中小病險水庫的除險加固措施

王啟新

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，沈陽110006)

中小病險水庫的除險加固措施

王啟新

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，沈陽110006)

清河水庫始興建于1958年，1960年底竣工，經過50 a的運行，特別是2010年洪水的考驗，水庫大壩及其它樞紐工程呈現出一些病險問題，因此必須進行除險加固工作。文章介紹了清河水庫壩址區地質情況，大壩現狀以及存在的問題，對壩端穩定性進行評價。

病險水庫;除險加固;措施;地層巖性;穩定性

1 工程概況

清河水庫是遼河流域的重要水利樞紐工程之一，位于遼河支流清河下游。水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧工業供水、養魚、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。工程規模為大(2)型水庫。防洪標準按500 a一遇洪水設計，5 000 a一遇洪水校核。水庫正常蓄水位131.00 m，興利庫容6.30×108m3，設計洪水位135.50 m，校核洪水位137.61 m，總庫容9.40×108m3，死水位109.70 m，相應庫容 0.56×108m3。水庫經多年的運行，特別是2010年洪水的考驗，水庫大壩及其它樞紐工程呈現出一些病險問題，因此必須進行除險加固工作。本次地勘工作主要圍繞壩肩，溢洪道、左右岸泄洪洞及右岸出口段及排水渠段等問題進行。

2 壩址區地質概況

2.1 地形地貌

清河水庫壩址位于清河干流山谷的末端，下游既是遼闊的遼河平原。由于長期風化侵蝕沖刷結果，水庫兩岸山脊大都已削平，壩址附近河流流向近東西，坡降1∶200 ～1∶900，河谷寬度1 500.00 ～1650.00 m，河床高程99.00～100.00 m，兩岸岸坡，左岸較緩，坡度最大達1∶1.3，山脊高程160.00～165.00 m;右岸較陡，坡度一般在1∶1.4左右，山脊高程在170.00～178.00 m。河床寬度400.00 m。河谷寬而平，一級階地發育較好，沿河谷兩岸，山脊受河流側蝕作用，形成單面山，兩岸山地因長期受風化及剝蝕作用，坡殘積層較厚，沖溝較發育。

2.2 地層巖性

2.2.1 沖洪積

上部以粉質黏土為主，主要分布于河床高漫灘及臺地的頂部;下部以砂礫卵石為主，為壩基河床的主要沉積組成部分，厚度一般5.00～8.00 m。

2.2.2 坡殘積

碎石夾土及全風化巖的砂狀土，分布于兩岸壩端，左岸五條大溝和右岸放牛溝中，左岸較厚，為2.00～8.00 m。

2.2.3 基巖

構成壩址區的地層巖性主要由前震旦系(Ptlhlr)片麻巖，白堊系(J3n)紅色砂巖、礫巖及巖脈等組成。本區巖層多為火成巖、沉積巖、變質巖，按地層巖性及分布情況分述如下:①花崗片麻巖，暗綠色，片麻構造不明顯，結晶為中粒、粗粒。分布于左岸二道溝與頭道溝溝口山頭處。②長英質片麻巖，灰白色長石和石英結晶體有方向性排列，結晶中粒～粗粒，分布于左岸壩端東側近分水嶺處。③石英質片麻巖，灰白色，暗色礦物較少，具有不明顯的片麻理構造，結晶中粒～粗粒，分布于南岸壩端山脊。④綠泥石片巖，灰綠色，片理構造不明顯，細粒～中粒結構，局部有綠泥石及暗黑色碳酸鹽類礦物，礦物呈條帶構造排列，分布于河床及兩岸臺地。為構成壩址的主要巖層。⑤白云母片麻巖和白云母片巖，灰綠～灰白色，片理構造明顯，質軟，易風化，風化后呈黃色，分布于左岸壩端中部及西側左岸泄洪洞進口處以及小分水嶺一帶。該層巖體破碎，對壩端滲漏影響較大，并有沿節理面滑動可能。⑥石英片巖，灰白色，中粗粒結構，片理不明顯。分布于左右兩岸臺地綠泥石片巖中，與綠泥石片巖接觸關系不明顯。⑥花崗斑巖，淡肉紅色，巖石致密堅硬，呈條狀或塊狀侵入體，分布于右岸壩端。⑦正長斑巖，肉紅色，斑狀結構，巖石致密堅硬，斑晶為較大柱狀長石和斜長石，多呈巖床狀出現于左岸壩端。⑧偉晶巖，結晶粗大，主要礦物成分以石英、長石為主，在河谷變質巖中以細小脈狀零星出現。⑨輝綠巖，暗綠色，輝綠結構，在壩址區變質巖中均有零星分布。⑩集塊巖，灰黑色，巖石致密堅硬，礫石磨圓較好，呈東西相分布于右岸壩端。?凝灰巖，暗綠色，巖石致密堅硬，具有標準凝灰質結構，分布于右岸壩端、溢洪道進口兩側。?花崗質角礫巖，灰黑色，角礫構造明顯，有輕微碳酸鹽化現象，巖石堅硬，膠結較好。

