物探方法在云南省水庫除險加固工程中的應用論文
1 云南省水利資源的分布情況
云南省地處祖國的西南邊陲,東部與貴州、廣西省(區)為鄰,北部與四川省相連,西北部與西藏自治區毗鄰;西部及西南部與緬甸、西部與老撾及越南接壤。全省國境線長 4060km,其中 1043km以河為界,北回歸線橫穿本省南部。
云南省境內河流眾多,徑流面積在 100 平方公里以上的河流有 908 條,分屬長江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦底江六大水系。全省多年平均降水量 1258 毫米,水資源總量 2222 億立方米,排全國第三,人均水資源占有量近 5000 立方米。
2 云南省水庫的安全現狀
(1)病險水庫多,我省的絕大多數水庫是在上世紀 50 年代至 70 年代修建的,由于當時技術、經濟條件落后,有相當一部分水庫在設計、施工、運行等方面不同程度地存在著防洪標準低、大壩穩定性差、壩體滲漏、閘門和啟閉設備運轉不正常等問題,加之云南省暴雨、洪水、地震等自然災害頻發,對水庫損害嚴重,致使這些水庫不但不能正常發揮效益,還對水庫下游群眾的生命財產安全造成重大威脅。從 2001 至 2007 年,通過大壩安全鑒定,云南省共有病險水庫 3743 座,占全省水庫的 68%,其中:大型 1 座,占大型水庫的總數的 17%;中型 102 座,占中型水庫總數的 55.7%;小(1)736座,占小(1)型水庫總數的 78%;小(2)型 2903 座,占小(2)型水庫總數的 66%。由此可見我省超三分之二的水庫存在病險,病險水庫數量龐大。
(2)病險嚴重,云南省病險水庫存在的問題多,而且很多水庫是病險兼而有之。從病險問題的分類上看,有 3321 個水庫存在防洪標準不達標或泄洪設施不健全,占病險水庫總數的 62%;有 2129個存在大壩形體單薄、壩坡過陡、壩體開裂、壩體滑坡等結構安全問題,占病險水庫的總數的 57%;有 2514 個水庫存在滲漏、管涌等安全問題,占病險水庫總數的 67%;有 1442 個水庫存在大壩抗震穩定性不能滿足抗震要求,抗震存在安全問題,占病險水庫的 39%;有 2658 個水庫存在閘門啟閉不靈等金屬結構問題,占病險水庫總數的 71%;存在其它問題的有 1984 個,占病險水庫總數的 53%。
3 物探方法在水庫除險加固工程中的作用
由 2 所述可知,云南省病害水庫眾多、危險性大、險情頻發已成為威脅下游群眾生命財產安全的頑疾,對這些病害水庫進行除險加固已是刻不容緩,而在除險加固過程中,首先應查出病害的原因,確定缺陷位置,爾后才能根據病害的.原因、程度、位置、規模提出處理方案,進行施工處理。
對水庫病害原因、缺陷位置的查明,主要有鉆探和物探的方法,物探方法由于其高效、成本低、工期短、無損傷等特點,在水庫除險加固工程中越來越受工程技術人員的青睞。
4 物探方法綜述
(1)物探方法分類
物探是基于介質的物性參數的差異,進行探測的物理方法,工程上常用的物探方法根據介質物性參數的不同大致可分為彈性和電磁兩大類。
(2)水庫除險加固工程中物探方法的適用性
1)壩基、壩體、壩肩及庫岸的滲漏情況、滲漏通道的確定可采用的物探方法有:為隨機滲流場法、自然電場法、激發極化法、瞬變電磁法、瑞雷面波法、電測深法、高密度電法、充電法、電磁波CT、孔壁數字成像法、聲學多普勒流速測試法、示蹤法等;2)查明水庫淤積層厚度、水深、水下地形的物探方法有:水下聲納法、水上地震折射波法、水上電法等;3)查明大壩面板的脫空情況、缺陷(裂縫等)分布情況物探方法有:探地雷達法、遠紅外熱成像法、聲波映像法、水下機器人、全孔壁數字成像法及聲波穿透法等;4)查明庫岸滑坡體的范圍深度等的物探方法有:電測深法、高密度電法、瞬變電磁法、大地電磁法、淺層地震反射波法及淺層地震折射波法等;5)查明庫岸巖溶發育及地下水的分布情況的物探方法有:電測深法、高密度電法、激發極化法、瞬變電磁法、大地電磁法、地震映像法、電磁波 CT 法、全孔壁數字成像法等。
水庫的病害通常由多種原因造成,在除險加固過程中應對造成病害原因進行綜合的、全方位分析,可能存在多種缺陷,因此在進行物探檢測或探測時,應根據缺陷的類型及所在位置,選擇適當的物探方法,在條件滿足的情況下,盡量采用兩種或以上的物探方法進行綜合探測,以便提高探測成果的解釋精度和準確率。
5 結論
(1)造成水庫病害的原因多種多樣,水庫的病害通常是水庫多種缺陷的綜合反映,影響因素極其復雜。
(2)物探作為一種高效、低成本、無損等的勘察方法,在病害水庫的除險加固工程中是不可缺少的。
(3)單一物探方法的成果解釋,由于其多解性,導致了解釋精度不高,而綜合物探方法可以取長補短,提高解釋精度,在工程勘察和檢測中應廣泛應用。
(4)在進行物探資料解釋時,應充分結合地質、鉆探、設計、水文等資料,進行綜合解釋,才能提供更為準確、有效的成果。
6 展望
文中所述,云南省病害水庫眾多、危險性大、險情頻發已成為威脅下游群眾生命財產安全的頑疾,對這些病害水庫進行除險加固已是刻不容緩,而高效、低成本、無損的勘察方法——物探技術,在病害水庫除險加固工程中將會發揮越來越重大的作用,物探的明天一定是光明的!
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