一种止水帷幕渗漏通道隐患的探测方法

摘要

止水帷幕渗漏隐患探测方法，首先在尚未开挖的帷幕基坑中央垂直埋设供电电极A，在基坑外围设置一供电电极B，打入地下。在待测帷幕外侧垂直钻探测孔，放入电极距固定的测量电极M、N并通过导线连接到电子自动补偿仪输入端口，测量记录点为MN中点，深度x，由电子自动补偿仪测量深度点x处两电极M、N之间的自然电位差ΔV

说明书

技术领域

本发明涉及一种地球物理探测方法，具体地说是涉及一种 止水帷幕渗漏通道隐患定位的探测方法。

背景技术

由于土地价格越来越昂贵，充分利用地下空间已成为城市 建筑开发的一种趋势，深基坑的开挖和支护在高层建筑和地铁 等工程上广泛使用。由于施工机具、周边环境、地质水文等条 件所限，止水帷幕往往不能做到完全的搭接咬合，因此砂类土 地区基坑“十坑九漏”的现状很难得到根本改观。在基坑开挖 过程中，常常会出现渗漏险情。如果能够在止水帷幕形成后基 坑未开挖前，检测止水帷幕质量，探测止水帷幕上的渗漏隐患， 就可以避免开挖施工时出现漏水险情，保证工程建设安全。在 基坑未开挖前国内外公认较好的检测方法是对帷幕内基坑进行 抽水试验来确定渗漏隐患位置，但这种方法施工检测复杂，很 少为施工工地使用。由于止水帷幕施工场地水文地质条件复杂， 止水帷幕深埋于地下，帷幕内侧有支护桩、工型桩等建筑设施， 在地球物理探测领域，基坑未开挖前的止水帷幕渗漏隐患检测 为国际公认难题，国内外还没有有效技术来实现有效探测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种止水帷幕渗漏通道 隐患定位的探测方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种探测止水帷幕 渗漏通道隐患的方法，其特征在于探测方法步骤如下：

(1)在帷幕基坑中央垂直埋设位于潜水面下0.5-1m深度 的铜制供电电极A，在基坑外距离帷幕2-3倍基坑深度h的位置 设置一供电电极B，并埋入地下保证接地良好；在待测帷幕外侧 离帷幕边墙0.1～0.5m水平距离垂直钻出直径50～150mm的探 测孔，孔深超出帷幕深度h的1～2m；在探测孔中放入极距为 10～30cm的测量电极M、N并通过导线连接到电子自动补偿仪器 输入端口；

(2)电子自动补偿仪和电极自检完成后，从探测孔孔底开 始测量，然后逐步向孔口测量M、N之间的电位差，测量时首先 通过M、N电极测量其深度点x处两电极之间的自然电位差ΔV₀(x)，经过电子自动补偿仪对自然电位进行补偿，补偿后使ΔV₀(x)读数为零；电子自动补偿仪通过A、B电极的供入电流I (x)，由电子自动补偿仪测量电极M、N在同样深度x处电位差 V₁(x)，并用I(x)归一化，然后在同一个深度坐标图上绘出 【ΔV₀(x)】和【V₁(x)/I】随深度x变化曲线，V₁(x)/I曲 线上出现正负或负正过渡现象，正负之间的零值点对应为渗漏 通道隐患的存在位置和深度，而ΔV₀(x)作为渗漏隐患评价的参 考参数。

