【文章编号】１００７．９４６７（２０１０）０７．０１００：０３ 一 已建水库坝基地质勘察设计分析 ■张永贵（贵州省印江自治县水利局，贵州印江５５５２００） 【摘要】近几年，贵州省对已建中小型水库土石坝除险加固工 程开展了大量的地质勘察工作。为了能够突出重点选准勘察 方法，合理布置勘察工作量，查明土石坝存在的病险情及产生 原因，必须明确除险加固工程地质勘察的工作流程，合理有序 ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｒａｔｉｏｎａｌ ａｒｒｎｇｅｍｅｎｔａ ｏｆｔｈｅ ｗｏｒｋｌｏａｄ ｓｕｒｖｅｙ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄａｍ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｄｉｓｅａｓｅｓ，ｉｔ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｔｏ ｍａｋｅ ｃｌｅａｒ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｗｏｒｋ ｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ．ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｏｒｄｅｒｌｙ ａｒｒａｎｇｅ ａｌｌ ｌｉｎｋｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙｗｏｒｋ． 的安排地质勘察工作的各个环节。 【关键词】中小型水库；除险加固；地质勘察 【中图分类号】ＴＶ２２１．２；ＴＶ６４１．４ 【文献标志码】Ａ ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｍｅｄｉｕｍ ｎｄ ａｓｍａｌｌ ｔｙｐｅｓ ｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ；ｅｉｒｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｗｏｒｋ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ １水库土石坝工程除险加固地质勘察工作流 程 水库土石坝地质勘察是对已建工程的再勘察， 是在处理过的的地基（含开挖、回填、灌浆等）上进行 的，无法进行坝基开挖，勘察对象不仅是坝基，而且 Ｐｒｏｉｅｃｔｓ ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ—ｇｕｉ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙｓ ｏｎ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｄａｍ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｒｉｇｈｔ ｆｏｃｕｓｅｄ 的物件与基准点的相对标高，然后通过每次观测所 得的数据反映监测对象的沉降情况。 ４）监测频率：挖土期间每天一次，对下雨天及位 移较大时时加密观测。 ５）监测数据预警值：深层土体位移为８０ｍｍ或变 形速率连续３ｄ大于５ｍｍ／ｄ，水平位移达到６０ｍｍ或 变形速率连续３ｄ大于５ｍｍ／ｄ，地面沉降为６０ｍｍ或 单，同时也避免了大开挖法所带来施工位移和沉降 大的问题，对周围环境影响小。 １ ０结语 河清路共同沟目前已全部顺利完成，重力式水泥 搅拌桩围护结构体现出安全适用、快速经济、结构稳 定的使用效果，通过重力式水泥搅拌桩围护结构在 河清路共同沟结构上的成功运用和实践，给类似软 变形速率连续３ｄ大于５ｍｍ／ｄ。 土地区开展共同沟建设基坑围护提供了有益的探 索，可供借鉴使用。 