VCT堤坝渗漏探测仪的作用与特点

VCT成像堤坝渗漏探测仪

密集快捷探测，自动生成图像，看图查渗找漏

郑州地象科技有限公司 寇伟

一、堤坝渗漏问题与危害

我国现有大中小水库大坝近十万座，半数以上大坝病险严重，病险坝内部存在着大小不等的裂缝、松散区、不均匀区、渗漏通道等各种隐患。而我国大江大河大湖的堤防多数建在冲积平原上，堤基多为饱和粉细砂及砂砾石构成的较薄覆盖层，极易产生渗漏；堤身由于填土不匀、不密实、存在生物洞穴及其他隐患，每到汛期遇高洪水位，堤脚堤身容易产生管涌、散浸等渗漏险情。

二、精准探测查找堤坝渗漏隐患的意义

堤坝渗漏探测仪的作用就是要通过实地探测分析找出堤坝隐患、确定渗漏位置，以便准确快捷地进行除险加固，消除病害隐患，保证堤坝安全。在实践中精准查找渗漏隐患意义重大：

很多情况下看到堤坝有渗漏却找不到渗漏的具体位置，盲目打孔灌浆却堵不住漏，费工费时但效果不佳。

平时枯水季节河堤渗漏不严重或者根本看不到，一旦洪水到来渗漏通道可能就会形成管涌，堤身不实处或洞穴就会产生塌陷塌方。

三、堤坝渗漏隐患探测的难点

1、梯形堤坝的斜面及下部与地面接触面位置、堤坝两端与山脉连接处最有可能出现管涌渗漏，一般探测设备很难施工。

2、在用混凝土和石块固化过的堤坝上，多数使用插地电极的物探设备无法施工。

3、渗漏细小、横穿堤坝的特点，要求沿堤坝方向探测的密度要大、探测点要多，否则就会遗漏隐患、查找不到渗漏点。这就要求单点探测的时间要短，一天最少能探测几百个点，否则一个小水库的大坝几天都探测不完，更别说是几十公里以上的河堤了。

4、探测深度要大、纵向分辨力要强。目前分辨力较强的探地雷达的有效探测深度不够，而可以探测几百米深度的其它物探方法的纵向分辨力较差，同时兼有较高的分辨力（1米/层）和足够的穿透深度（30米）物探设备。由于堤坝的隐患主要是渗漏点、动物洞穴、裂缝、施工薄弱带、不满足要求的材料带等，都是很小的、细微的、不宜发现的，一旦扩大马上就会造成灾害，探测深度和分辨率不够时必然会遗漏这些细小隐患。

四、对堤坝渗漏探测仪的基本要求

针对现有堤坝渗漏探测技术和应用中存在的问题，结合堤坝渗漏隐患探测的特点， VCT成像堤坝探测仪应具有以下基本特征：

1、灵敏度要高，探测微弱信号能力强，即使是细小渗漏隐患出现的异常信号也能被反映

出来。

2、分辨率要高，扫描成像的分层间隔要小，能探测出很薄的堤坝分层薄弱带渗漏和很小的空穴裂缝隐患。 3、探测速度要快，由于堤坝很长且体积大，且查找一段堤坝渗漏隐患需要探测几个剖面、探测点间距要小到1米或半米，探测速度慢的话就难以胜任该项工作。

4、探头要易于放置，堤坝表层会有混凝土、石块、沥青石子路等，不适合插入电极，坝体斜面上也不宜拉线、平置探头和线圈框。

5、探头安放时间要短、易于移动，假若布置一个探测点需要十几分钟，探测速度将会大受影响，一天只能探测几十个点，仪器本身就没有太大的实用价值。

6、探测结果出图快，图像容易识别，最好是能在现场出图、现场分析，找到可疑点后马上对靶区加密探测。

7、探测结果的一致性要好，直观易懂，不能模糊且有多解性，一般技术人员经短期培训能独立操作。

五、VCT成像堤坝渗漏探测仪的技术特点

根据堤防和大坝渗漏隐患探测的特点及对物探仪器的技术要求，地象科技有限公司在原有VCT成像探水仪的基础上，经过技术创新和一年多的实践，研制出了专用于堤坝渗漏和隐患的细密分层型（20厘米/层）VCT成像堤坝渗漏系列探测仪。

