王惠民

(福建省水利管理中心，福州 350001)

福建省已建成水庫3664座，其中大型水庫21座、中型水庫181座，土石壩占水庫總數(shù)的80%。自2000年開展水庫大壩安全鑒定工作以來，我省小(1)型以上水庫已完成安全鑒定1200多座，未安全鑒定2400余座。按照《水庫大壩安全鑒定辦法》:壩高15m以上或庫容100萬m3以上的水庫大壩均應(yīng)在竣工驗(yàn)收后五年內(nèi)進(jìn)行安全鑒定，以后每隔6～10年進(jìn)行一次;水庫運(yùn)行中如遭遇特大洪水、強(qiáng)烈地震、工程發(fā)生重大事故或出現(xiàn)影響安全的異?，F(xiàn)象后，應(yīng)組織專門的安全鑒定。因此，土石壩安全鑒定成果是工程運(yùn)行管理的重要依據(jù)之一。只有有的放矢地開展工程地質(zhì)勘探，才能正確地作出工程運(yùn)行條件和病險(xiǎn)性質(zhì)的判斷和評價(jià)。該階段的地質(zhì)勘探成果是做好土石壩安全鑒定的重要內(nèi)容之一，也是土石壩除險(xiǎn)加固重要的前期工作。

1 地質(zhì)勘探的重要性

地質(zhì)勘探的目的是探明水庫三大建筑物的地質(zhì)運(yùn)行條件、現(xiàn)有工程地質(zhì)隱患和庫岸地質(zhì)穩(wěn)定性問題，為工程運(yùn)行管理和水庫除險(xiǎn)加固提供依據(jù)。我省安全鑒定階段地質(zhì)勘探存在的不足主要包括:?大部分的土石壩工程地質(zhì)勘探報(bào)告，僅對土壩填土料的物理力學(xué)指標(biāo)等性質(zhì)進(jìn)行闡述并對大壩基礎(chǔ)地質(zhì)和庫岸地質(zhì)條件進(jìn)行評價(jià)，忽視了存在隱患的重點(diǎn)勘探和評價(jià)，影響了工程安全鑒定的準(zhǔn)確性;?鉆孔中忽視初見水位和穩(wěn)定水位的觀測記錄，造成滲流評價(jià)中人為因素影響較大;?輸水涵洞滲漏造成事故是逐年滲漏所致。由于輸水涵洞周邊土體受到滲漏影響以及小(1)型以下水庫大多數(shù)輸水涵洞結(jié)構(gòu)尺寸偏小，難以檢查且存在隱蔽性，因此，輸水涵洞的重要性和滲漏問題被忽視。在地質(zhì)勘探工作中，只見輸水涵洞地質(zhì)屬性的評價(jià)，未見該建筑物巖基節(jié)理情況及周邊填土的地質(zhì)勘探情況及相應(yīng)評價(jià)，造成工程隱患未及時掌握，嚴(yán)重者引發(fā)工程失事。如:山西洪洞縣曲亭水庫始建于1959年，壩體為水中倒土壩，后經(jīng)多次改、擴(kuò)建，工程狀況極其復(fù)雜。2013年2月，曲亭水庫輸水涵洞漏水，涵洞上方的大壩填土被帶走導(dǎo)致壩體坍塌，致使下游4個村莊被淹，南同蒲鐵路和108國道交通中斷;?根據(jù)《水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則》(SL 258—2000)，水庫三大建筑物之一存在安全運(yùn)行隱患，該工程為三類壩，即為病險(xiǎn)庫。增強(qiáng)對大壩(含壩基)、輸水涵洞和溢洪道地質(zhì)勘探重要性的認(rèn)識，在工程存在隱患時就能及時除險(xiǎn)加固，從而確保工程下游人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

總之，工程管理單位、地質(zhì)勘探單位、鑒定承擔(dān)單位和鑒定審定部門要重視地質(zhì)勘探工作，使地質(zhì)勘探的結(jié)論為工程運(yùn)行管理和安全鑒定提供有力的依據(jù)。筆者認(rèn)為:對于正常的工程，作簡單的工程地質(zhì)勘探，可以了解工程運(yùn)行地質(zhì)條件;對于存在安全隱患的工程，除按《水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB 50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(SL 55—2005)基本要求外，還應(yīng)針對工程存在的隱患位置，重點(diǎn)開展工程地質(zhì)勘探。如:探明并專題論述滲漏、變形、滑坡的部位與工程地質(zhì)特性的關(guān)系，為工程全面、準(zhǔn)確安全鑒定奠定基礎(chǔ)，從而避免因地質(zhì)勘探的重要性認(rèn)識不足導(dǎo)致地質(zhì)勘探與工程安全鑒定準(zhǔn)確性不相符，造成工程隱患得不到消除。

