浅谈小型病险水库除险加固工程地质勘察若干问题 7页

浅谈小型病险水库除险加固工程地质勘察若干问题　　【摘要】小型病除水库除险加固工程地质勘察，从查明工程地质条件调整为查明病险问题，是勘察思路的根本性转换；放弃全面防渗的习惯性工程处理措施，坚持“允许渗漏但不允许渗透破坏”的基本原则，是当前病险水库除险加固的务实选择。【关键词】病险水库除险加固工程地质勘察渗透破坏规程规范中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：全国需要除险加固的小型病险水库数量巨大，分布范围广泛，所处的地质环境千差万别，且每一个工程都有自已的特点，但其病险问题却往往具有普遍性和规律性，有的放矢地开展工程地质勘察，正确地作出病险性质的判断和评价，就可以收到事半功倍的效果。1勘察思路的调整7n工程地质勘察的任务是查明工程地质条件，界定主要工程地质问题，为工程设计提供必需的地质资料，提出对地质缺陷处理措施的建议。这对新建工程来说是完全正确的，但对于已经建成且运行数十年的小型水库工程来说，就可能存在较大误区。这里最大的误区是将工程区的工程地质条件全部查一遍或进行全面复核，如此勘察指导思想，其勘察工作的复杂程度并不比新建工程简单。显然，我们首先需要做的是对勘察思路的调整。从工程地质勘察任务来说，我们将查明工程地质条件调整为查明工程地质问题；在勘察原则上，我们强调不是全面勘察，而是针对病险问题实施重点勘察；在总体思路上，我们需要果断地抛弃那种大型工程新建工程的勘察思路，不用大炮打蚊子。从以查明“条件”到以查明“问题”的转换，是目前小型病险水库除险加固工程地质勘察思路的根本转换，在学术上也许会引起较大争议。有人认为，“条件”都没有搞清楚，“问题”将无从谈起。笔者认为，对于新建工程来说是完全正确的，而对于已建工程来说就大可不必了！对于一座已建大坝，如果坝基不存在病险问题，再去查明或复查坝基工程地质条件，这对除险加固没有什么实际意义。如果实在要普查一遍基本条件，就如发烧病人去医院做全套体检一样，费时费钱，且根本没有必要。当然，如果前期经费充足，勘测周期也可以满足，从专业技术的角度来说，把工程区的工程地质条件查得清清楚楚明明白白，那是再好不过的了。可当前的问题是，小型病险水库数量太大，勘测设计周期太短，前期经费严重不足，全面勘察实际上是做不到的。2勘察阶段、勘察深度和规程规范的理解与把握7n水利水电规划设计总院在《全国重点小型病险水库除险加固工程初步设计指导意见》（以下简称《意见》）中的表述：“小型病险水库除险加固工程初步设计工程地质勘察工作原则上应执行《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）（以下简称《规范》）中的有关规定。当安全鉴定阶段工程地质勘察资料较为充分、不影响初设阶段工程地质结论的成立、不存在影响工程安全的特殊工程地质问题时，可适当简化初设阶段的地质勘察工作，并可根据前期试验资料结合工程类比原则提出岩土体物理力学建议参数”。《意见》明确表明小型病险水库除险加固地质勘察一是原则上应执行《规范》，二是可以适当简化。但执行起来却有些困难，主要难在如何根据工程实际情况去灵活把握勘察阶段、勘察深度和《规范》之间的关系。《规范》将除险加固工程地质勘察分为安全鉴定和初步设计两个阶段，对于地勘工作，这两个阶段存在合二为一的条件，当第一阶段工作还留下尾巴或尚存在技术问题的论证缺实际资料时，第二阶段应予以补充。《意见》中“根据前期试验资料结合工程类比提出地质建议参数”的提法，是鉴于许多小型水库工程缺少试验资料的现实条件，更需要有经验的地质师根据工程实际结合工程类比去把握，特别应注意工程类比的条件，谨慎地提出缺少试验资料条件下的地质建议参数。3加强工程地质分析，强调勘察的针对性7n工程地质分析是工程地质勘察的灵魂，针对病险工程的病因分析，特别是与地质有关的病因要全面深入地分析之后，才可能有的放矢地去开展工程地质勘察工作，去布置并实施必要的地质勘探，实现明确的勘察目标，获得有意义的勘察资料。我们强调针对性，是针对工程存在什么问题就重点勘察什么问题，没有问题的就不必全面勘察。对已经出现了险情或可能存在隐患的部位（某一段坝基、存在质疑的建筑物地基、影响工程安全的岸坡等）实施重点勘察，包括查明这些部位的工程地质条件，界定主要工程地质问题，分析评价问题的性质和对工程安全的影响程度，提出地质建议参数和处理措施的建议等等；其余未出现险情不存在隐患的部位不必全面勘察。