探地雷达堤坝渗漏探测

出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第98页（2992字）

8．5．4．1 控制坝基渗透漏的裂隙节理调查

当坝基地层层间节理、裂隙发育，在水库蓄水后，往往成为水库渗漏的通道。充水节理、裂隙成为强反射界面，在雷达图像上表现为规则的倾斜界面。

8．5．4．2 坝体浸润线的揭示

当水库坝体存在贯穿坝体以缝隙组成水平发育带时，则在水库常年水位线附近出现以充水形成的强水平反射波组成的水库浸润线的雷达特征(图8－9)。

8．5．4．3 金江水库坝体隐患探地雷达探测

图8－9 坝体浸润线雷达图像

金江水库位于资江水系三级支流檀江上游，枢纽工程坐落在邵阳县东南部的五峰卜镇金江乡刘家桥村，水库总库容约1515万m³，相应水位海拔301．6m。正常库容1220万m³，相应水位海拔299．7m。常年水位海拔292～294m。主坝底部基岩为石炭系壶天群白云质灰岩和梓门桥组含燧石灰岩夹钙质粉砂岩、页岩，层间和裂隙性溶蚀较发育，岩溶强烈发育，溶沟、溶槽、石牙较多。大坝左岸至中部采用壶天群白云质灰岩残坡积土作筑坝材料，中部至右岸采用梓门桥和测水组地层的残坡积土作筑坝材料。本区位于新华夏系巨型第二沉降带中西部边缘，五丰铺向斜的东南翼，坝址岩层产状走向N20°E、倾NW、倾角45°，岩层走向与河流流向成10°交角，为纵切河谷。有三组节理较发育，其产状分别为走向N40°W、N80°E和N15°～20°E，壶天群白云质灰岩主要岩溶发育方向与第二组节理走向一致。86%的坝体置于厚度2～15m的第四系堆、残坡积含砾粘土之上，下伏基岩有73%为岩溶强烈发育的白云质灰岩。虽经多年综合治理，但至今大坝外坡脚仍有常流水点16处，湿润区3个，湿润面积达380m²，仍为隐患未彻底根治的严重渗漏坝体。

为此中国科学院广州地球化学研究所应用探地雷达对湖南邵阳金江水库堤坝隐患探测研究。成果分析如下：

(1)断裂F₁与F₂揭示：图8－10为F₁断裂和F₂断裂的雷达图像，由图可见断裂倾角40°～60°，出露地层为下石炭系测水组、梓门桥组砂页煤系地层，裂隙反射界面影像较多，表明此地层层间节理、裂隙发育，成为此坝段的隐患之一。在水库大坝外坝脚有一系列漏点，稻田及菜地出现大片湿地及积水正是此隐患的佐证。在相应位置的地面检查亦见一断裂，其产状为走向80°，南倾倾角60°～70°断裂面见大量角砾岩，部分漏水点处在其延伸方向上。

F₁断裂雷达图像

F₂断裂雷达图像

图8－10 雷达图像

(2)揭示浸润线存在：300m标高平台，100MHz天线，820ns时窗的剖面连续图像上，除反映人工堆积残坡积土及基岩起伏的反射界面以外，在特定的标高上，出现一条水平的反射界面，此界面标高低于常年水位标高292～294m，在迎水坡标高为285．26m，在背水坡为285．00m，此反射界面即是水库常年水位的浸润线，其影像特征为串珠状的强反射界面贯穿坝体，产状水平，断续出现。沿此反射界面缝隙发育，并见有多处溶洞、土洞出现，见图8－9。可见由于坝体土壤含粘粒量高，具干裂湿胀的特性，在带压力的水体作用下，长期浸泡的土体粘粒形成泥浆，泥水逐渐渗出，沿水位浸润线形成带状空隙。

(3)灌浆工程质量检测探索：目前灰岩地区水库坝体隐患防治在国内外仍是一大难题。金江水库隐患治理有30多年的历史，自1960年蓄水以后，主坝常发生渗漏、开裂、沉陷、塌陷等现象，险情时有发生。1960年6月至1962年5月，进行帷幕灌浆，钻孔184个，使坝体漏水量减少63%；1982年低涵出口下基岩管涌，中部内坡沉陷1350m²，左岸及右岸坡出现塌洞，实施帷幕灌浆，钻孔258个，进尺9550m，灌入水泥3345t；1986年外坡三个湿润区仍存在，大坝外坡二级平台出现一塌洞，实施劈裂灌浆和高压定向喷射灌浆，灌入水泥2225t，形成防渗板墙6442m²；1996年内侧一线平台出现塌洞，坝外出水点流浑水，进行帷幕灌浆处理，但浑水流量无减少。在300m标高的探地雷达图像(图8－11)上出现等间距灌浆物影像，这些灌浆物具强反射、锥状影像特征，间距3m，个别6m。水库管理部门证实帷幕灌浆孔距3m一个，间距6m者，中间钻孔无或少进浆量，根据图像上的影像可准确计算灌浆有效深度和水泥浆的扩散半径(曾提等，2000)。

图8－11 灌浆效果检测雷达图像

【参考文献】：

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