地雷达配有100MH天线的LTD-2000型探地雷达，运行方式则是以连续扫描形式展开，采样点数控制在1500左右，采样速度控制在15/S左右，电测之间的距离是0.5m/点，采样长度控制在750ns。高密度电法视电阻率断面图如图1所示。

图1 高密度电法视电阻率断面图

结合高密度电法视电阻率断面图可以得知，在测线50m位置时，深度在20m以及100m位置处，电阻率一般在25Ω·m左右，具体展现在地电阻率区域，能够具体推算出该区域是矿山堤坝比较容易发生渗透问题的区域，其中测线在71m左右，深度在20m和100m位置时，有两个电阻值比较低的区域，所以，可以具体推断出矿山堤坝渗透问题超出现的具体位置。

结合雷达分布情况导致，坝体表面雷达反射波具有同轴持续反射的特性，并且频率比较单一。雷达测线90m位置，在某种程度上含有雷达反射面，由此可以判断出矿山堤坝渗透区域和渗透管道产生的反射波，测线解释获取的物探结果[5]。物探结果见表1。

表1 物探结果

4 结论与建议

（1）在探地雷达技术和高密度电法技术的作用下，对矿山堤坝中出现的各种安全隐患问题进行勘察，对矿山堤坝含沙量进行评估，对一些含沙量好且土地松软的区域进行地质勘查。对于浅层位置，只要对分辨率比较高的区域进行探测；探地雷达技术一般适合应用在矿山堤坝安全隐患比较具体的区域，可以探测出和填筑材料差异性比较显著的异常体。通过这两种现代化勘探技术，相互作用和影响，从而有效提高矿山堤坝渗透安全隐患检测结果的真实性和精准性。

（2）根据物探勘测结果可以得知，渗透区域主要分布在矿山堤坝主体位置，部分分布在坝体基层位置，并且分布范畴比较广泛，渗透区域比较明显，且部分坝体呈现出孔洞状态。

（3）由于坝体自身压实度比较低，并且坝体地基防渗透能力不强，酸性比较大，使得坝体渗透问题频繁出现。尤其是酸性水腐蚀，在金属矿山中比较普遍，希望可以通过同行业之间的探究分析，一同处理该方面的问题，从而提升矿山堤坝安全隐患检测和处理水平。