水庫大壩黏土心墻質(zhì)量檢測及評價(jià)實(shí)例剖析

蘇鳳全

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

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水庫大壩黏土心墻質(zhì)量檢測及評價(jià)實(shí)例剖析

蘇鳳全

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

摘要：水庫工程建設(shè)竣工后，需經(jīng)一段蓄水運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行竣工驗(yàn)收，文章對大壩黏土心情質(zhì)量驗(yàn)收的實(shí)例進(jìn)行了闡述。通過鉆探、現(xiàn)場試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)等手段，基本查明了大壩黏土心墻的物質(zhì)組成、滲透性、密實(shí)度、抗剪強(qiáng)度及變形參數(shù)，評價(jià)了黏土心墻存在的質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：黏土心墻；質(zhì)量檢測；質(zhì)量評價(jià)；滲透性；物質(zhì)組成；含水率；干密度

1工程概況

某水庫主要建筑物由攔河壩、溢洪道、灌溉洞、供水洞等組成。攔河壩為黏土心墻堆石壩，壩頂高程324.50m，壩頂長度406.00m，最大壩高49.90m。

工程于2003年4月開始動(dòng)工建設(shè)，2005年9月主體工程基本完成并完成蓄水驗(yàn)收，2010年10月完成竣工驗(yàn)收技術(shù)鑒定。根據(jù)竣工驗(yàn)收技術(shù)鑒定的意見，對大壩黏土心墻進(jìn)行了質(zhì)量檢測。

2黏土心墻質(zhì)量檢測

2011年在黏土心墻部位布置14個(gè)鉆孔，鉆孔間距為50m，在樁號0+250處(壩頂發(fā)生塌陷部位)左右加密布置鉆孔(孔間距為5～20 m)。在每個(gè)鉆孔內(nèi)每3～5 m分別進(jìn)行了取樣和注水試驗(yàn)。

2013年在大壩樁號0+210及0+215處黏土心墻部位布置2個(gè)鉆孔，在每個(gè)鉆孔內(nèi)每3m分別進(jìn)行了取樣和注水試驗(yàn)。

2.1黏土心墻滲透性

根據(jù)鉆孔注水試驗(yàn)成果，結(jié)合室內(nèi)滲透試驗(yàn)資料，按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50487—2008中的附錄F[巖土體的滲透性分級(標(biāo)準(zhǔn))]，黏土心墻的滲透性可分為強(qiáng)透水、弱透水、中等透水、微透水和極微透水5個(gè)級別。

2011年進(jìn)行了現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)112段，室內(nèi)滲透試驗(yàn)36組；2013年進(jìn)行了現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)26段，室內(nèi)滲透試驗(yàn)26組，試驗(yàn)成果見表1。黏土心墻中的強(qiáng)透水、中等透水及弱透水部位分布特點(diǎn)見表2。

由于黏土心墻主要是由含礫低液限黏土構(gòu)成，局部含礫較多，受試驗(yàn)條件限制，采取樣品中若含礫較多或顆粒較大則無法進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗(yàn)，室內(nèi)滲透試驗(yàn)成果只能反映該部位相對細(xì)顆粒部分的滲透性指標(biāo)，因此室內(nèi)滲透試驗(yàn)成果僅供參考。

2.2黏土心墻顆粒組成

黏土心墻主要由含礫低液限黏土及含砂低液限黏土構(gòu)成，局部為粉土質(zhì)礫；一般以黏粉粒為主，含有少量砂、礫，局部見有卵石(碎石)，個(gè)別孔段見有塊石(漂石)。

黏土心墻的顆粒分析成果見表3。

2.3黏土心墻含水率和密度

黏土心墻含水率、密度等主要物理性質(zhì)指標(biāo)見表4,黏土心墻最優(yōu)含水率和最大干密度見表5。

2011年取心墻擊實(shí)土樣3組，擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水率在10.7%-15.3%，最大干密度在1.72～1.93g/cm3。2013年取心墻擊實(shí)土樣12組，擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水率在13.3%～19.4%，最大干密度在1.62～1.82 g/cm3。

2.4黏土心墻的強(qiáng)度和變形參數(shù)

黏土心墻的強(qiáng)度指標(biāo)見表6。

表1　黏土心墻鉆孔注水試驗(yàn)及室內(nèi)滲透試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

表2　黏土心墻滲透性分級一覽表

表3　黏土心墻顆粒組成統(tǒng)計(jì)表

表4　黏土心墻含水率和密度統(tǒng)計(jì)表

表5　黏土心墻最優(yōu)含水率和最大干密度一覽表

表6　黏土心墻的強(qiáng)度及變形指標(biāo)一覽表

3黏土心墻質(zhì)量評價(jià)

3.1黏土心墻密實(shí)度

黏土心墻設(shè)計(jì)壓實(shí)度為98%。黏土心墻土樣擊實(shí)試驗(yàn)測定的最大干密度為1.72～1.93g/cm3，設(shè)計(jì)按小值平均值考慮取最大干密度1.75g/cm3，設(shè)計(jì)干密度為1.72 g/cm3。碾壓后滲透系數(shù)小于1.00×10-5cm/s，由于設(shè)計(jì)干密度是根據(jù)細(xì)粒土的最大干密度、最優(yōu)含水率、粗粒含量等按《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL237—1999)中有關(guān)公式進(jìn)行換算的，因此，實(shí)測干密度按照同樣方法進(jìn)行換算。實(shí)測干密度與設(shè)計(jì)干密度對比見表7。

表7　黏土心墻實(shí)測干密度與設(shè)計(jì)干密度對比表

2011年113組樣品中有16組壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，合格率14.16%，最小壓實(shí)度為88%；2013年26組樣品中有1組壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，合格率3.8%，最小壓實(shí)度為87%。在全部139組樣品中，壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求的樣品17組，合格率12.2%。

3.2黏土心墻滲透性

黏土心墻設(shè)計(jì)碾壓后的滲透系數(shù)<1×10-5。2011年進(jìn)行現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)112段，滿足設(shè)計(jì)要求的45段，合格率為40.2%。2013年進(jìn)行現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)26段，滿足設(shè)計(jì)要求的6段，合格率為23.1%。全部138段鉆孔注水試驗(yàn)中，滲透系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求的51段，總體合格率為37%。

4結(jié)論

黏土心墻主要由含礫低液限黏土及含砂低液限黏土構(gòu)成，局部為粉土質(zhì)礫、卵石(碎石)，個(gè)別孔段見有塊石(漂石)。大部分壩段黏土心墻填筑質(zhì)量較差，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其中絕大部分壩段黏土心墻壓實(shí)度不滿足設(shè)計(jì)要求，壓實(shí)度合格率僅為12.2%，滲透系數(shù)合格率為37%。為保證大壩安全運(yùn)行，需要采取工程處理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國水利部.GB50487—水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[2]中華人民共和國水利部.SL237—1999水工試驗(yàn)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，1999.

文章編號：1007-7596(2016)04-0173-05

[收稿日期]2016-04-05

[作者簡介]蘇鳳全(1965-)，男，吉林公主嶺人，享受研究員級待遇高級工程師。

中圖分類號：TV52+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B