羅偉峰

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯154004)

1 工程概況

細(xì)鱗河水庫(kù)座落于黑龍江省鶴崗市北，細(xì)鱗河下游干流上，距鶴崗市35km。是鶴崗市區(qū)的最大水源地。

水庫(kù)控制流域面積654 km2，最大庫(kù)容3 300 萬(wàn)m3，屬中型水庫(kù)工程。大壩壩型為漿砌石重力壩，最大壩高20 m，全長(zhǎng)345 m，分為20個(gè)壩段，每個(gè)壩段長(zhǎng)15 ～20 m，其中擋水壩段14個(gè)，溢流壩段6個(gè)。

水庫(kù)于1987年工程竣工后，壩體漏水嚴(yán)重，于1989年進(jìn)行了水泥灌漿處理，效果較好，但隨著運(yùn)行年限的增加，滲漏逐漸增多，游離鈣大量析出，導(dǎo)致橫縫再次嚴(yán)重漏水，2008年水庫(kù)再次進(jìn)行了防滲處理。

2 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)

壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)主要包括以下3個(gè)方面:壩體破壞現(xiàn)狀、壩體漿砌石物理力學(xué)指標(biāo)及滲透性評(píng)價(jià)和壓水試驗(yàn)成果分析。

2.1 壩體破壞現(xiàn)狀

廊道內(nèi)壁平整度差，尤其各壩段結(jié)合處，廊道上游壁面有大面積浸滲面存在，多處滲漏點(diǎn)漏水，8－10 壩段滲水尤為嚴(yán)重，此外10 號(hào)壩段存在析出物;大壩迎水面防滲面板破壞較嚴(yán)重，表面鋼筋外露，壩頂部分壩段存在順河向裂縫。

從各壩段鉆孔的漿砌石巖芯看，壩體完整性較差，壩體質(zhì)量不均勻［1］。

主要表現(xiàn)為巖芯以短柱狀為主，少部分為碎塊狀，RQD 值最大91%，最小67%，平均76%;漿砌石中塊石的塊徑不均，多為5 ～20 cm，局部最大徑30 cm;混凝土含氣孔，最大徑約3 mm，在SZ2 孔6 m處夾樹(shù)葉模板等未清理物質(zhì)。

綜合壩體表觀及鉆探巖芯成果可知:

1)壩體在施工過(guò)程中，存在拌合不均，振搗不到位，施工不規(guī)范，控制和監(jiān)督不嚴(yán)的問(wèn)題。

2)壩體完整性較差，質(zhì)量不均一。

3)原有的防滲體已有破壞，壩體存在質(zhì)量缺陷和安全隱患［2］。

2.2 壩體漿砌石物理力學(xué)指標(biāo)及滲透性評(píng)價(jià)

對(duì)壩體漿砌石取樣進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，樣品為相對(duì)較完整的柱狀巖芯(混凝土與塊石結(jié)合緊密)。本次共進(jìn)行了6 組漿砌石室內(nèi)試驗(yàn)，1 組壩體與壩基接觸面抗剪試驗(yàn)，對(duì)各物理力學(xué)指標(biāo)分析如下:

2.2.1 物理指標(biāo)及質(zhì)量分析

壩體漿砌石天然密度2.5 g/cm3～2.7 g/cm3，平均2.6 g/cm3。

大于塊石砌石體壩設(shè)計(jì)規(guī)范2.2 g/cm3～2.4 g/cm3的建議值。

砌石體自然吸水率均＞4.5%，飽和系數(shù)＞0.95，說(shuō)明壩體孔隙較多，聯(lián)通性好，參考飽和系數(shù)判定巖石的耐凍性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)漿砌石耐凍性進(jìn)行評(píng)價(jià)，壩體砌石體不耐凍。

2.2.2 力學(xué)指標(biāo)分析

抗剪強(qiáng)度:c =13.4MPa ～23.0MPa，ψ =35.9°～41.1°，抗剪強(qiáng)度值變化較大，表明壩體均勻性差。

抗拉強(qiáng)度:σ =1.95MPa ～3.43MPa，強(qiáng)度值變化較大，說(shuō)明壩體混凝土均勻性較差。

彈性模量:天然狀態(tài)E = 0.104 × 104MPa ～0.251 ×104MPa，飽和狀態(tài)E =0.1 ×104MPa ～0.247×104MPa。

變形模量:天然狀態(tài)E50=0.05×104MPa ～0.12 ×104MPa，平均0.07×104MPa，飽和狀態(tài)E50=0.05 ×104MPa ～0.11 ×104MPa，平均0.06 ×104MPa。試驗(yàn)值較小，范圍變化大，表明壩體砌石體均勻性較差，質(zhì)量較差。

