井液电阻率法在大坝排水孔渗漏异常检测中的应用.pdf

井液电阻率法在大坝排水孔渗漏异常检测中的应用 1 概 况 摘要 关键 词 司 治 ( 新疆水利水电勘 测设 计研 究院勘测 总队新疆 昌吉8 3 1 1 O O ) 利用物探技术对大坝渗漏进行检测已是常用的快捷成熟的方法， 在工程应用中取得了很好的应 用效果。 检测技术方法有很多种， 其中， 井液电阻率法是一种筒单高效的方法， 但应用较少。 本文 介绍了井液电阻率法的方法原理和其在某大坝底廊道内排水孔渗漏异常检测中的应用效果 扬压力 ； 排水井渗漏 ； 井液电阻率； 矿化度 中图分类号 ： T V 6 9 8 ． 2 + 3 4 文献标识码 ： A 新疆某水 电站] 程位于河流山谷 出 【 lJ 处 ， 交通十分便利 。电站大坝为重力拱 坝 ， 大坝巾 主坝和两岸重 力墩组 成 ， 最 大坝商 7 2 m， 工程 c 】 建成以来运行 良好 。经受 多次 洪水 考验 后， 大坝底廊道( 高出坝基高程 5 m ) 内， 台坝段 排 水孔 多数漏水 明显且漏水量均较大 ， 测压管 扬 压力过商， 崩观测 到的最大扬压力推算水头 高程 ， 高 ⋯坝基岛程 6 5 m， 两坝肩 和左坝段 多 数孔不漏水 或有少数孔有 少量漏水 。初 步判 断大坝 ， 尤 其是 什坝段 防渗 系统出现 问题 ， 要 求利用物探技术方法杏叫其渗漏情况。为此， 我仃 J 通过分析研 究 ， 选用片液 电阻率法对其排 水孔进行 厂全面榆测 ， 取得 了良好 的效果 。 2方法原理 片 L 卜 I 水矿化度受 丽岩影响 ， 表现不 ， 加入 盐后， 使水的矿化度增高( 盐化井液) ， 能增加水 的导电性能， 降低水的电阻率 。且随着水的矿化 度变化， 电阻率表现 一 ， 矿化度高， 电阻率低， 反之电阻率商。J } 中存在漏水现象时， 因漏水位 置的流动水对盐化后的井中水进行淡化，使井 f 1 】 水 的矿化度会随时间发生变化 ，进而使 电 阻率发生变化 ，这种变化 可反映井中水的活动 特征。 根据这种特征， X 4 ~ t - 中水进行盐化后， 使H j J t- 液电阻率榆测方法存 定时间内，采用一定 的间隔n ,j lh 】 ，对井中水的电阻牢变化情况进行 观测 ，即叮得到”中水随时问变化的 一 系列 电 阻率曲线 ， 从 而判断井 中的漏水情况。 外液叫‘ 问～ 电阻率图上，以 同时间的电阻牢最商值 和电阻率值突变位 及其分布特征来判断井I 漏水点的位 ， 从而判断人坝摹础的漏水化 。 3井液电阻率测量 片液电阻率法的测最原理 普通电 率 法测井 一样 ， 只是所采 用的电搬 系形 式小 。 外 内液体电阻 牢法实 质 } 就足采用一 个 电极 距很小 的电极系( 电极问 的 离 一 般为 2 c m～ 5 e m ) ， 为 r 测得外内液体的电阻率， 将电极系 固 定 在 一 铁 制 的 屏 蔽 罩 I f 】 心( 2 0 0 ra m 长 8 0～1 O 0 mm铁管 ) ， 屏蔽 罩能够防止井壁 及 周 围围岩对片液测量结果的影响 ， 同时又能使 _蚪内液体顺利通过 蔽罩 内部 ， i E 确测定片内 液体 电阻率值 1 ： 作 中， 片 巾水I 其 [ J 什规律 ， 原始 电阻 率表现不一 ， 庇 ，尤对外巾水原 始电阻率进行测 试 ， 化井 _ 1 1 水后 ， 迅速对 井液电阻率进 行测 试， 然后 ， 根据测试孔 渗漏情况 ， 住不 的时间 段 ， 对盐 化 的井液 电阻率进行测 试 ， 一般 均进行 二 次以 的检测。 