1、手提式单电磁感应探头。仅用一个3公斤重的电磁感应探头，可随手提起放在堤坝上或斜面上的混凝土、石块、沥青石子路、土层上进行探测，也可以悬起距地面5公分内探测。 2、高速采样探测。按采样键7秒钟即可一次性采集几百个深度层点的数据，边走边测，一天可探测2000点左右，高效、快捷。

3、高灵敏度信号采集系统。由32位工控计算机控制的高灵敏度信号采集系统，有效的实现了低噪声、高精度、低功耗、低时漂、有效降低工频干扰等关键技术，完全适应天然场源具有的大动态范围、宽频带、微弱电磁信号的特点。

4、采用计算机脱机处理分析。探测完一个项目后可以在现场将SD卡数据文件转存到笔记本电脑上进行分析，几分钟即可自动生成VCT成像二维彩色剖面图，无需人工干预，图像分析易学易懂，现场快捷准确找漏。

5、直接将电磁感应电位值放大处理成像分析。全部采用电磁感应探头探测到的大地电磁电位值数据自动生成二维彩色线剖面图，不存在理论假定和公式推导换算，成像结果更能真实反映堤坝地质结构和异常。

6、彩色二维VCT成像看图分析。运用独创的电位值彩色VCT成像直视剖面技术，可以自动生成彩色二维VCT成像线剖面图，清晰描绘线剖面地下地质构造，从图上直接看出堤坝渗漏的孔隙和空穴大小、位置、走向等情况。

7、间隔20厘米细密分层。50米之内分层细度高达隔20厘米显示一层，基本上不会漏掉堤坝细小空穴隐患和孔隙渗漏点，是目前国内外物探仪中探测速度最快、分层最细、采集数据最多、效率最高的堤坝渗漏物探仪。

8、大数据确保清晰精准度。探测深度50米内可细分为250层，每条线路探测200点时采

集数据多达5万个，由它们自动生成一个超高分辨率堤坝地质结构线剖面彩图。观察剖面图就可以看出哪里有深蓝色块集聚的渗漏点，几条平行测线形成的剖面图对照观察，就能看清楚堤坝渗漏的位置、走向、大小及边界，可以据此有针对性地设计堵漏施工方案。

六、大地电磁场VCT成像堤坝渗漏探测仪应用领域与优势

VCT堤坝渗漏探测仪主要应用领域:

1）堤防、水库管涌渗漏检测；2）病险水库治理；3）矿山坑道突水预警；4）基坑帷幕渗漏检测。

地象科技公司大地电磁场VCT成像堤坝渗漏探测仪除了具有上述技术优势之外，在防漏防涌防隐患应用上还具有明显优势：

1、任何地形都能探测。梯形堤坝的管涌渗漏及空穴隐患多出现在坡面上、坡下和根部、堤坝体与基岩接面上，堤坝上和坝体有混凝土和沥青硬质路面、有岩石板块堆砌坡面、有夯实土层等各类建筑材料组成。VCT成像堤坝渗漏探测仪单人单探头操作的优势在堤坝探测上可以得到充分体现。

2、不受地下介质限制。不存在使用主动源受地下介质层影响出现低阻或高阻屏蔽层问题，大地电磁场频率域分析方法的特点决定了地下不同介质层特性只能反映在该层频点数值高低上，而对相邻频点深度层数值没有影响，不存在某些地质结构不能探测、某些介质层会影响探测结果的限制条件和问题。

3、操作简单易学。经过几分钟简单培训后的操作者便可以进行堤坝地质勘查工作：沿江河大堤一米一个点巡视性探测查找隐患，每人每天可勘查2公里河段；查找水库大坝渗漏管涌，半天之内可以沿坝体上中下按照0.5米的点间距密集探测5--10条线路，使得VCT成像堤坝渗漏探测仪细密分层和快捷探测优势充分得以发挥。

4、看图找渗漏所见即所有。就像傻瓜照相机一样操作简易易学，软件操作全部为中文指示，数据分析主要靠“看”线剖面找渗漏隐患，没有学过物探技术者一小时即可掌握。在实践中遇到不同地质构造、不同渗漏情况要不断积累经验、学习提高。如果对分析结果判定没有十分把握时，可以在同一方向反复探测、在不同方向探测，多条剖面图综合分析验证，直到看清看透看准为止。