摘 要：在水利工程建設(shè)中，水庫粘土均質(zhì)壩體的質(zhì)量評價(jià)主要有壩體土的含水率、干密度、滲透性、壓縮性能、抗剪強(qiáng)度等重要指標(biāo)。筑壩土體的這些指標(biāo)直接影響著壩體的穩(wěn)定性，壩體的穩(wěn)定性對于水庫的蓄水能力和防洪排澇能力是有著直接影響的，直接涉及到水庫下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。為確定水庫壩體的質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)程規(guī)范和設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，宜按壩體的不同部位區(qū)段進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。
關(guān)鍵詞：水庫；壩體；浸潤線；質(zhì)量；評價(jià)方法
1 前言
水庫大壩是水利工程水庫的主要結(jié)構(gòu)形式，為水庫安全穩(wěn)定運(yùn)行充分發(fā)揮其職能作用。為了查明壩體的穩(wěn)定性，就必須要對水庫壩體質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的評價(jià)。本文以海倫市的幾座�、蛐退畮鞛槔瑢λ畮斓膲误w進(jìn)行了分析評價(jià)。
2 工程概況
幾座水庫位于黑龍江省海倫市境內(nèi)，基本都屬于克音河、扎音河、通肯河的支流，地理位置大概位于東經(jīng)126°，北緯47°。其樞紐工程大都由土壩（均質(zhì)粘土壩）、泄洪閘、輸水洞等組成，為已建小型水庫，集水面積大概是50（K）m2～70（K）m2，水庫設(shè)計(jì)原主要指標(biāo)為：校核洪水位（190m～196m），設(shè)計(jì)洪水位（188m～198m）， 校核總庫容（500×104m 3～600×104m 3），正常蓄水位（185m～195m），相應(yīng)的庫容（160×104m 3～175×104m 3），死水位（180m～191.0m），死庫容（60×104m 3～100×104m 3），壩長約350m～650m，最大壩高約8.50m，土壩壩頂寬度4.50 m～11.5m，上游邊坡1：1.5～1：3.5，下游邊坡1：2.0～1：4.5。壩上游護(hù)坡局部出現(xiàn)沉陷，壩坡受風(fēng)浪淘刷破壞較嚴(yán)重，壩頂路面凸凹不平，下游無排水設(shè)施，壩體與壩基接觸處清基不徹底，水庫存在著淤積現(xiàn)象。
3 水庫區(qū)地質(zhì)概況
該區(qū)地勢平坦開闊，地面高程為194m～207m，地形起伏不大，呈崗阜狀微起伏。微地貌景觀較發(fā)育，主要有沖溝、濕地、洼地、沼泡等。該區(qū)位于松嫩平原北部地區(qū)，第四系松散層總厚度<50m，巖性為低液限粘（粉）土，含礫級配不良中粗砂，其下為白堊系泥巖砂巖。
該區(qū)地震動峰值加速度為<0.05g；該區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s；地震基本烈度值為<Ⅵ度，工程區(qū)內(nèi)地殼總體是穩(wěn)定的。
地下水主要為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水，第四系孔隙水為潛水類型，水量貧乏，補(bǔ)給來源為上游含水層的側(cè)向徑流和大氣降水，以向下游含水層和蒸發(fā)方式排泄，潛水水位埋藏較深，十幾米～幾十米不等。
庫岸由相對隔水巖體組成，表層有一定厚度的低液限黏土，其下巖性為泥巖，水庫基本無滲漏問題，庫岸基本穩(wěn)定。庫岸大部分地段巖性由低液限黏土組成，雖有零星居民住宅和耕地，但所處地勢相對較高，庫區(qū)村屯及農(nóng)田一般不會發(fā)生浸沒。庫區(qū)及上游河床兩側(cè)地勢相對較緩，固體徑流物來源不多，水庫不易發(fā)生淤積問題。
壩基基本可視為單一粘性土地基，巖性主要為低液限粘土（包括有機(jī)質(zhì)土），為微弱透水性，中等壓縮性土，不存在滲漏和滲透穩(wěn)定問題。
4 現(xiàn)場取筑壩土樣的方法和位置
現(xiàn)場采用SH-30型鉆機(jī)進(jìn)行鉆探，采用孔內(nèi)錘擊法厚壁取土器，取土器為封閉式結(jié)構(gòu)，壁厚為0.5cm， 高為75cm，直徑為10.8cm， 在壩體選定的鉆孔內(nèi)，根據(jù)壩體浸潤線高程進(jìn)行取樣，其中：在浸潤線上部自壩頂面以下平均每2.0m取原狀土一組；在浸潤線0.5米以下開始，每2.0m取原狀土一組，直至壩基頂部（詳見壩體橫斷取原狀圖樣示意圖）。取出的土樣及時(shí)用蠟密封，標(biāo)明孔號位置，貼上標(biāo)簽，做好記錄，不振動、不日曬、不雨淋、不凍結(jié)，直至送到有關(guān)實(shí)驗(yàn)單位。 壩體橫斷取原狀圖樣示意圖