2 地質(zhì)勘探工作方法

水庫安全鑒定是圍繞工程運(yùn)行條件對存在問題進(jìn)行評價(jià)。工程能得到真實(shí)的評價(jià)，做好地質(zhì)勘探工作是前提。筆者認(rèn)為，做好地質(zhì)勘探工作應(yīng)從如下幾點(diǎn)入手:

2.1 認(rèn)真分析既有資料，準(zhǔn)確把握工程地質(zhì)問題

工程勘探前，工程管理單位應(yīng)盡可能收集水庫大壩已有的地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)資料、施工記錄和水庫運(yùn)行中各種監(jiān)測、險(xiǎn)情、病害位置及病害處理、區(qū)域地震等資料。在地質(zhì)勘探單位、鑒定承擔(dān)單位熟悉資料的情況下，由工程管理單位牽頭，三家一起閱讀、分析、消化資料，尤其要著重針對隱患工程的病因分析，特別是與地質(zhì)有關(guān)的病因必須全面深入分析，大致判明工程運(yùn)行的條件和存在大壩安全運(yùn)行隱患的地質(zhì)成因，形成一致看法統(tǒng)一觀念才可能有的放矢地去開展工程地質(zhì)勘探工作，布置并實(shí)施必要的地質(zhì)勘探，為工程安全鑒定提供可靠的勘探資料。

2.2 現(xiàn)場核實(shí)有關(guān)資料及布孔

對所收集的各種基礎(chǔ)資料，工程管理單位、地質(zhì)勘探單位、鑒定承擔(dān)單位應(yīng)組織有關(guān)人員通過現(xiàn)場踏勘進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)工程的隱患位置、規(guī)模等。針對基礎(chǔ)資料缺失和工程安全隱患等問題，地質(zhì)勘探單位現(xiàn)場說明布置探孔位置及數(shù)量的目的，經(jīng)現(xiàn)場探討確認(rèn)地質(zhì)勘探方案。如:莆田東方紅水庫主壩為黏土心墻堆石壩，1969年5月基本建成，同年6月，庫水位為70.0m時，主壩樁號0+220高程55.00m(壩腳)發(fā)現(xiàn)集中漏水，經(jīng)過1971年、1996～1998年和2004年三次灌漿處理，雖然集中漏水量有所減少，但集中漏水現(xiàn)象仍存在，當(dāng)庫水位為71.00m時，該處漏水量為14.30m3/d。2012年年初，在確認(rèn)水庫安鑒地質(zhì)勘探方案中，地質(zhì)勘探單位和鑒定承擔(dān)單位就該問題根據(jù)該處原施工地質(zhì)資料，分析了可能導(dǎo)致該處滲漏的原因，根據(jù)分析的結(jié)果確定布設(shè)1孔方案，探明了該處地質(zhì)與集中漏水的關(guān)系。

2.3 安全鑒定勘探思路與要求

安全鑒定階段地質(zhì)勘探的思路:工程無隱患，探明運(yùn)行條件;工程存在安全隱患，依據(jù)工程隱患成因，探明隱患與地質(zhì)的關(guān)系。

2.3.1 水庫工程常見的主要隱患

受運(yùn)行條件、地理、地質(zhì)條件等影響，各水庫工程存在各種各樣的隱患。根據(jù)我省大壩工程安全鑒定以來的資料歸納，主要隱患有:?建庫前庫岸已產(chǎn)生一定的位移或滑塌且未進(jìn)行處理。工程運(yùn)行中，由于地下水環(huán)境發(fā)生改變而加劇其不穩(wěn)定性，造成庫岸不穩(wěn)定;?由于碾壓不夠和填筑土含水量偏高，造成大壩沉降問題;?壩體填筑密實(shí)度達(dá)不到要求且壩段間施工縫自壩底至壩頂均未作碾壓處理或處理不當(dāng)，導(dǎo)致土石壩裂縫;?大壩防滲體的空隙過大或穿壩涵洞及其他構(gòu)筑物差異變形產(chǎn)生的滲漏縫隙，引發(fā)土石壩滲透穩(wěn)定問題;?基礎(chǔ)松散巖土孔隙、斷層軟弱破碎帶、軟弱破碎夾層和巖溶洞穴存在所引起的壩基滲透穩(wěn)定問題;?溢洪道山體高邊坡過陡，造成滑坡影響泄洪安全;?挑流鼻坎的尺寸不滿足滑動穩(wěn)定、傾復(fù)穩(wěn)定和允許的基礎(chǔ)應(yīng)力要求;?土質(zhì)溢洪道陡坡的護(hù)砌厚度不滿足滑動安全。

