细鳞河水库浆砌石重力坝坝体质量评价分析

罗伟峰

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院 佳木斯分院，黑龙江 佳木斯154004)

1 工程概况

细鳞河水库座落于黑龙江省鹤岗市北，细鳞河下游干流上，距鹤岗市35km。是鹤岗市区的最大水源地。

水库控制流域面积654 km2，最大库容3 300 万m3，属中型水库工程。大坝坝型为浆砌石重力坝，最大坝高20 m，全长345 m，分为20个坝段，每个坝段长15 ～20 m，其中挡水坝段14个，溢流坝段6个。

水库于1987年工程竣工后，坝体漏水严重，于1989年进行了水泥灌浆处理，效果较好，但随着运行年限的增加，渗漏逐渐增多，游离钙大量析出，导致横缝再次严重漏水，2008年水库再次进行了防渗处理。

2 坝体质量评价

坝体质量评价主要包括以下3个方面:坝体破坏现状、坝体浆砌石物理力学指标及渗透性评价和压水试验成果分析。

2.1 坝体破坏现状

廊道内壁平整度差，尤其各坝段结合处，廊道上游壁面有大面积浸渗面存在，多处渗漏点漏水，8－10 坝段渗水尤为严重，此外10 号坝段存在析出物;大坝迎水面防渗面板破坏较严重，表面钢筋外露，坝顶部分坝段存在顺河向裂缝。

从各坝段钻孔的浆砌石岩芯看，坝体完整性较差，坝体质量不均匀［1］。

主要表现为岩芯以短柱状为主，少部分为碎块状，RQD 值最大91%，最小67%，平均76%;浆砌石中块石的块径不均，多为5 ～20 cm，局部最大径30 cm;混凝土含气孔，最大径约3 mm，在SZ2 孔6 m处夹树叶模板等未清理物质。

综合坝体表观及钻探岩芯成果可知:

1)坝体在施工过程中，存在拌合不均，振捣不到位，施工不规范，控制和监督不严的问题。

2)坝体完整性较差，质量不均一。

3)原有的防渗体已有破坏，坝体存在质量缺陷和安全隐患［2］。

2.2 坝体浆砌石物理力学指标及渗透性评价

对坝体浆砌石取样进行力学试验，样品为相对较完整的柱状岩芯(混凝土与块石结合紧密)。本次共进行了6 组浆砌石室内试验，1 组坝体与坝基接触面抗剪试验，对各物理力学指标分析如下:

2.2.1 物理指标及质量分析

坝体浆砌石天然密度2.5 g/cm3～2.7 g/cm3，平均2.6 g/cm3。

大于块石砌石体坝设计规范2.2 g/cm3～2.4 g/cm3的建议值。

砌石体自然吸水率均＞4.5%，饱和系数＞0.95，说明坝体孔隙较多，联通性好，参考饱和系数判定岩石的耐冻性标准对浆砌石耐冻性进行评价，坝体砌石体不耐冻。

2.2.2 力学指标分析

抗剪强度:c =13.4MPa ～23.0MPa，ψ =35.9°～41.1°，抗剪强度值变化较大，表明坝体均匀性差。

抗拉强度:σ =1.95MPa ～3.43MPa，强度值变化较大，说明坝体混凝土均匀性较差。

弹性模量:天然状态E = 0.104 × 104MPa ～0.251 ×104MPa，饱和状态E =0.1 ×104MPa ～0.247×104MPa。

变形模量:天然状态E50=0.05×104MPa ～0.12 ×104MPa，平均0.07×104MPa，饱和状态E50=0.05 ×104MPa ～0.11 ×104MPa，平均0.06 ×104MPa。试验值较小，范围变化大，表明坝体砌石体均匀性较差，质量较差。

泊松比u =0.19 ～0.27，其中＜0.20 的1 组，＞0.25 的1 组。

6 组中有2 组超出现行规范的砌石体设计指标(u =0.20－0.25)。

根据坝体与坝基接触面抗剪试验，抗剪强度c =11.6MPa，ψ =33.5°，小于坝体的抗剪强度，但高于砌石坝规范的f ≤0.75 MPa，说明坝体与坝基接触面相对较薄弱。

2.3 压水试验成果分析

本次在坝体部位进行现场试验12 次，通过压水试验可知:

1)除右挡水坝段透水率＜10 Lu外，其余坝段透水率均＞10 Lu，属中等透水。

2)从压力与流量(P－Q)曲线类型上看:除左挡水坝为A 型(层流)外，右挡水坝及溢流坝大部分为E 型(充填)。

表明在较高压力的水流作用下，坝体混凝土中的细小物质随水流运移堵塞了部分孔隙。

3 坝体存在的质量问题

坝体主要存在如下质量问题:

1)坝体施工过程存在质量缺陷。

2)后期采取的防渗处理措施效果不明显。

3)砌石体耐冻性差。

4)坝体浆砌石均匀性较差，坝体与坝基结合不牢固。

5)坝体为中等透水，抗渗性差。

综上分析可知:坝体防渗性差，坝体存在质量缺陷和安全隐患;坝基与坝体接触带处稳定性较差，中等透水。

4 对浆砌石坝体质量评价的几点体会

1)浆砌石坝体由砌石及混凝土组成，目前的规程规范及相关资料中只有对单一块石或混凝土的抗压、抗剪、弹模、抗渗、抗冻等评价标准，而砌石体为二者的人工混合体，坝体的质量评价也只能是根据砌石体样品(岩芯)的试验指标借鉴块石或混凝土的相关质量评价标准或是参照原坝体设计参数或参照现行的砌石坝规范的设计参数来进行。

由此可见，坝体质量的评价结论与样品和评价标准紧密相关:样品不同(所取的砌石体样品的完整程度及其中的块石与混凝土的比例、接触程度等的不同)，试验指标所反映的坝体质量也就不同;评价标准不一，评价结论也就存在一定差别。

2)坝体渗漏只能从综合压水试验数据进行分析，具体渗漏原因存在以下2 种可能:①施工期间块石与混凝土接合不好，存在裂隙(孔洞);②后期环境水对混凝土的腐蚀导致裂隙不断扩大引起渗漏(经水质分析，库水对混凝土具有重碳酸型中等腐蚀性)，应采取相应的针对性处理措施。

3)对以浆砌石坝体质量评价为目的而进行的工程地质勘察，建议辅助钻孔声波、孔内电视等综合检测手段，并与钻探岩芯质量参数(采取率、RQD、透水率等)及不同部位、不同完整程度的砌石体样品的物理力学试验成果结合进行综合分析评价。

5 结 语

本文从坝体质量评价角度探讨了浆砌石重力坝安全鉴定的工程地质勘察工作应注意的问题。但各工程类型、规模不同，其工程地质条件也可能千差万别，因此，不能拘泥于现行规范，应针对工程特点进行针对性勘察、检测、评价。

［1］郭永权. 关于西泉眼水库坝体质量问题的分析与评价［J］. 黑龙江水利科技，2011，39(01):75－76.

［2］王军玺，沈振中，王晖. 福华山水库大坝安全评价与分析［J］. 人民长江，2010，41(17):96－99.