地質(zhì)勘察方法鑒定土石壩安全

鄭沖泉，鄭發(fā)生

（1．云南水投牛欄江滇池補(bǔ)水工程有限公司，云南 昆明 650051；2.曲靖市水務(wù)局，云南 曲靖 655000）

地質(zhì)勘察方法鑒定土石壩安全

鄭沖泉，鄭發(fā)生

（1．云南水投牛欄江滇池補(bǔ)水工程有限公司，云南 昆明 650051；2.曲靖市水務(wù)局，云南 曲靖 655000）

在土石壩安全鑒定中如何利用地質(zhì)勘察手段獲取資料，在 SL258-2000《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》中，沒(méi)有明確規(guī)定。文中通過(guò)兩座中型水庫(kù)安鑒中對(duì)地質(zhì)勘察手段的應(yīng)用，取得了很好的效果。并對(duì)以上方法進(jìn)行總結(jié)和整理。

土石壩；安全鑒定；地質(zhì)勘察

經(jīng)過(guò)“98”特大洪水后，全國(guó)很多水庫(kù)大壩、堤防工程的隱患險(xiǎn)情基本暴露無(wú)遺，為保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，國(guó)家加大了對(duì)水利設(shè)施的投資，除對(duì)全國(guó)的大江大河（湖）治理外，還重點(diǎn)對(duì)建國(guó)以來(lái)修建的各型水庫(kù)大壩進(jìn)行安全鑒定，對(duì)鑒定后確有重大隱患和險(xiǎn)情的，國(guó)家均已出資進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，這些措施實(shí)施后，延長(zhǎng)了水庫(kù)大壩的使用壽命，提高了大壩的防洪能力，保護(hù)了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

為做好大壩安全鑒定工作，規(guī)范其技術(shù)工作的內(nèi)容、方法及標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)則），保證大壩安全鑒定的質(zhì)量，水利部編制并頒發(fā)了 SL258-2000《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，本導(dǎo)則對(duì)大壩安全鑒定中的防洪標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全、滲流安全、抗震安全、金屬結(jié)構(gòu)安全以及工程質(zhì)量和運(yùn)行管理等的復(fù)核或評(píng)價(jià)的要求和方法作了規(guī)定，但對(duì)地質(zhì)勘察在安鑒中的要求和方法未作詳細(xì)說(shuō)明。

1 鑒定的內(nèi)容和方法

1.1 壩基、壩肩及地基的滲透性和抗滑穩(wěn)定性

2.1.1 壩基、壩肩及地基的滲透性

巖石壩（地）基，必須布置鉆孔進(jìn)行壓（注）水試驗(yàn)，若是深厚覆蓋層壩（地）基，尚應(yīng)取樣作室內(nèi)滲透試驗(yàn)。根據(jù) GB50487-2008《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄 G 對(duì)巖土滲透性進(jìn)行分級(jí)，評(píng)價(jià)壩（地）基的滲透性。輸（泄）水建筑物尚應(yīng)結(jié)合水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)其滲透性分析和評(píng)價(jià)。

2.1.2 壩基、壩肩及地基的抗滑穩(wěn)定性

巖石壩（地）基，根據(jù)壩址基巖出露情況，分析壩址的地質(zhì)構(gòu)造及結(jié)構(gòu)面組合情況，并結(jié)合大壩運(yùn)行以來(lái)的觀測(cè)資料進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)。深厚覆蓋層壩（地）基，應(yīng)取原狀樣和作原位測(cè)試（標(biāo)貫或圓錐動(dòng)力觸探等），根據(jù)試驗(yàn)成果對(duì)其抗滑穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)和復(fù)核，同時(shí)應(yīng)對(duì)其抗?jié)B透變形做出評(píng)價(jià)。

溢洪道應(yīng)對(duì)基底及邊坡穩(wěn)定性和抗沖刷能力做出評(píng)價(jià)。

輸（引）水隧洞應(yīng)結(jié)合水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料對(duì)其圍巖類(lèi)別進(jìn)行核定，對(duì)其穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。

1.2 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)

1）通過(guò)鉆孔巖芯、原狀樣試驗(yàn)資料及查閱原設(shè)計(jì)和施工記錄，對(duì)壩體土進(jìn)行準(zhǔn)確分層（或分區(qū)）。

2)在壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)中，壓實(shí)度是一個(gè)重要的指標(biāo)。為計(jì)算壓實(shí)度 P，必須作好壩土原狀樣和料場(chǎng)擾動(dòng)樣的采取工作。通過(guò)原料場(chǎng)擾動(dòng)樣的平均最大干密度 ρdmax乘以所對(duì)應(yīng)的施工條件系數(shù)（據(jù)工程等級(jí)而定）作為設(shè)計(jì)值，現(xiàn)壩土所取原狀樣干密度 ρd與之相比作為壓實(shí)度P來(lái)評(píng)價(jià)壩土填筑質(zhì)量。

3）通過(guò)壩土原位測(cè)試和原狀試樣成果，評(píng)價(jià)壩土的抗滑抗?jié)B性能。通過(guò)顆分資料判別土的滲透變形形式和液化趨勢(shì)并對(duì)其做出評(píng)價(jià)。填料的滲透性判別是否作注水試驗(yàn)應(yīng)分別對(duì)待：據(jù)幾個(gè)工程分析，浸潤(rùn)線以下土料不宜作注水試驗(yàn)，因受鉆進(jìn)影響，鉆孔類(lèi)似于泥漿護(hù)壁，注水試驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際低，不可靠，建議取原狀樣作室內(nèi)滲透試驗(yàn)；浸潤(rùn)線以上注水試驗(yàn)成果與實(shí)際大致相符，可作注水試驗(yàn)。

