隐患探测技术在病险水库治理中的应用

水利工程隐患探测中雷达的应用摘要：堤坝疏松是水利工程中常见的安全隐患，其隐蔽性高，不易被发现，导致的后果极其严重。

而探地雷达在堤坝渗漏、裂缝等方面的探测作业中具有无损、高校、精准的优势，因而被堤坝安全检测所重视和应用。

本文将简要介绍探地雷达的工作原理，以及其在堤坝防渗墙探测、滑坡体探测、裂缝探测、渗漏现象探测四类主要隐患探测中的具体应用。

关键词：水利工程隐患；探地雷达；应用0 引言传统的水利工程在隐患探测过程中，主要通过钻探的方式进行堤坝内部检测。

这种方式会对坝体造成二次伤害，且成本高、收效低，无法准确定位隐患区域，检测效果达不到预期。

探地雷达是一种新兴的混凝土建筑物无损检测技术，具有抗干扰性强、探测范围广、分辨率高、信号即时传输与处理、可透视扫描、实时显示现场图像等优势，因此检测效果良好成本低，是目前最先进、最高效的检测技术之一。

一、探地雷达的工作原理及方法探地雷达探又被称为地质雷达，透地雷达，是一种利用频率介10^6~10^9Hz的无线电波对地下介质分布进行无损探测的方法[1]。

它能够实现对金属以及非金属物体的探测，被广泛地应用于道路、桥梁、隧道，水利工程的病害检测工作中。

（一）工作原理探地雷达的工作原理如下：雷达利用天线将高频电磁波从地表发射到地下，电磁波信号在介质内部传播，当遇到介质电性差异较大的介质界面时，会发生反射、绕射、折射现象而返回地面，被接收天线接收。

这是由于电磁波在介质中传播时，所通过介质的电性以及几何形态各不相同，导致接收到的电磁波强度与波形也随之产生变化。

因此，根据接收到的波的双程旅行时间、波幅、波形，特别是反射波的同相轴以及振幅变化特征，基本可以明确的判断出目标体内部不同的介质结构、性质、形态和埋藏深度。

电磁波在遇到介质电性差异较大的相邻介质界面时，雷达信号会呈现明显的变化，表现出很强的反射能力。

当电磁波从介质电性常数小的介质进入到介质电性常数大的介质时，即从光疏介质进入光密介质时，反射系数变成负数，反射波产生反向振幅。

病险水库渗漏探测中的综合物探技术摘要：水库渗漏，一方面会降低水库的社会效益，另一方面随着时间的推移，可能导致溃坝或溃堤。

物探技术是水库渗漏探测的重要技术手段，能为有效封堵及防渗处理提供可靠依据，对水库大坝的运行安全有着重要意义。

目前常用于水库、大坝渗漏探测的物探技术主要有：高密度电法、地质雷达法、面波法、伪随机流场法、充电法、瞬变电磁法、微动法、磁电阻率法及水下机器人摄像及喷墨检查等。

由于物探方法具有多解性，且每种方法有一定的局限性和适用性，实际运用过程中，应综合考虑所探测水库的地质条件、所处环境特征及渗漏情况等因素进行合理地选择。

关键词：病险水库；渗漏探测；综合物探技术引言坝体渗漏易使其坝体内部产生较大的渗透压力，导致大坝强度降低，还可造成水库存水量损失，降低水库效益。

钻探方法在水库渗漏勘测中具有一定的盲目性，少量的钻探工作常常无法满足探测精度的要求。

综合物探技术具有高效无损的优势，且能反映一定深度范围内地下介质物性的连续变化规律。

1技术思路与工作布置针对该水库渗漏的情况，根据已有资料、结合现场地质情况，本次渗漏探测工作总体思路拟采取“水陆空结合，分期实施”的方式开展工作。

（１）水库渗漏点的确定。

①采用伪随机流场法对库区面板７３０高程处往上游方向２００ｍ水面库区范围进行面积性的普查，在发现异常部位进行加密和重复测试；然后在发现疑似渗漏的部位采用无人潜器进行水下摄像及喷墨检查，以确定渗漏的位置和规模；②对库区水面以下范围面板、趾板及坝体边缘与基岩接触带５ｍ范围采用无人潜器进行水下摄像观察，对异常部位进行喷墨检查，以确定渗漏点的位置及规模。

