[发明专利]冷源法探测堤坝渗漏通道位置

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测堤坝渗漏通道位置的方法，属于水利水电工程技术领域。 

背景技术

渗漏对土石坝等堤坝的破坏危害极大，其发生数量多，分布范围广，且易导致重大溃坝等险情。渗漏监测则历来是堤坝工程施工的重要环节，对减少溃坝、决堤等重大灾害的发生起着不容忽视的作用。 

现有的渗漏监测技术有“地震波”等地球物理勘探法、同位素示踪法及温度示踪法等。传统的地球物理勘探法探测堤坝渗漏通道成本高，且探测精度低；同位素示踪法探测精度虽然较高，但污染严重，国内外对放射性元素的使用也有诸多限制；而温度场示踪探测简便易行，且探测精度高、无污染，效果明显。 

众所周知，由于地球是一个热球，地层中的温度随深度增加，在地壳浅层灰岩地层区，一般深度每增加100m 地层的温度增加3。由于水在4 时的密度最大，所以当库水的温度都高于4 时，温度低的水因密度大而下沉，造成库底附近的水温最低。如果水库大坝、坝基或坝肩存在集中渗漏通道，渗漏通道及其周围将形成一个低温场，低温场对应的中心就是渗漏通道的中心。 

鉴此，基于天然情况下深部库水的低温特性与地层的较高温不同，前人利用钻孔中水的温度判断坝体的温度分布情况，根据坝区的温度异常点，判断渗漏通道的位置。该温度示踪探测方法虽无污染、操作方法简单，精度也较高；但对于复杂工程地质条件下的大型坝体来说，监测坝区所有钻孔的温度值，工作量巨大，有时甚至需要另钻新孔，则更为耗时费力。 

本发明“冷源法”探测堤坝渗漏通道位置，利用现有钻孔，通过主动施加低温冷源，大大提高了监测效率。同时结合传统的“温度异常点”的判别准则，又显著增加了探测精度，减弱了长期监测工作对堤坝施工的影响，具有效率高、成本低、无污染等优点。 

发明内容

   发明目的：

本发明的目的是提供一种操作简单、效率高、探测结果可靠的堤坝渗漏位置的探测方法。

技术方案：

一种“冷源法”探测堤坝渗漏通道位置，包括以下步骤：

（1） 利用高精度温度探测仪量测坝区目标区域初始状态下各钻孔沿孔深的温度数据；

（2） 利用投源器向各钻孔内各个深度对应的位置均匀投放等量的冷冻盐水，静置5min；

（3） 利用高精度温度探测仪定期测量各钻孔沿孔深的温度值；

（4） 根据测得的同一时间段各钻孔沿孔深的温度数据，结合各钻孔的天然坐标，利用数值软件绘制目标区域各个深度的等温线图，温度异常区即低温区则为可能的渗漏通道位置；

（5） 根据上述测得的投放冰块前后的各钻孔的温度数据，绘制各个钻孔不同时刻的地下水温度值随深度变化的曲线图，对可能的渗漏通道位置进行判断与定位；

（6） 综合步骤（4）、（5）对可能的渗漏通道位置的分析，找出同时符合步骤（4）、（5）的渗漏通道位置的判别准则的位置，即为坝区目标区域精确的渗漏通道位置。

所述的钻孔不同时刻的地下水温度值随深度变化的曲线图，某深度对应的温度值变化幅度最大，其对应的位置则为可能的渗漏通道位置。 

该方法原理明确，尤其适用于复杂工程地质条件下的大型坝体。结合对现有全部钻孔的实际调查和日常水文监测资料，对可能的渗漏通道位置进行经验性初判，合理确定要实际探测的目标钻孔的位置，然后通过对钻孔的温度探测，获得问题坝区的天然温度场，找到温度异常点；再通过主动向钻孔内施加低温冷源得到钻孔不同时刻的地下水温度值随深度变化的曲线图，据此综合分析和判断堤坝的渗漏通道位置。 

有益效果：本发明提供的堤坝渗漏位置的探测方法操作简单、效率高、检测成本低，综合两种渗漏通道位置的判别方法，检测结果可靠，同时不影响工程的正常运行，是一种无损的测量方法。 

附图说明

图1是本发明探测方法的流程图。 

图2是具体实施方式坝区测量区域投源（施加低温冷源）前孔深为14m的等温线图。 

图3是具体实施方式坝区测量区域钻孔4投源前后不同时刻的地下水温度值随深度变化的曲线图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明“冷源法”探测堤坝渗漏通道位置的探测方法作出进一步说明。 

“冷源法”探测堤坝渗漏通道位置的探测方法，包括以下步骤： 

（1）现场勘察，探明坝区的复杂的工程地质水文条件，结合对现有全部钻孔的实际调查和日常水文监测资料，对可能的渗漏通道位置进行经验性初判，合理确定要实际探测的目标区域的钻孔的位置；