宜川木頭溝水庫大壩工程質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

相里釗

(陜西省延安市宜川縣河道和水庫管護(hù)中心，陜西 延安 716200)

1 木頭溝水庫概況

木頭溝水庫工程位于宜川縣境內(nèi)，地處陜西省北部、延安市東南部，東隔黃河與山西吉縣相望；西以進(jìn)士廟梁與富縣、洛川接壤；南與黃龍、韓城相毗鄰；北與延長、寶塔區(qū)相接。水庫位于宜川縣西北部仕望河支流的西川河上游木頭溝中，與英旺鄉(xiāng)高窯村隔309國道相望，距縣城18.5 km，是一座以供水為主兼有灌溉、防洪等綜合功能的水庫。西川河發(fā)源于英旺鄉(xiāng)進(jìn)士廟梁，向東流至宜川縣城北關(guān)虎頭山下，與仕望河交匯， 全長 49.4 km，流域面積516.5 km2，河道平均比降 6.51‰。多年年均流量0.2 m3/s，多年平均徑流量為105萬 m3。西川河上游屬黃土高原稍林區(qū)，森林密布，植被較好， 植被覆蓋率高、清水長流，含沙量較小，河道多為土基河床，縣城以下河床下切較深， 基巖出露，形成裸露的石峽谷，基巖出露區(qū)植被差，水土流失嚴(yán)重。水庫庫區(qū)流域面積25 km2，主溝長12 km，溝道比 2.4%。

木頭溝水庫建成投入運(yùn)行后，產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。(1)供下游四個(gè)村600畝地及縣城3萬人口供水，是縣城至水庫段供水主要水源。(2)水庫防洪效應(yīng)，保證縣城、英旺、秋林六萬人的生命財(cái)產(chǎn)安全，保證309國道暢通。(3)調(diào)節(jié)供給下游哨皮、龍灣、甘草三個(gè)電站發(fā)電及1.5萬畝農(nóng)田灌溉用水。四是發(fā)展養(yǎng)殖水面200畝，可增加漁業(yè)收入。水庫位于宜川縣西北部仕望河支流的西川河上游木頭溝中，與英旺鄉(xiāng)高窯村隔309國道相望，距縣城18.5 km，是一座以供水為主兼有灌溉、防洪等綜合功能的水庫。西川河發(fā)源于英旺鄉(xiāng)進(jìn)士廟梁，向東流至宜川縣城北關(guān)虎頭山下，與仕望河交匯，全長49.4 km，流域面積516.5 km2，河道平均比降 6.51‰。多年年均流量0.2 m3/s，多年平均徑流量為105萬 m3。

2 水庫大壩工程安全質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

本次對(duì)木頭溝水庫安全質(zhì)量評(píng)價(jià)采用現(xiàn)場檢查法和歷史資料分析法。

(1)現(xiàn)場檢查法：通過現(xiàn)場檢査和勘察測量，復(fù)核水庫大壩的形體尺寸、外觀質(zhì)量及運(yùn)行情況等是否正常，進(jìn)而評(píng)判大壩工程質(zhì)量。

(2)歷史資料分析法：通過對(duì)工程施工質(zhì)量控制、質(zhì)量檢測(查)、驗(yàn)收以及安全鑒定、運(yùn)行、安全監(jiān)測等資料的復(fù)查和分析，對(duì)照現(xiàn)行規(guī)范要求，評(píng)價(jià)大壩工程質(zhì)量。

3 大壩工程質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 壩址區(qū)地質(zhì)條件

壩址區(qū)屬黃土梁峁地貌，山(梁)頂高程一般為 1 050～1 100 m，溝谷狹窄，呈V字形，谷底寬50～100 m，右岸較陡，山坡角80°～85°，左岸較緩，山坡角50°～70°， 坡體破碎，沖刷強(qiáng)烈。

按壩址區(qū)巖體的工程特性可分為以下工程地質(zhì)單元：第四系全新世(Q4)

(1)填筑土(Q4ml)：黃褐～褐黃色，以輾壓粉土為主，粉質(zhì)粘土次之，含少量砂礫和鈣質(zhì)結(jié)核。堅(jiān)硬～硬塑，部分土試樣具濕陷性，屬中低壓縮性土。

(2)填筑土(Q4ml)：黃褐～褐黃色，以輾壓粉質(zhì)粘土為主，含少量砂礫和鈣質(zhì)結(jié)核?？伤?個(gè)別土樣硬塑)，屬中低壓縮性土。

(3)黃土(Q3eol)：褐黃色，松散，土質(zhì)均勻，大孔發(fā)育，含云母、蝸牛殼及少量氧化鐵及鈣質(zhì)結(jié)核顆粒等?？伤埽瑢僦袎嚎s性土。厚度大于10 m。

