肖云川

【摘 要】该文结合重庆市永川区崭龙垭水库的现场钻孔地下水位观测成果资料 、高密度电阻率测深法成果资料， 通过物探与钻探相结合确定大坝渗流的位置， 为准确处理渗流问题提供依据。

【关键词】高密度电阻率探测法；钻孔；渗流

一、工程概况

崭龙垭水库位于永川区茶山竹海街道办事处红星村，所在河流属长江水系临江河支流。距永川市中心约15km，其中有0.3km为乡村机耕道。该水库是一座以区主城区饮水为主，兼防洪、灌溉于一体的小（2）型水利工程。

枢纽工程由大坝、溢流堰、放水设施组成。

现场检查时库盆的土工膜多处出现破损，靠近库尾的土工膜覆盖层已经被水流冲刷掉，导致土工膜直接暴露出来，并且已经变形。库盆中间多股泉水向库内流动，库内土工膜已完全被破损，已起不到防渗的作用。出现了明显的渗漏。

为了解决水库集中渗漏通道的位置，经现场踏勘，采用水位观测孔观测水位和高密度电阻率测深法确定水库集中渗漏的位置。

二、水库物探与钻探综合检测

（一）高密度电法及技术要求

1.数据采集。

物探工作测线布置的原则是在保证能够采集较好质量数据的同时使测线与地质剖面基本一致。为满足勘探深度及兼顾勘察测线全断面地电剖面的需要，本次高密度电法采取温纳测深装置。在现场电极布置完毕后，均进行电极接地测试，以保证电极接地良好，然后进行自动测试。测试过程中，仔细观察各测试要素，区分数据的异常现象，保证观测数据质量可靠。

2.技术要求。

本次物探工作技术按照《技术要求》、《DZ/T0072-92电阻率测深法技术规程》和《DZ/T0072-93电阻率测深法技术规程》进行。其主要技术要求如下：

（1）测网布设原则

① 测线方向应尽量垂直勘查对象的总体走向，必要时分段控制。

② 测线应与勘探线重合。

③ 测线应尽量避开不利于施工的地形地物。

④ 线距50～100米，测线长度应大于勘探对象宽度的2/3。

（2）电极排列方向

① 电极排列方向应尽可能与测线垂直。

② 同一测区测点的电极排列方向尽量保持一致。

③ 地形坡度较大时，可与地形等高线平行。

④ 适当考虑通行、接地条件、施工方便等因素。

（3）电极接地及布置

① 尽量减小接地电阻，供电电流应大于50mA。

② 当电极无法置于预定接地点时，垂直移动的距离应小于AB/2的1/40；若沿测线方向移动时，应小于AB/2的1%，超过1%时重新计算K值。

③ 布置MN时，与AB方向的偏离度应小于±3?。

（4）测点定位

测点的平面位置用测量仪器确定，测线的端点均用木桩做标记并记录。

（5）观测结果质量检查及评价

①重复观测

单次观测难以保证精度的极距或电测深曲线无规律的极距，须进行重复观测。其有效数值的算术平均值作为该测点最终的基本观测数据。

②自检观测

对电测深曲线上的畸变点以及基本观测质量有疑异的测段，应进行自我检查观测。将测量电极重新布设或改变供电电极的接地状况，且供电电流的改变量应大于25%，如证明基本观测确实有误时，可用检查数据代替。

③系统检查观测

基本观测到一定阶段或全区基本观测结束后，对总工作量3～5%的测深点应重新布极观测检查，通过单个极距的相对误差来判定该测点是否有效，最终由全区系统检查观测结果所统计的均方相对误差评价观测质量。

3.测线布置及工作参数。

根据要求，本次测试根据地形情况及目的要求电极距布置为2m，采集数据滚动层数。

4.仪器及其性能。

仪器采用重庆地质仪器厂生产的DUK-2A多功能高密度电法系统。DUK-2A多功能高密度电法系统由DZD-6型多功能直流激电仪和多路电极转换器组成，仪器性能良好，技术指标如下：（1）仪器绝缘性能良好，各测程输入阻抗不小于30兆欧，线路间绝缘电阻不小于500MΩ/100V；（2）转换电极总数为60路，测量最大电压+4V，测量误差+1%+1个字，测量电流精度+0.6%+1个字，测量电流分辨率0.01mA，对50Hz工频压制优于80dB。（3）全数字化自动测量，对自然电位、漂移及电极极化进行自动极化补偿；屏幕液晶汉字显示且测试数据自动存储；数据可直接传入计算机进行数字化解释。

