徐国成，许小杰，姜国宏

(1.杭州市富阳区环山乡农业公共服务中心，浙江 富阳 311408；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.杭州市富阳区万市镇综合服务中心，浙江 富阳 311406)

并行电法在落马坞山塘渗漏探测中的应用

徐国成1，许小杰2，姜国宏3

(1.杭州市富阳区环山乡农业公共服务中心，浙江 富阳 311408；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.杭州市富阳区万市镇综合服务中心，浙江 富阳 311406)

落马坞山塘采取套井和帷幕灌浆防渗加固后坝脚渗漏量仍较大，为查明大坝渗漏原因，引入并行电法技术对山塘隐患进行探测.根据视电阻率成果可知，大坝左坝段存在明显低阻异常区，表明左岸岩体破碎及其接触带填筑质量较差是造成大坝渗漏的主要原因，河床段及右坝肩防渗效果较好，涵管不存在渗漏问题，最后建议对该渗漏薄弱区采用针对性防渗处理.

山塘；渗漏隐患；并行电法；大坝

1 山塘概况

落马坞山塘位于杭州市富阳区洞桥镇洞桥村.山塘集雨面积为0.38 km2，正常库容3.30万m3，总库容4.49万m3，大坝下游约300 m为洞桥村.该山塘是一座以农业灌溉为主，兼顾供水的屋顶山塘.

该山塘始建于1965年10月，1996年进行标化加固，2014年进行套井防渗加固处理.工程主要建筑物由大坝﹑溢洪道﹑虹吸管等组成.大坝坝型为心墙坝，坝顶高程为83.10 m，正常蓄水位81.40 m，最大坝高11.5 m，坝顶长35.6 m，坝顶宽6.5 m.迎水坡C20混凝土预制块护坡，坡比1 ∶3.00，背水坡草皮护坡，坡比1 ∶2.75.溢洪道位于大坝左岸，为正槽式溢洪道，堰宽7 m.虹吸管位于大坝中部，为φ0.2 m的镀锌钢管.

山塘自建成后，大坝坝脚一直存在渗漏问题；并随着库水位升高，渗漏量加大.2014年在未勘探的情况下，进行了粘土套井防渗处理，蓄水后大坝下游仍然渗漏，原因不明.本次探测时，水位低于正常蓄水位约2.0 m，大坝下游坝脚排水沟内汇聚大量积水且渗漏量较大，左岸溢洪道边墙多处存在渗漏现象.

2 并行电法探测技术

并行电法引入了人工地震数据采集的思想，改进了传统高密度电法拘泥于分装置串行采集的弊端，实现了并行、高效、大数据瞬时获取的新理念，发挥出面向对象的全电场数据同步采集的优势.并行电法有AM法和ABM法两种供电方式，采集过程中，按照一定协议发布供电命令，让任意电极处于供电状态，则其余测量电极同时处于电压采样状态，根据需要可任意提取电法所有装置的数据信息以及海量的自然场、一次场、二次场的全场地电信息[1].其中，AM法的采集方式(见图1).

图1 AM法工作方式原理图

水库渗漏并行电法技术探测技术是浙江省水利科技推广主推技术，也是水利部示范技术，在水库隐患探测中发挥出独特的优势[2-3].该技术具有以下特点：

(1)高效率快速探测.相比高密度电法，在同样的时间内，电极64通道并行采集视电阻率数据量是串行采集的1 365倍[4]，大大提高了工作效率和成果的解译信息量.

(2)海量的地电信息.并行电法拟地震化的技术采集模式，一次供电，多道电极即可收录到自然场、一次场、二次场等不同时间域的海量数据，为多场地电场的特征分析提供数据基础[5-6].

(3)先进的技术设备.快速的采集为现场数据的实时处理提供方便，根据探测的解译成果及时调整观测系统，加强对疑似渗漏区的精细化测试，大大提高了成果的可靠度[7].

(4)隐患区的定向处理.提出探测与处理的联合一体化，有针对性地实施防渗设计，并采用定向处理技术，实时监测灌浆材料的流动特性，有助于判断防渗处理效果[8-9].

3 探测成果解译

3.1 测线布置

本次沿大坝纵向布置电法测线3条(见图2).测线CX1沿坝顶套井轴线布置，电极距1 m，共布置38道电极，其中1号电极位于左岸溢洪道右边墙处；测线CX2布置在背水坡距坡顶斜长7.4 m处，电极距1 m，共布置30道电极；测线CX3布置在背水坡距坡顶斜长17.5 m处，电极距1 m，共布置26道电极.探测仪器采用WBD-1型并行电法仪，采样方式为AM法，供电时间500 ms，采样间隔50 ms，单次采集64通道仅需96 s即可完成高分辨地电数据体的收录.

