水庫大壩黏土心墻質量檢測及評價實例剖析

蘇鳳全

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

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水庫大壩黏土心墻質量檢測及評價實例剖析

蘇鳳全

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

摘要：水庫工程建設竣工后，需經一段蓄水運轉后進行竣工驗收，文章對大壩黏土心情質量驗收的實例進行了闡述。通過鉆探、現場試驗、室內試驗等手段，基本查明了大壩黏土心墻的物質組成、滲透性、密實度、抗剪強度及變形參數，評價了黏土心墻存在的質量問題。

關鍵詞：黏土心墻；質量檢測；質量評價；滲透性；物質組成；含水率；干密度

1工程概況

某水庫主要建筑物由攔河壩、溢洪道、灌溉洞、供水洞等組成。攔河壩為黏土心墻堆石壩，壩頂高程324.50m，壩頂長度406.00m，最大壩高49.90m。

工程于2003年4月開始動工建設，2005年9月主體工程基本完成并完成蓄水驗收，2010年10月完成竣工驗收技術鑒定。根據竣工驗收技術鑒定的意見，對大壩黏土心墻進行了質量檢測。

2黏土心墻質量檢測

2011年在黏土心墻部位布置14個鉆孔，鉆孔間距為50m，在樁號0+250處(壩頂發生塌陷部位)左右加密布置鉆孔(孔間距為5～20 m)。在每個鉆孔內每3～5 m分別進行了取樣和注水試驗。

2013年在大壩樁號0+210及0+215處黏土心墻部位布置2個鉆孔，在每個鉆孔內每3m分別進行了取樣和注水試驗。

2.1黏土心墻滲透性

根據鉆孔注水試驗成果，結合室內滲透試驗資料，按照《水利水電工程地質勘察規范》GB50487—2008中的附錄F[巖土體的滲透性分級(標準)]，黏土心墻的滲透性可分為強透水、弱透水、中等透水、微透水和極微透水5個級別。

2011年進行了現場鉆孔注水試驗112段，室內滲透試驗36組；2013年進行了現場鉆孔注水試驗26段，室內滲透試驗26組，試驗成果見表1。黏土心墻中的強透水、中等透水及弱透水部位分布特點見表2。

由于黏土心墻主要是由含礫低液限黏土構成，局部含礫較多，受試驗條件限制，采取樣品中若含礫較多或顆粒較大則無法進行室內滲透試驗，室內滲透試驗成果只能反映該部位相對細顆粒部分的滲透性指標，因此室內滲透試驗成果僅供參考。

2.2黏土心墻顆粒組成

黏土心墻主要由含礫低液限黏土及含砂低液限黏土構成，局部為粉土質礫；一般以黏粉粒為主，含有少量砂、礫，局部見有卵石(碎石)，個別孔段見有塊石(漂石)。

黏土心墻的顆粒分析成果見表3。

2.3黏土心墻含水率和密度

黏土心墻含水率、密度等主要物理性質指標見表4,黏土心墻最優含水率和最大干密度見表5。

2011年取心墻擊實土樣3組，擊實試驗最優含水率在10.7%-15.3%，最大干密度在1.72～1.93g/cm3。2013年取心墻擊實土樣12組，擊實試驗最優含水率在13.3%～19.4%，最大干密度在1.62～1.82 g/cm3。

2.4黏土心墻的強度和變形參數

黏土心墻的強度指標見表6。

表1　黏土心墻鉆孔注水試驗及室內滲透試驗成果統計表

表2　黏土心墻滲透性分級一覽表

表3　黏土心墻顆粒組成統計表

表4　黏土心墻含水率和密度統計表

表5　黏土心墻最優含水率和最大干密度一覽表

表6　黏土心墻的強度及變形指標一覽表

3黏土心墻質量評價

3.1黏土心墻密實度

黏土心墻設計壓實度為98%。黏土心墻土樣擊實試驗測定的最大干密度為1.72～1.93g/cm3，設計按小值平均值考慮取最大干密度1.75g/cm3，設計干密度為1.72 g/cm3。碾壓后滲透系數小于1.00×10-5cm/s，由于設計干密度是根據細粒土的最大干密度、最優含水率、粗粒含量等按《土工試驗規程》(SL237—1999)中有關公式進行換算的，因此，實測干密度按照同樣方法進行換算。實測干密度與設計干密度對比見表7。

表7　黏土心墻實測干密度與設計干密度對比表

2011年113組樣品中有16組壓實度滿足設計要求，合格率14.16%，最小壓實度為88%；2013年26組樣品中有1組壓實度滿足設計要求，合格率3.8%，最小壓實度為87%。在全部139組樣品中，壓實度滿足設計要求的樣品17組，合格率12.2%。

3.2黏土心墻滲透性

黏土心墻設計碾壓后的滲透系數<1×10-5。2011年進行現場鉆孔注水試驗112段，滿足設計要求的45段，合格率為40.2%。2013年進行現場鉆孔注水試驗26段，滿足設計要求的6段，合格率為23.1%。全部138段鉆孔注水試驗中，滲透系數滿足設計要求的51段，總體合格率為37%。

4結論

黏土心墻主要由含礫低液限黏土及含砂低液限黏土構成，局部為粉土質礫、卵石(碎石)，個別孔段見有塊石(漂石)。大部分壩段黏土心墻填筑質量較差，沒有達到設計要求，其中絕大部分壩段黏土心墻壓實度不滿足設計要求，壓實度合格率僅為12.2%，滲透系數合格率為37%。為保證大壩安全運行，需要采取工程處理措施。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.GB50487—水利水電工程地質勘察規范[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[2]中華人民共和國水利部.SL237—1999水工試驗規范[S].北京：中國水利水電出版社，1999.

文章編號：1007-7596(2016)04-0173-05

[收稿日期]2016-04-05

[作者簡介]蘇鳳全(1965-)，男，吉林公主嶺人，享受研究員級待遇高級工程師。

中圖分類號：TV52+3

文獻標識碼：B