[发明专利]基于电化学的地下水渗漏检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理探测领域，尤其涉及一种基于电化学的地下水渗漏检测系统及检测方法。

背景技术

随着社会的发展以及社会城市化进程的加快，地上占有空间越来越小，人们开始向地下场所进行研究和开发，比如地下商城、地铁等工程的数量不断增加,所以21世纪是被普遍认为是人类开发和利用“地下空间”的世纪。为了提高周围建筑物的稳定性和安全性，通常会采用费用低廉、施工方便的明挖法，但随之而来的是深基坑的数量不断增加。采用明挖法必须先浇筑地连墙或止水帷幕，但受施工质量、地质条件等影响，地连墙经常出现各种渗漏问题，尤其在深基坑工程中，基坑内外的地下水压力差较大，引起的渗漏更为严重，地下水的渗漏会对周围建筑的稳定和安全产生很严重的危害。近年来，越来越多的研究者开始关注地下水渗漏的检测仪器和检测方法。

公布号为CN102392461A专利申请公开了一种基坑止水帷幕隐伏渗漏点检测方法，其包括：在基坑的外部，沿止水帷幕横向方向，距离止水帷幕定长距离处布设测点；在基坑内部降水前，探测测点处的土层电阻率；在基坑内部降水后，探测测点处的土层电阻率；然而该检测方法在实施时受施工环境的影响较大，施工环境会对土层的电阻率产生影响，会使测量的精度不准确，进而导致定点不准确，影响后期的填堵；现有技术还提出了一种基于流场拟合法设计的基坑渗漏探测仪，该探测仪的发射机采用CPLD作为驱动信号发生器，由MOSFET管构成发射桥路，发射机能够发送3～12V幅值可调的1Hz双极性方波，接收机采用的是FPGA和MCU的构架，并将采集的数据同步传送至上位机进行运算，可以得到1Hz、3Hz、5Hz、7Hz、9Hz谐波的幅值，最后通过电位的分布即可确定渗漏存在的位置，然而该检测仪存在一定的弊端，第一，发射机的耐受压力较小，击穿电压低，工作电流小，通常只有几十安培，不适用高电压场所；第二，接收机上包含多个通道，增大了接收机的体积，不便携带，而且在检测时需要预设多个电极，并且在多个预设电极全部排好并检查好电极连接是否准确后再进行测试，耗时较长。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于电化学的地下水渗漏检测系统及检测方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明一方面提供了一种基于电化学的地下水渗漏检测系统，用于检测地连墙一侧的地下水渗漏位置，包括：发射机、发射电极、接收机、检测电极和上位机，其中，发射电极为两个，分别垂直插入地连墙两侧连接地下水的管道中，且分别与发射机通信连接，检测电极为两个，与接收机通信连接，用于检测待检测侧的不同检测位点的电位值，并将检测到的电位值发送至接收机，接收机为单通道接收机且与上位机连接，用于将接收到的电位值发送至上位机，上位机对接收到的数据进行处理，得到地下水的渗漏位置。

优选，发射机的发射桥路为由耐压500V的MOSFET管IRFP450构成的H桥路，发射机的电压耐压可调范围为5～500V。

进一步优选，接收机的内部安装有放大板，接收机内的信号采集板采用独立的四片24位模数转换器。

本发明还提供了一种基于电化学的地下水渗漏检测方法，采用上述基于电化学的地下水渗漏检测系统，包括以下步骤：

S1、将发射电极分别垂直插入地连墙的两侧连接地下水的管道中，开启发射机电源，调节发射机电压，发送双极性方波；

S2、在地连墙的待检测侧设计检测位点，通过检测电极检测不同检测位点的电位值，并将检测到的电位值发送至接收机，其中，检测位点位于两个发射电极之间；

S3、接收机将接收到的各个检测位点的电位值发送至上位机；

S4、上位机接收来自接收机的数据并处理，然后根据处理后的数据绘制电位等值线图，通过电位的分布，确定渗漏存在的位置。

优选，步骤S2中检测位点的设计如下：在墙角的位置设计圆弧形分布的检测位点，在墙边的位置设计与地连墙的延伸方向平行的至少两排检测位点。

进一步优选，步骤S2中通过检测电极检测不同检测位点的电位值，并将检测到的电位值发送至接收机的方法如下：

完成一个检测位点的现场检测：将两个检测电极分别插进地面，其中，一个检测电极插入检测位点，另一个检测电极与其保持一定距离，开启接收机电源，检测电极检测该检测位点的电位值，并将其发送至接收机进行编号保存；

将检测电极拔出，并将一个检测电极插入下一个检测位点，另一个检测电极与其保持同样的距离插进地面，检测该检测位点的电位值，并将其发送至接收机进行编号保存，依此类推，完成全部检测位点电位值的检测。