色萨拉龙均质土坝坝体破坏分析

刘志远，张文佳

（1.中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100022；2.中国大唐集团科技工程有限公司，北京 100097）

1 坝址地形地质条件

色萨拉龙灌溉工程位于老挝中部，挡水坝为一均质土坝，项目任务是灌溉。

工程区地貌为丘陵环绕的谷地，有两条河流在谷底中间穿过：Xe Pone河为南北流向，色萨拉龙河为东西流向，汇入Xe Pong河。灌区地貌为自东至西，由南向北逐渐降低。挡水坝修建在色萨拉龙河一个垭口处，利用天然地势，实现自流灌溉。

工程区为三叠纪晚期－白垩纪陆相或近海相的砂岩、砾岩，夹薄煤层，许多地带覆盖有剥蚀堆积物。坝址区范围内地层岩性自上而下为：冲积层（Q4al）、上更新统（Q3）砂质粘土和粘土、中生代三叠系～侏罗系（T～J）粉砂岩、砂岩，坝基坐落在基岩上。

2 坝体破坏问题

越南公司在2002年工程实施期间，已经完成大坝右岸填筑约1200 m，填筑高度约1～9 m。但随后在坝体遇水的情况下，已完成填筑的部分出现了严重的渗漏情况，迫使工程停工。在对原坝体现场查勘时发现，坝体表面遍布孔洞，洞径以2～20 cm为主，个别可达30～50 cm。而且，坝面形成多条小冲沟，宽1.5～2.0 m左右，深约1.0～1.6 m。另外，相关建筑物也因土质问题而遭到破坏，如渠道面板背面土体。

根据以上可以判断出，色萨拉龙坝址的土料存在问题，为了探究出上述问题的根本原因，中方工程师专门从老挝现场提取了450 kg的土样运回国内进行土工试验。

3 破坏原因分析

越南公司填筑坝体的土料主要是粘土、砂质粘土，为坡、残积或冲积物。对原来3个料场的土料取土分析情况如下：

1）A料场。土工试验结果表明：A料场土颗粒以粉粒、粘粒为主，但粘粒中约93.8%为胶粒成分。土粒比重平均值为2.72，塑性指数平均值为20.1，最大干密度平均值为1.76 g/cm3，最优含水率平均值为16.3%，而土的平均含水率仅为4.9%，远低于最优含水率，考虑土样为扰动样，为现场原状封装，土的含水率可能有一定误差。

2）B料场。从B料场取回的土样土颗粒也是以粉粒、粘粒为主，粘粒中约81.8%为胶粒成分。土粒比重平均值为2.73，塑性指数平均值为21.6，最大干密度平均值为1.80 g/cm3，最优含水率平均值为15.6%，而土的平均含水率仅为5.2%，远低于最优含水率。

3）坝体填筑土料。坝体填筑土颗粒同样是以粉粒、粘粒为主，粘粒中约83.9%为胶粒成分。土粒比重平均值为2.71，塑性指数平均值为20.2，最大干密度平均值为1.77 g/cm3，最优含水率平均值为16.9%，而土的平均含水率仅为6.2%，远低于最优含水率。

对A料场及坝体土样进行了物理力学性试验，结果显示：A料场土的pH值平均为6.52，易溶盐含量平均为0.35 g/kg，自由膨胀率为40%～44%，具有弱膨胀性；压缩系数平均值为0.285 MPa-1，具有中等压缩性，压缩模量平均值为6.06 MPa；三轴（CU）有效凝聚力平均值为 34.65 kPa，有效摩擦角平均值为15.35°；渗透性为微渗透。分散性试验分别采用针孔、土块、双密度计试验，试验结果不一致，针孔试验显示为过渡性土，而土块和双密度计试验表明为非分散性土。

对B料场及坝体回填土进行了同样的物理力学试验，结果显示：B料场土的pH值平均为7.34，易溶盐含量平均为0.4 g/kg，自由膨胀率平均值为46%，具有弱膨胀性；压缩系数平均值为0.305 MPa-1，具有中等压缩性，压缩模量平均值为5.58 MPa；三轴（CU）有效凝聚力平均值为 17.87 kPa，有效摩擦角平均值为20.5°；渗透性为微渗透；分散性试验分别采用针孔、土块、双密度计试验，试验结果略不一致，土样试验显示为过渡性土——分散性土。

坝体填筑土的pH值平均为8.46，易溶盐含量平均为0.7 g/kg，自由膨胀率平均值为49%，具有弱膨胀性；压缩系数平均值为0.364 MPa-1，具有中等压缩性，压缩模量平均值为4.468 MPa；三轴（CU）有效凝聚力平均值为12.89 kPa，有效摩擦角平均值为20.4°；渗透性为微渗透；分散性试验分别采用针孔、土块、双密度计试验，试验结果不一致，针孔试验显示为过渡性土（仅有个别显示为非分散性），而土块和双密度计试验表明为分散性土。

从以上的试验结果分析：A料场、B料场土粘粒中以胶体颗粒（粒径小于0.002 mm）为主，平均占比为82%～94%，因此，土具有胶质特性；另外，土料最优含水量大于天然含水量，都具有中等压缩性，弱膨胀性，透水性差，而从分散性看，A料场土料分散性不明显，而B料场分散性较明显，为分散性土。坝体土和B料场土特性较为相似，具有中等压缩性，弱膨胀性，透水性差，分散性也较明显，为分散性土。因此，初步判断坝体土主要是由B料场土填筑而成，从现场A，B料场的开采情况也印证了这一点。

因坝体填筑料具有分散性、弱膨胀性，在雨季（尚未经历蓄水）坝体受雨水的冲蚀、淋滤，土体分散、膨胀，是坝体形成许多孔洞的主要原因。因此，料场土料不适宜直接做为坝体填筑料，须经采用一定的处理措施后方能使用。

[1]陈洪莲.老挝色萨拉龙详细设计报告[D].中水北方勘测设计有限公司，2011.

[2]卢廷浩.土力学[M].南京：河海大学出版社，2006.

[3]陈晓平，钱波.土力学试验[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[4]Xesalalong Feasibility Research Report[D].越南水资源研究所，1999.