探讨中小型病险水库地质勘察

摘要：一般而言，中小型病险水库的地质勘察，必须在分析原有资料及运行调查的基础上，通过现场踏勘，发现病险工段，并且有针对性的选择恰当的地质勘察方法与手段，才能做到勘察结果的规范、系统、可靠，为中小型病险水库除险加固设计提供依据，降低工程勘察费用。本文笔者结合多年的工作实践经验，对已有病险水库地质勘察方法进行总结，介绍了施工、设计文件分析及运行调查与地质勘察相结合的勘察方法。

关键词：水库；地质勘察；分析；运行调查

引言

上世纪五、六十年代，我国兴建了一大批水库，其中以中小型水库为主，主要坝型为粘土斜墙堆石坝、浆砌石重力坝、浆砌石重力拱坝、浆砌条石薄拱坝、砌石混合坝、浆砌石斜墙堆石坝。经过多年的运行，这类水库普遍存在着病害险情。对于中小型水库，特别是小型水库，库容较小，一般几十万立方米，但由于其处于干旱缺水地区，对当地老百姓的饮水和农业灌溉有很大的保障，必须进行除险加固。小型浆砌石坝水库一般病险种类主要是坝基及坝肩渗漏、溢洪道过流能力不足；土石坝主要是坝坡不稳定，坝基渗漏。分析其原因，主要是受当时历史大环境的影响，前期勘察工作不仔细或根本就没做及建筑标准低所致。

随着我国加大病险水库除险加固力度，病险水库将分批进行安全评价，确定病险水库的危险程度，评价病险水库除险加固的必要性。由于历史条件的限制，绝大多数水库特别是小型水库当时都没有进行水库的勘察工作，且原有的一些施工资料也由于历史原因丢失而不全。为了彻底弄清病险水库危害程度及成因，需要对病险水库进行勘察。病险水库的勘察手段一般有对原有运行资料的分析、工段表观测试以及地质勘察。由于地质勘察能揭示病险工段的空间位置、病险性质、病险程度、病险成因，病险水库的勘察以地质勘察为主，原有资料分析和表观测试为辅，三者相互佐证，使勘察成果更加可靠。由于水库运行多年，库区覆盖层较厚，且坝基现处于建筑物之下，病险工段多具隐蔽性，这增加了病险水库的勘察难度。目前病险水库除险加固工程的地质勘察依照《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005） 所规定的病险水库工程地质勘察要求进行勘察。小型病险水库工程规模虽小，但大多数处于深山沟里，交通道路条件差，如果要按规范要求完全查清工程地质情况，工程勘察费用相对病险水库除险加固投资比例较高。为了准确有效的查明中小型病险水库病害险情，又能降低工程勘察费用。根据不同的坝型结合实例着重介绍病险水库的勘察方法。

1 设计、施工文件分析和运行调查

在 上世纪五、六十年代所修建的水库，受当时历史大环境的影响，一般建筑标准低、工程质量差、边测量、边设计、边施工，建设程序反常，是典型的“三边工程”。例如，某水库在短短的100d，便修建完毕。通过对设计文件和施工文件的分析，大坝坝型经过彻底的变动，原设计为浆砌石重力坝，由于当时未勘探，结果在基坑开挖时，发现坝轴线下游卵石层挖了 6m 仍不见基岩，这才改为现在的砌石混合坝。通过这些资料的分析，得知坝轴线下游为深厚的卵石层。根据对塔岗水库运行的调查，溢洪道下有一深水潭，常年有水，据此可知溢洪道存在大的渗漏通道，说明当时溢洪道断层并未彻底堵住。有些险工段在运行期间经过紧急处理，仍可能存在病险隐患。有许多可能的安全隐患通过对设计、施工文件的分析和运行情况的调查，都可以为地质勘察和病险水库的病险程度评价提供基本资料。

调查资料一般要形成文件，并注明其调查资料文本的名称，做到有据可查，作为病险水库地质勘察和水库病险地质评价的依据。

2 库区地质勘察

库区地质勘察的主要内容为库岸的稳定、水库的渗漏和水库淤积问题。对于病险水库的勘察，因为是存在若干年的水库，一般不考虑库区的地质勘察。但对于近坝址区的库岸稳定，应该进行必要的勘察，一般采取地质测绘方法和历史调查方法相结合。主要调查库岸有没有人为采石行为，岩层产状与边坡的关系，是否危及大坝安全。必要时还要进行槽坑探或钻探等进行深入研究。

3 坝体勘察

勘察的主要内容有：对于土坝是坝体的填筑密度，裂缝的性状，渗漏情况，沉降问题，与两岸结合情况，填筑土的物理及力学性质指标，建坝以来的紧急处理情况以及其他病险特征和相关问题；对于浆砌石坝是砌石体的砌筑质量，有无裂缝及裂缝的位置和性状，坝面渗漏问题，浆砌石的力学参数；对于砌石混合坝是坝后堆石体的密度、级配，堆石体与浆砌石体的沉降差，堆石体的力学参数等。采用的勘察方法一般采用钻探、坑探、物探、井探、物探等地质勘察手段和标准贯入试验、动力触探试验、岩土体室内试验、压（注）试验等试验手段相结合的综合勘察方法。对于勘探点的布置一般采用沿坝轴线均匀布置，也可以依照调查文件发现的病险部位重点布置。

4 坝基工程地质勘察

坝基勘察主要内容通过调查文件和地质测绘查明坝基的基本情况及坝基的工程地质条件，分析坝基工程地质问题，评价工程地质问题对大坝病险程度的影响。勘察方法同坝体勘察方法一致，不再重复。对于土坝钻孔可以直接和坝体钻孔相结合，然而对于砌石坝，坝基工程地质勘察比较困难，由于坝基隐蔽在大坝建筑物之下，不好对其直接钻探，往往将钻孔布置在坝的上游、下游以及两坝肩，重点查明基岩的透水性。

5 涵洞工程地质勘察

穿坝输水洞的勘察主要了解输水洞洞身是否有裂缝。一般对于较大涵洞时通过对洞内进行实地察看，记录裂缝的位置和性状；对于较小的涵管，一般通过压水试验来确定。

6 溢洪道工程地质勘察

工程地质勘察内容是在分析前期相关文件的基础上，通过施工和运行调查结合地质勘察查明溢洪道的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体风化、岩土体的透水性、地下水位、物理力学性质及其主要工程地质问题以及对下游消能段抗冲刷条件进行分析。勘察方法一般是地质测绘与钻探相结合的方法，通过岩土体试验、压水试验的试验手段对溢洪道地基进行勘察。由于病险水库修建初期没有进行过地质勘探，除险加固阶段所进行的地质勘察，不再分初步设计阶段和技施阶段，而是两者相结合，一步完成。病险水库除险加固前期缺少资金，地质钻探不能步步到位，只有仔细分析设计、施工文件及运行调查，地质钻探才能做到有的放矢。例如在石英砂岩地区，根据地质测绘和工程运行观测，大坝主要问题是两坝肩渗漏问题，对此类小型水库，地质钻探布设 1~2 个钻孔就能为大坝治漏提供必要的地质参数，没必要布设 3~5 个地质钻孔，这样既解决了实际问题又能大幅降低勘察费用。