综合物探在岩溶渗漏处理中的应用研究--孙永清

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2．工作方法与技术
2.3 钻孔电磁波CT 根据惠更斯原理，对于配臵半波偶极子天线的电磁波 仪，其场强可表达为： E
E E0e R f ( )

ln(
0
E
) 2 ln( D) 3 ln( R) R
通过对大量实测场强（射线对）进行采集、反演，即 解方程组：
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论文主要内容
1. 引言
2. 工作方法与技术
3. 地质概况
4. 工作布臵及各方法探查重点
5. 结论
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1．引言
该电站位于喀斯特地区，多年平均流量44.9m3/s。在 勘测阶段，由于各种历史原因，对发育复杂的岩溶问题未 能完全查明；在施工阶段，由于各种原因未能完成设计的 防渗面貌，且大部分是在蓄水后甚至在蓄水情况下以会战 的形式完成，以及当时的施工技术、建筑材料和施工时间 的限制等，造成电站建成后水库深岩溶严重渗漏。初期渗 漏量约20m3/s，约占多年平均流量45%，虽经两次库内渗 漏堵洞取得一定效果，目前渗漏量仍为17m3/s左右。为从 根本上解决渗漏问题，拟采用物探详细探明可疑渗漏带， 指导渗漏处理。
971.0～971.8
HT05 … 1081.0 963.7～963.8 … …
低异常
低异常 …
＜0.02
＜0.02 …
S47°W
S48°W …
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.2 流速测试
对各孔水位线以下进行连续流速测试，按水温及流速统 计异常区间。 根据统计结果，一般在流速明显偏高的异常部位，井温 变化也较明显，而在部分井温变化存在异常的部位，流速 并未分辨出是否出现异常，流速对于非岩溶管道水的敏感 程度，并未达到预想中的效果，这受制于目前精微流速测 试仪的技术局限。
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2．工作方法与技术
筑坝技术（质量）缺陷引起的 坝区渗漏 渗漏原因 地质原因引起的 绕坝渗漏 孔隙水渗漏通道 渗漏通道 裂隙水渗漏通道 岩溶管道水渗漏通道 井温测试 流速测试 钻孔CT 钻孔录像
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2．工作方法与技术
2.1 井温测试
水库在没有集中渗漏的状态下，地下水只发生渗流，形 成渗流温度场，即背景温度场。 当局部区域存在集中渗漏情况下，形成渗漏温度场，即 异常温度场：离渗漏区域越近，温度变化越大，与背景温 度场异常越明显，反之温度变化越小，与背景温度场越接 近。 当勘探钻孔终孔达一定时间后，孔内井液温度稳定，通 过测试钻孔井液温度体现围岩体温度，进而判断是否存在 集中渗漏通道，这就是井温探测查漏的原理。 通过井温可以查明孔隙渗漏和裂隙渗漏的部位，根据地 质情况，分析发生渗漏的主要岩层及裂隙。
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.3 电磁波CT
1 2 3 5 6 7
12 13 15
导流洞 基础拱桥 1
2 8 3
4
5
4 9
12
9
11
14 III-3溶洞 6
a1 10 13
11 8 10 7
14
15
17
18 16
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4．工作布臵及各方法探查重点
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.1 井温测试
井温异常
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.1 井温测试
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.1 井温测试
在钻孔明显有（溶蚀）裂隙的部位，井温明显有异常，多 数表现为井温比周围井温偏低，个别异常部位偏高，说明井 温异常的部位存在地下水渗漏活动，个别井温异常的部位， 钻孔录像并无明显（溶蚀）裂隙发育，说明同时可能存在孔 隙水渗漏形式，针对井温存在异常的区域，在进行渗漏处理 时应加强关注。
[ ] [ A] [ D]
可以得到孔对之间电磁波视吸收系数分布图。 通过钻孔电磁波CT查明断面中含水裂隙、破碎带、岩 溶管道等地质异常体，进而判断渗漏通道发育情况，并 为大型岩溶管道处理提供依据。
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2．工作方法与技术