3 大壩現狀及存在問題

大壩為黏土斜墻砂礫壩。壩頂高程138.10 m，防浪墻頂高程139.10 m，壩頂寬度6.5 m，壩長1622.0 m，最大壩高39.60 m。壩頂采用漿砌石防浪墻，墻寬0.5 m。大壩迎水面坡比自上而下分別為1∶2.75，1∶3.00，1∶3.50，在1∶2.75和1∶3.00變坡高程127.00 m處設2.00 m寬馬道，1∶3.00和1∶3.50變坡點高程為116.00 m。壩面采用0.40 m干砌塊石護坡，下設0.35 m厚卵石墊層。大壩背水面坡比自上而下分別為1∶2.25，1∶2.25，1∶2.50，分別在127.00 m高程和116.00 m高程處設置2.00 m寬馬道，背水面采用0.15 m碎石護坡，103.00 m高程下設置貼坡排水體。

壩頂漿砌石防浪墻存在多條貫穿性裂縫，壩頂瀝青路面存在垂直壩軸線的裂縫;上游塊石護坡厚度不足，上游護坡塊石嚴重風化，局部塊石松動、隆起、塌陷;強度及耐久性均不滿足要求;下游碎石護坡凸凹不平，高低起伏，平整度差，碎石風化已相當嚴重，含泥量很大。壩腳貼坡排水體塊石普遍風化，裂縫發育較多、強度較低;大壩南北兩側岸壩結合部位存在滑坡堆積物，需采取必要的安全措施保證大壩安全穩定。

4 壩端穩定性評價

經收集資料及地質測繪得知:兩岸壩端上部坡殘積層厚約0.50～5.00 m，由腐植土及風化黏土夾碎石組成，含有大量有機物，水浸后易發生滑坡，施工中應全部清除。左岸壩端以石英質片麻巖、白云母片巖、白云母片麻巖為主，巖體較完整，從壓水資料得知，滲透率為0.21～0.61Lu，無繞壩滲漏問題。片麻巖飽和抗壓強度多在31.00～78.20 MPa，泥灰巖飽和抗壓強度在35.00 MPa左右。左壩端巖體自然坡角為30°～45°，由巖性及構造條件分析，左壩肩巖體較穩定，不會發生較大塌方和巖石崩塌現象。右岸壩端基本為綠泥石片巖夾薄層大理巖、片麻巖及石英片巖，靠右岸山底處有花崗質片麻巖。右岸壩端變質巖系中有正長斑巖、輝綠巖脈侵入，且有深層風化帶和東西向斷裂破碎帶通過，但大部巖石抗壓強度滿足設計要求，斷層物質較好。該地段基巖上部由于風化裂隙發育，無法進行壓水試驗。弱風化巖體透水率0.25～2.10Lu。右壩肩巖石飽和抗壓強度多在31.00 MPa～78.20 MPa。右壩端巖體自然坡角在30°～50°，巖石風化程度較弱，偶見風化落塊。總之水庫經過半個世紀多年的運行，兩岸壩端巖體仍穩定，表面局部風化嚴重，無繞壩滲漏問題［1］。

5 結論

1)壩址左岸壩端:以石英質片麻巖、白云母片巖、白云母片麻巖為主，巖性較完整;右岸壩端基本為綠泥石片巖夾薄層大理巖、片麻巖及石英片巖。經查兩岸壩端巖體穩定，無不良構造問題，無繞壩滲漏問題。

2)壩頂漿砌石防浪墻存在多條貫穿性裂縫，壩頂瀝青路面存在垂直壩軸線的裂縫。

3)上游塊石護坡厚度不足，上游護坡塊石嚴重風化，局部塊石松動、隆起、塌陷;強度及耐久性均不滿足要求。

4)下游碎石護坡凸凹不平，高低起伏，平整度差。壩腳貼坡排水體塊石普遍風化，裂縫發育較多、強度較低。

5)大壩南北兩側岸壩結合部位存在滑坡堆積物，需采取必要的安全措施保證大壩安全穩定。

［1］劉麗.小型病險水庫除險加固拱施與實例［J］.黑龍江水利科技，2012，40(11):137 －138.

T697.3

B

1007－7596(2014)07－0181－02

2013－11－30

王啟新(1980－)，男，遼寧本溪人，工程師，從事水利水電工程地質勘察、地質實驗及地基處理等工作。