岩溶地区溶隙裂隙型渗漏探测技术_曾晓波.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（2）1工程概况广西大新县某水库大坝为土石坝，建于20世纪60年代，大坝为均质土坝，大坝坝基为灰岩。大坝目前渗漏主要集中在大坝左侧放水涵洞壁，坝后中间位置和右侧也有小规模渗漏，相对来说较涵洞内渗漏要小得多。本文着重研究涵洞内渗漏通道的探测技术。大坝左侧放水塔通过放水涵洞向下游输水，放水涵洞路线沿左侧山体施工设计，具体路线由于年代久远难以查证，隧洞起始于放水塔，前57 m约位于库内，洞壁岩溶发育，普遍有漏水现象，57 m以后漏水现象较少。根据附近村民描述，渗漏水量跟水库水位有着密切联系，因此推断涵洞渗水主要为水库渗漏引起，左侧山体岩溶裂隙渗水为次要因素。通过涵洞内渗漏来看，单点渗漏量呈现规模不大，分散范围广且无规律等特点，呈溶隙裂隙渗漏特征。岩溶地区这种类型渗漏通过单一的物探方法，或仅从坝前或坝顶探测都难以查清渗漏具体通道。2工作思路首先收集相关资料和信息，了解大坝渗漏主要的位置。一般坝前浆砌石护坡或水泥面板护坡，探地雷达等探测深度较浅，传统的物探方法较难实施测试；因此在坝前可以采用声呐探测1，确定坝前的主要渗漏位置；在坝顶和坝后可以采用高密度电法、浅层地震、自然电场法或充电法确定渗漏的坝体中大概位置；针对岩溶地区小规模渗漏，除非埋深较浅，不然一般高密度电法还是难以查清，必须结合精度更高的探测方法才能查清小规模异常，一般用电磁波CT或地震CT2，3。只有准确查明溶隙裂隙型渗漏在坝前、坝体及坝后的整个通道，才能成功封堵水库大坝的渗漏。3工作方法3.1声呐探测为了确定坝前渗漏位置，首先在水面采用声呐探测，其目的是查明渗漏在库内的进水口位置。其测线平行坝址布置（见图1），测线间距为4 m，测线上点距为1 m。由于还存在绕坝渗漏的可能，还在左侧靠山脚一带多布置了一些短测线。声呐测试成果图见图2，在左侧靠山一侧距离水面2052 m附近一带水流速度较高，中心位置40 m处水流速度达到6.9310-3cm/s，推测为涵洞渗漏进水口的主要位置。图1物探剖面平面布置示意图岩溶地区溶隙裂隙型渗漏探测技术曾晓波（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁530023）摘要以广西某水库土石坝渗漏探测工作为例，针对岩溶地区大坝渗漏分散、小规模等特点，结合声呐探测、高密度电法、浅层地震法、自然电场法、电磁波CT等多种物探方法，提出了一套针对性强、适宜性好、准确性高的探测技术和方法，为解决岩溶地区大坝溶隙裂隙型渗漏提供了技术保障，为岩溶地区水库大坝除险加固提供了依据。关键词岩溶地区；大坝渗漏；溶隙裂隙型渗漏；物探方法中图分类号P631文献标识码B文章编号1003-1510（2023）02-0027-03收稿日期2022-10-31作者简介曾晓波（1983-），男，湖南邵东人，广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司高级工程师，硕士，主要从事水利工程物探工作。测量与地质 27DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.02.008曾晓波:岩溶地区溶隙裂隙型渗漏探测技术为了查明渗漏通道在坝中发育位置，在迎水面和坝顶分别各布置了1条高密度电法剖面。高密度电法G1-G1剖面成果图见图3，中间蓝色低阻异常推测是坝体中填土含水所引起的，其它位置视电阻率等值线变化平缓，无明显异常；G2-G2剖面成果图也无明显异常。所以推测大坝左侧放水涵洞洞壁的渗漏，不应是坝基渗漏所引起的。图2声呐检测成果图图3坝顶剖面G1-G1高密度电法成果图3.2电磁波CT探测由于在大坝左侧坝基位置未发现明显异常，于是推测绕坝渗漏可能性较大。左侧坝肩及山脚基岩基本出露，一般物探方法难以开展，布置3个钻孔（孔号ZK101、ZK114、ZK115），采用电磁波CT来查明岩溶裂隙发育位置。钻孔布置位置示意图见图1。大坝左侧山脚一带的钻孔电磁波CT成果图见图4。2对钻孔对视吸收等值线剖面图在顶上的高吸收区推测为浅表碎石土造成的，ZK115ZK114钻孔剖面平面位置在5 m左右，高程约在315 m，此处异常集中且视吸收系数大于0.5，且与放水塔的位置对应，推测为放水涵洞。ZK114ZK101钻孔剖面平面位置在2030 m，高程约在315 m，此处视吸收系数稍大，在0.30.4之间，推测为岩溶裂隙发育区。根据钻孔电磁波CT成果对岩溶裂隙发育区进行灌浆封堵处理，封堵后涵洞内部分渗漏点已经被堵住，但大部分渗漏还没有封堵成功。由此可以得出，ZK114ZK101钻孔剖面上这种异常值较小的异常，并不是涵洞渗漏的主要通道，推测主要渗漏通道应该还在大坝左侧库内山脚一带。因此接着左侧山脚往库内方向布置4个钻孔（编号ZK01ZK04），继续采用电磁波CT来查明渗漏通道。大坝左侧山脚往库内增补的钻孔电磁波CT成果图见图5。其中2对钻孔对视吸收系数等值线图异常非常明显，ZK02ZK03钻孔在高程310 m以上视吸收系数较大，大部分视吸收系数达到0.8以上，ZK03ZK04钻孔在高程305 m以上视吸收系数较大，大部分视吸收系数达到0.75以上，说明岩溶裂28广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（2）隙较发育，推测为涵洞内渗漏的主要通道。根据增补电磁波CT成果对异常区进行灌浆封堵处理，处理后大坝左侧放水涵洞洞壁渗漏基本被成功封堵。说明所采用的物探方法成功查明了溶隙裂隙型渗漏发育位置。4结语岩溶地区水库大坝渗漏，都有一些共性特点，规模不大渗漏量小，基本属溶隙裂隙渗漏，且不集中渗漏点多，范围较大成片渗漏，最后还存在绕坝渗漏的可能。