CN113155380A - 一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统和方法，其包括电法仪、电缆、电极栓、电源和电磁感应装置；所述电极栓包括第一电极栓和第二电极栓，所述第二电极栓设有多个，所述第一电极栓和第二电极栓通过电缆连接至电法仪的两个电极输出端上；所述电法仪用于发出不同频率的电信号和根据第一电极栓和第二电极栓形成地质的三维图形；所述电源用于对电法仪提供电源；所述电磁感应装置用于检测第一电极栓与第二电极栓之间的电流所产生的磁场。本申请具有在土石坝发生渗漏之前检测出土石坝的渗漏趋势的效果。
Description
技术领域
本申请涉及检测技术领域，尤其是涉及一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统和方法。
背景技术
我国土地辽阔，河流渠道以及水库数量众多，其中土石坝占比超过80%。大多数水库大坝都建于20世纪50—70年代,水库大坝经过长年的运营,水工建筑物自然老化,有些水库大坝甚至还经历过自然灾害,外加管理维护不及时等因素,逐渐出现了坝体渗漏、结构缺陷及金属结构锈蚀等隐患问题,严重威胁着水库大坝以及人生的安全。
相关技术中，一些检测方法通过检测土石坝外形变化程度或通过温感成像方法实现对土石坝进行检测，但是这些方法在土石坝发生形变或发生渗漏之后才可发现或检测到，当土石坝在发生泄漏之前或存在泄漏的隐患时，则不能起到检测的作用。
发明内容
为了在土石坝发生渗漏之前检测出土石坝的渗漏趋势，提高检测效率，本申请提供一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法及检测设备。
第一方面，本申请提供一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，采用如下的技术方案：
一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，包括：电法仪、电缆、电极栓、电源和电磁感应装置；
所述电极栓包括第一电极栓和第二电极栓，所述第二电极栓设有多个，所述第一电极栓和第二电极栓通过电缆连接至电法仪的两个电极输出端上；
所述电法仪用于发出不同频率的电信号和根据第一电极栓和第二电极栓形成地质的三维图形；
所述电源用于对电法仪提供电源；
所述电磁感应装置用于检测第一电极栓与第二电极栓之间的电流所产生的磁场。
通过采用上述技术方案，电法仪用于发出电信号，并通过电缆和电极栓对相应土石坝的各个区域进行检测，可得到土石坝区域地形的电阻率二维图和三维图形，工作人员可根据二维图和三维图判断出各个区域的紧实度或渗漏情况，并通过电磁感应装置检测第一电极栓和第二电极栓之间的电磁感应强度，结合二维图和三维图即可准确的判断出土石坝的渗漏区域和深度。
可选的，所述电极栓的一端部为尖部，另一端连接线缆上，且长度不小于0.5m；所述电极栓为不锈钢或铜材质。
通过采用上述技术方案，电极栓用于插设在地面上，其一端为尖部，可较为容易的插设在地面上；电极栓为不锈钢材质或铜质，可具备较强的耐腐蚀性，有助于延长其使用寿命。
可选的，相邻所述第二电极栓之间的距离不小于2m。
通过采用上述技术方案，第二电极栓之间的距离过近，则不容易分辨渗漏区的具体位置，当第二电极栓之间的距离在大于2m的距离时，可使电磁感应装置明确的感应到第一电极栓到各个第二电极栓之间的电流大小和电磁感应强度的大小，从而可准确的辨别出渗漏区的具体位置。
可选的，还包括有通信装置，所述通信装置连接至电法仪，用于通过网络发出采集到的数据信息。
通过采用上述技术方案，通信装置的设置，可使检测到的结果通过网络发送至相应的智能终端上，使相关的工作人员远程即可查看各个土石坝的检测结果。
可选的，还包括告警装置，所述电磁感应装置检测到相应强度的电磁感应信号后，所述告警装置发出告警信号。
通过采用上述技术方案，告警装置的设置，可使工作人员在现场进行检测时，通过观察告警装置发出的告警信号即可判断出该位置是否为泄漏区域，提高检测效率。
第二方面，本申请提供一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，采用如下的技术方案：
一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于，包括：
