除險(xiǎn)加固工程中的常見地質(zhì)勘察手段

【摘要】據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國有數(shù)萬座病險(xiǎn)水庫，近幾年病險(xiǎn)中小型水庫的除險(xiǎn)加固工程成為水利工程的重要工作之一，本文總結(jié)了最近幾年我院完成的幾十宗小型水利水電除險(xiǎn)加固工程的地質(zhì)勘察成果資料，并對存在的常見地質(zhì)問題，常用勘察技術(shù)手段進(jìn)行了簡單分析與論述，供同類工程參考。

【關(guān)鍵詞】除險(xiǎn)加固；勘察手段

中小型水利水電工程大多數(shù)建設(shè)的時間比較早，歷時時間較長，加之建庫時受當(dāng)時的技術(shù)經(jīng)濟(jì)等條件限制，目前這些水庫都存在在不同程度的安全隱患，有些甚至已經(jīng)出現(xiàn)險(xiǎn)情。

一、病險(xiǎn)水庫工程地質(zhì)勘察的基本原則及意義

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程勘察宜分為病險(xiǎn)水庫安全鑒定和病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)勘察。除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)勘察階段應(yīng)與設(shè)計(jì)階段相適應(yīng)。

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程的主要任務(wù)是查明病險(xiǎn)水庫的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件，分析地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因，對加護(hù)處理措施提出地質(zhì)建議，檢查土石壩壩體填筑質(zhì)量，提出有關(guān)的地質(zhì)參數(shù)。

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程勘察應(yīng)充分利用和深入分析已有工程地質(zhì)勘察資料、施工和運(yùn)行期間有關(guān)檢測資料。對除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)所需的天然建筑材料應(yīng)進(jìn)行詳查。

除險(xiǎn)加固工程，顧名思義就是有了病有了險(xiǎn)，之后才引出了除險(xiǎn)加固，是否有病有險(xiǎn)工程安全鑒定報(bào)告具有法律上的權(quán)威，這也是地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)和根本意思所在。同時這也是后期進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的根本依據(jù)。

二、常用的工程地質(zhì)勘察手段

小型水庫的除險(xiǎn)加固工程常用的工程地質(zhì)勘察手段主要包括以下幾個方面：

1、工程地質(zhì)調(diào)查與測繪：

水利水電工程地質(zhì)調(diào)查與測繪主要是針對庫區(qū)的區(qū)域地質(zhì)情況及庫區(qū)周邊的水庫浸沒、庫岸穩(wěn)定不良地質(zhì)災(zāi)害、天然建筑材料、涵管、溢洪道、防汛道路及管養(yǎng)房等附屬構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)查和尋訪，通過調(diào)查找出可能存在的地質(zhì)問題及分布情況，為后期針對性地開展地質(zhì)鉆探提供重要參考和依據(jù)。

2、工程地質(zhì)勘察

工程地質(zhì)勘察常用的手段包括鉆探和物探兩部分。

（1）工程鉆探

工程鉆探主要是根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和水庫主要存在的病險(xiǎn)問題針對性地布置鉆探工作量，對水庫壩體部分的鉆孔進(jìn)行必要的現(xiàn)場注水、壓水試驗(yàn)、現(xiàn)場原位測試試驗(yàn)及取樣，并必要的時候布置一定量的坑探、槽探、釬探等輔助的勘察手段，應(yīng)根據(jù)勘察的具體目的為前提合理選用對應(yīng)的勘察手段和技術(shù)。

（2）工程物探

現(xiàn)階段對于中小型水庫除險(xiǎn)加固工程中運(yùn)用比較成熟的工程物探技術(shù)主要有管道內(nèi)窺攝像檢查技術(shù)、回彈抽芯檢測及GPS影響技術(shù)。

㈠管道內(nèi)窺攝像檢查技術(shù)。該技術(shù)與傳統(tǒng)的攝像管道探測技術(shù)相比具有性能穩(wěn)定、集成度高影響清晰真實(shí)、壽命長、體積小、操作安全、方便等優(yōu)勢。

㈡回彈抽芯檢測。主要是采用回彈儀對構(gòu)筑物主要部位的混凝土進(jìn)行回彈試驗(yàn)和碳化試驗(yàn)，必要時進(jìn)行抽芯進(jìn)行室內(nèi)的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以測算混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方式。