（二）物探工作测线布置及成果分析

1.工作测线布置。

W313和 W314两剖面为第一次测，W316和 W317两条剖面为第二次测。W313、W314、W316、W317工作測线布置如图1所示。

2.物探成果。

通过永川茶山竹海崭龙垭水库的现场物探勘测工作，获得了可靠的物探资料。剖面通过软件计算和三次反演所得。

W313、W316剖面为同一侧即水库右侧的剖面，W316剖面是在W313剖面位置面向下移动12米的位置。W313剖面的异常在W316中都有相同的反应，故此处就以W316剖面来解释。剖面W316出现三个小范围异常，即 32m～42m水平位置，3m～11m深度范围出现低阻异常，推断可能为破碎带含水，泥质填充；74m～82m水平位置，3m～6.2m深度范围出现低阻异常，推断可能为破碎带含水，泥质填充；89m～100m水平位置，5m～12m深度范围内出现低阻异常，推断可能为破碎带含水，泥质填充。剖面最左侧出现一条带状低阻异常，推断可能为含水破碎带，剖面7.5m深度以下出现大面积低阻异常如图所示，水平范围为40m～72m，推断可能为破碎带或含水层。

W314号剖面位于水库上面的公路上，根据反演图来看，剖面大部分区域电阻值都较基岩低，以此推断剖面大部分都是破碎带。其中有三个区域阻值极低（如图所示），分别为21m～26m水平位置，3m～5m深度范围，64m～68m水平位置，4m～6m深度范围，推断可能为含水泥质填充区域；40m～62m水平位置，21m深度以下范围，推断可能为含水层或含水通道。

W317号剖面位于水库边缘，如W317剖面反演图所示，剖面出现大面积低阻异常，推断可能为含水破碎带或含水层。

（三）钻孔布置及水位观测结果

1.钻孔布置。

本次勘察沿库周布设5个长期水位观测孔，左、右岸分别布设2个观测孔，库尾布设1个观测孔，孔间距50～100m。根据地貌成因特征，库区为褶皱抬升低山地貌。

库区未见断层发育；属于相对稳定弱震环境，库区稳定性好。

库区位于东山背斜南东翼的逆断层尾部，出露地层为三叠系上统须家河组（T3xj）灰白色砂岩与灰、灰黑色泥页岩，岩层产状为125°～127°∠41°～43°，倾向库内偏右岸。库区两岸风化砂岩主要发育有两组裂隙：裂隙1：280°∠60°，裂面平直，无明显冲填物，延伸长度约2m，间距1～2条/m，裂隙宽度小于2.0cm，结合程度好；裂隙2：30°∠80°，裂面平直，有少量充填物，延伸长度约3m，间距1～2条/m，裂隙宽度约3cm，结合程度一般。第四系地层为灰黄色粉质粘土，可塑，稍湿，分布于冲沟底部，厚度较薄，一般1.0～2.0m。

由于库区第四系松散层厚度薄，且分布范围小，因此库区地下水主要为基岩裂隙水。根据相关水利工程经验，库水和库区地下水对混凝土和混凝土的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。库区岩层风化形式主要以风化剥蚀为主，表现为碎屑状风化。

2.水位观测结果分析。

本工程自2013年7月8日起，2013年8月14日截止，共对库区水位观测孔观测8次，观测频率5～7天/次。观测数据表明：ZK1与ZK3地下水水位稳定，且高于库水位；ZK2、ZK4、ZK5地下水水位变化较大，且低于库水位。通过水库单孔地下水位曲线分析（详见崭龙垭水库单孔地下水位曲线及相对不透水层底界线）：库水存在向ZK2和ZK5方向渗漏，存在ZK4方向渗漏的可能。单孔地下水位曲线及相对不透水层底界限图如图6所示。

三、结束语

由于此次所探测的目标坑道废弃太久，很可能已经垮塌，而且目标较小，从所测的结果来看很难从图中分辨出来，必须与钻探结合验证。通过水库单孔地下水位曲线分析，库水存在向ZK2和ZK5方向渗漏，存在ZK4方向渗漏的可能。综上所述，通过物探与钻探技术相结合的方法，结合库区原存在开挖煤坑通道，煤坑通道高程位于728.00m（右岸）～729.00m（左岸）。通过物探与钻探技术相结合的方法，确定水库库岸的渗漏位置，為类似的水库渗漏的处理提供借鉴。

参考文献：

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[3] 张惠杉.物探与钻孔分析山美水库大坝渗流[J].水利科技.2009（2）

[4] 程耀荣.物探与钻探在工程地质勘察中的具体应用[J].河南科技.2013（2）