采集土石坝两侧之间的电流值、土石坝的电阻率断面二维图像和三维图像；
通过电磁感应装置检测土石坝各个位置的电磁感应大小；
根据电磁感应检测结果和电路率断面二维图和三维图判断出土石坝的渗漏区、临近渗漏区和安全区；
将检测结果通过通信装置传输至相应的智能终端上。
通过采用上述技术方案，通过采集土石坝两侧边之间的电流值，同时可采集到土石坝两侧边的电阻率以及根据电阻率生成的二维图像和三维图像，当电阻率较小或电流较大时，可检测出电流所产生的电场，工作人员可根据检测出的电场和电阻率二维图以及三维图确定出土石坝内部是否存在渗漏点。
可选的，所述采集土石坝两侧之间的电流值包括以下步骤：
将第一电极栓放进至土石坝一侧的液面内；
将多个第二电极栓插进至土石坝另一侧的地面内，且多个第二电极栓等间距设置；
通过电法仪发出相应频率的电流信号，使电流信号从第一电极栓通过土石坝或暗流通道传输至第二电极栓上。
通过采用上述技术方案，土石坝的一侧为河水或湖水，另一侧则为陆地，当土石坝中存在渗漏通道时，则第一电极栓和第二电极栓之间的电流会集中在渗漏通道上，且电流值较大，从而可使电流所产生电磁感应区域，通过检测电磁感应区域判断出存在泄漏区域的位置。
可选的，判断出土石坝的渗漏区域、临近渗漏区域和安全区域的方式包括：
通过电磁感应装置采集土石坝区以及其周边的各个位置的电磁感应强度，当电磁感应强度小于预先设定的第一阈值时，判定该区域为安全区域；当电磁感应强度在预先设定的第一阈值和第二阈值之间时，判定该区域为临近渗漏区；当电磁感应强度超过预设的第二阈值时，判定该区域为渗漏区。
通过采用上述技术方案，一些渗漏点位于地面内，在外部不易被发现，检测到电磁感应强度超过第一阈值且小于第二阈值时，说明该处土石坝土质较为潮湿，或者土石坝内部存在未贯通的临近渗漏点；当电磁感应强度超过第二阈值后，说明电流值较大，即该处存在渗漏点，工作人员可根据检测出的渗漏区域进行相应的处理措施。
可选的，还包括：
根据检测出的渗漏区域和临近渗漏区域，确定封堵位置；
根据封堵位置开凿多个钻孔，所述钻孔的间距在2m~3m之间；
将钻孔内放入挡板，并沿着挡板的一侧放置浆料至钻孔内；
待浆料凝固后，再沿着挡板的另一侧放置浆料至钻孔内。
通过采用上述技术方案，在渗漏区开设多个钻孔，可使多个钻孔同时对渗漏区进行封堵，在钻孔内放入挡板，并使浆料沿着挡板的一侧灌输至钻孔内，可使挡板对浆料形成遮挡，防止浆料顺着渗漏通道流失；待一侧浆料凝固后，再用浆料填满钻孔，即可对渗漏区域或临近渗漏区域形成封堵。
可选的，所述浆料包括水泥浆料、沥青浆料中的任一种。
通过采用上述技术方案，水泥浆料以及沥青浆料在凝固后，具有良好的密封性能，可实现对渗漏区形成良好的封堵作用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
电法仪用于发出电信号，并通过电缆和电极栓对相应土石坝的各个区域进行检测，可得到土石坝区域地形的电阻率二维图和三维图形，工作人员可根据二维图和三维图判断出各个区域的紧实度或渗漏情况，并通过电磁感应装置检测第一电极栓和第二电极栓之间的电磁感应强度，结合二维图和三维图即可准确的判断出土石坝的渗漏区域和深度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种实际检测示意图。
图2是本申请实施例提供的一种系统框图。
图3是本申请实施例提供的一种方法流程图。
图4是本申请实施例提供的步骤1细化流程图。
图5是本申请实施例提供的步骤3细化流程图。
图6是本申请实施例提供的另一种方法流程图。
附图标记说明：1、电法仪；2、电缆；31、第一电极栓；32、第二电极栓；4、电磁感应装置；5、电源；6、通信装置；7、告警装置。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统。参照图1和图2，系统包括电法仪1、电缆2、电极栓、电源5和电磁感应装置4。其中，电极栓连接在电缆2上，电缆2连接在电法仪1的电极输出端上，用于检测土石坝靠近水流一侧和背离水流一侧的电阻率；电源5用于对电法仪1提供电能，电磁感应装置4用于检测电极栓之间的电流所产生的磁场的强度。
