水庫除險加固勘察與病害防治建議
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摘要:介紹了南沖水庫現(xiàn)主要存在的壩身、壩基滲漏、隧洞漏水、溢洪道左岸山體變形等問題，針對這些問題進行詳細地質(zhì)勘察，評價其危害程度，并提出經(jīng)濟可行的防治建議。
1大壩及附屬建筑物病害勘察與防治
1．1壩基
壩基地層主要為泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組(D2t)紫紅色粉砂巖夾砂質(zhì)頁巖、棋梓橋組(D2q)深灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。本次鉆孔壓水試驗表明，大壩壩基河床段巖體淺層透水率q=7．1Lu～14．6Lu，屬中等透水巖體，大壩中部段壩基存在淺層裂隙型滲漏，進入深部巖體透水率迅速減小。2002年除險加固時已對壩基進行了帷幕灌漿處理，壩基滲漏已得到極大改善。但未處理的壩基河床段淺部基巖0m～10m內(nèi)巖體透水率在9．1Lu～14．3Lu，為了保證壩基帷幕的完整性，建議對未處理的壩基段進行帷幕灌漿處理。
1．2壩體
南沖水庫大壩填筑分三期完成，跨度達3年。在各施工時段，難免存在結(jié)合不良情況，且對心墻斷面控制不嚴，使得心墻現(xiàn)狀時寬時窄，心墻結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。從1978年開始發(fā)現(xiàn)大壩壩身滲漏較嚴重，針對壩身滲漏問題，曾進行過部分壩身段的黃泥劈裂灌漿，但效果不明顯。2002年采用懸掛式防滲體、對接搭接高壓擺噴形式對壩身進行防滲處理后，原從大壩下游到濾體頂部平臺滲出的壩身漏水均已消失。2002年至今，經(jīng)過高水位蓄水運行之后，近年來觀察發(fā)現(xiàn)大壩壩身滲漏狀況雖有了較大程度改善，但壩體下游壩面局部滲水現(xiàn)象并未完全消失。根據(jù)勘探和室內(nèi)測試結(jié)果可知，大壩心墻區(qū)和壩殼區(qū)的填筑土料質(zhì)量均較好，但心墻區(qū)的注水試驗表明心墻區(qū)填筑土料具有中等透水性，抗?jié)B性能差，不能滿足粘土心墻土壩防滲質(zhì)量要求。同時，受施工期經(jīng)濟、技術(shù)條件的制約和多期不連續(xù)施工的影響，大壩壩體存在施工接合面，且2002年對大壩壩身滲漏處理采用的高壓噴射灌漿只進行至178m高程(壩頂以下22m位置)，以下至壩底157m高程的壩身段未進行任何形式的防滲處理。因此，為了保證壩體防滲體的完整性和壩基防滲體的銜接，徹底解決壩身施工接合面，建議沿原防滲中心線對178m高程以下壩體部分進行高壓噴射灌漿處理。為了更好的與原防滲體搭接，在高噴灌漿孔封孔前對原防滲體孔段進行補強灌漿處理［3-5］。
1．3其他附屬建筑物
側(cè)槽式溢洪道位于大壩左岸山坡上，地基為強風化砂巖夾頁巖，但巖石淺部風化破碎嚴重，巖體完整性較差，具有中等透水性。下游消力池地基主要為第四系松散堆積的含碎石粘土，抗沖刷能力較差，存在抗沖刷穩(wěn)定問題。隧洞全線均處于全風化～強風化巖體中。根據(jù)施工地質(zhì)資料，圍巖風化破碎，小斷層與軟弱結(jié)構(gòu)面分布較多，巖體不完整，開挖后毛洞成形較差。由于圍巖巖石風化破碎嚴重，巖體完整性較差，巖體結(jié)構(gòu)面之間和襯砌與圍巖之間空隙形成滲漏通道，在地下水與庫水的長期滲透、淘蝕作用下，滲漏量逐年增大，本次洞內(nèi)勘察發(fā)現(xiàn)襯砌接頭伸縮縫中出現(xiàn)較嚴重的漏水現(xiàn)象。建議對輸水隧洞設(shè)計回填灌漿和進出口段固結(jié)灌漿。
2古滑坡勘察及防治
2．1古滑坡概況
