江西永新斗上水库大坝工程地质问题分析评价

汤建华

摘要

斗上水库位于江西省永新县城西北侧，是集灌溉、防洪、发电等功能于一体的中型水库。水库坝址区出露岩性为石英砂岩，工程区地质环境条件较为复杂。水库自20世纪70年代建成以来，一直处于带病运营状态，水库大坝渗漏、坝基肩稳定性等工程地质问题突出。该文以斗上水库为例，分析了其存在的工程地质问题，阐述了大坝工程地质条件对工程质量的影响，及对水库大坝后期运行管理的影响，对水库除险加固具有重要的指导意义。

关键词斗上水库；渗漏；稳定；除险加固

中图分类号S277文献标识码A文章编号0517-6611（2014）36-13127-02

AbstractDoushang reservoir located in northwest of Yongxin County， is a concentration of irrigation， flood control， power generation， and other functions in a body's medium reservoir. Outcrop is quartz sandstone in reservoir dam site area， the complexity of geological environmental conditions is moderate. Since the 1970s， the reservoir has been in operation state， the geological problems are obviously， such as leakage of the dam and dam abutment stability. With Doushang reservoir as an example， the existing geological problems were analyzed， effects of geological conditions on project quality and the reservoir management were analyzed， which has important guidance on reservoir reinforcement.

Key words Doushang reservoir； Leakage； Stability； Reinforcement

我國已建成的各类水库总数超过八万余座，且多数水库建于20世纪50～70年代[1]。受施工技术条件限制，目前水库运营年限较长，大部分水库属于病险水库，对社会经济环境的破坏和致灾风险逐年增大，严重威胁社会稳定和经济发展[2]。水库大坝除险加固工程具有重大意义，既提高了水库防洪水平，又能够合理美化规划周边环境并对水资源进行合理调配[3]。工程地质条件调查分析是水库除险加固的前提，只有经过必要的工程地质条件分析才能够更加有效地进行除险加固设计。该文以斗上水库为例，分析了坝址区工程地质条件及其存在的工程地质问题，对坝体除险加固设计具有重要意义。

1 工程概况

斗上水库位于永新县城东北方向22 km处，坐落于赣江水系禾水支流上，坝址以上河道长6.8 km，控制流域面积19 km2，总库容1 013万m3，设计灌溉面积1 466.67 hm2（2.2万亩），电站装机容量4×250 kW，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电及养殖等综合效益的中型水库。水库始建于1966年，于1970年建成投入运营，主要枢纽建筑包括大坝、溢洪道、灌溉放空隧洞、灌溉发电隧洞及电站厂房等建筑。

2工程区地质条件

2.1 地层岩性、地质构造及地壳稳定性

工程区地处华南褶皱系赣中南褶隆、赣西南坳陷之井冈山——陈山隆褶断束构造中。坝区处永新向斜南东翼，永新向斜发育完全，出露较好。其轴向自南西至北东作北东东—北东—北东东方向，显示“S”形象。长40 km，宽21 km。形态较开阔，向南西翘起，具明显的圈闭现象，其两翼主要为泥盆系及寒武系。工程区出露岩性主要包括泥盆系中统跳马涧组（D2t）石英砂岩及寒武系上段（∈2-1）砂岩夹砂质板岩，两者呈断层接触关系（图1）。

断层（F1）为高角度逆断层，位于库区中部，延NE35°～40°方向延伸，倾向SE，倾角约75°。上盘地层为寒武系上段，下盘为泥盆系中统跳马涧组地层，断层破碎带宽1.0～1.5 m，以碎裂、碎块岩为主，局部有泥质填充。

据《中国地震动参数区划图》（GBl8306-2001）界定，该区地震动峰值加速度小于0.05 g，区域稳定性较好，可不作抗震安全复核。

2.2水文地质

区内水文地质条件较简单，地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。

（1）孔隙潜水。主要赋存于第四系冲积砂砾（卵）石层中，部分厚度较大的残坡积层中亦有分布，含水量以前者为丰，水位埋藏较浅，以大气降水补给为主，排泄于河床或低洼地带。

（2）基岩裂隙水。埋藏于基岩裂隙中，其富水性及透水性取决于岩体风化及裂隙发育程度、裂隙充填情况。一般含水量不丰，较大的断裂构造为地下水主要运移通道，一般以大气降水补给为主，以下降泉形式排泄于沟谷及低洼地带。

3工程地质问题及评价

3.1 坝体质量评价

斗上水库坝体为浆砌块石重力坝，由非溢流坝和溢流坝组成，最大坝高35.2 m，坝顶长66 m，坝顶宽4.5 m；坝体上游面设有0.5 m厚混凝土面板高程270.20 m以上坡面铅直，以下坡比为1∶0.40；下游面高程282.20 m以上坡面铅直，以下坡比1∶0.70。

