水庫堤壩中的防滲墻中地質(zhì)雷達的應(yīng)用

1、水庫堤壩中的防滲墻中地質(zhì)雷達的應(yīng)用摘 要：水庫大壩運行過程中，為了保證大壩運行的安全，需要做好防滲墻的探測工作。但是由于水庫大壩防滲墻工程為隱蔽工程，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易探測，所以，在進行探測時需要使用高分辨率物探方法。本文以實際工程為例，首先對地質(zhì)雷達探測的基本原理進行了介紹，然后對地質(zhì)雷達探測的具體應(yīng)用進行了分析探討。關(guān)鍵詞：水庫堤壩 防滲墻探測 地質(zhì)雷達1.工程概況某水庫工程經(jīng)過多年的運行，大壩蓄水后出現(xiàn)了嚴重的滲水情況，壩后多次出現(xiàn)管涌和流土的情況，壩體因裂陷而出現(xiàn)了滲透破壞，對工程的安全造成了比較大的影響。因此，為了可以采取合理的應(yīng)對措施，需要對防滲墻墻體的基本情況進行探測，找出墻體中出現(xiàn)

2、的不連續(xù)地段，從而針對性的采取治理措施。2.防滲墻探測方案選取防滲墻成墻質(zhì)量檢測方式有鉆孔取心技術(shù)、超聲波對穿法、跨孔地震CT技術(shù)三種，在實際使用中都存在不足之處，而且使用前對防滲墻進行鉆孔處理也是必不可少的環(huán)節(jié)。隨著科技發(fā)展浪潮的不斷推進，地質(zhì)雷達技術(shù)在防滲墻檢查中得到了廣泛的應(yīng)用，而且經(jīng)實踐證實已取得了顯著的成績。地質(zhì)雷達的優(yōu)點表現(xiàn)為具有較高的分辨率、定位精確而且不會產(chǎn)生其他不良影響。隨著技術(shù)人員對其的深入研究，地質(zhì)雷達已廣泛應(yīng)用于工程勘察、水文地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中，有效增強了工程的實效性，對我國經(jīng)濟的發(fā)展起到了一定的促進作用。3.地質(zhì)雷達的工作原理及方法可行性分析3. 1工作原

3、理地質(zhì)雷達的工作原理是通過高頻電磁波傳遞信號并借助發(fā)射天線將信號傳遞給檢測介質(zhì)，從而直觀地反映出地質(zhì)狀況的相關(guān)信息。因為不同介質(zhì)不管是在導(dǎo)電性能方面或是介電常數(shù)都是不盡相同的，通過雷達天線所發(fā)射出來的電磁波能量部分會發(fā)生反射到達地表，從而被接收天線進行有效接收，剩余的能量則透過界面反射到地面，最終所獲取的能量被完全吸收。若發(fā)射天線與接收天線之間保持穩(wěn)定的距離則可清楚地將地下介質(zhì)分布情況相關(guān)圖像呈現(xiàn)出來。雙天線地質(zhì)雷達的檢測方法主要包括剖面法、寬角法、透射觀測三種。工作人員在進行地質(zhì)探測過程中應(yīng)根據(jù)該區(qū)域?qū)嶋H波形特征及幾何特性，準確得出地下目標物的深度及分布狀況。雷達檢測原理如圖1所示。處于介電

4、常數(shù)變動的兩個介質(zhì)相交區(qū)域電磁波會發(fā)生與之相對應(yīng)的反射或者折射現(xiàn)象，而且介質(zhì)電性與反射波的強弱有著密不可分的聯(lián)系。3.2防滲墻檢測可行性的有效分析在實際施工中一些外界因素的影響會造成防滲墻內(nèi)部或者底面出現(xiàn)不同程度的裂縫等不良現(xiàn)象。當雷達波碰到這種特殊界面時會發(fā)生反射，這些墻體的不均勻性直接會造成雷達信號所傳遞出來的聲波發(fā)生紊亂，而當墻體完好無損時雷達波碰到墻體界面時不會出現(xiàn)反射波，可依據(jù)雷達所傳遞出的信號波動特征判斷出防滲墻有無裂縫等異常情況的發(fā)生。3.3數(shù)據(jù)處理和解釋地質(zhì)雷達所探測的圖形主要是通過脈沖反射波的形式進行實時記錄，借助波形的特點及相關(guān)顏色的變化顯示出雷達剖面圖。對地質(zhì)雷達探測資料