盐化 _ I 1 水时 ， 应将 纱伽盐袋存 井中 F 快放快 提数次 ， 充分盐 化井 巾水 ； 盐 化井 } J 水 后， 使朋井液电l5 儿 牢电极系孔 【 } l n上而 F 迅速 测试 井液电阻率 ， 测 试完后 ， 将 电极系置放 于 孔底 不动， 根据孔 的渗漏情况 ， l 0分钟 ～1 5分 钟后 下 而 L测试 井液 电阻 率 ， 3 0分 钟 不 1 I 1 小时后 行 白 i而 F 测 试。测试时 ， 注意慢放 轻提 ， 以防止埘盐化界 面的扰动影响 ； 测 试点 距 2 0 e ra～5 0 e ra， 供 电电 要小 且稳 定 ， 埘 常界面要进行 力 } l 密测试 。 4检测成果分析 从整体检测情况看 ， 大坝底 廊通 } ～ 所柯排 水孔 ， ” 中水盐化后 ， 小同t l 寸 问的井 液电5 J 【 率 曲线表现不 一。右坝段排水孔 孔 9 m～l O m 以下 ， 排水孔 中水淡 化慢且均匀 或没有变化 ； 孔深 9 n ～l O m以lJ 、l ， 排水孔 中水淡化较快 ， 小 同时间的井 液电阻率曲线 ， 较好的记录 lr斗中 水的淡化过 ，其漏水位置 主要在 坝 以 4 m～5 m以 内， 说明右坝段浅 部防渗 系统 出现 题； 阿坝府和左坝段除个别孔外， 蚌液【 u 阻 率曲线基本 没 变化 ， 说 明两坝肩和左坝段防 渗系统 良好 。F嘶是儿个媳型的排水-f L ~ t ： 液淡 化过程 曲线 。 4 ． 1 彳 坝段 1 5 排水孔 右坝段 1 5 排水孔漏水较叫 ，漏水 量 较大。 井 { J 水原 始电 率 _ 【l { 线 反映扎深 O～5 m 电阻率卡 H 对较商 ，孔深 1 0 m以 电阻【 率 棚划 较低 ， 孔深 5 m～l 0 m是电5 H 半,f N x q 较岛剑卡 H 对较 底的变化段 。 盐化后迅速测 试的井液电阻 率 本没有变化， 电阻牢,f t l x J 很低 ； 时隔 1 5分 钟后 ． 孔深 0～l O m电 率干 H 对增 夫， 峰他 { 6 m化 霞 ； 又 隔 4 5分 钟后 ． 孔 深 0～l O m I乜 率,f N x ,j - 明娃增 人 ； I I_I=l 时 段 的 澉 电 率 曲 线 反映孔 深 1 0 m以 段 蚪液 电 阳率 没有 变 化 。 分析井液 电阻牢 曲线 町知 ， 扎深 1 O n 1 以 段坝基小漏水 ， 孔深 1 O m 以 【 段 漏水 ． Ⅲ I 1 主要漏水点 6 m， 要漏水化 置为孔深 5 m～ 1 O m段 ， 即坝 以 F深度 5 m 以 ， 盐 化后 时问段的井液 电 率曲线较好 的反映 r 星漏水情况 ； 井 中水原始电阻率曲线反映扎 深 1 O m以下为该孔水原始矿化皮的【 也 半似 ， 孔 深 O 5 r n为流 动水原 始 化 度的 电阻率仳 ， 孔 深 5 m～1 0 m址受 影 响的电阻牢值 ，仆 t I ， 水娘始 电阻 率曲线也反映 出该孔 主要黼水位 置为孔深 5 n ～I O m段 ( 坝段 l 5 排水4 L " -f 问 ～电阻率曲线 ) ． ． 4 ． 2彳 彳 坝段 1 8 手 Il _ 水孔 坝段 i 8号排 水孔漏 水 描ll ，漏水 较 大 外 『 I l 水原始电【； f=l 率曲线 “1 段 l 5 排 水4 L + 1 1 近 ， 孔深 O～5 m 电 率相 刈‘ 较高 ， 孔 深 9 m以下电5 H 率)~ tt x ,J‘ 较低 ，孔深 5 m～9 m足 电 阻牢相对较高N,f t~ x ,．t 较低的变化段 盐化后 迅 速 测试 的井液 电『5 } 【 牢拒扎 深 7 m以 l 段相 刈 叫 变大 ； 时隔 l 2分9 t , ．