水库除险加固勘察与病害防治建议

摘要:介绍了南冲水库现主要存在的坝身、坝基渗漏、隧洞漏水、溢洪道左岸山体变形等问题，针对这些问题进行详细地质勘察，评价其危害程度，并提出经济可行的防治建议。

关键词:南冲水库，除险加固，滑坡体

1大坝及附属建筑物病害勘察与防治

1．1坝基

坝基地层主要为泥盆系中统跳马涧组(D2t)紫红色粉砂岩夹砂质页岩、棋梓桥组(D2q)深灰色灰岩、白云质灰岩。本次钻孔压水试验表明，大坝坝基河床段岩体浅层透水率q=7．1Lu～14．6Lu，属中等透水岩体，大坝中部段坝基存在浅层裂隙型渗漏，进入深部岩体透水率迅速减小。2002年除险加固时已对坝基进行了帷幕灌浆处理，坝基渗漏已得到极大改善。但未处理的坝基河床段浅部基岩0m～10m内岩体透水率在9．1Lu～14．3Lu，为了保证坝基帷幕的完整性，建议对未处理的坝基段进行帷幕灌浆处理。

1．2坝体

南冲水库大坝填筑分三期完成，跨度达3年。在各施工时段，难免存在结合不良情况，且对心墙断面控制不严，使得心墙现状时宽时窄，心墙结构较为复杂。从1978年开始发现大坝坝身渗漏较严重，针对坝身渗漏问题，曾进行过部分坝身段的黄泥劈裂灌浆，但效果不明显。2002年采用悬挂式防渗体、对接搭接高压摆喷形式对坝身进行防渗处理后，原从大坝下游到滤体顶部平台渗出的坝身漏水均已消失。2002年至今，经过高水位蓄水运行之后，近年来观察发现大坝坝身渗漏状况虽有了较大程度改善，但坝体下游坝面局部渗水现象并未完全消失。根据勘探和室内测试结果可知，大坝心墙区和坝壳区的填筑土料质量均较好，但心墙区的注水试验表明心墙区填筑土料具有中等透水性，抗渗性能差，不能满足粘土心墙土坝防渗质量要求。同时，受施工期经济、技术条件的制约和多期不连续施工的影响，大坝坝体存在施工接合面，且2002年对大坝坝身渗漏处理采用的高压喷射灌浆只进行至178m高程(坝顶以下22m位置)，以下至坝底157m高程的坝身段未进行任何形式的防渗处理。因此，为了保证坝体防渗体的完整性和坝基防渗体的衔接，彻底解决坝身施工接合面，建议沿原防渗中心线对178m高程以下坝体部分进行高压喷射灌浆处理。为了更好的与原防渗体搭接，在高喷灌浆孔封孔前对原防渗体孔段进行补强灌浆处理［3-5］。

1．3其他附属建筑物

侧槽式溢洪道位于大坝左岸山坡上，地基为强风化砂岩夹页岩，但岩石浅部风化破碎严重，岩体完整性较差，具有中等透水性。下游消力池地基主要为第四系松散堆积的含碎石粘土，抗冲刷能力较差，存在抗冲刷稳定问题。隧洞全线均处于全风化～强风化岩体中。根据施工地质资料，围岩风化破碎，小断层与软弱结构面分布较多，岩体不完整，开挖后毛洞成形较差。由于围岩岩石风化破碎严重，岩体完整性较差，岩体结构面之间和衬砌与围岩之间空隙形成渗漏通道，在地下水与库水的长期渗透、淘蚀作用下，渗漏量逐年增大，本次洞内勘察发现衬砌接头伸缩缝中出现较严重的漏水现象。建议对输水隧洞设计回填灌浆和进出口段固结灌浆。

