摘要：我国有数以万计座小型水库，且大多小型水库修建年代较久，经过长期运行，大多存在不同程度的病险。为了保证小型水库的安全运行，保障人民生命财产安全，需要对其进行除险加固。本文以七一小型水库为例，总结了病险水库除险加固工程地质勘察的经验，对以后的工作有一定借鉴和指导意义。
关键词：小型水库；除险加固；地质勘察
小型水库除险加固工程的勘察设计周期较短，投资量相对较小，难以详细查明其工程地质条件。根据《中小型水利水电工程地质勘察规范》，“病险水库除险加固工程勘察的主要任务是查明病险水库的水文地质、工程地质条件，分析地质病害产生的原因，对加固处理措施提出地质方面的检验；检查坝体填筑质量，提出相关地质参数”。因此，小型病险水库地质勘察的主要任务为查明病险，分析原因，针对具体病险提出相关地质处理建议。
1 工程概况
七一水库是以灌溉为主，兼顾防洪及多种经营综合利用的小一型水库。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施三部份组成。水库于1973年修建完工，由于受限于当时的施工技术及条件，施工质量不高。经过几十年的运行，设备年老失修，存在各种不同的问题。有必要对其进行除险加固，更新设备，以排除病险，保障水库能安全运行，保障人民生命财产安全。
2 主要病险情况
①大坝下游坡未护坡，坝顶未硬化，为简易毛基路。
②下游无坝面排水设施。
③大坝左、右坝肩渗漏。
④竖井由裂缝造成竖井渗漏严重，且严重影响竖井安全。竖井工作房顶部四角出现了不同程度的裂缝。竖井中的检修闸阀和工作闸阀严重锈蚀，已无法启闭，渗漏严重。
⑤水库防洪专用公路只是简易毛基路，一遇到降雨便不能通车。防汛公路在溢洪道处被隔断，且左坝肩库内段防汛公路路基较低，涨洪水时因淹没无法通行。
3 病险工程地质条件及评价
3.1 坝体
大坝上游坡死水位高程356m以上为砼板砌护，坝面较为平整，经现场勘察，坝体未见塌陷、变形及裂缝等不良现象，坝体总体是稳定的。
本次勘察在大坝下游坡脚农田内靠坝侧发现散浸区域，并在低洼处形成了几个较小的积水坑，坑内水位比农田内水位高出约2cm，由于该散浸区域正处于排水棱体之下，且坝体渗透系数为3.5×10-5cm/s，属土层弱透水，因此分析该散浸现象应为坝体反滤层之自然排水引起，坝体不存在渗漏病害问题。
3.2 坝基
坝基下伏基岩为砂、泥岩等厚互层，本阶段在钻孔ZK02进入基岩后作了两段压水试验，其透水率q分别为11.20Lu和4.75Lu，说明其下基岩为中～弱透水层，顶部砂岩中存在渗透可能。砂岩与坝体土之间还存在有最大厚度为5.9m左右的冲洪积粉质粘土层，由于其渗透系数较小（2.4×10-5cm/s），为土层弱透水，其透水性与坝体渗透系数（3.5×10-5cm/s）属同一数量级。建议水工设计应充分考虑该土层渗漏可能产生的不利影响。
3.3 坝肩
根据原施工人员介绍及管理处提供的资料，以及本次钻孔揭露情况可知，两坝肩在施工修建时基本将覆盖层全部清除，两坝肩基础均置于厚层泥岩上，左坝肩靠坝端位置基础放在砂岩上。另外，坝肩位置边坡缓较低，两坝肩不存在边坡稳定问题。
通过本次现场勘察，结合钻孔现场压水试验，大坝两坝肩主要存在渗漏病险。
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据实地调查，在大坝右坝肩下游农舍旁、两颗芭蕉树之间发现散浸现象，浸润区域面积：6m×2m，泥土潮湿，草树特别茂盛，另外，在大坝左坝肩下游溢洪道右边墙之陡坎下发现滴水现象，该陡坎为砂岩，水滴从砂岩裂隙中流出来，将其下面积约4m2的砂岩润湿，并在上面形成厚厚一层青苔。
为查清坝肩的渗漏问题，本阶段2个钻孔（左坝肩ZK01、右坝肩ZK02）共进行了4段基岩压水试验，左、右坝肩各2段。根据压水试验成果分析：