泊松比u =0.19 ～0.27，其中＜0.20 的1 組，＞0.25 的1 組。

6 組中有2 組超出現(xiàn)行規(guī)范的砌石體設(shè)計(jì)指標(biāo)(u =0.20－0.25)。

根據(jù)壩體與壩基接觸面抗剪試驗(yàn)，抗剪強(qiáng)度c =11.6MPa，ψ =33.5°，小于壩體的抗剪強(qiáng)度，但高于砌石壩規(guī)范的f ≤0.75 MPa，說(shuō)明壩體與壩基接觸面相對(duì)較薄弱。

2.3 壓水試驗(yàn)成果分析

本次在壩體部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)12 次，通過(guò)壓水試驗(yàn)可知:

1)除右擋水壩段透水率＜10 Lu外，其余壩段透水率均＞10 Lu，屬中等透水。

2)從壓力與流量(P－Q)曲線類型上看:除左擋水壩為A 型(層流)外，右擋水壩及溢流壩大部分為E 型(充填)。

表明在較高壓力的水流作用下，壩體混凝土中的細(xì)小物質(zhì)隨水流運(yùn)移堵塞了部分孔隙。

3 壩體存在的質(zhì)量問(wèn)題

壩體主要存在如下質(zhì)量問(wèn)題:

1)壩體施工過(guò)程存在質(zhì)量缺陷。

2)后期采取的防滲處理措施效果不明顯。

3)砌石體耐凍性差。

4)壩體漿砌石均勻性較差，壩體與壩基結(jié)合不牢固。

5)壩體為中等透水，抗?jié)B性差。

綜上分析可知:壩體防滲性差，壩體存在質(zhì)量缺陷和安全隱患;壩基與壩體接觸帶處穩(wěn)定性較差，中等透水。

4 對(duì)漿砌石壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)的幾點(diǎn)體會(huì)

1)漿砌石壩體由砌石及混凝土組成，目前的規(guī)程規(guī)范及相關(guān)資料中只有對(duì)單一塊石或混凝土的抗壓、抗剪、彈模、抗?jié)B、抗凍等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而砌石體為二者的人工混合體，壩體的質(zhì)量評(píng)價(jià)也只能是根據(jù)砌石體樣品(巖芯)的試驗(yàn)指標(biāo)借鑒塊石或混凝土的相關(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或是參照原壩體設(shè)計(jì)參數(shù)或參照現(xiàn)行的砌石壩規(guī)范的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)進(jìn)行。

由此可見(jiàn)，壩體質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)論與樣品和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)緊密相關(guān):樣品不同(所取的砌石體樣品的完整程度及其中的塊石與混凝土的比例、接觸程度等的不同)，試驗(yàn)指標(biāo)所反映的壩體質(zhì)量也就不同;評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一，評(píng)價(jià)結(jié)論也就存在一定差別。

2)壩體滲漏只能從綜合壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，具體滲漏原因存在以下2 種可能:①施工期間塊石與混凝土接合不好，存在裂隙(孔洞);②后期環(huán)境水對(duì)混凝土的腐蝕導(dǎo)致裂隙不斷擴(kuò)大引起滲漏(經(jīng)水質(zhì)分析，庫(kù)水對(duì)混凝土具有重碳酸型中等腐蝕性)，應(yīng)采取相應(yīng)的針對(duì)性處理措施。

3)對(duì)以漿砌石壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)為目的而進(jìn)行的工程地質(zhì)勘察，建議輔助鉆孔聲波、孔內(nèi)電視等綜合檢測(cè)手段，并與鉆探巖芯質(zhì)量參數(shù)(采取率、RQD、透水率等)及不同部位、不同完整程度的砌石體樣品的物理力學(xué)試驗(yàn)成果結(jié)合進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文從壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)角度探討了漿砌石重力壩安全鑒定的工程地質(zhì)勘察工作應(yīng)注意的問(wèn)題。但各工程類型、規(guī)模不同，其工程地質(zhì)條件也可能千差萬(wàn)別，因此，不能拘泥于現(xiàn)行規(guī)范，應(yīng)針對(duì)工程特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性勘察、檢測(cè)、評(píng)價(jià)。

［1］郭永權(quán). 關(guān)于西泉眼水庫(kù)壩體質(zhì)量問(wèn)題的分析與評(píng)價(jià)［J］. 黑龍江水利科技，2011，39(01):75－76.

［2］王軍璽，沈振中，王暉. 福華山水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)與分析［J］. 人民長(zhǎng)江，2010，41(17):96－99.