4）上游護(hù)坡（塊石、預(yù)制混凝土或其他形式）、下游面護(hù)坡和壩面排水系統(tǒng)，宜采用現(xiàn)場(chǎng)巡視的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。上游面若是塊石護(hù)坡應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、耐水性和抗風(fēng)化力等做出評(píng)價(jià)。

5）反濾排水體應(yīng)作注水試驗(yàn)，借助巖芯和布設(shè)探坑（槽）來(lái)檢驗(yàn)其級(jí)配、強(qiáng)度、風(fēng)化和耐水性等指標(biāo)。通過(guò)其中觀測(cè)管水位與壩下游量水堰中的水位的相互關(guān)系，來(lái)評(píng)價(jià)反濾排水體的排導(dǎo)水性能。

1.3 浸潤(rùn)線的確定和觀測(cè)

為復(fù)核壩體的抗滑穩(wěn)定性，除正確的壩土分層取樣外，浸潤(rùn)線（壩體水位）位置的確定也非常重要。經(jīng)云南省陸良縣麥子河水庫(kù)主壩6個(gè)觀測(cè)孔近 3 年（2001～2003 年）的觀測(cè)資料分析，壩體水位與壩基水位相差 10 余米，后來(lái)在云南省曲靖市瀟湘水庫(kù)的勘測(cè)中也存在這種現(xiàn)象。若勘測(cè)中所下觀測(cè)管底位置不當(dāng)，導(dǎo)致浸潤(rùn)線位置與實(shí)際不符，將會(huì)得出錯(cuò)誤的穩(wěn)定復(fù)核結(jié)論，因此，必須慎重對(duì)待壩體中浸潤(rùn)線觀測(cè)管的埋設(shè)。通過(guò)分析研究，觀測(cè)管底距壩土與壩基接觸帶 2～3m 處，觀測(cè)成果真實(shí)可靠，基于這種認(rèn)識(shí)，除險(xiǎn)加固后的麥子河水庫(kù)主壩壩體浸潤(rùn)線觀測(cè)管也按此實(shí)施。

1.4 水位觀測(cè)

樞紐區(qū)所有的勘探孔均宜下觀測(cè)管，對(duì)地下水位、壩體水位和庫(kù)水位應(yīng)進(jìn)行不少于一個(gè)水文年的觀測(cè)，通過(guò)對(duì)水位資料的分析，可掌握庫(kù)水、壩體水和地下水三者之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，判定壩體和壩基是否存在質(zhì)量缺陷和隱患，為壩體和壩基處理提供可靠的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。特別是兩壩肩（岸坡）勘探孔的地下水位觀測(cè)，可了解壩肩繞壩滲漏情況，對(duì)繞壩滲漏帷幕端點(diǎn)的確定相當(dāng)重要，應(yīng)予足夠重視。

1.5 水質(zhì)分析

取庫(kù)區(qū)地下水和庫(kù)水進(jìn)行水質(zhì)分析，判定其水化學(xué)類(lèi)型。根據(jù) GB50487-2008《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄L環(huán)境水對(duì)混凝土腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)的腐蝕性做出評(píng)價(jià)。

2 體會(huì)

1）安鑒對(duì)象屬已建工程并運(yùn)行多年，它與新（擴(kuò)）工程的勘察有所不同，解決的實(shí)際問(wèn)題更明確，所涉及的知識(shí)和專(zhuān)業(yè)較多，除應(yīng)嚴(yán)格遵循GB50487-2008《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》外，還必須對(duì)熟悉和掌握 SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和其它相關(guān)規(guī)程規(guī)范，才能做出正確和全面的評(píng)價(jià)。

2）每座土石壩都有相當(dāng)數(shù)量的土料，它取自一個(gè)至數(shù)個(gè)料場(chǎng)，不同料場(chǎng)甚至同一料場(chǎng)的不同部位、不同深度的土料，其壓實(shí)性能并不相同，甚至差別較大，若僅以一個(gè)設(shè)計(jì)干密度 ρd 來(lái)控制壩體的填筑質(zhì)量，施工中常常不能滿(mǎn)足要求，而采用壓實(shí)度 P 作為控制指標(biāo)，就可避免這種現(xiàn)象，安鑒工程中應(yīng)以壓實(shí)度P為主要指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)土料的填筑質(zhì)量。

3）通過(guò)安鑒和除險(xiǎn)加固發(fā)現(xiàn)，施工地質(zhì)工作對(duì)工程建設(shè)和運(yùn)行的重要性，很多病險(xiǎn)都與不重視施工地質(zhì)有關(guān)（多數(shù)無(wú)施工地質(zhì)報(bào)告和圖紙），如壩基處理不徹底存在地質(zhì)隱患、對(duì)料場(chǎng)的復(fù)雜性和不均勻性認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致級(jí)配嚴(yán)重不合理等，這些都能給新建工程一些有益的啟示。

［1］GB50487-2008.水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

［2］SL274-2001.碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.

［3］SL258-2000.水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則［S］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

1002－0624（2014）05－0059－02

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2013-08-23