3.1.1

防渗面板质量评价。根据调查坝体防渗面板防渗效果较差，存在明显析钙现象，同时发育多条横纵裂缝，裂缝宽度3～5 mm；局部地段由于混凝土强度低，面板混凝土交接处可被手指剥落。从坝体下游廊道内的渗水点分析，存在库水沿面板裂缝向库外渗漏问题。

3.1.2

非溢流坝质量评价。水库大坝非溢流坝坝体以

279.8 m高程为界，下段为浆砌石体、上段为干砌石体，砌石体为强～极强透水体，坝体砌筑不密实。

根据现场勘探结果显示，砌石体空隙较大，全泵供水（90 L/min），砌石體内部全部漏水，冲洗液不返水，漏水点多位于浆砌石体与垫层混凝土的接触面上。勘察钻进过程中，局部孔段存在掉钻现象，说明浆砌石体砌筑不密实，坝体漏水严重。

3.1.3

溢流坝质量评价。

溢流坝段位于大坝中部，长14.5 m，由6孔组成，溢流净宽12.0 m，为无闸控制WES实用堰，堰顶高程282.2 m，末端采用挑流消能，挑流鼻坎高程261.7 m，挑射角为25°。

溢流堰堰顶及溢流面表层混凝土局部地段存在剥蚀现象，下游溢流面不平整，两侧挡墙高度不一致，挑流鼻坎下的排水廊道内存在3处明显渗水点。据水库管理人员资料显示，廊道渗水点渗水量可达24 L/min。

3.2坝基、肩工程地质问题及评价

大坝坝址区坐落于泥盆系中统跳马涧组地层中（如图2），岩性为含凝灰质石英砂岩，岩层产状为SE128°∠40°，岩体结构破碎，主要发育4组节理，裂面较平直，有少量泥质填充，一般间隔为1条/m，延伸长度1.5～4 m不等，个别可达10 m。节理产状分别为J1：244°∠69°；J2：325°∠76°；J3：15°∠80°；J4：230°∠70°。

3.2.1

坝基、肩渗漏问题。坝基岩体为弱风化带下部含凝灰质石英砂岩，岩体完整性好，岩质较坚硬，其物理力学性质指标能够满足大坝要求。水文地质试验表明，其透水率（q值）小于5 Lu，对该工程可视为相对不透水体。

如图3所示，大坝右坝肩275 m高程至左坝肩270 m高程以下5～8 m范围内岩体为强风化岩体，具有中等透水性，存在沿强风化裂隙岩体产生绕坝渗漏问题。

3.2.2

坝基稳定问题。坝基岩体为弱风化含凝灰质石英砂岩，岩体完整性好，岩体物理力学性质指标较好，岩质较坚硬，岩体透水性弱，水库长期运营不易产生变形破坏；坝基岩体能够满足稳定性要求。

3.2.3

坝肩边坡稳定性问题。

坝体施工坝肩产生10～35 m高人工开挖边坡，坡度60°～70°，边坡出露岩性为强风化含凝灰质石英砂岩，强风化岩体较破碎且软硬相嵌，岩体力学性质指标较差，且具有中等透水性。坝体施工开挖过程中易产生崩塌等地质灾害；水库蓄水或降雨条件下，易产生水体入渗，加剧边坡失稳诱发坝肩滑坡等地质灾害。

4结论

斗上水库是是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电及养殖等综合效益的中型水库。

水库大坝位于永新向斜南东翼，地层岩性为泥盆系中统跳马涧组（D2t）含凝灰质石英砂岩，地层基本呈单斜构造；地

下水具有孔隙水～裂隙水双层结构特征。工程区地质环境条件复杂程度中等。

水库大坝混凝土强度低，大坝坝面混凝土剥落严重，特别是溢流坝坝面冲刷强烈，坝体存在多条横、纵裂缝；坝体分布有干砌石体，密实度差，空隙大，大坝下游面存在多处集中渗水点。

坝基、肩岩体风化强烈，其中坝肩强风化岩体较破碎，透水性强～中等，现有的帷幕灌浆范围不足，存在绕坝渗漏及坝肩边坡失稳等工程地质问题。

由于目前水库存在诸多安全隐患，水库已不能满足安全运营要求，无法充分发挥其综合利用效益，同时严重威胁下游居民的生命财产安全，因此对斗上水库进行除险加固处理迫在眉睫。

参考文献

[1]

孙继昌.中国的水库大坝安全管理[J].中国水利，2008（20）：10-14.

[2] 严祖文，魏迎奇，张国栋.病险水库除险加固现状分析及对策[J].水利水电技术，2010，41（10）：76-79.

[3] 任世强. 大中型水库大坝除险加固工程设计及施工技术分析[J].黑龙江水利科技，2014（8）：181-182.

[4] 江西省地质局区域地质测量队三分队.中华人民共和国矿产地质图永新幅（G-50-VII）[Z].1966.