5、的解釋包含數(shù)據(jù)的有效處理與圖像的分析兩層內(nèi)容。由于所處區(qū)域的差異，其所屬的地下介質(zhì)情況也存在很大出入，不同介質(zhì)對波的吸收程度也不盡相同，最終得出的波形與初始發(fā)射波形有明顯的區(qū)別。與此同時，一些突發(fā)狀況比如噪聲等也會對雷達信號產(chǎn)生一定的影響，造成所測數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定的偏差。所以，技術(shù)人員對接收信號進行必要的處理，提高信號的穩(wěn)定性，從而獲取清晰的圖像。在進行圖像處理時要對所產(chǎn)生噪聲產(chǎn)生的原因進行有效分析后找出問題的出處，最大限度地減少雜波現(xiàn)象的發(fā)生。在地質(zhì)雷達圖像解釋與分析中有效辨別干擾波類型并判斷出目標體的相關(guān)信息是最為關(guān)鍵的內(nèi)容，當?shù)乇頎顩r處于正常情況下時地質(zhì)雷達通過一系列的檢測可得出清晰的雷達圖

6、像，這樣便于技術(shù)人員分析工作的有效開展，而地質(zhì)狀況變化幅度較大時則所接收到的信號就會受到種種因素的影響，給技術(shù)人員圖像分析工作的開展帶來了一定的阻礙。4.地質(zhì)雷達在防滲墻檢測中的具體應(yīng)用4 . 1檢測本工程使用俄羅斯OKO-2型地質(zhì)雷達對混凝土防滲墻進行連續(xù)性檢測，設(shè)計雷達中心頻率分別為50MHz和250MHz。使用人工拖拽的方式進行檢測，探測速度為12m/min，設(shè)置掃描速率為400次/s，疊加數(shù)為8，分別使用不同頻率的天線從不同的方向進行檢測，探測深度在10m范圍內(nèi)。測點布置如圖2所示。為了檢測地震雷達的可靠性和有效性，在右壩肩布置了一個鉆孔，然后對地質(zhì)雷達的探測結(jié)果和鉆孔編錄成果進行分析

7、，分析證明地質(zhì)雷達對防滲墻進行檢測具有比較高的檢測精度。4 . 2檢測數(shù)據(jù)的處理防滲墻工程檢測的重點是對防滲墻進行全面檢測，主要是檢測墻體是否完整、有無縫隙現(xiàn)象、墻體內(nèi)部構(gòu)造有無凹凸不平等情況。按照測試段的實際情況，依據(jù)檢測目的，可分別使用25MH和100MH進行檢測。25MH天線檢測是進行簡單檢測，而100MH檢測則比較具體，可對墻體有無異常狀況進行檢驗。以混凝土為材料的墻體，應(yīng)將測點距設(shè)置為1m，而水泥土為材料建筑的防滲墻段檢測的距離應(yīng)為0.5m。對雷達圖像的數(shù)據(jù)進行處理是為了使探測的圖像更加清晰，便于后期讀圖分析，通過圖像顯示可準確判斷出地質(zhì)體出現(xiàn)異常的具體范圍及狀況。此次的檢測過程中，

8、收集雷達數(shù)據(jù)時，野外收集數(shù)據(jù)受到的干擾很小，收集到數(shù)據(jù)的質(zhì)量比較高，有助于在室內(nèi)處理數(shù)據(jù)，在分析收集數(shù)據(jù)時，本工程使用RAD PRO商業(yè)軟件處理地質(zhì)雷達資料。4.3雷達測試對防滲墻連續(xù)性的評價防滲墻技術(shù)是壩體防滲處理的重要技術(shù)，防滲墻連續(xù)性檢測是對壩體墻的各個銜接面之間的銜接狀況進行的檢測工作，以及水泥柱是否無孔隙進行的檢測。在檢測范圍內(nèi)的各個墻面之間連接完整，并且頂面與底面之間起支撐的水泥柱也不存在斷裂或孔洞，就說明這段防滲墻的連續(xù)性良好。從該次檢測得到的雷達圖像可以看出，防滲墻內(nèi)部較均勻，墻體連接無縫隙，且底面連續(xù)性好，無滲漏跡象，柱體底部水泥樁沒有明顯缺失、間斷的情況，因此推斷墻體連續(xù)性良好。綜上所述，在進行結(jié)構(gòu)檢測時，地質(zhì)雷達檢測方法是一種應(yīng)用價值比較高的檢測方法，通過利用地質(zhì)雷達檢測整個墻面，可以將相對薄弱的墻段找出，及時消除施工中遇到的隱患，減小檢測范圍，為鉆孔取芯工作的開展提供了參考依據(jù)。但在實際應(yīng)用過程中，難免會受到外接干擾，為了保證檢測準確率，需要正確對待干擾，多總結(jié)探測經(jīng)驗，保證探測質(zhì)量。參考文獻：【1】蘇茂鑫，田鋼，曾昭發(fā).頻率補償技術(shù)在提高探地雷達分辨率中的應(yīng)用.吉林大