㈢GPS影響技術(shù)。該技術(shù)在人工無法測量或者環(huán)境較為惡略的地區(qū)效果較為明顯，能夠?qū)r溶環(huán)境利用成像技術(shù)江多種地貌現(xiàn)行進(jìn)行獲取并反饋顯現(xiàn)，并且能夠分析不同介質(zhì)在紅外光譜上存在的差異，用以對地質(zhì)水文分布以及泉水分布狀況等地質(zhì)信息的分析。

三、勘察方法的選擇

蝴蝶地水庫位于黃江鎮(zhèn)西南部的丘陵區(qū)，建始建于1959年11月，1960年2月竣工。2002年5月實(shí)施安全達(dá)標(biāo)工程，主要對主、副壩壩體進(jìn)行混凝土的澆注等工作，同年10月完成。水庫現(xiàn)由黃江鎮(zhèn)蝴蝶地水庫樞紐工程主要包括土壩、溢洪道和輸水涵管三部分，是一座以防洪、供水為主要功能的水庫。蝴蝶地水庫按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核，總庫容190.89萬m3，屬小（1）型水庫。水庫有主、副壩各一座，都是均質(zhì)土壩，其中主壩最大壩高7.80m，長70m，副壩最大壩高6.50m，長454m。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查情況主要采取勘察手段和方式包括地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)鉆探及工程物探等內(nèi)容。其主要內(nèi)容如下：對主、副壩壩體上下游段及溢洪道進(jìn)行地質(zhì)鉆探（共布置鉆孔25個），對壩體及溢洪道表層的混凝土進(jìn)行現(xiàn)場回彈試驗(yàn)（累計(jì)完成12個構(gòu)件，120個測區(qū)共計(jì)1920個采點(diǎn)的回彈工作量），并對主、副壩壩體壩頂?shù)你@孔進(jìn)行現(xiàn)場注水試驗(yàn)（試驗(yàn)15段共計(jì)35m）和取樣（取樣48件），所有鉆孔均進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（53次），對壩體填土采取土樣進(jìn)行室內(nèi)的擊實(shí)試驗(yàn)（2組），采取場區(qū)水樣（2件）工作。同時對輸水涵管進(jìn)行管道CCTV檢測工作（檢測長度53.35m）。

通過現(xiàn)場鉆探試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)資料成果主壩壩體上游迎水坡混凝土表觀質(zhì)量較好，防滲能力好，無明顯滑動及大面積開裂現(xiàn)象，僅局部存在破損和老化現(xiàn)象。下游背水坡為土坡，局部有毀損。主壩填筑土層存在一定的滲漏問題，主要分布于壩體與壩基的結(jié)合部位；副壩反濾體左壩頭位置有少量清水析出，壩體填筑土層存在的滲漏問題較輕微，主要分布于壩體與壩基的結(jié)合部位；溢洪道地基巖土層以粉砂巖殘積土、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖為主，承載力滿足要求。現(xiàn)場不存在滲透問題。

通過對水庫輸水涵管內(nèi)部狀況進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)涵管存在沉積2級的功能性缺陷以及塌陷4級的結(jié)構(gòu)性缺陷，目前已影響管道的正常排水。應(yīng)立刻對水庫的輸水涵管進(jìn)行修復(fù)維護(hù)工作。

本次勘察基本查清水庫存在的主要病險(xiǎn)問題及分布情況，為后期的設(shè)計(jì)及施工提供了較為詳實(shí)的地質(zhì)資料。

四、結(jié)語

除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察工作中所涉及的工作內(nèi)容比較多，但往往受資金投入等限制，現(xiàn)場投入的工作量相對不足，地質(zhì)資料不是太完善無法完全反應(yīng)水庫的病害險(xiǎn)情等真實(shí)情況，具有一定的不足之處。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展步，進(jìn)而對地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行完善和優(yōu)化，有助于不斷提升勘察的質(zhì)量，更加真實(shí)、科學(xué)的反應(yīng)工程地質(zhì)條件，合理設(shè)計(jì)除險(xiǎn)加固方案，從而真正達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 重慶小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固主要工程地質(zhì)問題探討 肖川 水利工程建設(shè)與管理2008（18）：30；

[2] 王瑩，水利水電工程地質(zhì)勘察及施工[J]民營科技2015年（4）：124。

作者簡介：谷躍輝（1987-），男，河南省許昌市鄢陵縣人，主要從事水利水電巖土工程勘察工作，東莞市水利勘測設(shè)計(jì)院有限公司，工程勘察工程師。