色薩拉龍均質土壩壩體破壞分析

劉志遠，張文佳

（1.中國葛洲壩集團國際工程有限公司，北京 100022；2.中國大唐集團科技工程有限公司，北京 100097）

1 壩址地形地質條件

色薩拉龍灌溉工程位于老撾中部，擋水壩為一均質土壩，項目任務是灌溉。

工程區地貌為丘陵環繞的谷地，有兩條河流在谷底中間穿過：Xe Pone河為南北流向，色薩拉龍河為東西流向，匯入Xe Pong河。灌區地貌為自東至西，由南向北逐漸降低。擋水壩修建在色薩拉龍河一個埡口處，利用天然地勢，實現自流灌溉。

工程區為三疊紀晚期－白堊紀陸相或近海相的砂巖、礫巖，夾薄煤層，許多地帶覆蓋有剝蝕堆積物。壩址區范圍內地層巖性自上而下為：沖積層（Q4al）、上更新統（Q3）砂質粘土和粘土、中生代三疊系～侏羅系（T～J）粉砂巖、砂巖，壩基坐落在基巖上。

2 壩體破壞問題

越南公司在2002年工程實施期間，已經完成大壩右岸填筑約1200 m，填筑高度約1～9 m。但隨后在壩體遇水的情況下，已完成填筑的部分出現了嚴重的滲漏情況，迫使工程停工。在對原壩體現場查勘時發現，壩體表面遍布孔洞，洞徑以2～20 cm為主，個別可達30～50 cm。而且，壩面形成多條小沖溝，寬1.5～2.0 m左右，深約1.0～1.6 m。另外，相關建筑物也因土質問題而遭到破壞，如渠道面板背面土體。

根據以上可以判斷出，色薩拉龍壩址的土料存在問題，為了探究出上述問題的根本原因，中方工程師專門從老撾現場提取了450 kg的土樣運回國內進行土工試驗。

3 破壞原因分析

越南公司填筑壩體的土料主要是粘土、砂質粘土，為坡、殘積或沖積物。對原來3個料場的土料取土分析情況如下：

1）A料場。土工試驗結果表明：A料場土顆粒以粉粒、粘粒為主，但粘粒中約93.8%為膠粒成分。土粒比重平均值為2.72，塑性指數平均值為20.1，最大干密度平均值為1.76 g/cm3，最優含水率平均值為16.3%，而土的平均含水率僅為4.9%，遠低于最優含水率，考慮土樣為擾動樣，為現場原狀封裝，土的含水率可能有一定誤差。

2）B料場。從B料場取回的土樣土顆粒也是以粉粒、粘粒為主，粘粒中約81.8%為膠粒成分。土粒比重平均值為2.73，塑性指數平均值為21.6，最大干密度平均值為1.80 g/cm3，最優含水率平均值為15.6%，而土的平均含水率僅為5.2%，遠低于最優含水率。

3）壩體填筑土料。壩體填筑土顆粒同樣是以粉粒、粘粒為主，粘粒中約83.9%為膠粒成分。土粒比重平均值為2.71，塑性指數平均值為20.2，最大干密度平均值為1.77 g/cm3，最優含水率平均值為16.9%，而土的平均含水率僅為6.2%，遠低于最優含水率。

對A料場及壩體土樣進行了物理力學性試驗，結果顯示：A料場土的pH值平均為6.52，易溶鹽含量平均為0.35 g/kg，自由膨脹率為40%～44%，具有弱膨脹性；壓縮系數平均值為0.285 MPa-1，具有中等壓縮性，壓縮模量平均值為6.06 MPa；三軸（CU）有效凝聚力平均值為 34.65 kPa，有效摩擦角平均值為15.35°；滲透性為微滲透。分散性試驗分別采用針孔、土塊、雙密度計試驗，試驗結果不一致，針孔試驗顯示為過渡性土，而土塊和雙密度計試驗表明為非分散性土。

對B料場及壩體回填土進行了同樣的物理力學試驗，結果顯示：B料場土的pH值平均為7.34，易溶鹽含量平均為0.4 g/kg，自由膨脹率平均值為46%，具有弱膨脹性；壓縮系數平均值為0.305 MPa-1，具有中等壓縮性，壓縮模量平均值為5.58 MPa；三軸（CU）有效凝聚力平均值為 17.87 kPa，有效摩擦角平均值為20.5°；滲透性為微滲透；分散性試驗分別采用針孔、土塊、雙密度計試驗，試驗結果略不一致，土樣試驗顯示為過渡性土——分散性土。

壩體填筑土的pH值平均為8.46，易溶鹽含量平均為0.7 g/kg，自由膨脹率平均值為49%，具有弱膨脹性；壓縮系數平均值為0.364 MPa-1，具有中等壓縮性，壓縮模量平均值為4.468 MPa；三軸（CU）有效凝聚力平均值為12.89 kPa，有效摩擦角平均值為20.4°；滲透性為微滲透；分散性試驗分別采用針孔、土塊、雙密度計試驗，試驗結果不一致，針孔試驗顯示為過渡性土（僅有個別顯示為非分散性），而土塊和雙密度計試驗表明為分散性土。

從以上的試驗結果分析：A料場、B料場土粘粒中以膠體顆粒（粒徑小于0.002 mm）為主，平均占比為82%～94%，因此，土具有膠質特性；另外，土料最優含水量大于天然含水量，都具有中等壓縮性，弱膨脹性，透水性差，而從分散性看，A料場土料分散性不明顯，而B料場分散性較明顯，為分散性土。壩體土和B料場土特性較為相似，具有中等壓縮性，弱膨脹性，透水性差，分散性也較明顯，為分散性土。因此，初步判斷壩體土主要是由B料場土填筑而成，從現場A，B料場的開采情況也印證了這一點。

因壩體填筑料具有分散性、弱膨脹性，在雨季（尚未經歷蓄水）壩體受雨水的沖蝕、淋濾，土體分散、膨脹，是壩體形成許多孔洞的主要原因。因此，料場土料不適宜直接做為壩體填筑料，須經采用一定的處理措施后方能使用。

[1]陳洪蓮.老撾色薩拉龍詳細設計報告[D].中水北方勘測設計有限公司，2011.

[2]盧廷浩.土力學[M].南京：河海大學出版社，2006.

[3]陳曉平，錢波.土力學試驗[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

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