南沖水庫工程樞紐區(qū)域內(nèi)存在滑坡，A區(qū)位于溢洪道進口段左側(cè)墻附近，B區(qū)位于溢洪道上游民房后。A區(qū)滑坡是發(fā)育于泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組砂巖、頁巖中的強風化巖質(zhì)滑坡，以受斷裂構(gòu)造和風化破碎的碎塊石加上覆第四系松散土體組成滑體，以巖層層面、泥化的頁巖夾層及斷層破碎帶組成的潛在滑動面，以較完整的弱風化石英砂巖為滑床的老滑坡，原滑動剪出帶位于庫水位以下岸坡，在后期溢洪道開挖施工切腳，引發(fā)老滑坡繼續(xù)發(fā)展的牽引式蠕滑變形。B區(qū)滑坡是發(fā)育于泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組砂巖、頁巖地層中的土質(zhì)滑坡，以來源于上述地層的粘土夾碎塊石土組成滑體，以土與基巖界面為滑帶，以砂巖為滑床的土質(zhì)滑坡。目前，A區(qū)滑坡體目前正處于蠕滑變形階段，B區(qū)滑坡正處于緩慢滑動狀態(tài)。
2．2滑坡形成機制
1)層間構(gòu)造泥化夾層構(gòu)成了潛在滑移面。軟硬相間地層在構(gòu)造作用下，普遍沿軟巖夾層發(fā)育有泥化夾層，這類泥化層在飽和狀態(tài)下抗剪強度很低，構(gòu)成了潛在滑移面。同時A區(qū)滑坡為巖質(zhì)順向坡，巖體沿層間頁巖軟弱泥化夾層易產(chǎn)生向河床方向蠕變性滑移。2)河谷下切構(gòu)成了岸坡臨空條件。由于庫內(nèi)河谷深切，形成較陡的基巖岸坡(相對高差大于150m)，對順向邊坡構(gòu)成有利的切割臨空條件。坡體內(nèi)平行河流方向的陡傾構(gòu)造裂面和坡體中原有節(jié)理的拉裂張開后，地表水沿拉裂縫大量滲入軟化滑帶，最終引起滑坡。3)斷層構(gòu)成滑坡中后部切割分離面?；麦w中發(fā)育有3條斷層，其中陡傾角的F3斷層橫貫滑坡后部，傾角稍緩的F1斷層破碎帶構(gòu)成了滑坡后緣滑裂面。受F1，F(xiàn)3斷層的影響，滑體內(nèi)巖體破碎、巖體結(jié)構(gòu)的完整性及其力學性能在很大程度上遭破壞，從而為巖層的順層滑移和沿F1層面的滑移提供了促進作用。4)溢洪道的切槽開挖誘發(fā)滑坡體的復(fù)活。南沖水庫溢洪道左岸邊坡在漫長的蠕滑變形過程中已基本趨于穩(wěn)定，由于溢洪道的切槽開挖破壞了滑體已初步形成的臨界穩(wěn)定，誘發(fā)了該滑坡體的復(fù)活。
2．3滑坡防治建議
1)滑坡處理的基本原則:以防水排水為主，結(jié)合支撐加固;以A區(qū)滑坡為主，B區(qū)滑坡次之。2)設(shè)置排水系統(tǒng):沿坡頂公路修筑混凝土排水溝;結(jié)合坡面護砌，設(shè)置縱橫向排水溝，并布置一定數(shù)量的排水孔;利用原勘探平硐、并在平硐內(nèi)向上下游方向分別掘進20m～30m的支洞作為坡體內(nèi)部排水通道。3)加固處理:所有的裂縫必須追索后適當開挖，用土質(zhì)較好的粘土進行封堵、夯實;適當平整坡面，并進行坡面護砌;對A區(qū)滑坡體坡腳溢洪道公路內(nèi)側(cè)設(shè)置抗滑樁，樁頂設(shè)置聯(lián)系梁，上部砌筑漿砌石擋土墻，修復(fù)原有破損的噴護體，并設(shè)置錨桿;溢洪道內(nèi)側(cè)墻進行翻修或其他加固處理;民房后面山坡予以適當削坡，并砌筑漿砌石擋土墻;排水洞均需進行襯砌。4)布置滑坡體原位變形監(jiān)測系統(tǒng)。
3結(jié)語
南沖水庫自建成以來，雖然已開展過數(shù)次病險勘察和除險加固施工，但受施工期的經(jīng)濟、技術(shù)等條件限制，仍存在下述問題，應(yīng)盡早開展相應(yīng)防治工作，從而保證有利地保護國家和人民生命財產(chǎn)安全。1)大壩壩基、壩肩存在局部滲漏;2)大壩壩體以往除險加固處理時壩身防滲體與壩基防滲體沒有連接，導(dǎo)致壩身22．0m以下存在滲漏;3)左壩段溢洪道左岸邊坡失穩(wěn)，屬于一個古滑坡體，且處于活動期;4)隧洞自建成以來沒有維修過，存在漏水現(xiàn)象。
參考文獻:
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［2］楚鵬杰．淺談中小型灌區(qū)更新改造工程設(shè)計［J］．湖南水利水電工程，2018(3):25-27，62．
［3］鄭守仁．我國水庫大壩安全問題探討［J］．人民長江，2012，43(21):1-5．
作者：譚松娥 楊道合 單位：中南建筑設(shè)計院股份有限公司 武漢市建設(shè)工程安全監(jiān)督站