2.3.2 安全鑒定地質(zhì)勘探

安全鑒定地質(zhì)勘探應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，開展庫區(qū)地質(zhì)、壩體和壩基勘探、輸水涵洞地質(zhì)勘探和溢洪道工程地質(zhì)勘探工作。

2.3.2.1 庫區(qū)地質(zhì)勘探

庫岸在工程蓄水前期已產(chǎn)生一定的位移或滑塌，在建水庫時未進(jìn)行處理，蓄水后，由于地下水位的變化而加劇庫岸不穩(wěn)定性，尤其是近壩不穩(wěn)定體，對水庫的安全影響最大。庫岸地質(zhì)勘探不管是否存在隱患，都要進(jìn)行勘察，尤其是要對近壩庫岸的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行研究?？碧椒椒ㄒ话悴捎玫刭|(zhì)測繪和槽坑探的地表研究以及必要的工程鉆探。

2.3.2.2 壩體工程地質(zhì)勘探

了解大壩壩體心墻、代替料、砂礫料等各填筑區(qū)的現(xiàn)狀情況，以及裂縫位置、寬度、性狀;滲漏通道、范圍、性質(zhì);滑坡體范圍、滑移面寬度、性狀等相關(guān)問題。對于不同水庫的隱患，應(yīng)針對隱患情況，選擇合適的勘探手段和測試方法，勘探點(diǎn)的間距視需要而定;勘探范圍布置勘探點(diǎn)及勘探點(diǎn)的間距參照《水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB 50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(SL 55—2005)所規(guī)定的要求布置。

2.3.2.3 壩基工程地質(zhì)勘探

在分析前期相關(guān)工程地質(zhì)勘探成果的基礎(chǔ)上，通過地質(zhì)踏勘，了解工程區(qū)地形條件，調(diào)查施工和運(yùn)行期間的壩基險(xiǎn)情及隱患，查明壩基清基情況和壩基工程地質(zhì)條件，分析壩基工程地質(zhì)問題，評價(jià)壩基工程地質(zhì)問題對壩基滲流穩(wěn)定的影響程度。如:斷層的規(guī)模、填充物、軟弱夾層的厚度等地質(zhì)隱患對工程滲流及沉陷影響程度。采用的勘探手段和測試方法以及勘探范圍和勘探點(diǎn)間距可參照《水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB 50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(SL 55—2005)所規(guī)定的工程地質(zhì)勘探的要求。

2.3.2.4 輸水涵洞地質(zhì)勘探

通過管內(nèi)檢查、工程鉆探手段，以及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、土工試驗(yàn)和注水試驗(yàn)等測試方法，查明涵管位移和裂縫狀況，評價(jià)管周壩體土的滲透穩(wěn)定性和抗沖穩(wěn)定性。輸水涵洞漏水造成涵洞(管)周邊壩體地質(zhì)邊界條件改變，所形成的大壩安全隱患更加隱蔽。有資料和工程實(shí)際表明，輸水涵洞周邊的地質(zhì)問題在安全鑒定中往往容易忽視，從而造成壩體因地質(zhì)隱患垮壩。故在安全鑒定中，輸水涵洞地質(zhì)問題要引起重視。

2.3.2.5 溢洪道工程地質(zhì)勘探

工程地質(zhì)勘探是在分析前期相關(guān)工程資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)行中出現(xiàn)的隱患部位，如:溢洪道山體高邊坡陡而且山體存在滲漏現(xiàn)象，需探明該邊坡地質(zhì)情況，判斷山體是否穩(wěn)定。勘探方法一般采用地質(zhì)測繪、鉆探、槽探等地質(zhì)勘探手段，通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動力觸探試驗(yàn)、巖土試驗(yàn)、壓(注)水試驗(yàn)等觀測手段對溢洪道地基進(jìn)行工程地質(zhì)勘探。

3 結(jié)語

水庫大壩的失事絕大部分都因壩體地質(zhì)隱患造成，故在安全鑒定工作中要提升水庫大壩地質(zhì)勘探的權(quán)重。安全鑒定階段的地質(zhì)勘探，要明確思路，探明工程運(yùn)行條件和造成隱患的地質(zhì)因素，并有所側(cè)重。大壩和溢洪道出現(xiàn)工程安全隱患易發(fā)現(xiàn)，針對存在問題進(jìn)行勘探容易做到;而輸水涵洞漏水造成大壩安全隱患更加隱蔽，需要引起安全鑒定各方的重視。同時，在實(shí)際工作中，地質(zhì)勘探部門要總結(jié)勘探輸水涵洞周邊地質(zhì)勘探經(jīng)驗(yàn)，以提高土石壩安全鑒定精度?！?/p>