具体的，电法仪1用于发出频率可调的电信号，通过电缆2传输至电极栓上，电法仪1可根据第一电极栓31和第二电极栓32之间地质的电阻率计算出相应区域的电阻率二维图和三维图；电极栓包括第一电极栓31和第二电极栓32，第一电极栓31和第二电极栓32为相反的电极，第一电极栓31数量为一个，第二电极栓32的数量为多个，其插设在地面上或土石坝上，利用第一电极栓31到第二电机栓之间的电流大小检测出第二电极栓32和第二电极栓32之间的电阻率；并通过电法仪1，可使工作人员能够直观地了解各区域的电阻率，从而得知各个区域的所包含的水分，以便于确定检测区域的渗漏情况。
电极栓的一端部为尖部，另一端连接线缆上，以便于第一电极栓31和第二电极栓32方便插设在地面上；电极栓的长度不小于0.5m，且相邻的第二电极栓32之间的距离为1.5m~3m之间，这样可在保证良好的检测精度的同时，扩大检测的面积，提高检测的效率；电极栓为不锈钢材质或铜材质，可具备较强的耐腐蚀性或良好的导电性能，有助于延长其使用寿命或提高检测准确度。
系统还包括有通信装置6，通信装置6连接至电法仪1，用于通过网络发出电流信息和电阻率信息。电法仪1在检测出相应区域的地质信息后，可通过通信装置6将检测结果发送至智能终端上，智能终端包括电脑、智能手机以及平板电脑等智能设备，当电法仪1和电极栓长期插设或埋设在土石坝上时，可使工作人员远程实时接收到检测的结果信息，从而可针对存在渗漏通道的土石坝做出补救措施。
进一步的，系统还包括告警装置7，其连接至电法仪1上，当检测的电流值、电磁感应强度信息超过设定的阈值范围后，用于发出告警信息，以便于相关的检测人员及时了解该土石坝区域是否存在渗漏通道。
电源5用于对电法仪1、告警装置7以及通信装置6提供电能。
电磁感应装置4用于检测第一电极栓31和第二电极栓32之间的电流所产生的的电场，电流值大，产生的电场强度越大，电流值小，产生的电场强度越小。
本申请实施例还公开了一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，包括以下步骤。
参照图3和图4：
步骤S1：采集土石坝两侧之间的电流值、土石坝的电阻率断面二维图像和三维图像。
土石坝两侧即为土石坝朝向水流的一侧和背离水流的一侧，当土石坝中存在渗漏通道时，由于河水或湖水的导电性良好，电流会沿着渗漏通道内的水流形成导电回路，电流值较大，土石坝两侧之间的电阻率较小；当土石坝中不存在渗漏通道时，由于土壤呈干燥状态，固电阻率较大，电流值较小。
采集土石坝两侧的电流值包括有以下步骤：
步骤S1.1：将第一电极栓放进至土石坝一侧的液面内；
步骤S1.2：将多个第二电极栓插进至土石坝另一侧的地面内，且多个第二电极栓等间距设置；
步骤S1.3：通过电法仪发出相应频率的电流信号，使电流信号从第一电极栓通过土石坝或渗漏通道传输至第二电极栓上。
第一电极栓为正极或负极，第二电极栓与第一电极栓的极性相反。土石坝的一侧为河水或湖水，另一侧则为陆地，当土石坝中存在渗漏通道时，则第一电极栓和第二电极栓之间的电流会集中在渗漏通道上，从而可形成电流通路，以判断出土石坝是否存在渗漏区域。
步骤S2：通过电磁感应装置检测土石坝各个位置的电磁感应大小。
当土石坝中存在渗漏区或渗漏通道时，会存在电流通路，电流可形成一定的电场，通过电磁感应装置在第一电极栓和第二电极栓之间移动，即可检测数存在电磁感应区域的具体位置。
步骤S3：根据电磁感应检测结果和电阻率断面二维图和三维图判断出土石坝的渗漏区、临近渗漏区和安全区；
通过第一电磁栓和第二电磁栓之间的电流值计算出相应土石坝区域的地质电阻率断面二维图和三维图，工作人员可根据电磁感应的检测结果和电阻率断面二维图和三维图信息精准的判断出存在渗漏区、临近渗漏区和安全区，从而可具有针对性的做出补救措置。判断出土石坝的渗漏区域、临近渗漏区域和安全区域的方式包括以下步骤。
参照图5：
步骤S3.1：通过电磁感应装置采集土石坝区以及其周边的各个位置的电磁感应强度，当电磁感应强度小于预先设定的第一阈值时，判定该区域为安全区域；
步骤S3.2：当电磁感应强度在预先设定的第一阈值和第二阈值之间时，判定该区域为临近渗漏区；
步骤S3.3：当电磁感应强度超过预设的第二阈值时，判定该区域为渗漏区。
步骤S4：将检测结果通过通信装置传输至相应的智能终端上。
在检测出土石坝的渗漏位置后，为了对渗漏区进行封堵，提高土石坝的安全性，还包括以下步骤。
参照图6：
步骤S5：根据检测出的渗漏区域和临近渗漏区域，确定封堵位置；
步骤S6：根据封堵位置开凿多个钻孔，所述钻孔的间距在2m~3m之间；
步骤S7：将钻孔内放入挡板，并沿着挡板的一侧放置浆料至钻孔内；
步骤S8：待浆料凝固后，再沿着挡板的另一侧放置浆料至钻孔内。
