小(二)型病险库安全评价地质勘察中的经验小结

肖祥

（贵州省铜仁地区水电勘测设计院，贵州 铜仁 554300）

1 小（二）型水库的病险类型及一般特点

水库病害主要受运行条件、气候、地理、地质条件以及建设时期的特定环境影响,各水库工程就存在各种各样的病害，使得水库达不到设计蓄水量，甚至许多水库空库运行，有效灌溉面积减少。不仅如此，由于水库存在不安全隐患，对下游人民生命财产安全也带来严重威胁。在对全区病险水库实地踏勘和室内分析整理，病险水库病害类型主要是以下几种：

（1）水库库岸坡不稳定；（2）土坝地基存在软弱层而产生沉降；（3）涵洞（管）垮塌、破裂产生渗漏；（4）土坝坝体渗透破坏；（5）坝基渗透稳定问题；（6）溢洪道垮塌或缺失而无法泄洪。

铜仁地区范围内的小（二）型水库数量众多，且绝大多数是土坝，根据本人参与勘察的水库而言，一般具有以下特点：

（1）修建时间较早，运行时间长。大部分水库大坝建于上世纪50～70年代，运行时间在30年以上。

（2）工程建设技术标准低，基本未进行前期地质勘察工作，设计工作不规范，资料不完整。

（3）施工设备和条件简陋，缺乏施工检测手段，部分工程施工质量的控制仅靠经验来判断。

（4）部分枢纽工程未完建，其中溢洪道存在问题比较普遍。

（5）普遍存在运行管理不规范问题。

2 安全评价勘察阶段的主要规程规范

水库大坝安全评价阶段地质工作，目前还没有专门的规程规范，仍主要依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）和《中小型水利水电工程地质勘察规范》（L557-93）。但由于该规范主要适用于新建工程的坝址勘察，重点在基础部分，故对坝体的评价可参考《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188-96）。

主要的试验工作按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）和《土工试验规程》（SL237-1999）执行。

3 安全评价勘察阶段的主要内容

按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）和《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求，工程质量评价的基本方法有三种：现场巡视检查法、历史资料分析法和勘察试验检查法。由于小型水库大坝受当时技术经济条件闲置，基本属于边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，勘察设计和施工资料均不完整，且修筑时间较长，隐患较多。因此，在水库大坝安全评价工作中应以“现场巡视检查法”和“勘探试验检查法”为主，对坝体坝基的稳定现状作出分析评价。在安全评价勘察阶段，对区域构造稳定性和库区地质条件的评价可根据已有区域地质或勘察资料作为依据，重点应分析评价与工程建设相关的工程地质条件和环境地质问题，主要包括以下六个方面内容：

（1）充分调查了解和搜集分析坝基坝肩原清基情况，料场的选择，施工记录，存在隐患的性质、分布范围以及处理情况等资料。

（2）调查分析坝区和各枢纽建筑物工程地质条件，确定地层岩性和主要构造的分布及评价近坝库岸的稳定性；

（3）对工程区地震基本烈度进行评价；

CS是一组进行性加重的中枢神经系统遗传变性疾病，其发病机制是ERCC6、ERCC8基因发生突变，细胞内DNA受到损伤后，由ERCC6基因编码的CSB不能将损伤的DNA进行修复，并且以损伤的DNA作为模板进行mRNA转录并进行蛋白质翻译；ERCC8基因编码的CSA蛋白亦不能修复损伤的DNA，并且导致损伤的DNA累积，后续的转录及翻译过程终止，因此CS的临床表现可能是修复缺陷与转录缺陷共同作用的结果[7，8]。

（4）对大坝运行期间各建筑物出现的险情和隐患进行分析评价；

（5）通过地质测绘、勘探和试验，初步查明坝体的工程现状特性和坝基地质结构及渗透性，并提供稳定性复核有关参数；

（6）分析大坝存在的主要工程地质水文地质问题，进行综合评价。

4 区域地质和地震基本烈度

由于水库已建多年，其主要构造单元和新构造运动等区域构造背景可不做专门调查工作，主要通过收集前期和区域综合地质资料进行评价。根据国家现行技术标准，中小型工程区地震基本烈度按《中国地震参数区划图》（GB18306-2001）确定其地震动参数，并参照确定地震基本烈度。