上述用于测量电极M、N之间自然电位和供电后电位的仪器 是电子自动补偿仪，它是一种地球物理探测仪器，或者用具有 自然电位补偿功能的电传勘探仪器。

上述的供电电极A作为正极，供电电极B作为负极，形成 人工电场来拟合基坑渗漏水流场。

上述的探测孔中放置测量电极M、N来实施电场测量，以保 证渗漏隐患位置探测的转度。

本发明探测方法的基本原理如下：

埋置于地下的止水帷幕形成后，电阻率高的帷幕将电阻率 相对较低的土层介质隔离开来，质量合格的帷幕渗透系数小、 强度大，存在渗漏隐患的局部帷幕介质，渗透系数大、强度低。 由于富含电解质的地下水的存在，使得渗透系数大的帷幕介质 电阻率较低，往往接近于土层介质的电阻率，而低电阻率介质 在均匀电场作用下存在集流效应，在渗漏隐患部位形成集流通 道。该发明专利的基本原理是采用一定方法向地下供电，由电 流场来拟合渗流场或水流场的分布特征，通过测量电场的异常 分布特征来反映地下水流场的渗流特征，从而间接发现止水帷 幕渗漏隐患。同时，由于隐患位置与周边帷幕在渗透系数或孔 隙度上存在差异，为带电离子的产生选择吸附或过滤作用提供 了环境，有可能在其附近形成自然电场异常，因此自然电位数 据能作为一个可选参考参数。

止水帷幕渗漏探测仪器由电子自动补偿仪、电源、电位测 量输入接口、高压输出接口和导线等组成，用于测量位于测量 钻孔中极距相对固定的两电极M、N之间的自然电位差ΔV₀(x)， 对自然电位差进行补偿，补偿后再测量供电电流场作用下的两 电极之间电位差V₁(x)并同时测量记录当前供电电流强度I。。

根据地表点电源场的电流分布理论，由A、B两电极供电， 电流主要分布在AB距离一半所代表的深度范围内，因此埋置于 帷幕外的B极应尽可能远离帷幕，距离大于帷幕深度h的2-3 倍为宜。

本发明用于各类止水帷幕渗漏通道隐患快速准确探测，适 用于城市建筑深基坑止水帷幕、地铁施工止水帷幕等在建地下 工程，在基坑未开挖前进行周边止水帷幕渗漏隐患探测。提前 指导渗漏隐患处理，避免开挖施工时出现漏水险情，保证工程 建设安全。

附图说明

图1是现场探测工作布置示意图；

图2是电子自动补偿仪输入输出连接示意图；

附图2标记：

1.电子自动补偿仪，

2.高压输入接口，

3.高压输入电缆，

4.高压电源，

5.电流输出接口到A、B电极，

6.测量输入接口连接到M、N电极。

图3是本发明渗漏隐患探测步骤示意图；

图4是止水帷幕水槽模拟试验测试结果图。

附图4标记

data1：无漏点存在时【V₁(x)/I】-x结果；

data2：有漏点存在时【V₁(x)/I】-x结果；

实施例：止水帷幕水槽模拟试验结果

模拟水槽尺寸：长5m，宽4.2m，深2.4m。用加尼龙筋的无 底混凝土槽模拟四面结构的止水帷幕。帷幕尺寸：厚2cm，高 1.0米，边长1.5米；渗漏点位于一面帷幕中央，为2cm×2cm 的水平孔洞。

模拟止水帷幕垂直入水深度1.0m；供电电极A位于帷幕中 央，B极位于水槽边缘3m处。MN之间距离10cm，x方向垂直 向下，原点对应于渗漏点位置。

测量仪器为重庆地质仪器厂生产的DDC-6电子自动补偿仪。

测量步骤：

(1)垂直测量孔在帷幕外侧，对应模拟渗漏点正中央位 置，离开帷幕边墙4cm垂直放入测量电极MN，记录MN中点 坐标x。

(2)电子自动补偿仪和电极自检完成后，首先由M、N 电极测量深度点x处两电极之间的自然电位差ΔV₀(x)；然后经 过探测仪器对自然电位进行补偿，补偿后使ΔV₀(x)读数为零； A、B电极供入电流I(x)，由探测仪器测量电极M、N在同样深 度x处电位差V₁(x)，并用I(x)归一化；在深度坐标图上绘 出【V₁(x)/I】随深度变化曲线，V₁(x)/I曲线上出现正负 (或负正)过渡现象，正负之间的零值点对应为渗漏隐患的存 在位置和深度。测试数据如表1所示。止水帷幕隐患模拟试验 结果见图5.

表1.止水帷幕隐患水槽物理模拟实测数据