5 土體的統(tǒng)計(jì)方法與土壩質(zhì)量評價(jià)
5.1 土體的統(tǒng)計(jì)方法
在土體的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)上，是用土樣所在浸潤線上下區(qū)段進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)的，即在浸潤線以上的土體樣放到一起統(tǒng)計(jì)，在浸潤線以下的土體樣放到一起統(tǒng)計(jì)，分別統(tǒng)計(jì)出各項(xiàng)指標(biāo)的最大值、最小值、平均值。在浸潤線以上部分的土樣抗剪強(qiáng)度與固結(jié)試驗(yàn)均為天然狀態(tài)下的，在浸潤線以下部分的土樣抗剪強(qiáng)度與固結(jié)試驗(yàn)均為飽和、固結(jié)、快剪條件下的數(shù)值。
5.2 土壩質(zhì)量評價(jià)
5.2.1 壩體浸潤線以上填土質(zhì)量評價(jià)
壩體巖性為低液限粘土，總體呈可塑～硬塑狀態(tài)，為微弱透水性，土的含水率（ω）最大值為33.3%，最小值為18.8%；平均值為24.2%；孔隙比（e）最大值為1.008，最小值為0.615，平均值為0.846；干密度（ρd）最大值為1.56g/cm3，最小值為1.36g/cm3，平均值為1.47g/cm3，密實(shí)程度偏低且差異較大；滲透系數(shù)（K）最大值為5.55×10-7 cm/s，最小值為7.10×10-8cm/s，平均值為1.42×10-7cm/s；壓縮系數(shù)（αV（1～3））最大值為0.610MPa-1，最小值為0.234MPa-1，平均值為0.495MPa-1，為中等壓縮性土；壓縮模量（Es）最大值為6.54MPa，最小值為3.12MPa，平均值為4.07MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力（C）最大值為48.7KPa，最小值為10.0KPa，平均值為21.6KPa，內(nèi)摩擦角（φ）最大值為23.6°，最小值為13.7°，平均值17.0°。
5.2.2壩體浸潤線以下填土質(zhì)量評價(jià)
壩體浸潤線以下填土含水率（ω）最大值為38.9%，最小值為24.7%，平均值為27.8%；孔隙比（e）最大值為0.968，最小值為0.612，平均值為0.823；干密度（ρd）最大值為1.63g/cm3，最小值為1.31g/cm3，平均值為1.50g/cm3，密實(shí)程度偏低且差異較大；滲透系數(shù)（K）最大值為1.12×10-7 cm/s，最小值為1.36×10-5cm/s，平均值為1.45×10-6cm/s；壓縮系數(shù)（αV（1～3））最大值為0.850MPa-1，最小值為0.223MPa-1，平均值為0.382MPa-1為中等壓縮性土；壓縮模量（Es）最大值為7.28MPa，最小值為2.55MPa，平均值為5.11MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力（C）最大值為34.8KPa，最小值為13.2KPa，平均值為20.5KPa；相對應(yīng)的內(nèi)摩擦角（φ）最大值為22.4°，最小值為15.1°，平均值17.8°。詳見壩體土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表5-1。
6 結(jié)論
綜上所述：壩體浸潤線以上填土質(zhì)量與壩體浸潤線以下填土質(zhì)量的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)有一定的區(qū)別。壩體浸潤線以上含水率低，壓縮模量較小，壓縮系數(shù)較大；壩體浸潤線以下含水率相對較高，壓縮模量相對較大，壓縮系數(shù)相對較小。建議設(shè)計(jì)部門針對壩體不同部位區(qū)段采用合理的指標(biāo)，以免給工程帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
參考文獻(xiàn)
[1]SL274―2001，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2]GB50287―99，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[s].
