中小病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固措施

王啟新

(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，沈陽(yáng)110006)

中小病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固措施

王啟新

(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，沈陽(yáng)110006)

清河水庫(kù)始興建于1958年，1960年底竣工，經(jīng)過(guò)50 a的運(yùn)行，特別是2010年洪水的考驗(yàn)，水庫(kù)大壩及其它樞紐工程呈現(xiàn)出一些病險(xiǎn)問(wèn)題，因此必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作。文章介紹了清河水庫(kù)壩址區(qū)地質(zhì)情況，大壩現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，對(duì)壩端穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

病險(xiǎn)水庫(kù);除險(xiǎn)加固;措施;地層巖性;穩(wěn)定性

1 工程概況

清河水庫(kù)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(kù)是一座以防洪、灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、養(yǎng)魚(yú)、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。工程規(guī)模為大(2)型水庫(kù)。防洪標(biāo)準(zhǔn)按500 a一遇洪水設(shè)計(jì)，5 000 a一遇洪水校核。水庫(kù)正常蓄水位131.00 m，興利庫(kù)容6.30×108m3，設(shè)計(jì)洪水位135.50 m，校核洪水位137.61 m，總庫(kù)容9.40×108m3，死水位109.70 m，相應(yīng)庫(kù)容 0.56×108m3。水庫(kù)經(jīng)多年的運(yùn)行，特別是2010年洪水的考驗(yàn)，水庫(kù)大壩及其它樞紐工程呈現(xiàn)出一些病險(xiǎn)問(wèn)題，因此必須進(jìn)行除險(xiǎn)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(wèn)題進(jìn)行。

2 壩址區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

清河水庫(kù)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(zhǎng)期風(fēng)化侵蝕沖刷結(jié)果，水庫(kù)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(dá)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(jí)階地發(fā)育較好，沿河谷兩岸，山脊受河流側(cè)蝕作用，形成單面山，兩岸山地因長(zhǎng)期受風(fēng)化及剝蝕作用，坡殘積層較厚，沖溝較發(fā)育。

2.2 地層巖性

2.2.1 沖洪積

上部以粉質(zhì)黏土為主，主要分布于河床高漫灘及臺(tái)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(fēng)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(gòu)成壩址區(qū)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(qū)巖層多為火成巖、沉積巖、變質(zhì)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(gòu)造不明顯，結(jié)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(zhǎng)英質(zhì)片麻巖，灰白色長(zhǎng)石和石英結(jié)晶體有方向性排列，結(jié)晶中?！至＃植加谧蟀秹味藮|側(cè)近分水嶺處。③石英質(zhì)片麻巖，灰白色，暗色礦物較少，具有不明顯的片麻理構(gòu)造，結(jié)晶中?！至?，分布于南岸壩端山脊。④綠泥石片巖，灰綠色，片理構(gòu)造不明顯，細(xì)粒～中粒結(jié)構(gòu)，局部有綠泥石及暗黑色碳酸鹽類(lèi)礦物，礦物呈條帶構(gòu)造排列，分布于河床及兩岸臺(tái)地。為構(gòu)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(gòu)造明顯，質(zhì)軟，易風(fēng)化，風(fēng)化后呈黃色，分布于左岸壩端中部及西側(cè)左岸泄洪洞進(jìn)口處以及小分水嶺一帶。該層巖體破碎，對(duì)壩端滲漏影響較大，并有沿節(jié)理面滑動(dòng)可能。⑥石英片巖，灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，片理不明顯。分布于左右兩岸臺(tái)地綠泥石片巖中，與綠泥石片巖接觸關(guān)系不明顯。⑥花崗斑巖，淡肉紅色，巖石致密堅(jiān)硬，呈條狀或塊狀侵入體，分布于右岸壩端。⑦正長(zhǎng)斑巖，肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，巖石致密堅(jiān)硬，斑晶為較大柱狀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，多呈巖床狀出現(xiàn)于左岸壩端。⑧偉晶巖，結(jié)晶粗大，主要礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，在河谷變質(zhì)巖中以細(xì)小脈狀零星出現(xiàn)。⑨輝綠巖，暗綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，在壩址區(qū)變質(zhì)巖中均有零星分布。⑩集塊巖，灰黑色，巖石致密堅(jiān)硬，礫石磨圓較好，呈東西相分布于右岸壩端。?凝灰?guī)r，暗綠色，巖石致密堅(jiān)硬，具有標(biāo)準(zhǔn)凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，分布于右岸壩端、溢洪道進(jìn)口兩側(cè)。?花崗質(zhì)角礫巖，灰黑色，角礫構(gòu)造明顯，有輕微碳酸鹽化現(xiàn)象，巖石堅(jiān)硬，膠結(jié)較好。