图2 测线布置平面图

3.2 数据成果解释

现场测试的激励电流和一次场电位数据，通过软件进行数据解编、电极坐标、噪声剔除、视电阻率计算等步骤后得到测线剖面上二维视电阻率断面(见图3).从坝顶测线CX1上可以看出，视电阻率变化范围为14～68 Ω·m，低阻异常区主要分布于大坝左侧且呈斜条带状向中部延展，与岸坡形态相关，核心区域位于大坝0～19 m段深度在10 m左右，右坝段坝体及山体处未见明显的低阻闭合异常现象，背水坡两测线反映的地电特征与CX1基本一致，多测线拼接具有空间连续性.

3.3 渗漏原因分析及处理建议

本次探测之前，落马坞山塘已经采用粘土套井回填和帷幕灌浆处理等方法进行防渗处理，随后发生的大坝渗漏曾初步判断是老涵管封堵不良引起的渗漏.从并行电法探测成果分析，大坝左岸山体或接触带可能存在渗漏通道.

图3 大坝纵向视电阻率断面图

为进一步验证本次探测成果的准确性，在老涵管出口处开挖人工探槽，从图4(a)中明显看出探槽内并未见渗漏水流；现场踏勘发现，左岸山体为强风化页岩，岩体较为破碎(见图4(b))，存在绕坝渗漏隐患.本次探测成果表明：左岸岩体破碎及其接触带填筑质量较差应是引起当前大坝渗漏的主要原因.该结论得到了水库管理人员的认可.

根据探测成果，建议重新核查左坝段套井及帷幕灌浆资料，进一步定向处理方案可对左岸溢洪道底板及坝肩岩基采用帷幕灌浆处理，坝体与坝基岩基接触带采用接触灌浆处理.

图4 现场开挖调查照片

4 结 论

并行电法技术可应用于均质土坝或心墙土坝渗漏探测中，且并行电法采用全电场数据同步采集的新模式，高效海量的地电信息为大坝渗漏的精细化探测提供了数据基础.经探测，富阳落马坞山塘左岸岩体破碎及其接触带填筑质量较差应是引起当前大坝渗漏的主要原因，建议对该渗漏薄弱区采用针对性防渗处理.

[1] 刘盛东,吴荣新,张平松,等.三维并行电法勘探技术与矿井水害探查[J].煤炭学报,2009,34(7):927-932.

[2] 江晓益.水库渗漏并行电法探测及定向处理技术的创新与应用[J].中国水利,2015(18):68-69.

[3] 罗炜华,陈 星.富阳市裘家坞水库大坝渗漏原因分析[J].浙江水利科技,2010(4):29-30.

[4] 胡水根,刘盛东.电法勘探中并行数据采集与传统数据采集效率的比较研究[J].地球物理学进展,2010,25(2):612-617.

[5] 胡雄武,张平松,江晓益.并行电法在快速检测水坝渗漏通道中的应用[J].水利水电技术,2012,43(11):51-54.

[6] 谭 磊,胡雄武,张平松,等.坝体浸润特征的并行电法连续监测技术[J].南水北调与水利科技,2015,13(5):926-930.

[7] 来 晟,罗仁辉,李爱国,等.基于多重探测方法的土石坝隐患探测[J].人民长江,2012,43(7):70-72.

[8] 方保富.水泥粘土灌浆在外沙海塘防渗中的应用[J].浙江水利水电学院学报,2016,28(4):32-35.

[9] 吴阳锋,吴国芳.坝基帷幕灌浆在石门坎水库除险加固中的应用[J].浙江水利水电学院学报,2015,27(4):13-16.

Application of Parallel Electrical Method in Seepage Detection in Luomawu Pond

XU Guo-cheng1, XU Xiao-jie2, JIANG Guo-hong3

(1.Huanshan Agricultural Public Service Center, Fuyang District, Hangzhou, Fuyang 311408, China;2.Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary, Hangzhou 310020, China; 3.Wanshi Integrated Service Center, Fuyang District, Hangzhou, Fuyang 311406, China)

There is a large amount of seepage at the dam base of Luomawu Pond after casing wells and grouting anti-seepage treatment. In order to ascertain the current hidden causes of dam seepage, the technology of parallel electrical method is introduced. According to the results of apparent resistivity, there is obvious low resistivity anomaly area at the left dam section. The results show that the rock mass crush in the left bank and the poor quality of filling contact zone are the main reasons of dam seepage. It is also shown that the riverbed section and the seepage-proofing effect in dam abutment is good, and there is no seepage in the culvert pipe. Finally, based on the causes of seepage, some practical targeted treatments are given.

pond; leakage hidden trouble; parallel electrical method; dam

2016-10-10

水利部技术示范项目(SF-201725)

徐国成(1962-)，男，浙江杭州人，工程师，主要从事水利工程管理与施工工作.

TV697

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1008-536X(2017)04-0068-03