(4)黃土(Q2eol)：棕黃色，土質(zhì)均勻，含較多鈣質(zhì)結(jié)核、少量氧化鐵及蝸牛殼碎片等?？伤堋Ｔ趬沃纷蟀队谐雎?，最高達(dá)10多米。

(5)礫砂：雜色，成分以強(qiáng)風(fēng)化砂巖為主，含少量粘性土、卵礫石。粒徑一般在0.1～0.5 cm。

(6)強(qiáng)風(fēng)化砂巖：灰黃色。礦物成分以石英、長石為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，層理裂隙發(fā)育， 巖芯呈薄餅狀，定部較破碎。屬軟巖。

(7)中分化砂巖：灰色。礦物成分以石英、長石為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，層理較發(fā)育、巖芯呈長柱狀，屬較硬巖。

3.2 壩基評(píng)價(jià)

根據(jù)已有的勘察結(jié)果可知，大壩壩基為中風(fēng)化層狀砂巖，其強(qiáng)度高，滲透性小，壩基總體穩(wěn)定?；鶐r的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和滲透系數(shù)采用表1 的數(shù)值。

表1 巖體力學(xué)性質(zhì)建議值表

3.3 岸坡評(píng)價(jià)

2011 年對(duì)岸坡除險(xiǎn)加固處理，即對(duì)右壩肩進(jìn)行灌漿處理，解決了其滲透安全隱患；對(duì)左壩肩進(jìn)行了削坡處理，解決了其穩(wěn)定性差的問題?，F(xiàn)今通過現(xiàn)場調(diào)查可知，左、右壩肩均穩(wěn)定且不存在明顯滲漏現(xiàn)象。但大壩岸坡上存在冗長雜草，嚴(yán)重影響大壩的觀測和維護(hù)工作，應(yīng)對(duì)岸坡進(jìn)行雜草清理和草皮種植處理。

3.4 壩體工程質(zhì)量評(píng)價(jià)

大壩壩高22 m，壩頂長188 m，頂寬4 m，壩底寬109 m。壩后設(shè)43 m長的棱柱反濾壩，高6.3 m，迎水坡均為草皮護(hù)坡。經(jīng)現(xiàn)場勘測，大壩上游面磨損、風(fēng)化情況嚴(yán)重，散布碎砂石較多。墊層情況良好。下游壩面未發(fā)現(xiàn)有滲水，壩體防滲狀況良好。壩頂路面平整，上壩道路通暢。

3.5 壩體填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)本次勘察鉆探揭露和調(diào)查訪問，壩體土為就地黃土填筑，屬均質(zhì)粘土壩，成份整體較均勻，但含少量有砂礫及鈣質(zhì)結(jié)核。壩體土填筑質(zhì)量較好。壩體土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果見表2。

表2 壩體土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果表

3.6 溢洪道質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.6.1 地層巖性

溢洪道位于河溝右岸，經(jīng)原先的較陡山坡開鑿而成。右側(cè)依附山體，左側(cè)和出口為直立陡壁，高度在 8～15 m 之間。根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)測繪，溢洪道區(qū)分布的地層主要包括第四紀(jì)沖洪積堆積物、風(fēng)積黃土及三迭系砂巖，現(xiàn)按層序分述如下：

(1)沖洪積堆積物 Q4al+pl：分布于溢洪道泄流槽槽底部位?；尹S色黃土，土質(zhì)均勻性差, 結(jié)構(gòu)疏松,含大量卵石土、砂粒及植物根等。堅(jiān)硬～可塑。工程性質(zhì)差。

(2)黃土 Q3 eol：分布于溢洪道右側(cè)邊坡坡頂部位。黃褐色，土質(zhì)均勻性差，含大量有機(jī)質(zhì)，針狀孔隙及大孔隙發(fā)育，具濕陷性和自重濕陷性。工程性質(zhì)一般。

(3)黃土 Q2eol：為溢洪道區(qū)的主要工程地質(zhì)層，分布于溢洪道右側(cè)高邊坡中低部和溢洪道底部。褐黃～棕黃色，土質(zhì)較均勻，針狀孔隙及大孔隙均較發(fā)育，上部土層具自重濕陷性和濕陷性，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，堅(jiān)硬。工程性質(zhì)較好。

