浙江省小水库除险加固勘察重难点及对策分析论文_徐曦

浙江省水利水电勘测设计院 浙江杭州 310002

摘要:结合相关工程实例,分析了浙江省小水库除险加固勘察的重点难点,提出了相应的对策与措施。

前言

浙江省目前已建成的小型水库多为上世纪60年代~80年代建成,受到当时社会环境、经济、技术等多方面的限制,普遍存在勘察设计施工资料缺乏,设计标准较低、功能单一等问题。随着建成时间日益增长,病险水库越来越多,小水库除险加固勘察是获得工程第一手资料的重要途径,如何抓住勘察的重点和难点,进行有效的勘察工作,现结合相关实例,进行分析。

1 小水库除险加固勘察重难点分析

1)工程区地质条件较为复杂,小水库修建年代久远,一般早期设计施工资料匮乏。

2)坝体填筑质量,特别是软弱土体(层)及施工填筑形成的软弱带等的厚度和空间分布情况。

3)坝体渗漏、开裂、沉陷、滑坡以及其他建筑物的险情的分布位置、范围、特征及抢险处理措施与效果。

4)坝体与岸坡接合部位填料的物质组成、密实性和渗透性。

5)坝基清基情况,河床深槽情况(包括基础风化深槽),覆盖层分布、层次、厚度、性状、物理力学性质及渗透性等。

6坝基、坝肩断层破碎带、节理密集带的性状、规模、产状、延续性和渗透性。

7)水文地质试验,坝体和土基段进行注水试验,基岩孔段进行压水试验。

8)检查水库运行以来地质条件的变化。

9)心墙钻孔完成后须进行封孔处理,坝基基岩用混凝土封孔,坝体心墙用粘土封孔,受地下水位影响,粘土难以夯实。

2 解决措施

1)充分了解水库工程区的区域地质背景、地形地貌、地层岩性、地质构造及地震,同时,收集已有地质、设计、施工和水库运行中各种检测、险情及病害处理等资料。对工程区的基本地质条件、可能存在的主要工程地质问题详细分析,充分利用已有的勘察成果,从工程实际出发,抓住重点,合理布置勘探工作。

2)综合运用各种勘探和试验方法,采用地质测绘、钻探、水文地质试验以及其它室内外试验等勘察手段相结合的方法进行勘察工作,为本工程设计提供可靠、准确的地质资料。

3)尤其重视现场水文地质试验,合理布置勘察工作,严格按照规范要求开展注水和压水试验。

4)充分发挥我院多年来类似工程勘探的成功经验,调动我院最先进的设备和具有丰富类似工程经验、工作责任心强的同志担任主要岗位。

3 工程实例

3.1 工程概况

门坑水库位于宁波市东钱湖镇洋山岙村,本工程始建于1970年,水库集雨面积0.53km2,总库容2.2万m3,坝顶长约80m,最大坝高15.70m,是一座以灌溉为主的山塘水库。水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、放水涵管三部分组成。

3.2坝址区工程地质条件

本次勘察钻孔揭露最大坝高15.70m,坝体填筑材料(rQ)分别描述如下:

Ⅰ层:以碎块石为主,局部夹角砾、砾砂。浅灰色,碎块石岩性为熔结凝灰岩,呈弱风化状,坚硬。该层分布于大坝上下游坝坡,上下游坝坡表面为干砌块石护坡。

Ⅱ层:主要为含砾砂粉质粘土,局部为角砾、砾砂,灰黄色,粉质粘土呈可塑状。该层土局部含风化碎石,碎石粒径一般1.0 cm~3.0cm,大者大于5.0m。

本次勘察共取了2组心墙土样进行分散度试验,分散度为13.8%~27.8%,均为非分散性土。分散度试验结果见表1。

表1 坝体土分散度试验成果表

坝体土共进行了11组颗粒分析试验,颗粒分析成果见表2,颗分试验级配曲线见图1。

表2 Ⅱ层土颗粒分析成果统计表

3.3 地质构造

坝址区右岸及溢洪道弱风化基岩裸露,左岸为残坡积含碎石粉质粘土覆盖。坝址区地表未见断层通过,左岸钻孔ZK3孔深21.0m~37.5m揭露断层F1:主要由压碎岩组成,充填次生泥,岩体蚀变明显。右岸主要发育节理产状:(1)N5°W /NE∠85°~90°,(2)N85°E/SE∠30°~32°,节理面多充填铁锰质。

表3 坝体水文地质试验成果汇总表

3.4 水文地质条件

坝体Ⅱ层土现场注水试验渗透系数K=8.9×10-4 cm/s~4.6×10-2cm/s,属中等~强透水性,渗透系数平均值K=1.2×10-2cm/s,小值平均值K=3.5×10-3cm/s。室内土工试验水平渗透系数Kh=1.9×10-5 cm/s~8.9×10-5 cm/s,属弱透水性,垂直渗透系数Kv=6.4×10-6 cm/s~6.4×10-5cm/s,属微~弱透水性。

各钻孔坝体水文地质试验成果见表3。

左岸坝体与Ⅲ层含碎石粉质粘土接触带渗透系数K=2.0×10-2cm/s,属强透水性。左岸坝基Ⅲ层含碎石粉质粘土渗透系数K=3.1×10-3cm/s~1.7×10-2cm/s,属中等~强透水性。左岸Ⅲ层含碎石粉质粘土与下伏基岩接触带渗透系数K=9.6×10-3cm/s,属中等透水性。左岸断层破碎带渗透系数K=4.4×10-4~3.1×10-3cm/s,属中等透水性。

河床段坝体与下伏基岩接触带渗透系数K=1.4×10-2cm/s~3.1×10-2cm/s,属强透水性。河床段基岩透水率为7.6Lu~8.4Lu,属弱透水性,为相对隔水层(q<10Lu)。

右岸坝体与下伏基岩接触带渗透系数K=9.6×10-3cm/s,属中等透水性。右岸基岩透水率为8.8Lu,属弱透水性,为相对隔水层(q<10Lu)。各钻孔坝体与坝基接触段及坝基水文地质试验成果详见表4。

表4 坝体与坝基接触段及坝基水文地质试验成果汇总表

3.5 工程地质评价与建议

1)坝体填筑质量评价

大坝老坝体主要由非分散性的含砾砂粉质粘土填筑而成,大坝加高部分主要由碎块石及少量角砾、砾砂填筑而成。土料主要来源于附近山坡的残坡积层及河谷的坡洪积层。

2)坝体防渗性能评价

本工程坝体采用下部老坝体的土质防渗体与上部加高部分的土工膜相结合的联合防渗体系。由于缺少上游土工膜的检测资料,坝体防渗性能仅对下部老坝防渗体进行评价。从现场注水试验成果分析,坝体土的防渗性能不能满足现行规范对均质坝体防渗性能的要求,存在渗漏隐患,建议进行防渗加固处理。

3)坝基渗漏问题评价

经钻探查明,大坝左岸存在较严重的渗漏和接触渗漏问题,河谷段及右岸坝体与下伏岩体也存在接触渗漏隐患,建议进行防渗加固处理。

4 结论

在进行小水库除险加固勘察时,在收集已有地质、设计、施工和水库运行中各种检测、险情及病害处理等资料基础上,对工程区的基本地质条件、可能存在的主要工程地质问题详细分析,充分利用已有的勘察成果,从工程实际出发,抓住重点,合理布置勘探工作,综合运用各种勘探和试验方法,采用地质测绘、钻探、水文地质试验以及其它室内外试验等勘察手段相结合的方法进行勘察工作,为工程设计提供可靠、准确的地质资料。

论文作者:徐曦

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/11

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