开凿钻孔可在土石坝背离水流的一侧开凿，多个并排的钻孔同时对渗漏区进行封堵，在钻孔内放入挡板，并使浆料沿着挡板的一侧灌输至钻孔内，可使挡板对浆料形成遮挡，防止浆料顺着渗漏通道流失；待一侧浆料凝固后，再用浆料填满钻孔，即可对渗漏区域或临近渗漏区域形成封堵。浆料包括水泥浆料、沥青浆料中的任一种，其具有良好的密封性能，可实现对渗漏区形成良好的封堵作用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，其特征在于，包括：电法仪（1）、电缆（2）、电极栓、电源（5）和电磁感应装置（4）；
所述电极栓包括第一电极栓（31）和第二电极栓（32），所述第二电极栓（32）设有多个，所述第一电极栓（31）和第二电极栓（32）通过电缆（2）连接至电法仪（1）的两个电极输出端上；
所述电法仪（1）用于发出不同频率的电信号和根据第一电极栓（31）和第二电极栓（32）形成地质的三维图形；
所述电源（5）用于对电法仪（1）提供电源（5）；
所述电磁感应装置（4）用于检测第一电极栓（31）与第二电极栓（32）之间的电流所产生的磁场。
2.根据权利要求1所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，其特征在于：所述电极栓的一端部为尖部，另一端连接线缆上，且长度不小于0.5m；所述电极栓为不锈钢或铜材质。
3.根据权利要求1所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，其特征在于：相邻所述第二电极之间的距离不小于2m。
4.根据权利要求1所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，其特征在于：还包括有通信装置（6），所述通信装置（6）连接至电法仪（1），用于通过网络发出采集到的数据信息。
5.根据权利要求1所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统，其特征在于：还包括告警装置（7），所述电磁感应装置（4）检测到相应强度的电磁感应信号后，所述告警装置（7）发出告警信号。
6.一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于，包括：
采集土石坝两侧之间的电流值、土石坝的电阻率断面二维图像和三维图像；
通过电磁感应装置检测土石坝各个位置的电磁感应大小；
根据电磁感应检测结果和电路率断面二维图和三维图判断出土石坝的渗漏区、临近渗漏区和安全区；
将检测结果通过通信装置传输至相应的智能终端上。
7.根据权利要求6所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于：所述采集土石坝两侧之间的电流值包括以下步骤：
将第一电极栓放进至土石坝一侧的液面内；
将多个第二电极栓插进至土石坝另一侧的地面内，且多个第二电极栓等间距设置；
通过电法仪发出相应频率的电流信号，使电流信号从第一电极栓通过土石坝或暗流通道传输至第二电极栓上。
8.根据权利要求6所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于，判断出土石坝的渗漏区域、临近渗漏区域和安全区域的方式包括：
通过电磁感应装置采集土石坝区以及其周边的各个位置的电磁感应强度，当电磁感应强度小于预先设定的第一阈值时，判定该区域为安全区域；当电磁感应强度在预先设定的第一阈值和第二阈值之间时，判定该区域为临近渗漏区；当电磁感应强度超过预设的第二阈值时，判定该区域为渗漏区。
9.根据权利要求6所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于，还包括：
根据检测出的渗漏区域和临近渗漏区域，确定封堵位置；
根据封堵位置开凿多个钻孔，所述钻孔的间距在2m~3m之间；
将钻孔内放入挡板，并沿着挡板的一侧放置浆料至钻孔内；
待浆料凝固后，再沿着挡板的另一侧放置浆料至钻孔内。
10.根据权利要求6所述的一种土石坝渗漏隐患探测定向处理方法，其特征在于：所述浆料包括水泥浆料、沥青浆料中的任一种。
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2021
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