關(guān)鍵詞：水庫；壩體；浸潤線；質(zhì)量；評價(jià)方法
1 前言
水庫大壩是水利工程水庫的主要結(jié)構(gòu)形式，為水庫安全穩(wěn)定運(yùn)行充分發(fā)揮其職能作用。為了查明壩體的穩(wěn)定性，就必須要對水庫壩體質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的評價(jià)。本文以海倫市的幾座�、蛐退畮鞛槔瑢λ畮斓膲误w進(jìn)行了分析評價(jià)。
2 工程概況
幾座水庫位于黑龍江省海倫市境內(nèi)，基本都屬于克音河、扎音河、通肯河的支流，地理位置大概位于東經(jīng)126°，北緯47°。其樞紐工程大都由土壩（均質(zhì)粘土壩）、泄洪閘、輸水洞等組成，為已建小型水庫，集水面積大概是50（K）m2～70（K）m2，水庫設(shè)計(jì)原主要指標(biāo)為：校核洪水位（190m～196m），設(shè)計(jì)洪水位（188m～198m）， 校核總庫容（500×104m 3～600×104m 3），正常蓄水位（185m～195m），相應(yīng)的庫容（160×104m 3～175×104m 3），死水位（180m～191.0m），死庫容（60×104m 3～100×104m 3），壩長約350m～650m，最大壩高約8.50m，土壩壩頂寬度4.50 m～11.5m，上游邊坡1：1.5～1：3.5，下游邊坡1：2.0～1：4.5。壩上游護(hù)坡局部出現(xiàn)沉陷，壩坡受風(fēng)浪淘刷破壞較嚴(yán)重，壩頂路面凸凹不平，下游無排水設(shè)施，壩體與壩基接觸處清基不徹底，水庫存在著淤積現(xiàn)象。
3 水庫區(qū)地質(zhì)概況
該區(qū)地勢平坦開闊，地面高程為194m～207m，地形起伏不大，呈崗阜狀微起伏。微地貌景觀較發(fā)育，主要有沖溝、濕地、洼地、沼泡等。該區(qū)位于松嫩平原北部地區(qū)，第四系松散層總厚度<50m，巖性為低液限粘（粉）土，含礫級配不良中粗砂，其下為白堊系泥巖砂巖。
該區(qū)地震動峰值加速度為<0.05g；該區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s；地震基本烈度值為<Ⅵ度，工程區(qū)內(nèi)地殼總體是穩(wěn)定的。
地下水主要為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水，第四系孔隙水為潛水類型，水量貧乏，補(bǔ)給來源為上游含水層的側(cè)向徑流和大氣降水，以向下游含水層和蒸發(fā)方式排泄，潛水水位埋藏較深，十幾米～幾十米不等。
庫岸由相對隔水巖體組成，表層有一定厚度的低液限黏土，其下巖性為泥巖，水庫基本無滲漏問題，庫岸基本穩(wěn)定。庫岸大部分地段巖性由低液限黏土組成，雖有零星居民住宅和耕地，但所處地勢相對較高，庫區(qū)村屯及農(nóng)田一般不會發(fā)生浸沒。庫區(qū)及上游河床兩側(cè)地勢相對較緩，固體徑流物來源不多，水庫不易發(fā)生淤積問題。
壩基基本可視為單一粘性土地基，巖性主要為低液限粘土（包括有機(jī)質(zhì)土），為微弱透水性，中等壓縮性土，不存在滲漏和滲透穩(wěn)定問題。
4 現(xiàn)場取筑壩土樣的方法和位置
現(xiàn)場采用SH-30型鉆機(jī)進(jìn)行鉆探，采用孔內(nèi)錘擊法厚壁取土器，取土器為封閉式結(jié)構(gòu)，壁厚為0.5cm， 高為75cm，直徑為10.8cm， 在壩體選定的鉆孔內(nèi)，根據(jù)壩體浸潤線高程進(jìn)行取樣，其中：在浸潤線上部自壩頂面以下平均每2.0m取原狀土一組；在浸潤線0.5米以下開始，每2.0m取原狀土一組，直至壩基頂部（詳見壩體橫斷取原狀圖樣示意圖）。取出的土樣及時(shí)用蠟密封，標(biāo)明孔號位置，貼上標(biāo)簽，做好記錄，不振動、不日曬、不雨淋、不凍結(jié)，直至送到有關(guān)實(shí)驗(yàn)單位。 壩體橫斷取原狀圖樣示意圖
5 土體的統(tǒng)計(jì)方法與土壩質(zhì)量評價(jià)
5.1 土體的統(tǒng)計(jì)方法