5 勘探点的布置

小（二）型病险库由于安全评价阶段投入有限，在以往的工作中，勘察工作没有得到足够的重视，以致于普遍存在资料不全的现象。因此，合理的布置勘探点非常重要，应在充分调查分析坝体、坝基和坝肩存在隐患的性质、分布范围以及处理情况的基础上，坚持全面评价，重点突出的原则。不仅要考虑安全评价工作的需要，而且还要尽可能结合除险加固设计工作的需要。

一般情况下主要勘察剖面应是枢纽建筑物，枢纽建筑物布置具有代表性，满足二方面的要求：一是有利于建筑物的总体评价，沿大坝（溢洪道）轴线和垂直坝轴线布置勘探点。其中平行大坝轴线主要勘探剖面应与防渗体相结合，垂直坝轴线剖面则以主河床段为主，其他剖面间距视坝长及险情分布情况以100m左右为宜，坝顶和上下游坝坡均应有钻孔控制。二是对大坝运行中出现的集中渗漏和变形等险工险段，有重点的安排适当的勘察剖面。

6 主要勘察方法

随着现代科学的发展，勘察方法和手段也越来越多，但常用和必要的方法主要有以下几种：

（1）地质测绘。包括地质平面和剖面测绘，比例尺与测量比例尺一致。虽然内容可能比新建工程要简单，但应反映出原有险情的范围、类型，尤其是岩溶形迹的分布和主要工程地质问题，也是勘探钻孔布置的基础。

（2）钻探。是最常见也是工程现场取样、孔内原位测试、水位观测和了解岩土体结构的主要方法之一。孔深应满足穿过坝基坝肩岩体强风化层和相对隔水层（透水率不大于10Lu）的要求，一般不少于10m。当坝基坝肩岩体为可溶岩时，应根据岩溶发育规律，孔深大于岩溶发育深度。

（3）井（坑）探。重点了解大坝防渗体顶部的高程和坝坡材料的颗粒组成、结构、密度及透水性，以及坝体隐患的性质、高程、取原状大样或进行现场试验。

7 物理力学参数及建议值

为使试验数据可靠和适用，应按不同的工程地质单元，在舍去不合理的离散值的基础上，进行正确的数据分析和整理，对于主要试验和计算指标应提出标准值和地质建议值。

标准值是试验值经过统计修正或考虑保证率、强度破坏准则等经验修正后确定。对于土体的一般物理性质参数等特性指标，当试验数据较多时，应以试验的算术平均值作为标准值。

地质建议值是根据不同工程地质单元的环境条件，对标准值进行调整后提出的。是以室内试验还是现场原位测试成果为主，应视岩土体的均匀程度而定，一般应以室内试验成果为依据。但从工程安全考虑，对防渗体和坝基的渗透系数等参数应以现场注水试验成果为依据。

8 勘察中常见的几个问题

在对小（二）型水库大坝进行安全评价地质勘察工作中，需着重处理好以下问题：

（1）重视建坝前期勘察、设计、施工和险情处理的调查和资料搜集，这不仅是合理布置勘察点的需要，更是全面评价建筑物工程地质条件的基础。

（2）有很大一部分土石坝的防渗体在原大坝加高的过程中由心墙改为斜墙，坝轴线下移。因此，应准确确定原心墙轴线及相应的勘探线，避免在坝顶布置勘探线时得出错误的评价。

（3）在坝体勘探钻孔中，往往因为抢进度而忽视了初见水位和稳定水位的观测，导致了在目前渗流稳定计算中，由于部分参数和边界条件存在不确定因素，评价中人为因素影响较大。

（4）天然建筑材料勘察时，主要评价其储量、质量及开采运输条件，详查储量不小于设计需要量的2倍。

（5）新建防汛道路的勘察。本区内不少水库没有上坝公路，或是路况极差，存在严重的防汛抢险问题，因此，应按有关规范的基本要求，作好新建防汛道路的勘察。

9 结语

小（二）型水库占本区水库总量的90%，水库的正常运行对农业的安全生产起着至关重要的保障作用。所以对这些病险水库进行细致周到的工程地质勘察，得出工程结构的特点和险情，结合搜集到的原有地质资料，选择适合的地质勘察手段和方法，才能提出合理的建议和评价，正确分析水库病害成因，为确定水库病害程度和病险水库除险加固设计提供依据，针对这些不同的病害成因，采取行之有效的治理方案，彻底消除隐患，恢复水库的功能。

[1]何旭东.浅谈小型土石坝水库除险加固工程中的地质勘察[J].工程勘察，2008-02-01.