□ 董大筑

一、基本情況

福建省安溪縣域內(nèi)現(xiàn)有小（2）型以上水庫49座（不含電站水庫），其中中型水庫2座，小（1）型水庫7座，?。?）型水庫40座，大部分興建于上世紀(jì)50～70 年代,擋水建筑物絕大部分為土壩。經(jīng)過幾十年的運行，一些工程病害險情嚴(yán)重。為確保水庫安全運行，近年來全縣已完成24座水庫的除險加固工作。

二、病險水庫地質(zhì)勘察

病險水庫地質(zhì)勘察有3個比較明顯的特點：一是壩基地質(zhì)現(xiàn)象被隱蔽,有些構(gòu)造物的建設(shè)存在隨機性；二是需要對一些構(gòu)造物的質(zhì)量和位置進行勘探和測試；三是地質(zhì)勘察工作集中在安全鑒定勘察和除險加固初步設(shè)計勘察階段。關(guān)于病險水庫安全鑒定勘察的精度問題，可參照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》( GB50487-2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-2005) 所規(guī)定的“初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察”和“技施設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察之專門性工程地質(zhì)問題勘察”精度，以保證地質(zhì)勘察成果的全面性和可靠性。

（一）施工和運行調(diào)查

水庫建設(shè)之初,受當(dāng)時財力、技術(shù)水平、施工設(shè)備、施工經(jīng)驗和施工環(huán)境等條件限制,部分工程存有一定的安全隱患，如建筑物結(jié)構(gòu)不合理,清基不徹底,工段結(jié)合部缺陷,主要天然建筑材料不合格,明渠導(dǎo)流設(shè)施處理不當(dāng)?shù)?。工程運行期間,或多或少地受自然災(zāi)害、環(huán)境水腐蝕、超負荷運行、滲流及人為破壞等因素影響，必須通過施工和運行調(diào)查,為地質(zhì)勘察和病險工段成因分析及水庫病險程度評價提供基本資料,作為病險水庫地質(zhì)勘察和水庫病險地質(zhì)評價的依據(jù)。

（二）庫區(qū)地質(zhì)勘察

地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容是庫岸穩(wěn)定、水庫滲漏和水庫淤積問題。其中水庫滲漏和水庫淤積問題的地質(zhì)勘察,視病險的實際情況進行,而庫岸穩(wěn)定的地質(zhì)勘察,不管病險是否存在,均要進行,尤其是要對近壩庫岸的潛在危險進行研究?？辈旆椒ㄒ话悴捎玫刭|(zhì)測繪、槽坑探的地表研究以及必要的工程鉆探或硐探的深層研究。

（三）壩區(qū)地質(zhì)勘察

根據(jù)工程地質(zhì)勘察范圍，重點勘察壩區(qū)前期及調(diào)查了解到的險情及隱患，合理布置勘探點?？碧近c的間距、勘察手段和測試方法可參照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》( GB50487-2008) 和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》( SL22-2005)所規(guī)定的“初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察”的要求布置。

1.壩體勘察。了解壩體的填(澆)筑質(zhì)量，裂縫位置、寬度、性狀，滲漏通道、范圍、性質(zhì)，浸潤面分布狀況，滑坡體范圍、滑移面寬度、性狀，施工缺陷，結(jié)構(gòu)體材料的性質(zhì)及其他病險特征和相關(guān)問題?？辈旆椒ㄒ话悴捎勉@探、坑探、井探和物探等地質(zhì)勘探手段,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、結(jié)構(gòu)體的巖土試驗和壓(注) 水試驗等手段對壩體病害進行綜合勘察。

2.壩基工程地質(zhì)勘察。通過地質(zhì)踏勘，了解工程區(qū)地形條件，調(diào)查施工和運行期間的壩基險情及隱患，查明壩基清基情況和壩基工程地質(zhì)條件,分析壩基工程地質(zhì)問題,評價壩基工程地質(zhì)問題對壩基穩(wěn)定的影響程度?？辈旆椒ㄒ话悴捎玫刭|(zhì)測繪、鉆探、井探和物探等地質(zhì)勘探手段,以及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、巖土試驗、壓(注) 水試驗、壩基承壓水頭(揚壓力) 觀測等手段對壩基進行工程地質(zhì)勘察。

三、水庫病害成因分析

水庫受運行條件,氣候、地理、地質(zhì)條件以及建設(shè)時期的特定環(huán)境影響,工程設(shè)施存在不同程度的病害。這些病險水庫在為人民生產(chǎn)生活提供水源,促進社會發(fā)展的同時,也對下游人民生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

