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水库大坝坝基检测与渗漏检测

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服务描述
我国水库大坝数量已突破10万座,成为全球水库大坝数量最多的国家之一。特别值得注意的是,我国200米以上高坝数量在全球占比高达30%,这一数字凸显了我国在水电工程建设领域的领先地位。然而,随着水利基础设施的快速发展和长期运营,大坝安全性问题日益凸显,大坝检测工作的重要性与日俱增。
当前水库大坝面临的主要安全隐患集中在两个方面:其一,建设阶段因地质勘察不充分埋下的隐患;其二,运行阶段普遍存在的渗漏问题。针对这些问题,业内常用的地球物理勘探方法包括电磁法、探地雷达、面波法等,但这些技术均存在明显的局限性:电磁法分辨率较低且易受场地条件制约;探地雷达探测深度有限,深层成像效果欠佳;面波法则存在分辨率不足的问题。
在此背景下,国勘数字地球公司创新研发的天然源频域成像技术,以其探测深度大、浅层分辨率高、仪器操作简便、施工适应性强等优势,有效弥补了现有浅层地球物理技术在坝基检测方面的不足,并在实际工程应用中取得显著成效果。
技术
天然源频域成像方法
装备
三分量地震采集节点
左侧装饰

案例展示

右侧装饰
福建省某水库大坝渗漏检测
新疆喀什案例
湖北某案例
某铁矿案例
新疆昌吉州案例

案例简介

福建省某水库大坝渗漏检测

该水库大坝于1979年开工建设,1982年建成投入使用。在2014至2015年间,工程部门对大坝实施了除险加固工程。经过40余年的运行,尽管已对大坝主体结构、溢洪道及输水管等关键设施进行了多次维护修缮,但目前仍存在显著的安全隐患。为确保水库大坝的长期安全稳定运行,亟需采用先进的探测技术,精准探测坝顶以下35米深度范围内的渗漏通道空间分布特征,包括其具体位置和埋藏深度等关键参数,从而为后续的病害综合治理工程提供科学可靠的技术依据。