2古滑坡勘察及防治

2．1古滑坡概况

南冲水库工程枢纽区域内存在滑坡，A区位于溢洪道进口段左侧墙附近，B区位于溢洪道上游民房后。A区滑坡是发育于泥盆系中统跳马涧组砂岩、页岩中的强风化岩质滑坡，以受断裂构造和风化破碎的碎块石加上覆第四系松散土体组成滑体，以岩层层面、泥化的页岩夹层及断层破碎带组成的潜在滑动面，以较完整的弱风化石英砂岩为滑床的老滑坡，原滑动剪出带位于库水位以下岸坡，在后期溢洪道开挖施工切脚，引发老滑坡继续发展的牵引式蠕滑变形。B区滑坡是发育于泥盆系中统跳马涧组砂岩、页岩地层中的土质滑坡，以来源于上述地层的粘土夹碎块石土组成滑体，以土与基岩界面为滑带，以砂岩为滑床的土质滑坡。目前，A区滑坡体目前正处于蠕滑变形阶段，B区滑坡正处于缓慢滑动状态。

2．2滑坡形成机制

1)层间构造泥化夹层构成了潜在滑移面。软硬相间地层在构造作用下，普遍沿软岩夹层发育有泥化夹层，这类泥化层在饱和状态下抗剪强度很低，构成了潜在滑移面。同时A区滑坡为岩质顺向坡，岩体沿层间页岩软弱泥化夹层易产生向河床方向蠕变性滑移。2)河谷下切构成了岸坡临空条件。由于库内河谷深切，形成较陡的基岩岸坡(相对高差大于150m)，对顺向边坡构成有利的切割临空条件。坡体内平行河流方向的陡倾构造裂面和坡体中原有节理的拉裂张开后，地表水沿拉裂缝大量渗入软化滑带，最终引起滑坡。3)断层构成滑坡中后部切割分离面。滑坡体中发育有3条断层，其中陡倾角的F3断层横贯滑坡后部，倾角稍缓的F1断层破碎带构成了滑坡后缘滑裂面。受F1，F3断层的影响，滑体内岩体破碎、岩体结构的完整性及其力学性能在很大程度上遭破坏，从而为岩层的顺层滑移和沿F1层面的滑移提供了促进作用。4)溢洪道的切槽开挖诱发滑坡体的复活。南冲水库溢洪道左岸边坡在漫长的蠕滑变形过程中已基本趋于稳定，由于溢洪道的切槽开挖破坏了滑体已初步形成的临界稳定，诱发了该滑坡体的复活。

2．3滑坡防治建议

1)滑坡处理的基本原则:以防水排水为主，结合支撑加固;以A区滑坡为主，B区滑坡次之。2)设置排水系统:沿坡顶公路修筑混凝土排水沟;结合坡面护砌，设置纵横向排水沟，并布置一定数量的排水孔;利用原勘探平硐、并在平硐内向上下游方向分别掘进20m～30m的支洞作为坡体内部排水通道。3)加固处理:所有的裂缝必须追索后适当开挖，用土质较好的粘土进行封堵、夯实;适当平整坡面，并进行坡面护砌;对A区滑坡体坡脚溢洪道公路内侧设置抗滑桩，桩顶设置联系梁，上部砌筑浆砌石挡土墙，修复原有破损的喷护体，并设置锚杆;溢洪道内侧墙进行翻修或其他加固处理;民房后面山坡予以适当削坡，并砌筑浆砌石挡土墙;排水洞均需进行衬砌。4)布置滑坡体原位变形监测系统。

3结语

南冲水库自建成以来，虽然已开展过数次病险勘察和除险加固施工，但受施工期的经济、技术等条件限制，仍存在下述问题，应尽早开展相应防治工作，从而保证有利地保护国家和人民生命财产安全。1)大坝坝基、坝肩存在局部渗漏;2)大坝坝体以往除险加固处理时坝身防渗体与坝基防渗体没有连接，导致坝身22．0m以下存在渗漏;3)左坝段溢洪道左岸边坡失稳，属于一个古滑坡体，且处于活动期;4)隧洞自建成以来没有维修过，存在漏水现象。

参考文献:

［1］吴文雄．南冲水库滑坡体处理［J］．湖南水利水电，2007(3):55-56，69．

［2］楚鹏杰．浅谈中小型灌区更新改造工程设计［J］．湖南水利水电工程，2018(3):25-27，62．

［3］郑守仁．我国水库大坝安全问题探讨［J］．人民长江，2012，43(21):1-5．

作者：谭松娥 杨道合 单位：中南建筑设计院股份有限公司 武汉市建设工程安全监督站