（一）庫岸穩(wěn)定問題

水庫岸坡在水庫蓄水后,由于地下水環(huán)境的惡化而成為新的不穩(wěn)定體,尤其是近壩不穩(wěn)定體,對水庫的安全影響很大。庫岸滑坡主要受岸坡第四系松散堆積物厚度、巖體風(fēng)化程度、岸坡坡度和地下水環(huán)境改變的控制和影響。如大坪鄉(xiāng)大壁水庫右岸庫首的風(fēng)化巖體滑坡，庫首右岸山體低矮單薄,岸坡并不陡,但因巖體嚴(yán)重風(fēng)化,受水庫蓄水影響,山體地下水位抬高,風(fēng)化巖體受地下水的泥化作用,在全風(fēng)化巖體中的應(yīng)力集中接口(滑弧) 產(chǎn)生滑坡。水庫蓄水后的庫岸滑坡一般分布在庫首，因為水庫蓄水后,庫首水深最大,岸坡地下水壅高最明顯,離河底較高處的岸坡巖體風(fēng)化更為強烈,受地下水的潤滑和軟化作用,使處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)的巖土不穩(wěn)定體發(fā)生滑塌。

（二）土石壩沉降問題

據(jù)已有地質(zhì)勘察資料反映,較多土石壩壩基或多或少地保留了第四系松散堆積物,堆積厚度一般2～4 m ,軟弱層極少見,堆積物的天然密度多大于壩體填筑密度,且在壩體荷載作用下進一步壓密,這說明壩基的壓縮變形是極有限的。

土石壩沉降問題主要源于土石壩本身因壩體填筑不實而產(chǎn)生的自重固結(jié)變形，過量的變形將導(dǎo)致壩體裂縫或壩高不足。土石壩填筑不實的原因：一是碾壓不夠，如金谷鉛空水庫土壩。鉆孔巖心結(jié)構(gòu)松散,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗擊數(shù)偏低,鉆孔注水試驗滲水量大；二是填筑土含水量太高,如湖頭橫山水庫土壩。據(jù)調(diào)查走訪原建設(shè)者得知，在土壩施工期間經(jīng)常下雨，局部層段土體含水量偏高，水庫運行期間,高含水量的層段發(fā)生沉降變形；三是分段填筑的施工縫處理不當(dāng),如官橋新村水庫土壩。當(dāng)時人工挑土上壩,二、三個壩段同時填筑,因壩段間施工縫自壩底至壩頂均未作碾壓處理或處理不當(dāng),使壩體產(chǎn)生沉降變形。

（三）土石壩裂縫問題

常見的土石壩裂縫是平行壩軸線方向的縱縫和垂直壩軸線方向的橫縫。土石壩背水坡的縱縫多由壩坡偏陡、上下游差異沉降、壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮和壩體向下游的滲透動水壓力作用引起。但多數(shù)土石壩背水坡較為平整,且布有貼坡或棱體反濾排水,土石壩背水坡的縱縫一般不多見。土石壩迎水坡或壩頂?shù)目v縫多由壩坡偏陡、壩體向上游的滲透動水壓力作用和壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮所致。由于水庫的不斷蓄水和放水,使土石壩迎水坡的壩體土頻繁出現(xiàn)飽水和失水現(xiàn)象,尤其是在庫水位發(fā)生驟降情況下,這種縱縫很容易產(chǎn)生,有時還會產(chǎn)生滑坡。如城廂園口水庫主壩,因迎水坡土體頻繁出現(xiàn)飽水和失水,從而產(chǎn)生多條縱縫。土石壩的橫向裂縫多由壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮、分段填筑的施工縫處理不當(dāng),或壩體產(chǎn)生差異滑動與沉降所致。如官橋新村水庫土壩,因人工挑土上壩,分段填筑施工縫處理不當(dāng),形成施工縫處的差異沉降橫縫。又如湖頭橫山水庫土壩,壩體中放水涵管發(fā)生過滲漏管涌流失,造成壩體差異沉降和壩體差異滑動,使壩體產(chǎn)生許多橫縫。

四、結(jié)束語

由于水庫所處的氣候、地理、地質(zhì)條件以及工程建設(shè)時期的自身局限，水庫病害具有一定的地方特色。病害水庫的地質(zhì)勘察應(yīng)根據(jù)調(diào)查了解到的工程結(jié)構(gòu)特點和險情及原有的地質(zhì)資料,通過現(xiàn)場地質(zhì)踏勘,有針對性地選擇適合的地質(zhì)勘察手段和方法，查明存在的病害,正確分析水庫病害成因,為確定水庫病害程度和病險水庫除險加固設(shè)計提供依據(jù)。