／G， 孔深 8 n 以 I 段 仆 液电阻牢又~ t l x ,J- 增 人；义隔 5 3分钟后 ，孔深 9 m以 } ： 段帅澉 电 半干 埘【 f』 1 增 人 ； }；l； i 较 长时问段 的l片液电阻 率} } }l 线 反映扎深 9 m以 段井液电阻率也仃十 H 对较小 的均匀变人。 分 析 ： 液电阻率I } Il 线 I t 知 ，盐化后 的外液 7 m 图 1 右坝段 1 5号排水孔 时间 一电阻率 曲线图 图 2 右坝段 1 8号排水孔 时间 ～电阻率 曲线图 图 3 左 坝段 4 5号排水 孔时间 一电阻率曲线 图 以上段被迅 速淡化 ， 说 明其漏水较 大 ， 盐化 后不同时间段的井液电阻率曲线较好的反 映 了坝基漏 水情况 ，其主要漏水 点在孔深 5 m～7 m段 ， 主要 漏水位 置为孔 深 5 m ～ 9 m 段 ， 即坝 基 以下深度 4 m 以内 ， 孔 深 9 m 以 下至孔底也 有少量均匀渗漏 。井 中水原始 电阻率 曲线反映孔深 0—5 m为流动水原始 矿化度的电阻率值 ， 与右坝段 1 5 号排水孔 电阻率值基 本一致 ，其下是受 其影响 的电 阻率值， 其中孔深 9 m以下段井中水受流动 水影 响 较小 ，电 阻率 值平 稳 均匀 ，孔 深 5 m～ 9 m段井中水受流动水影响较大， 井中 水原始 电阻率曲线也反映 出该孔 主要漏水 位置为孔深 5 m一 9 m段，与盐化后的曲线 反映一致 ( 右坝段 1 8号排水孔 时间 ～电阻 率曲线 图) 。 4 ． 3 左坝段 4 5 号排水孔 左 坝段 4 5号排水孔表现有 少量漏水 ， 要集中在右坝段与坝底接触的基岩浅部位 置 ， 深 度在坝基 以下 4 m～5 m以 内 ， 两坝肩 和左坝段 除个别孔外 ， 均漏水甚微。 ( 2 ) 采用井液电阻率法检测井中漏水 位置， 其方法简便、 快速， 且检测结果形象、 * ] Ⅲ 盐井 直观 ， 对水坝渗漏检测具有积极意义。 日 月 自 ( 3 ) 综合 分析 井液原 始电 阻率 曲线和 埘 ” 盐化 井液电阻率 曲线 ，可得 出更 可靠的井 中漏水位置 。 根据 检测结果 ，设计要求 主要 对右坝 段坝基进行防渗灌浆处理，处理后漏水量 明显减少 ， 测压管扬压力恢复正 常 ， 物探检 测成果得 到了很好 的检验 。陕西水利 ( 责任 编辑 ： 周蓓 ) ( }— e—— 0 厉 l 特井_瘕 > ∈ _ 《 加 盘 掉寝 日轴4 月2 4 日 盐化时目1 5 - 5 0 一 l 5 ( ~ - 0 0 原始井渍 — — <加 盐 井 清 日期4 月2 妇 盐似 闻 1 5 ： 拇 一 l 5 ： ∞ 是 两坝肩和左坝段漏水相对 较大的一个排 水孔。 井中水原始电阻率曲线反映孔深 0 ～ 1 7 m电阻率值基本一致 ， 孔深 1 7 m以下有 相对向下的较小变化 。盐化 后迅速测试 的 井 液 电阻率 和时隔 1 5分钟后 测试 的井 液 电阻率基本没有变化 ， 电阻率 相对很低 ； 时 隔近 1 小 时后 测试 的井 液 电阻率 在 5 m～ 9 m段 和 1 6 m～1 8 m段有较 小的增大 ， 峰值 在 7 m位置和 1 7 m位 置。说明在孔深 5 m～ 9 m段 和 1 6 m～1 8 m段有 少量漏水 ， 其 中孔 深 1 6 m～1 8 m段漏水 量更少 ( 左 坝段 4 5号 排水孔时间一电阻率曲线图) 。 5结论 通 过以上井液 电阻率 曲线分析 ，可得 出如下结论 ： ( 1 ) 大坝底廊道内排水井漏水位置主 G ． __ _ _J e