在土體的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)上，是用土樣所在浸潤線上下區(qū)段進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)的，即在浸潤線以上的土體樣放到一起統(tǒng)計(jì)，在浸潤線以下的土體樣放到一起統(tǒng)計(jì)，分別統(tǒng)計(jì)出各項(xiàng)指標(biāo)的最大值、最小值、平均值。在浸潤線以上部分的土樣抗剪強(qiáng)度與固結(jié)試驗(yàn)均為天然狀態(tài)下的，在浸潤線以下部分的土樣抗剪強(qiáng)度與固結(jié)試驗(yàn)均為飽和、固結(jié)、快剪條件下的數(shù)值。
5.2 土壩質(zhì)量評價(jià)
5.2.1 壩體浸潤線以上填土質(zhì)量評價(jià)
壩體巖性為低液限粘土，總體呈可塑～硬塑狀態(tài)，為微弱透水性，土的含水率（ω）最大值為33.3%，最小值為18.8%；平均值為24.2%；孔隙比（e）最大值為1.008，最小值為0.615，平均值為0.846；干密度（ρd）最大值為1.56g/cm3，最小值為1.36g/cm3，平均值為1.47g/cm3，密實(shí)程度偏低且差異較大；滲透系數(shù)（K）最大值為5.55×10-7 cm/s，最小值為7.10×10-8cm/s，平均值為1.42×10-7cm/s；壓縮系數(shù)（αV（1～3））最大值為0.610MPa-1，最小值為0.234MPa-1，平均值為0.495MPa-1，為中等壓縮性土；壓縮模量（Es）最大值為6.54MPa，最小值為3.12MPa，平均值為4.07MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力（C）最大值為48.7KPa，最小值為10.0KPa，平均值為21.6KPa，內(nèi)摩擦角（φ）最大值為23.6°，最小值為13.7°，平均值17.0°。
5.2.2壩體浸潤線以下填土質(zhì)量評價(jià)
壩體浸潤線以下填土含水率（ω）最大值為38.9%，最小值為24.7%，平均值為27.8%；孔隙比（e）最大值為0.968，最小值為0.612，平均值為0.823；干密度（ρd）最大值為1.63g/cm3，最小值為1.31g/cm3，平均值為1.50g/cm3，密實(shí)程度偏低且差異較大；滲透系數(shù)（K）最大值為1.12×10-7 cm/s，最小值為1.36×10-5cm/s，平均值為1.45×10-6cm/s；壓縮系數(shù)（αV（1～3））最大值為0.850MPa-1，最小值為0.223MPa-1，平均值為0.382MPa-1為中等壓縮性土；壓縮模量（Es）最大值為7.28MPa，最小值為2.55MPa，平均值為5.11MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力（C）最大值為34.8KPa，最小值為13.2KPa，平均值為20.5KPa；相對應(yīng)的內(nèi)摩擦角（φ）最大值為22.4°，最小值為15.1°，平均值17.8°。詳見壩體土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表5-1。
6 結(jié)論
綜上所述：壩體浸潤線以上填土質(zhì)量與壩體浸潤線以下填土質(zhì)量的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)有一定的區(qū)別。壩體浸潤線以上含水率低，壓縮模量較小，壓縮系數(shù)較大；壩體浸潤線以下含水率相對較高，壓縮模量相對較大，壓縮系數(shù)相對較小。建議設(shè)計(jì)部門針對壩體不同部位區(qū)段采用合理的指標(biāo)，以免給工程帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
參考文獻(xiàn)
[1]SL274―2001，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2]GB50287―99，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[s].