（２）渗漏路径的探查。

在坝后采用地面瞬变电磁法及无人机航空瞬变电磁法进行探测，分析可能的渗漏路径。

（３）综合分析物探测试成果及库区水文地质调查成果，推测坝后渗水的来源、与库水的关系以及大致的流径范围。

2常用物探方法及原理2.1探地雷达法探地雷达方法是将高频电磁波以脉冲形式通过发射天线定向送入地下介质，雷达波在地下介质中传播时，当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时便发生反射，反射回波返回地面后由接收天线所接收，通过AD芯片将模拟信号转化为数字信号后进行存储。

水利工程运行安全检测关键技术及其应用摘要:为保障水利工程安全运行、保证其社会生态功能效益充分发挥，需要对病险水库、水闸、调水工程和堤防险工险段的状况进行隐患排查和安全鉴定，逐步实现工程安全隐患早消除、安全风险早化解。

基于此，本文主要就水利工程运行安全检测关键技术及其应用进行了分析。

关键词：水利工程；运行；安全检测引言国家经济近年来大规模的增长，国家也变得越来越富裕，因此更加重视国民建设，对水利工程的投资力度逐渐增大，也能促进该地区的经济发展。

在工程建设中，高层人员需要更加严谨，对水利工程安全运行的重要性有充分的了解，这样才能更加负责的确保水利工程的安全，提高其运行的效率。

但是到目前为止，有许多水利工程中的设备已经老化严重，更甚者有老化还不维修，抑或者人为操作不当使设备遭到破坏的现象，所以，现在要针对这些现象进行安全检测，延长水利工程设备的使用年限，为国民经济的增长献出一份力。

1水利工程运行安全检测的重要性在水利工程运行中，需要管理系统完好才能保证水利工程安全运行，但是在管理系统中的安全管理工作也是极为重要的。

水利工程运行安全检测工作不到位，极大可能使工程在运行中发生意外事故。

为应对新时期水利工程规模大、致险因素复杂、病害隐蔽等特点，在安全检测和隐患排查技术方面，将地球物理探测技术结合无人机、水下机器人及物联网新技术，发展出了无人机载智能化快速巡检技术、水下综合一体化检测技术等，通过解释工程表观和内部的地球物理特征信息，可快速有效判断工程安全状态和存在的病险，是水利工程安全检测的新技术、新方法，也是运行期大规模、大体积工程快速精细探测与隐患辨识的全新解决方案，可为水利工程安全运行和信息化运行管理提供可靠的技术支撑。

2水利工程运行安全检测关键技术2.1无人机载智能化快速巡检技术无人机载智能化快速巡检装备包括机载多功能光电吊舱、地面工作站、无人机等，可实现快速、智能化、一体化多参数数据信息采集与传输，能够满足当前工程检测的要求。

微动勘探技术在水库大坝隐患探测中的应用程建设;李鹏【摘要】微动探测可用于探测目标区域的地下空洞、活动断裂、覆盖层厚度、基岩面形态以及溶洞等.以江西九江高泉水库为例,详细介绍了现场微动勘探的测线布置、数据采集、数据处理分析、成果解释.实践表明:微动勘探技术是一种简便、快捷、对观测环境无特殊要求同时又不破坏环境的地球物理勘探方法,能够对病险水库大坝的隐患进行及时和有效的探测,并对堤坝隐患治理提供精确指导.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2017(048)003【总页数】4页(P57-60)【关键词】微动勘探技术;大坝隐患;病险水库【作者】程建设;李鹏【作者单位】江西省瑞昌市水利局,江西瑞昌332200;长江勘测规划设计研究院长江地球物理探测(武汉)有限公司,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV697水库大坝是重要的挡水建筑物，大致可分为混凝土坝和土石坝，其中土石坝主要依靠坝体自重维持稳定，并在防渗体的防护下减少渗透水量。

