源神廟水庫大壩質量分析與評價

郭文強

（忻州市水利工程建筑公司，山西 忻州 034000）

1 工程概況

源神廟水庫位于汾河一級支流惠濟河東支中游，地處縣城東南朱坑鄉源神廟村附近，距平遙古城約17km。水庫控制流域面積55km2，總庫容376萬m3，是一座包括供水、灌溉、防洪等綜合功能的小（一）型水庫，其樞紐工程主要由泄洪輸水洞、溢洪道、大壩及放水涵洞組成。

2 大壩質量

2.1 大壩缺陷及分析

源神廟水庫始建于1957年，1958年9月土壩填筑到高16m時，工程下馬，1959年蓄水運行，1971年大壩左端決口，1972—1973年回填并將大壩加高至20m，1976年續建，大壩加高至當前壩高28m。限于當時的歷史背景和技術條件，大壩工程質量得不到保證。目前，大壩存在以下問題：

2.1.1 壩基滲漏及右壩肩繞壩滲漏嚴重

1957年建庫時未對壩基進行處理，僅在卵石混合土層上填了薄層次生土。大壩直接座落在卵石混合土層上，右壩肩卵石混合土層也未作防滲處理。水庫蓄水后壩基滲漏及右壩肩繞壩滲漏嚴重。在庫水位956.72～967.72m時，滲漏量達0.05m3/s，庫水位959.22m時，滲漏量達0.15m3/s，右壩坡腳下游20～30m處有滲水點，下游50m處沼澤化嚴重。此次勘察期間，庫水位970.22m，是歷史上相對較高和蓄水時間最長的水位，歷時4個月，壩基及壩肩滲漏量明顯增加。為此，對壩下游兩處較大的出溢點用三角堰量測，大壩0+095m的壩腳處滲漏量為0.0018m3/s，其下游104m處的滲漏量為0.012m3/s。折算年滲漏量43.52萬m3，該滲漏量還包括一部分右岸卵石混合土層的滲漏，但足以說明水庫滲漏的嚴重性。

2.1.2 壩體質量差

大壩填筑過程歷經20余年，土料中混有含砂量大的土，含水率控制不嚴，多采用人工壓實填筑，干密度達不到設計要求，壩體填筑質量差。1971年汛期，一場大水使水庫水位迅速抬高，位于大壩右岸的原灰土溢洪道一過水，左壩段就發生潰壩。潰壩的主要原因是原泄洪涵洞斷面小、質量差，泄洪時洞首先被掏開，導致大壩左段決口長達30m。1972—1973年修復大壩時，在洪水沖刷出露的基巖上重建了泄洪洞，壩體采用人工硪石回填夯實。

據資料記載，1989年12月上游壩坡出現一條長46m、寬30mm的縱向裂縫，同期該裂縫上游又出現一條平行的縱向裂縫，這條裂縫延伸至大壩中部折向下游并穿過壩頂，總長160m、寬30mm。對這兩條裂縫進行探測，至深度2m時仍未見閉合。

2.1.3 壩坡損壞嚴重

大壩上、下游壩坡為草皮護坡，僅下游壩坡馬道以下為干砌石護坡，經多年運行，干砌石風化，局部淘蝕嚴重，有坍落現象。壩頂無排水設施，大壩上游壩坡存在鼠洞，下游壩坡右側高程973m的馬道存在陷坑，影響壩坡穩定。

2.1.4 左壩肩滲透變形

左壩肩巖體裂隙發育，滲透性較強，壩肩滲漏明顯。壩體土為散粒料土，左壩肩基巖可視為剛性體，裂隙巖體的滲透性較壩體土大得多，當滲流比降較大時，壩體土與巖體界面易發生接觸沖刷。壩體與壩肩基巖接觸帶是相對薄弱的部位，壩體土與左壩肩基巖界面未進行特殊處理，界面處壩體填筑質量差，故壩體土與左壩肩基巖界面可能發生界面接觸滲透變形。左壩肩的決口就是發生了界面接觸滲透破壞，建議對左壩肩壩體與基巖接觸帶進行防滲處理。

2.2 壩體質量評價

2.2.1 壩體土的組成與性狀

壩體土用料為大壩左右岸的Q3低液限黏土。壩體土粒度較粗，局部含砂量大，密度較低，含有直徑1～8cm的原土塊，均勻性差，壩體下部相對壩體上部較為密實，壩體質量總體較差。

2.2.2 壩體土物理力學性質

勘察中對其探井土樣與鉆孔土樣的物理力學性質分別進行了土工試驗。

試驗結果表明，壩體土物理力學性質的填筑質量均一性較差，且大壩土體在平面分布和垂向分布上土的物理力學指標均無明顯規律，故將壩體土看作整體進行統計，對探井和鉆孔取樣試驗的物理力學指標分別進行統計。統計中以探井土樣試驗統計值為主、鉆孔土樣的試驗統計值為參考，用3倍標準差法進行剔除，得出壩體土的物理指標應取平均值，土的滲透系數取大值平均值。抗剪強度以試驗值的小值平均值為基礎，結合抗剪試驗和壩體土的密實度狀況，并與省內類似均質土壩的相關資料類比后提出建議值：總應力抗剪強度凝聚力c=5.6kPa，內摩擦角φ=10.4°，有效應力凝聚力 c′=8.5kPa，內摩擦角 φ′=16.0°。

3 結語

通過對壩體進行分析與評價可知，壩體土密度低，壩體質量差，在運行過程中發生過裂縫及決口事故，大壩存在缺陷和安全隱患，建議進行灌漿、培厚等加固處理。