3 大壩現(xiàn)狀及存在問(wèn)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(zhǎng)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(shè)2.00 m寬?cǎi)R道，1∶3.00和1∶3.50變坡點(diǎn)高程為116.00 m。壩面采用0.40 m干砌塊石護(hù)坡，下設(shè)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(shè)置2.00 m寬?cǎi)R道，背水面采用0.15 m碎石護(hù)坡，103.00 m高程下設(shè)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(hù)坡厚度不足，上游護(hù)坡塊石嚴(yán)重風(fēng)化，局部塊石松動(dòng)、隆起、塌陷;強(qiáng)度及耐久性均不滿足要求;下游碎石護(hù)坡凸凹不平，高低起伏，平整度差，碎石風(fēng)化已相當(dāng)嚴(yán)重，含泥量很大。壩腳貼坡排水體塊石普遍風(fēng)化，裂縫發(fā)育較多、強(qiáng)度較低;大壩南北兩側(cè)岸壩結(jié)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(wěn)定。

4 壩端穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

經(jīng)收集資料及地質(zhì)測(cè)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(fēng)化黏土夾碎石組成，含有大量有機(jī)物，水浸后易發(fā)生滑坡，施工中應(yīng)全部清除。左岸壩端以石英質(zhì)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(wú)繞壩滲漏問(wèn)題。片麻巖飽和抗壓強(qiáng)度多在31.00～78.20 MPa，泥灰?guī)r飽和抗壓強(qiáng)度在35.00 MPa左右。左壩端巖體自然坡角為30°～45°，由巖性及構(gòu)造條件分析，左壩肩巖體較穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生較大塌方和巖石崩塌現(xiàn)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(zhì)片麻巖。右岸壩端變質(zhì)巖系中有正長(zhǎng)斑巖、輝綠巖脈侵入，且有深層風(fēng)化帶和東西向斷裂破碎帶通過(guò)，但大部巖石抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，斷層物質(zhì)較好。該地段基巖上部由于風(fēng)化裂隙發(fā)育，無(wú)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。弱風(fēng)化巖體透水率0.25～2.10Lu。右壩肩巖石飽和抗壓強(qiáng)度多在31.00 MPa～78.20 MPa。右壩端巖體自然坡角在30°～50°，巖石風(fēng)化程度較弱，偶見(jiàn)風(fēng)化落塊?？傊畮?kù)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)多年的運(yùn)行，兩岸壩端巖體仍穩(wěn)定，表面局部風(fēng)化嚴(yán)重，無(wú)繞壩滲漏問(wèn)題［1］。

5 結(jié)論

1)壩址左岸壩端:以石英質(zhì)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(jīng)查兩岸壩端巖體穩(wěn)定，無(wú)不良構(gòu)造問(wèn)題，無(wú)繞壩滲漏問(wèn)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(hù)坡厚度不足，上游護(hù)坡塊石嚴(yán)重風(fēng)化，局部塊石松動(dòng)、隆起、塌陷;強(qiáng)度及耐久性均不滿足要求。

4)下游碎石護(hù)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(fēng)化，裂縫發(fā)育較多、強(qiáng)度較低。

5)大壩南北兩側(cè)岸壩結(jié)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(wěn)定。

［1］劉麗.小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固拱施與實(shí)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(zhì)勘察、地質(zhì)實(shí)驗(yàn)及地基處理等工作。