然而由于自然的原因或者施工中的质量问题等，会引发各种各样的大坝隐患，比如生物破坏造成的洞穴、空隙、裂缝等，或者由于技术落后造成选址不当，在不适合建坝的地区(如岩溶发育区)建设大坝形成天然的隐患，这些都会致使水库大坝不能够安全有效运行。

如何快速有效地探查隐患，有的放矢地对水库大坝进行除险加固处理，一直是物探工作的重要内容。

我国水库大坝隐患排查的方法主要有地质钻探、人工探视和地球物理探测3种。

地质钻探只是一孔之见，人工探视观察的是大坝表象，难以达到隐患排查目的。

地球物理探测具有快速、连续扫描、代表性广等优点，因而受到广泛重视。

针对大坝隐患探测，国内许多单位和学者做了大量的相关工作，采用电法、电磁法、弹性波法、流场法及放射性等地球物理探测已取得了大量的应用成果。

研究和实践表明，水库大坝的隐患类型多种多样，如防渗体不满足规范要求或施工质量问题造成防渗体渗水，坝下涵管管壁与坝体接触部位由于设计或施工等原因发生接触冲刷，浆砌石坝砌体不密实，上游防渗面板混凝土裂缝、止水破坏等，或者是坝体处于岩溶发育区等，这些隐患的物性差异不尽相同，单独采用一种物探方法进行探测，都可能会造成误诊或者漏诊，因此对于水库大坝的隐患探测，需要采用多种地球物理方法进行综合的数据分析和解释。

水库大坝渗漏常用探测技术及工程应用摘要：有效、准确地探测渗漏病害是评价大坝渗漏安全和进行加固处理的重要前提，但由于水库大坝建筑物规模大、范围广，渗漏病害的渗漏点分散，渗漏病害具有较强的复杂性与隐蔽性，其探测一直以来都是大坝安全领域的一项技术难题。

关键词：水库大坝；渗漏问题；探测技术；措施分析1水库大坝渗漏探测技术现状1.1电磁法类电磁法类主要包括自然电场法、高密度电阻率法、瞬变电磁法、大地电磁法、探地雷达法、电磁波CT法等。

此类方法通过测量岩土材料本身电磁特性及其在天然或人工激发电磁信号作用下响应来探测坝体内部缺陷情况，若坝体内存在集中渗漏通道时会呈现明显电磁信号异常。

由于电磁信号在岩土地质体中衰减速率较快，电磁法类有效探测距离较短，且电磁信号易受外界环境及地层本身非均匀性干扰，探测精度常受到限制。

1.2弹性波法类弹性波法类主要包括地震折射波法、瑞雷波法、弹性波CT法、声呐法等。

此类方法利用人工激发的地震波、瑞雷波、声波等弹性波在被测介质中的不同传播速度及反射、折射、透射等原理对介质内部的缺陷进行检测。

如声呐法利用声波在水中的优异传导特性，基于多普勒原理实现对水库库底流速场的检测，以定位入渗点。

近年声呐法在闸坝、面板坝及沥青心墙坝等坝型渗漏检测中得到了成功应用，但此类方法多采用二维断面检测，需要布置大量断面才能显示整体检测结果。

1.3示踪法类示踪法类主要包括同位素示踪法、连通性试验、水化学分析等。

此类方法通过在大坝上游或渗漏入口投入同位素示踪剂、荧光素、食品级颜料或其他对环境无毒害的颜料示踪剂，调查渗漏入口的水化学成分（如氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子，钙、镁、钾、钠等离子），并在大坝下游渗漏出口进行监测，以判断水流的连通性及渗漏通道的存在。

此类方法一般作为渗漏探测的辅助验证手段，无法确定渗漏通道在大坝内部的分布情况。

1.4视频法类视频法类主要包括潜水员视频检查、彩色电视视频检查、水下机器人（ROV）探测、水下喷墨摄像、钻孔彩色电视成像技术等。