4坚持“允许渗漏但不允许渗透破坏”的原则许多病险水库工程的主要“病险”之一是渗漏，防渗就成为“除险”措施的首选，其实渗漏有一个发展过程，到了极端状态将产生渗透破坏，没有发展到这个极端状态之前，只能说存在隐患，但工程仍然是相对安全的！因此，我们说渗漏是产生渗透7n破坏的必要条件，不是充分条件。我们要做的是将渗漏控制在一个工程安全可以接受的范围之内，只要做到了这一点，工程就是安全的。“允许渗漏但不允许渗透破坏”应该成为除险加固工程处理的基本原则。一见渗漏就防渗的做法，其技术理由并不充分。5坝基渗漏的勘察与评价坝基渗漏问题的勘察，首先应对坝基按问题分段分类，分出有问题坝基段和没有问题坝基段；其次是针对有问题坝基段实施重点勘察，在垂直方向上还应分出覆盖层渗漏、基岩渗漏和接触带渗漏，查明渗漏区岩土体的透水性质和相对不透水边界，分析渗漏原因，估算渗漏量，评价产生渗透破坏的可能性；最后应根据渗漏性质提出处理措施的建议，不存在渗透破坏和渗漏量在允许范围之内的，可建议简化处理或不予处理。坝肩渗漏问题的评价较为复杂。一见下游坝脚岸坡区漏水即判定为坝肩绕渗，实际上理由并不充分。因为坝肩下游区漏水可能是库水绕渗，也可能是岸坡山体地下水的出溢，也可能是这两部分水的组合，属于“疑似”绕坝渗漏问题。此类问题一般情况下应根据库水位、降雨量和渗漏量之间的观测资料，结合岸坡地形地质条件认真分析论证后才可以较为准确地得出结论；当这些资料并不充分仅为“疑似”时，应重点补充勘察予以论证，渗漏较轻微的也可按今后运行管理加强观测以观后效的原则考虑。坝肩渗漏还需要明确回答的问题是，渗漏对坝肩岩体稳定的影响。处理措施的建议可以是防渗，也可以是排水，也可以是二者的组合。6坝体质量检测7n《意见》对坝体质量的检测有明确表述：宜分类进行，存在坝坡稳定问题的应针对“问题”区取原状样进行室内物理力学试验；存在渗漏问题的应针对渗漏区取原状样进行室内渗透系数测试。以上试验资料还应结合工程实际进行工程类比，提出坝体土物理力学建议参数和相应渗漏区坝体土的渗透系数建议值，供设计选用。不存在以上稳定问题和渗漏问题的坝体区不必全面取样试验。《意见》中这段文字仍然强调的是“有病即查无病不乱查”的原则，宣扬的是无病推论的工程理念，即只要大坝运行数十年来未发现位移、裂缝、塌陷等损伤现象，大坝就是安全的，起码也是基本安全的。大多数除险加固工程对均质土坝坝体都进行了注水试验，以测定填筑土体的渗透系数。根据《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007）（以下简称《规程》）的表述，注水试验有两种方法，即试坑注水试验和钻孔注水试验[4]。认真研究这两种方法的适用条件和限制条件可以发现，均不适合于小型水库均质土坝坝体渗透系数的测试。不适用的最基本理由是边界条件相差太大，《规程》中的边界条件是半无限空间地质体和水平地下水位，而坝体是一孤立的人工填筑体且浸润线（面）是倾斜的。因此《意见》建议对坝体取原状样进行室内渗透系数的测试，并根据工程实际提出地质建议参数，以此作为除险加固工程设计依据。7n7其他问题泄洪建筑物主要是冲刷水流导致冲刷区岩土体失稳问题。地质上一是要作出溢洪道边坡稳定问题的地质评价；二是要预测泄洪水流对周围地质环境的改变所带来的次生环境地质问题；三是应建议防冲刷护坡工程措施。小型水库工程的放水建筑物多为小尺寸下卧式涵管，多数埋置于坝体中。这种建筑物一旦受损漏水，可能会导致建筑物与坝体之间的接触冲刷破坏，需要具体分析判定。8结语小型病险水库除险加固工程地质勘察，我们应抛弃以查“条件”为主的常规工程勘察思路，树立以查“问题”为主的求实思想；对于渗漏问题的评价和处理，需要结合具体工程实际，坚持“允许渗漏但不允许渗透破坏”的基本原则；对于规程规范，应注意原则性与灵活性的准确把握。参考文献：[1]、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）北京：中国水利水电出版社，2005，6[2]、《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007）北京：中国水利水电出版社，2008，27