应用探地雷达探测水利工程隐患

　　1　前言

　　水利工程隐患探测是处理土工病险工程前期工作的重要部分。由于近年来科学技术的迅速发展。尤其是电子技术的发展,为土工建筑隐患探测提供了手段,使加固措施更加有的放矢,起到费小效宏的效果。通过对探地雷达这种无破坏性地下浅层探测技术的研究表明探地雷达技术在水利工程隐患的探测方面具有广泛的应用前景。通过对探地雷达图像特征的分析更直观反映出工程的真实情况,对于水利工程建设、管理、运用和维修具有重要的指导意义。

　　2　仪器的工作原理

　　探地雷达是根据电磁波在地下传播过程中,遇到两种不同电性媒质的界面时会产生较强烈散射的特性,向地下发射高频电磁脉冲波,并接收从地下反射回地面的回波并以由计算机处理成图像的方式实时显示通过对图像的分析来探查地下情况从而达到探测的目的。

　　雷达接收到的信号大小与雷达天线的特性、土壤的衰减、目标深度和反射特性,工作频率,地下目标的散射面积和发射功率均有关系。在探测中必须首先对探测对象的性质,所要求的探测深度和分辨率,杂乱回波的抑制、信号损失的补偿等进行认真的分析,然后选择天线及仪器的参数。

　　3　各种水利工程隐患的探测实例

　　3.1　哈市西泉眼水库坝基地质裂缝探测

　　西泉眼坝址位于阿城市平山镇南阿什河上。坝址处河左岸为缓坡状地形,高程200m以上。右岸为低山区,山体陡竣高程300m以上。河谷高程187～190m。枢纽区所建地层岩性为,前第四系花岗岩、流纹岩、安山岩、凝灰熔岩闭长汾岩等,第四系松散层为粘土夹碎石、粉质壤土、砂及砂砾石等。从区域资料可知,有阿什河大断裂通过坝址区,与阿什河谷走向基本一致,属张枢性断裂。通过探测认为左坝肩地质条件良好,不需特殊处理,右坝肩周围受到6条小断层影响,特别F5断层直接与坝肩斜交,F1断层倾向坝址下游属不稳定因素需处理河床岩基面有条5米宽断裂,需帷幕灌浆处理。

　　3.2　高谊泵站穿堤涵管断裂的探测

　　98松花江发生了历史特大洪水,在持续高水位情况下,哈尔滨江段高谊泵站突然大量渗水,迅速形成大管涌,水压大,几乎全是地下射出来的,如不及时处理将有溃堤的危险,市防汛指挥部紧急下令抢险。通过探地雷达的探测,断定是泵站的穿堤涵管断裂,江水沿混凝土管壁流入,受高水位差涌出地表。科学的论断,为抢险提供了依据,抢险突击队采用在涵管前打围堰,后面用砂袋碎石堵压的办法解除了危机。同时也为日后的修复提供了可靠的资料。

　　3.3　民主堤浸润线的探测

　　98汛期,太平区民主堤以20年一遇标准的堤防成功地抵御了150年一遇的洪水,其主要功劳应归于科学的决策,而这科学决策的依据就是探地雷达探测的资料。防汛最重要的是筑堤用土。而民主堤前临松花江,堤后又是千亩鱼池,最近的取土点也在7～8km开外,按惯例在汛期,大型车辆禁止上堤,如果用小四轮上土,每天每辆车只能上8m3土(四趟)远远满足不了需要。通过探地雷达探测,确定了当时堤防的浸润线位置,经过稳定计算得出了堤顶可以跑10t自卸汽车的结论。在短短的10天内共上土方7万m3。使民主堤险工弱段处堤顶宽由原来的4m增加到12m,堤高也增加了1m,确保了堤防安全。