2.4 钻孔录像 钻孔录像以视觉感获取地质信息，该方法通过对孔壁的 录像能直接了解钻孔岩体完整性、软弱夹层、裂隙、岩溶 发育以及充填情况，作为其它方法的辅助来分析地质情况， 当井温测试、流速测试、钻孔CT测试发现异常时，更可以 佐证异常的可靠性。
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综合物探在岩溶渗漏处理中 的应用研究
撰稿人：孙永清
论文摘要
位于喀斯特地区的某电站长期以来存在严重的
渗漏问题，造成巨大经济损失，本文通过分析渗
漏形成的原因及表现形式，采用井温测试、流速
测试、钻孔电磁波CT及录像综合利用的方式进行
渗漏探查，取得了显著的效果,对目前的病（险） 库渗漏处理有重要参考意义。
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3．地质概况
① ∈1钙质、砂质、泥质页岩夹泥质条带灰岩，其为隔水层，限制了渗漏出口的 范围。 ② ∈2+3薄至中厚层白云岩，为水库部分地段渗漏的主要地层之一。 ③ P12厚层、中厚层灰岩，为坝基及绕坝渗漏的主要地层之一。 ④ P13中厚层至厚层灰岩，底部为中厚层含燧石条带灰岩，为坝基及绕坝渗漏的 主要地层之一。 ⑤ P2砂页岩夹燧石结核灰岩及煤层。其为隔水层，限制了右岸的渗漏范围。
4.3 电磁波CTwk.baidu.com
由电磁波CT成果可知，帷幕线上可能渗漏通道为局部 溶蚀、破碎岩体、裂隙的分散渗漏与岩溶管道渗漏相结合 的方式，并于下游出水点处集中排泄。针对帷幕线上溶洞 规模较大、埋深较深的岩溶管道（编号为Ⅲ-3溶洞）进行 了立体式加密CT探测，确定管道的规模大小及走向，对溶 洞进行重点处理。
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5．结论
1. 该工程采用多种物探方法进行渗漏探查，取得了非常好 的效果，既查明了以孔隙水、裂隙水渗漏为主要表现形式 的溶蚀、破碎带等，又查明了以岩溶水渗漏为主要形式的 溶洞，为渗漏处理提供了可靠依据。 2. 井温、流速测试可以查明孔隙水、裂隙水渗漏通道，通 过分析孔内渗漏部位，综合预测分散渗漏关注区域；钻孔 电磁波CT可以查明孔间溶蚀、破碎带、洞溶等渗漏通道； 在需要确定渗漏通道时，可以辅以钻孔录像，直观分析异 常原因。 3. 多种方法综合利用，可以发挥各种方法的优点，弥补单 一方法的局限性。各种方法对不同渗漏通道的敏感程度不 同，使得探查结果中不同方法之间并不能完全相互印证， 但这也正好体现各种方法的扬长避短、优势互补的特点。
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4．工作布臵及各方法探查重点
该电站坝址处于深山峡谷及岩溶强烈发育区，其陡峭的 地形限制了在地面进行物探作业的条件，各种物探方法均在 帷幕灌浆隧洞内利用物探钻孔（先导孔）进行。沿帷幕线布 臵钻孔，孔间距20m～30m，孔底超过帷幕底线（隔水层）， 对各孔进行连续电磁波CT扫描、井温测试、流速测试及钻孔 录像。 通过电磁波CT测试，查明帷幕线上存在的较大规模的岩 溶管道、溶蚀破碎带等集中渗漏通道，为渗漏处理关键部位 提供依据；通过井温测试、流速测试查明分散渗漏部位，并 辅以钻孔录像确定渗漏处理重点部位。
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致 谢
谢谢各位前辈、同仁！
祝大家在贵阳过得愉快！
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2．工作方法与技术
2.2 流速测试 与地下温度场类似，当水库堤坝在没有集中渗漏的状态 下，地下水只发生渗流，流动速度缓慢而稳定，当局部区 域存在集中渗漏通道的情况下，地下水必然集中向渗漏通 道流动，并且流速增大。通过测试钻孔中地下水的流速情 况，来反映岩层渗漏和岩溶管道渗漏的强弱。
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4．工作布臵及各方法探查重点
4.2 流速测试
孔号 孔口高程 （m） 高程区间 （m） 992.1～992.5 990.1～990.6 LT01 1075.5 951.8～953.2 943.5～945.0 … LT08 LT11 LT13 LT14 HT04 … 1042.1 1033.8 1038.2 1033.2 1064.9 … 902.3～908.5 982.5～995.6 1019.0～1023.8 1039.6～1044.6 956.2～957.2 低异常 低异常 … 无异常 无异常 低异常 低异常 高异常 ＜0.02 ＜0.02 … 0.02～0.04 0.02～0.04 0.04～0.07 0.03～0.06 ＜0.02 S46°W S43°W … S46°W S45°W S39°W S48°W S42°W 水温 高异常 高异常 流速 （m/s） ＜0.02 ＜0.02 流向 S45°W S40°W 备注