测线部署
本次水库大坝渗漏检测采用天然源频域成像法,旨在精准探测坝顶及坝坡区域35米深度范围内的渗漏通道分布情况。
测线布置: 共计部署4条测线,测点间距1米。
数据采集: 采用连续观测模式,单点观测时长20分钟,累计完成246个物理点的数据采集。
仪器设备: 投入12台三分量地震采集节点。
施工组织: 配置2名专业技术人员,外业施工历时2天。
主要成果
L1测线(垂直坝轴,长度100m)
坝体结构特征: 坝体(填筑土)与坝基(黑云母花岗岩)界面清晰连续,但全风化层与强风化层界限模糊,表明二者物理性质相近。
渗漏特征: 全风化与强风化花岗岩破碎带内存在3个富水区(A、B、C),水流由高处的B区向低处的A、C区渗流;富水区D(背水面坝脚附近)与富水区E(下游残坡积土层)均与输水涵管泄漏相关。
安全隐患: 渗流掏蚀导致基岩内形成空洞、支撑力变弱,引发沉降及地表塌陷。
L2测线(平行坝轴,长度55m)
坝体结构特征: 坝体与坝基界面清晰,全风化与强风化层界限不明显。
渗漏特征: 测线揭露1个富水区,经空间对比,确认为L1线的富水区B区。渗流路径分析表明,输水涵管泄漏水流不仅沿坝坡纵向渗流(L1线),还沿坝轴横向扩展。
L3测线(背水坡一级平台,长度43)
坝体结构特征: 与L1、L2测线一致,全风化与强风化层物理性质相近。
渗漏特征: 测线揭露的富水区同样为L1线的B区,进一步验证渗流沿坝轴方向的横向扩散。
结论
本次采用天然源频域成像技术成功探测了大坝渗漏通道,精准识别了富水区分布及渗流路径,获得客户高度认可。该方法具有绿色、环保、无损的优势,尤其适用于水库大坝内部病害检测。检测成果为后续渗漏治理提供了科学依据,对保障大坝安全运行具有重要意义。
测线部署
测线布置: 共计部署7条测线,测点间距2米。
数据采集: 采用连续观测模式,单点观测时长60分钟,累计完成2298个物理点的数据采集。
仪器设备: 投入26台三分量地震采集节点。
施工组织: 配置3名专业技术人员,外业施工历时10天。
主要成果
L1测线(坝脚河谷区)
河谷呈"V"形,充填第四系冲积物,可分为两层,界面高程约为1630m,界面清晰。其中,上部是全新统冲积物,下部是中更新统冲积物,砂卵砾石层,富水性良好。
河床基底及两侧山体基岩主要以灰岩/白云质灰岩为主,浅部风化壳内裂隙发育,富含基岩裂隙水。
L4测线(坝顶区)
L4测线(坝顶区),坝体与下伏河谷冲积物之间的界面成像清晰,高程约为1660m。大坝坝体主要表现为中高值频域响应,局部存在低值异常区,可能存在局部的不密实区。
结论
本项目成功应用天然源频域成像方法完成了水库大坝渗漏检测。该方法具有以下优势:
适应复杂地形(陡峭坝体)
规避钢筋结构干扰
完全无损检测
实践证明,该方法特别适合水库大坝渗漏检测场景,为工程治理提供了可靠依据。
测线部署
测线布置: 共计部署5条测线,测点间距1米。
数据采集: 采用连续观测模式,单点观测时长20分钟,累计完成418个物理点的数据采集。
仪器设备: 投入40台三分量地震采集节点。
施工组织: 配置2名专业技术人员,外业施工历时2天。
主要成果
L1、L2线是沿坝顶部署的二维测线,其中,L1线位于靠近下游边坡的路缘,L2线位于坝顶公路的中央。探测深度36米。
基岩: 中元古界天台山组(Pt2t)片麻岩,顶面呈U字形。坝底及两侧坝坡处的基岩顶部附近的高值区域推断为帷幕灌浆的响应。
心墙区: 人工填筑,成分为粉质粘土夹砂,整体均匀,局部渗漏。仅在L1的43-62点号和L2的42-55点号,高程120m处存在较为显著的渗漏。
代料层: 主要为砾砂,整体非均匀性较明显,存在多个不密实区或渗漏区。
结论
本次探测表明,天然源频域成像法能有效识别30m深度范围内的渗漏通道。本方法具有分辨率高、无损检测等优势,特别适用于心墙坝渗漏检测场景,探测成果为大坝除险加固提供了精准的技术依据。
测线部署
测线布置: 共计部署4条测线,测点间距2米。
数据采集: 采用连续观测模式,单点观测时长30分钟,累计完成291个物理点的数据采集。
仪器设备: 投入21台三分量地震采集节点。
施工组织: 配置2名专业技术人员,外业施工历时2天。
主要成果
地层结构: 40m以浅分为覆盖层和基岩两层。
渗漏特征: 覆盖层未发现明显渗漏,基岩顶部发育系列细小渗漏通道,表现为局部的低值异常区。L1解译结果与降雪后渗水结冰现象高度吻合,L3解译结果揭示蓄水池泄漏存在横向和垂向双重渗流模式。
结论
天然源频域成像法是检测地下渗流通道的有效方法之一,其纵向及横向分辨率均很高,能够满足细小的垂向渗流通道和横向渗流通道的检测需要。
测线部署
测线布置: 共计部署2条测线,测点间距3米。
数据采集: 采用连续观测模式,单点观测时长15分钟,累计完成2777个物理点的数据采集。
仪器设备: 投入20台三分量地震采集节点。
施工组织: 配置2名专业技术人员,外业施工历时8天。
主要成果
由于测线长度较长,为了更好地反映坝体内部的病害情况,本次数据处理将整条测线分为10多小段。由图可知,坝顶以下35m深度范围可以分为
坝体、坝基2部分,坝体为压实的堆石坝,坝基为相对松散的第四系堆积物,两者之间的波阻抗差异明显。在坝体内部可见若干形态大小差异较大
的局部低值异常,推断其为坝体内的局部不密实区。
不同里程段的频域成像解译剖面
结论
天然源频域成像法是检测坝体内部不密实区的有效方法之一,其纵向及横向分辨率均很高,能够对坝体内部不同形态、不同尺寸的不密实区进行清晰的成像。