【收稿日期］２０１０．０４—１５ ９重力式水泥搅拌桩围护使用效果 重力式水泥搅拌桩优点是挡墙厚度大，整体性 和稳定性好，隔水性能良好，造价适中，由于它是重 力式支护，基坑内无支撑，便于机械挖土，所以施工 速度快，缩短了基坑暴露时间，减少了基坑变形。造 价比排桩加内支撑法低，施工起来比ＳＭＷ工法简 １ＯＯ 柳家勇（１９７２￣），男，河南商城人，工程师，国家注册监理 工程师，国家注册咨询工程师，从事市政工程咨询与监理工 作，ｆ电子邮箱）ｇｘｇｘｋｋｋｋ＠１６３．ｃｏｍ。 基础工程设计Ｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓ ０，池ＧｒｏｕｎｄＩ 包括坝体。另外还必须分析与评价原加固处理效果， 因此，其工作流程与新建水库地质勘察有所不同，一 节约资源的原则，根据岩土工程勘察资料，综合考虑 结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。 １）查明地基地质结构，特殊土层、粗砾土层及腐 殖土层等的分布、厚度及其性状：查明堤基土洞、溶洞 般分为以下几个环节。 １）资料收集。包括大坝已有地质、设计、施工和 运行中各种监测、险情及病害处理等资料，收集工程 区区域地质资料，复合工程区地震动参数。 ２）隐患调查。对收集到的资料特别是前期地质 等的分布、规模、填充情况及充填物性状，分析其对堤 基渗漏、稳定的影响。 ２１查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度、 资料、施工资料及管理运行监测资料进行整理，并通 过现场踏勘，以及走访水库管理人员和早期施工人 员，了解大坝主要存在的病险及隐患，以及前期加固 的措施及效果。 ３）病险原因初判。根据收集到的资料、大坝运行 现状和病险部位，初步分析判断产生病害的原因。 ４）编制勘察大纲。根据收集到的资料、工程现状 和病害部位及原因，有针对性的选择勘察方法和手 段，合理布置勘探作业，编制地质勘察大纲并实施勘 察。 ５）勘察实施。勘察时要综合运用地质测绘、钻 探、物探、坑探、现场水文试验等勘察手段，严格按照 技术要求完成大纲中布置的工作量。勘察时还要及 时对新获取的资料进行整理，结合搜集的前期资料， 综合分析水库病险及隐患，重点分析发现的新问题、 新病害，并对勘察工作量进行适时适当的调整和补 充。勘察的同时还要继续深入的走访水库管理人员、 早期施工人员及周边群众，对水库病险隋的规模、出现时 间、造成的危害等问题进行进～步了解与核实。 ６）资料整理。野外勘察工作结束后，应及时整理 获取的地质图、钻孔资料、野外水文试验资料等，并 结合室内岩土试验数据，对坝体各填土和坝基土 （岩）物理力学性质指标分区、分层进行统计和分 析。 ７）病险原因综合判定。根据资料统计与分析的 结果，评价坝体填土质量、防渗性能和坝基工程地质 与水文地质条件，并分析工程产生病险的原因，为除 险加固设计提供建议处理措施。 ２基础设计 基础必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和 特性及与江的水力联系，调查沿线泉、井分布位置及 其水位流量变化规律，查明地下水与地表水的水质 及其对混凝土的腐蚀性。 ３）基本查明堤线附近埋藏的古河道、古冲沟、塘 等的性状、位置、分布范围，分析其对堤基渗漏、稳定 性影响。 ４１确定堤基各土层的物理力学性质和渗透性参 数 对堤基的渗漏、渗透稳定、抗滑稳定、饱和砂土震 动液化、震陷、沉降变形等问题进行评价，并对堤线 进行分段地质评价，提出处理措施的建议。 ５）天然建筑材料勘察。 ３实例分析 某市户主水库是一座中型水库，兴建于１９５９ 年，主坝全长１ ＯｌＯｍ，分两期填筑，最大坝高２０ｍ，水 库运行管理过程中发现较多安全隐患及险情，对其 开展的除险加固工程地质勘察工作流程如下： １）资料收集。户主水库建设之初没有进行详细 的地质勘探，地质资料、施工资料缺乏，有少量水库 管理运行资料，记录了主坝存在的少量病险情及采 取的处理措施。 ２）隐患调查及病险原因初判。通过对现有资料 整理分析，结合现场踏勘以及走访调查，初步判断水 库大坝病险情及产生原因为： ①坝后脚常年有渗水及管涌现象，已作压重处 理，问题依旧存在，初步判断坝体或坝基可能存在渗 漏通道； ②桩号０＋６００坝后脚外测压管常年流水，初步 判断坝基可能存在渗漏通道； ③大坝施工时桩号０＋５５０￣０＋６５０段齿槽清基 时，抽水机发生故障，齿槽中水长时间不能排泄，回 １０１ ｌ基础工程设计 ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ Ｇｒｏｕｎｄ 填土料长时间浸泡达到饱和，无法行夯，填筑不密 实，质量差，可能会影响坝体稳定； 砂夹杂灰岩碎石的强透水层，易产生渗漏与不均匀 沉降，出现较多裂缝。 ④１９８５年７月３０日，桩号０＋５３０坝后砂壳发 生滑坡，初步判断可能是砂壳填筑不密实； ⑤１９９５年１１月７日坝前出现护坡沉陷问题，初 步判断可能是砂壳填筑不密实或者护坡施工质量存 坝后砂壳滑坡是由于背水坡过陡，无横向排水 沟，暴雨集中冲刷所致。重新复坡处理后与其它位置 坝壳较为一致。 坝坡沉陷段是由于砂壳填筑、护坡质量较差，以 在问题； ⑥水库除险加固工程按Ⅶ度地震进行设防，大 坝砂壳及坝基砂层可能存在地震液化问题； ⑦东、西放水洞廊道内壁渗水，可能是廊道壁产 生裂缝，存在渗漏通道。 ３）编制勘察大纲并实施勘察。结合水库主坝存 在的病险情，根据《中小型水库水电工程地质勘察规 范》等规范及技术要求，沿主坝纵向布置一条勘探剖 面，横向布置３条勘探剖面，前后砂壳、坝后及放浪 墙两侧布设少量探坑，针对出现过滑坡、沉陷及施工 时出现问题的位置布设探坑及钻孔，并对坝址区进 行地质测绘。 勘察期间发现主坝齿墙清基不彻底，齿墙下伏 具强透水性的砾质粗砂层，及时补充了少量钻孔以 便查清该层的分布范围及规律。 ４）资料整理与病险原因判定。野外勘察工作结 束后，综合分析室内试验成果，户主水库主坝主要存 在的病险及产生的原因是： ①渗漏问题。坝体一期、二期心墙填筑土的黏粒 含量、塑性指数、压实度及渗透系数均不满足心墙砂 壳坝防渗体的要求，挡水性能差。 齿墙下伏具强透水性的砾质粗砂层，形成漏水 通道。 部分段坝基基岩风化严重，存在基岩渗漏、绕坝 渗漏问题，存在接触流失等渗透破坏隐患。 东、西放水洞廊道内壁出现裂缝，渗水严重。 ②稳定问题。施工时抽水机发生故障段齿墙填 筑质量差，填土呈软塑状态，含砂量较高。 齿墙下伏具强透水性的砾质粗砂层，存在渗透 变形问题。 ③坝体变形问题。主坝防浪墙直接座于砾质粗 １Ｏ２ 及风浪淘蚀、暴雨冲刷综合所致，后期虽修建砌石护 坡，但没有将原护坡块石清除回填。 ④抗震稳定问题。水库除险加固工程按Ⅶ度 地震进行设防，坝址区地震动峰值加速度为Ｏ．１ｏｇ， 主坝上游砂壳填筑松散、坝基砂层疏松，存在地震液 化问题。 最后，根据户主水库主坝存在的这些病险情 及产生的原因，提出合理的建议及处理措施， 并为除险加固设计提供详实准确的各种指标数 据。 ４结语 已建水库坝基地质勘察工作中，必须充分重视 已有资料的分析和现场地质调研，勘察目的要明确， 勘察方法要因险制宜，勘察重点要突出，才能全面客 观的反映其工程病害险情，并分析其产生的原因，才 能为除险加固提供各种地质参数，提出合理的处理 措施建议。 【参考文献】 ［１１杨连生，水利水电工程地质［Ｍ］．武汉：武汉大学出版社， ２００４． ［２１ ７：妙月，勘探地球物理学［Ｍ］ Ｅ京：地震出版社，２００３． ［３１封云亚、沈春勇，喀斯特地区水利水电工程勘测与处理新技 术［Ｊ］．水利水电技术，２００５，３６（９）：７０．７３． ［４１曾凡卿．三峡工程建基岩体物探检测方法应用［Ｊ］．水利水电 技术，２００５，３６（１ １）：４３－４４． 【收稿日期１２０１０．０４．０６ 张永贵（１９７２￣），男，贵州印江人，工程师，从事水利水电 工程勘察设计工作，（电子信箱）ｗｕｃａｉｆｅｉ２１＠１６３．ｔｏｍ。