(4)砂巖 T：為溢洪道區(qū)的主要工程地質(zhì)層,伏于 Q2eol 之下?；疑?，薄～中層狀構(gòu)造， 裂隙節(jié)理發(fā)育，成份以石英為主，含云母片等暗色礦物，鈣質(zhì)膠結(jié)。工程性質(zhì)好。

3.6.2 溢洪道工程地質(zhì)條件

通過已有的勘察資料可知，溢洪道區(qū)存在的邊坡穩(wěn)定問題已得到解決。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查可知，溢洪道區(qū)工程地質(zhì)條件良好，不存在坍塌、掉塊等安全隱患。進(jìn)水段無坍塌、岸崩、淤堵或其他阻水現(xiàn)象，堰頂、溢流面、底板均完好，不存在裂縫、滲水、剝落、沖刷、磨損、空蝕等不良現(xiàn)象，伸縮縫、排水孔均完好。出口段未進(jìn)入河槽，已形成邊坡沖刷。

3.6.3 溢洪道質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果，溢洪道整體情況良好，但在其出口段沖刷嚴(yán)重，使引水無法未進(jìn)入河槽而容易造成水漫灘。需要對(duì)邊坡進(jìn)行加固和修復(fù)，可修建翼墻將溢洪道下泄水流引至河槽。

3.7 輸水洞質(zhì)量評(píng)價(jià)

大壩輸水洞位于壩右端，采用臥管放水?，F(xiàn)狀輸水洞斷面為 50×60 cm 矩形砌石涵洞，全長90 m。臥管斷面為 50×50 cm 矩形砌石臥管。蓋板為50 cm 厚的砼板。放水孔徑20 cm，單排孔涵洞最大泄量為0.4 m3/s。輸水洞、臥管基礎(chǔ)座落在三迭系砂巖層上， 表層覆蓋有0.5～1.0 m左右的坡積堆積物。

根據(jù)木頭溝水庫歷史除險(xiǎn)加固資料可知，2011年對(duì)臥管重新修建、對(duì)臥管右側(cè)迎水坡做加固處理，輸水洞滿足運(yùn)行要求，且運(yùn)行至今，未發(fā)現(xiàn)安全隱患。

4 質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果分析

(1)壩基與岸坡：大壩壩基與岸坡均未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象。岸坡植物冗雜，嚴(yán)重影響大壩運(yùn)行和觀測， 建議進(jìn)行雜草清理和草皮種植處理。

(2)壩體與壩面：大壩壩高22 m，壩頂長188 m，頂寬4 m，壩底寬109 m。壩后設(shè)43 m 長的棱柱反濾壩，高6.3 m，迎水坡均為草皮護(hù)坡。目前大壩運(yùn)行情況良好，壩體不存在滲漏等不良現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，壩面腐蝕程度較高，經(jīng)沖刷后壩面磨損嚴(yán)重，墊層情況良好，建議進(jìn)行壩面修復(fù)。

溢洪道能夠滿足泄水要求。溢洪道出口未進(jìn)入河槽，下泄水流對(duì)邊坡沖刷嚴(yán)重，建議修建引流翼墻將水流引向河槽，并對(duì)邊坡進(jìn)行修復(fù)加固處理。

(4)輸水洞：輸水洞位于壩右肩，采用臥管放水。臥管采用共24級(jí)臺(tái)階，每級(jí)0.6m，取水?dāng)嗝?.4×0.4 m；涵洞為無壓涵洞，采用φ500鋼管頂管，按現(xiàn)狀比降1/150，長90 m，進(jìn)口高程989.2 m，泄水最大流量0.4 m3/s。臥管出口周邊無滲水現(xiàn)象，拱型砌石涵洞與壩體土壤接觸良好，結(jié)合緊密。涵洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與周邊土壤和巖石接觸良好，能滿足泄水需求。輸水洞可滿足運(yùn)行需要， 運(yùn)行安全可靠。

5 結(jié)語

綜上評(píng)價(jià)可知，木頭溝水庫大壩大部分工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，運(yùn)行中暴露的質(zhì)量缺陷和問題較小，針對(duì)存在的岸坡上植物過多、大壩壩面風(fēng)化嚴(yán)重和溢洪道出口未進(jìn)入河槽，已形成邊坡沖刷需要處理等問題，可采取種植草皮、建議修建引流翼墻和對(duì)邊坡進(jìn)行修復(fù)和加固處理等修復(fù)措施予以合理處理?？傮w分析，工程質(zhì)量基本滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，且運(yùn)行中暴露局部質(zhì)量缺陷，但不影響工程安全，工程質(zhì)量評(píng)為基本合格。