①左坝肩下伏基岩顶部为砂、泥岩互层，砂岩较为完整，裂隙不甚发育，泥岩紫红色，泥质结构，块状构造。岩芯完整性总体较好，多呈柱状，裂隙不发育，但顶部因含钙质结核及条带而岩芯较为破碎，以碎块状为主。透水率显示该互层岩体以中等透水～弱透水层为主，其透水率q在7.2～12.0Lu之间，分析存在一定程度的绕坝渗漏问题，与调查现象吻合，建议进行帷幕灌浆处理。根据《碾压式土石坝设计规范》，建议以透水率q≤10Lu为相对隔水层，防渗底界进入相对隔水层不低于2m；
②右坝肩钻孔岩芯揭露其下砂岩、泥岩（含钙质）裂隙较为发育，右坝肩下伏基岩共进行了2段压水试验，其透水率q在9.5～18.75Lu之间，第一段试验结果超过10Lu，结合地表现象分析，右坝肩仍存在一定程度绕坝渗漏问题，建议进行帷幕灌浆处理。建议以透水率q≤10Lu为相对隔水层，防渗底界进入相对隔水层不低于2m。
4 结论及建议
4.1 水库位于白庙背斜北西翼，距离背斜轴部约1.2km。工程区场地为缓倾单斜构造，岩层产状（325°∠10°）较平缓，岩石较完整、连续，在水库附近（距大坝约1Km）有龙王洞断层通过，该断层走向为N75°W，延伸较短，为一隐伏小断裂，近年已无活动迹象，对工程区影响甚微。场地地震动峰值加速度为0.05g，其对应的地震基本烈度为Ⅵ度，地震动反应谱特征周期为0.40s。
4.2 坝体为一均质土坝，经现场勘察，坝体未见塌陷、变形及裂缝等不良现象，坝体总体是稳定的，坝顶为简易毛基路面，受车辆长期碾压等影响，坝顶路面凹凸不平，雨季时泥泞不堪，车辆难以通行，建议对坝顶路面进行整治；两坝肩及下游坝面均无排水沟，致使坡面水无法合理排泄，直接冲刷坝体，建议在下游坝坡增设拍水沟。另外，大坝下游坝坡未护坡，坝面平整度较差，坡面紊乱，坝面杂草丛生，建议对下游坡面进行护坡处理。
4.3 大坝基础置于厚层冲积层粉质粘土上，未见砂土、粉土分布，不存在地震液化问题，也无坝基渗漏问题存在。
4.4 两坝肩基础均置于厚层泥岩上，左坝肩靠坝端位置基础放在砂岩上。另外，坝肩位置边坡缓且低，两坝肩亦不存在边坡稳定问题。大坝两坝肩主要存在渗漏病险，建议进行帷幕灌浆处理。建议以透水率q≤10Lu为相对隔水层，防渗底界进入相对隔水层不低于2m。
4.5 溢洪道未衬砌段基岩裸露，边墙坡度较大，局部边墙近似直立，为厚层砂岩，裂隙尤其是卸荷裂隙不甚发育，现场勘察溢洪道底板无崩塌堆积体，其边墙现在是稳定的。
4.6 水库放水设施竖井井筒段及工作房出现了裂缝，漏水严重，建议对放水竖井采取相应的修补及堵漏措施。
4.7 水库防汛抢险公路位于库区左岸，由碎石土铺设而成，为一简易毛基路，一遇降雨便不能通车。建议对其进行整治。公路从水库坝顶通过，是承担两岸通行的唯一道路，防汛公路在溢洪道处被隔断，根据设计需要，将在左坝肩位置顺坝轴线新建一座垮越溢洪道的公路交通桥，其所处地层为侏罗系中统上沙溪庙组之厚层砂岩，强风化岩体不宜作桥之基础持力层，建议清除。建议将基础置于其下弱风化岩体中，该层岩石较为完整，连续，是桥理想的基础持力层。
4.8 病险加固的措施所需天然建筑材料有粗细骨料及条石料，根据对工程区周边调查，料源不丰富，建议外购解决。
5 结语
本文仅以七一水库除险加固工程地质勘察出现的问题进行了详细论述，存在一定的局限性。由于坝型、地区、条件的不同，病害情况也各不相同。需要根据各自的具体情况，提出不同的整治措施。
参考文献：
[1]高玉生 黄向.岳城水库除险加固工程地质勘查与研究.黄河水利出版社.2011-11-01
[2] 《小型水库除险加固研究与处理措施》编委会.小型水库除险加固研究与处理措施.水利水电出版社.2014-06-01
论文作者:吴自金
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：水库论文; 透水论文; 砂岩论文; 大坝论文; 建议论文; 溢洪道论文; 基岩论文; 《基层建设》2016年第33期论文;