针对岩溶地区裂隙型渗漏通道，可先进行坝前渗漏探测，通过坝前声呐探测，可以探测出渗漏进水口位置，结合坝后渗漏位置，推测出通道大概可能发育位置，为下一步圈定重点探测区域作准备；接着在重点区域坝顶和坝后探测，可以选用高密度电法、浅层地震、自然电场法等方法，圈定渗漏通道位置大概发育范围；然后在通道中间位置采用电磁波CT或地震CT等探测方法查清溶隙裂隙图4钻孔电磁波CT成果图图5增补钻孔电磁波CT成果图（下转第 42 页）29梁全明，杨利福:平陆运河对沿线饮水安全的影响及对策Impacts of Pinglu Canal on drinking water safety and countermeasuresLIANG Quan-ming,YANG Li-fu(Water Conservancy Bureau of Qinzhou City,Qinzhou 535000,China)Abstract:As an important part of the new land-sea channel in the west area,Pinglu Canal to be constructed will bea more economical and convenient channel to the sea for the southwestern,central south and northwestern regions ofChina,and will be able to vigorously promote the high-quality economic development of the west area.The drinkingwater source protection areas and water intakes along Pinglu Canal were investigated and the balance between watersupply and demand was analyzed.The negative impacts on the drinking water safety with the construction and opening of Pinglu Canal were studied.Six countermeasures were suggested to provide reference for smooth constructionof Pinglu Canal and improvement of emergency response capabilities.Key words：Pinglu Canal;drinking water safety;impact;countermeasure学学报，2022，42（2）：1-11.10滕海波，刘志芳，范天雨.南水北调东线一期工程水质保障策略研究J.项目管理技术，2021，19（6）：135-139.11肖洵，逄勇，刘一童，等.闽江航道建设对下游敏感目标溢油风险预测J.水资源与水工程学报，2019，30（1）：104-113.12杨美临，郝红升，韩方虎.提升内河航道溢油环境风险评价与管理有效性的研究J.水力发电，2018，44（12）：1-4，13.13王海鑫.关于地铁经过水源保护区的线路设计方案研究J.工程建设，2017，49（4）：25-29，39.14张威，刘跃.饮用水取水口在内河航道中选址和平面布置的影响因素分析J.珠江水运，2020（12）：110-111.15金思凡，初京刚，李昱，等.南水北调中线工程水质监测站点布设研究J.中国农村水利水电，2021（1）：162-168.（责任编辑：窦波元）Technology applied in prospecting solution fissure leakage in karst areaZENG Xiao-bo(Guangxi Water&Power Design Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China)Abstract:Taking the seepage prospecting for an earth-rock dam in Guangxi as example,according to the characteristics of main dam leakage in karst areas are scattered and small-scale,multiple geophysical prospecting methodsincluding sonar detection,high-density electrical method,shallow seismic method,natural electric field method andelectromagnetic wave CT etc.were integrated to put forward a set of prospecting technology and methods with strongpertinence,good suitability and high accuracy,which provided technical guarantee for solving the dam solution fissure leakage problem and basis for reservoir dam reinforcement in karst area.Key words：Karst area;main dam leakage;solution fissure leakage;geophysical prospecting method（上接第 29 页）渗漏位置，并结合坝后渗漏出口位置，查明溶隙裂隙渗漏完整发育通道，为封堵渗漏提供可靠依据。参考文献1谭界雄，杜国平，高大水，等.声纳探测白云水电站大坝渗漏点的应用研究J.人民长江，2012，43（1）：36-37，54.2黄生根，刘东军，胡永健.电磁波CT技术探测溶洞的模拟分析与应用研究J.岩土力学，2018，39（S1）：544-550.3许韬，彭功勋，柳杰，等.岩溶地区跨孔地震波CT探测误差与孔距关系J.中山大学学报，2022，61（1）：105-111.（责任编辑：刘征湛）42